人工智慧与仪器仪表 合作助力航空工程

时事热点北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。 　　仪器仪表已成为现代国防建设技术装备的重要组成部分，我国航天工业的固定资产1/3是仪器仪表和计算机；运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2左右；高精度制导、控制，航天精纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。由此来看，火箭的运行，少不了仪器仪表。
 　　运载火箭中的测量仪表是一个重要环节。测量仪表的用途是时刻检测运载火箭的飞行状况。例如飞行路线的校准，飞行姿态的评估，如果与预设有偏差则会发出信号以便及时改正。后执行机构将收到的信号转化为各单位对应的设备并催使设备运作，就能让运载火箭更好的完成自身的任务。
 　　火箭上的仪器舱一般在有效载荷舱的下面，它是安装飞行控制系统主要仪器设备的专用舱段，而火箭上的飞行控制系统主要是由中间装置(电子计算机等)、测试仪表(陀螺仪、加速度表等)、执行机构(中磁阀门、电爆器材、姿态喷管、发动机伺服机构等)和电源配电装置(电池、二次电源、配电器等)组成。
 　　详细来讲，中间装置是火箭的“大脑”，它接到测量仪表发来的各种纠偏信号后，立即进行计算和综合处理，并将信号放大后传送给执行机构；测量仪表就好比是火箭的“眼睛”，能随时监视运载火箭飞行路线是否对头，飞行姿态是否正确，并及时发出纠偏信号；执行机构接到中间装备传来的命令后，把电信号转变成一种相应的机械运动，准确地对火箭飞行路线或飞行姿态进行纠偏，使发动机能按时点火、关机和实现各级按时分离。所以执行机构好比是运载火箭的“手脚”。
 　　AI在航天中的展望
 　　AI+运载火箭—未来，将运载火箭设计阶段梳理的飞行过程故障模式与传感器参数相结合，研究基于人工智能的运载火箭飞行阶段故障自诊断以及深度学习训练方法，在分秒必争的运载火箭飞行段完成故障预测、故障定位与故障隔离工作，并通过轨迹弹道重规划、制导姿控模型重生成，有效隔离局部故障，规避失败风险，化飞行轨迹与姿态控制，有效挖掘潜在运力资源
 　　AI+深空探测—基于人工智能、视觉计算、监控装置的自动驾驶将大幅提高探测、地形勘测的效率。根据视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的地形状况，利用图像识别等智能感知技术、智能决策和智能控制技术可以实现行星探测车的自主行动，选取探测路线，智能避开障碍物体，以小的代价、的效率采集有用信息，大大辅助深空探测应用。
 　　大数据人工智能等技术与航天装备的结合是未来的发展趋势，实现装备信息智能采集、远程保障、智能决策的融合并通过信息和通信技术的应用，加速对浩瀚太空探索的脚步。