随着机器人和人工智能进入各个领域，太空探索也不例外。漫游者、着陆器和其他太空飞行器被部署用于行星和其他天体的表面探测，以进行观测。这些设备不仅可以收集地形信息，还可以在地表探测任务中识别月球和行星岩石。

认知：旨在提高数据处理和漫游者自主性

在竞争激烈的航天部门，降低总体成本，同时从航天任务中取得实质性成果变得越来越重要。出于这个原因，研究人员现在正在探索使用商业现成零件进行成本效益高的车载漫游车处理。KP实验室、计算机视觉实验室和波兹南理工大学物理交互感知实验室正在开发的认知项目的目的也是如此。

认知是欧洲航天局开放空间创新平台（OSIP）计划的一部分。这项合作研究旨在评估先进航天器、机载数据处理的可能性，同时将传输的数据有效载荷减少到基本信息。此外，这些团队的目标是提高漫游车、着陆器和其他太空飞行器的自主性。

为模拟月球任务做准备

LunAres研究站的哈士奇漫游者

为了让研究人员实现他们雄心勃勃的目标，他们不得不部署一个足够坚固的四轮机器人平台，以在充满挑战的地形中生存。此外，该平台需要集成各种传感器，以进行数据收集和处理。对于这样的任务，PUT的研究人员选择了一辆哈士奇漫游车作为基础平台。月球车将用于月球研究站模拟月球任务的平台远程操作和深度学习推理。https://lunares.space

数据处理与深度学习推理

该项目的目标之一是创建一个深度学习模型，在执行模拟月球任务时检测月球表面的岩石。为了让哈士奇做好执行任务的准备，该团队不得不用Xilinx Versal VCK190（https://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/vck190.html）开发套件（一种嵌入式现场可编程门阵列（FPGA）板）更换其板载PC。该套件包括Xilinx Versal自适应计算机加速平台（ACAP），这是一种可编程芯片，可用于各种应用。VCK190还包括Xilinx Versal AI引擎，这是一款用于深度学习模型的专用硬件加速器。该FPGA板用于降低功耗，同时实现并行数据处理和深度学习推理。

ROS 2框架和硬件集成

为了为Husky漫游车创建一个基于ROS 2的框架，第一步是将ROS 2包添加到Petalinux图像中。meta-ros（https://github.com/ros/meta-ros）存储库用于构建带有ros 2包的图像。团队选择了ROS 2 Foxy，因为它能更好地支持他们的硬件。为了为Husky漫游者包构建元层，该团队必须修改原始包，使其与Xilinx平台兼容。

此外，他们为IMU传感器创建了一个基于ROS 2的元层，以提供里程测量数据。为深度相机集成创建了另一个元层，以捕获图像并向漫游者提供深度数据。最后要集成到基于ROS2的框架中的是一个AI引擎端点。端点是KP实验室创建的Python脚本，用于接收图像和输出分割图。

获取的摄像机图像的分割

哈士奇漫游车：执行任务的理想平台

该团队成功地为他们的哈士奇漫游车创建了一个基于ROS 2的框架。火星车能够远程导航，检测障碍物，并对获取的摄像机图像进行分割。观看在LunAres研究站进行的模拟月球任务中，哈士奇漫游车在岩石之间行驶的视频：

鉴于该项目的时间很短，团队不想花费宝贵的资源来构建自己的平台。在不确定系统可靠性的情况下集成组件来构建系统可能会在时间敏感的项目中造成挫折。

“Husky performs well on difficult, sandy terrain. In addition, it makes it easier to carry out modifications, both on hardware and software. Clearpath Robotics also provides packages for ROS 2, which is crucial for our project and its future development.” – Bartosz Ptak – PhD Student, Computer Vision Lab, Poznań University of Technology. 

该团队计划将他们的项目扩展到行星视觉里程计，以提高哈士奇漫游车的自主性。

他们研究的摘要IEEE IGARSS 2023（https://2023.ieeeigarss.org）已接受使用ROS 2'的基于异构计算平台、具有人工智能能力的行星漫游器的集成。

认知项目由KP实验室（项目负责人）和波兹南理工大学的联合团队开发。

如果您想了解更多关于PUT计算机视觉实验室的信息， click https://putvision.github.io

如果你想了解更多关于KP实验室的信息, you can visit their website. https://kplabs.space

如果你想了解Husky UGV，可以点击http://www.jingtianrobots.com/index.php?id=9