治晕船、解拥堵、拦截无人机、玩虚拟现实游戏…… 神孵化!高大上的航天技术巧妙落地
新华每日电讯记者张建松
高大上的航天技术,与寻常百姓生活有什么联系?正在上海举行的第十八届中国国际工业博览会(上海工博会)上,中国航天科技集团上海航天技术研究院展示的一系列产品,令人脑洞大开。
借用防空导弹技术拦截无人机
无人机技术的普及,给人们视角带来非凡改变的同时,也给城市低空安全带来了极大隐患。法国一架无人机曾飞越核电站上空；美国曾有一架无人机坠毁在白宫草坪；德国总理默克尔的选举集会上,也出现了一架小型无人机。全球多个国际机场,还发生了数起无人机和航班飞机擦身而过的危险事件,令人惊出一身冷汗。
加强对无人机的飞行管控十分必要。但由于无人机目标小,又活动在城市低空空域,现有的防空探测手段无法及时发现；而其飞行高度又超过了常规枪械的射程,利用现有的警用装备,也难以对其实施有效拦截。
借用防空导弹技术,上海航天技术研究院推出一种新型的无人机拦截器,并综合应用特殊设计的低空雷达以及光电探测器,研制出“城市低空安保防空系统”。
与拦截导弹不同的是,无人机拦截器没有安装战斗部,而是配备了一张足够强大的捕获网。在接近目标时,可将捕获网定向弹出,捕捉目标,并随即弹出降落伞,让拦截下的无人机徐徐降落,避免二次伤害。
据介绍,新开发的“城市低空安保防空系统”可广泛应用于机场、大型场馆、重要工厂等区域的低空安全保卫,监控能力超过5公里,拦截能力超过3公里,对民用飞行器和遥控无人机目标的拦截能力突出。
用航天技术防晕船、防撞车
乘船出海,最怕晕船。有什么办法让船在大海里实现零航速减摇呢?
用控制卫星姿态的技术可以实现。漂浮在茫茫宇宙,发射升空的卫星需要确保在轨观测的稳定性,目前普遍采用一种名叫“控制力矩陀螺”的执行机构来控制卫星姿态。
上海航天技术研究院将卫星上的“控制力矩陀螺”核心技术进行转化,针对各类船舶减摇,开发了船用减摇陀螺,可广泛应用于舰艇、渔政船、海事船、救助船等各类船舶上,多项技术均属国内首创。
上海航天技术研究院相关负责人魏新生说:“船用减摇陀螺具有高转速、低功耗、低成本的特点,减摇效果好、可靠性高、维护便利,占用空间小,任意航速均可减摇,并可实现旧船加装。”据估算,如果采用减摇陀螺,仅国内游艇就将产生2亿元的订单需求。
航天技术成果不仅能“下海”,还能“上路”——随着城市轨道交通建设快速发展,利用科技手段提高交通安全系数十分重要。上海航天技术研究院将数十年积淀的航天雷达技术服务于交通,开发了一系列智能交通安全与探测产品。
目前,上海地铁的1号线、5号线、13号线等多条线路,已安装了基于航天雷达技术的“安全眼”——列车辅助追踪预警系统。该系统能综合通信、定位、身份识别等技术,实时测量同一轨道前后车距离,一旦距离小于安全范围,立即发出警报,弥补了人为判断的局限性。
在本届上海工博会上,上海航天技术研究院还展出了新开发的拳头产品:有轨电车预警系统,采用扫描激光雷达,对车辆前方进行2.5D高精度成像,输出电车碰撞预警信号。便携式微波视频车检器,能同时分辨多车道的侦测区域及不同种类车型,提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息。
此外,上海航天技术研究院还联合高校研制了轨道交通疑犯识别预警系统,能在城市熙熙攘攘的人群中,敏感地搜索到违法犯罪嫌疑犯、通缉犯或暴恐分子等危险人员的“人脸”,对维护城市安全打击犯罪有重大意义。
依靠激光雷达导航的电力巡检机器人
智能化变电站是智能电网建设的重要内容,准确获取变电设备的状态信息是智能化变电站建设的首要任务。
针对电力行业的特殊需求,上海航天技术研究院开展了基于激光雷达导航方式的电力巡检机器人项目研制。在本届上海工博会上,电力巡检机器人精彩亮相。
看上去像一辆四轮小汽车的电力巡检机器人,由机器人本体、导航定位系统、自动充电系统、图像识别系统、移动巡检数据管理系统组成。其中,机器人本体行走采用四轮驱动及独立悬挂的形式,可适应多种地形,具备具有前进、后退、原地转弯等功能,转弯半径小,行动灵活。
导航定位系统采用先进的激光导航,通过地形扫描建立地图,可实现自动定位以及自动行驶功能；自动充电系统还可监测自身电量,电量不足时自动返回充电；长焦变倍镜头与红外镜头组合的图像识别系统,可“聪明”地读取电力表盘数据、感知温度。
利用航天仿真技术的虚拟现实游戏平台
航天产品上天之前,往往需要在地面上进行大量的仿真试验,这就需要仿真转台模拟其飞行时的各种姿态进行验证。
多年来,上海航天技术研究院在仿真转台研制中,掌握了虚拟现实平台的多项核心技术,解决了多自由度仿真平台设计与制造、精密伺服电动缸设计与制造、多自由度平台伺服驱动与控制等技术难题。
利用这些仿真技术,在本届上海工博会上,上海航天技术研究院专门推出了一台六轴飞车虚拟现实游戏平台,集计算机图形学、多媒体技术、仿真技术于一体,可模拟真人实景下的操作体验,前来体验的参观者络绎不绝。
上海航天技术研究院现场负责人徐群说:“飞车虚拟现实游戏平台,仅仅是航天仿真技术应用的一个形象化展现。相关平台和仿真技术,可广泛用于起重机、挖掘机、矿车等工程机械的虚拟现实训练等,还可应用于各种科技馆、游戏乐园、主题公园、商场、国防教育等场所,实现多种不同场景的虚拟现实模拟。”