用视觉系统探索火星生命

人类从视觉数据中获得大量的环境信息。但是当你需要一台机器来解读视觉数据时会发生什么呢?通过雄心勃勃的火星任务，NASA正在成为机器视觉领域的领导者。

用机器眼睛看红色星球

美国宇航局最近火星任务的科学目标是:

• 来确定火星上是否存在生命。
• 来描绘这颗红色星球的气候特征。
• 了解火星的地质和磁性。

视觉系统对任务至关重要的原因有几个:

视觉系统发现新的生命迹象

科学家们很容易在地球上识别化石和其他生命迹象，但在火星上呢?这颗红色星球的外星大气层意味着生物特征可能非常不同。机器视觉帮助研究人员在非生命中发现生命，无论它以何种形式存在。

视觉系统揭示火星地质

每个现代探测车都有一个显微成像仪，用于创建土壤和岩石的详细图像。为了确定在哪里可以找到有收获的样本，研究人员必须评估漫游者的位置。成像仪和探测车的“眼睛”都必须尽可能精确。

九眼火星探测器:科学的胜利

包括显微成像仪在内，火星漫游者有9只“眼睛”，用于执行特定任务:

四个危险规避摄像头

如果漫游者被困在无法通过的地形上，就没有人能让它掉头了!四个“haz”摄像头安装在底盘的前后，利用可见光创建3D图像。图像被传递给软件，使漫游者能够做出有关机动的战术决定。

尽管它们的分辨率很低，但烟雾摄像头非常令人印象深刻:它们的视野约为120度，弥补了它们不能独立旋转的事实。漫游者会比较在它前面10英尺处拍摄的成对图像来绘制地形。它的视野是“楔形的”，最大距离约12英尺。

两个导航摄像机

这些摄像机安装在探测器的“头部”——桅杆上。利用可见光，他们生成黑白3D全景图像。每辆车都有一个45度的视野，与烟雾摄像头互补，并为科学家提供必要的视角，以设计穿越恶劣地形的策略。

两个全景摄像头

“潘卡姆”提供了火星景观的3D彩色全景图。凭借精确的高度和狭窄的视野，它模拟了0.3毫弧度的视觉-与人眼相同的规格。它的两个立体“眼睛”每个都包含八个专门的滤波器;它们总共有11个独特的彩色和太阳成像滤光片。Pancam最大的特点之一是多光谱分析。使用它的太阳能过滤器，它甚至可以面向太阳获得绝对位置信息!

Pancam在桅杆上的位置允许它360度旋转，它固定的杆可以上下180度移动。尽管它们功能齐全——可以生成高达4000像素的马赛克，周围可生成24000像素的马赛克——但单个相机的重量只有8盎司左右。令人惊讶的是，它们的分辨率在200万像素左右:今天的高端消费相机已经达到50万像素!