科技日報記者 符曉波 吳純新 通訊員 陳思 張耀宗

閆健招 攝

清晨早起，不是去項目現(xiàn)場，就是去實驗室，查閱文獻、指導學生、操作試驗……武漢工程大學電氣信息學院教授洪漢玉的日程幾十年如一日，周末節(jié)假日也很少休息。

在外人看來枯燥而單一的科研工作，對洪漢玉來說卻時間緊迫，一刻都耽誤不得，“做科研需要投入大量時間，絕不能有歇一歇的想法?！?/p>

2021年，洪漢玉榮獲“優(yōu)秀共產黨員”榮譽稱號。

新年伊始，洪漢玉申請的國家自然科學基金面上項目獲批立項。洪漢玉帶領團隊馬不停蹄，再次投入研究。

洪漢玉是我國最早從事氣動光學效應校正的科研工作者之一，從事高速飛行器成像探測氣動光學效應校正研究已有20余年。在此期間，他主持的項目連續(xù)6次在我國高超飛行器氣動光學效應校正領域獲得國家自然科學基金委員的專項資助，帶領團隊打破歐美等發(fā)達國家在此領域長達50多年的技術封鎖。

給高速飛行器“矯正視力” 

高速飛行器在大氣層內飛行時，大氣中湍流、高速摩擦產生的高溫等會對平臺攜帶的成像探測、導航、制導系統(tǒng)造成干擾，導致成像探測系統(tǒng)看不清、看不遠，成像模糊、抖動、偏移，這一現(xiàn)象又叫作氣動光學效應。

“就像人眼得了近視，高速飛行器受氣動光學效應影響，無法在復雜環(huán)境下精準搜索、定位，并傳回清晰畫面?！焙闈h玉說。

形象地說，洪漢玉團隊的研究領域就是要為高速飛行器“矯正視力”，提高高速飛行器作業(yè)時的精準度和工作效率。

讓高速飛行器看得清、看得遠，絕非讓近視的人戴上眼鏡那么簡單，其中涉及控制氣動光學效應、校正氣動光學效應的諸多理論、方法和技術，還要在此基礎上研究形成解決問題的創(chuàng)新思路和方法。

“關鍵技術只能靠自己從零起步?！被貞?999年自己第一次參與我國航天氣動光學效應圖像數(shù)字校正理論研究任務，洪漢玉有感而發(fā)。那一年，洪漢玉師從我國航天制導領域著名專家張?zhí)煨?，正在華中科技大學圖像所攻讀博士學位。當時的他主要研究方向是三維重建。

彼時，導師張?zhí)煨蛩诘娜A中科技大學圖像所正在攻克如何通過數(shù)字方法、用圖像處理技術，解決高速飛行器“看不見”“看不清”的問題。20余年前，我國在航天航空領域基于成像的相關應用剛剛起步，美國、俄羅斯、日本等發(fā)達國家只公開民用圖像處理技術，涉及國防安全的資料無跡可尋，項目組摸索了2年，進展緩慢。

張?zhí)煨蛱岢鲎寯?shù)學基礎好、編程能力強的洪漢玉緊急加入項目組，這意味著洪漢玉要放下手頭已快有成果的三維重建研究，重新進入相對陌生領域。當洪漢玉了解到該項目是國家急需要解決的科研項目，他一口就答應轉移研究方向，轉投高速飛行器氣動光學效應圖像處理研究。

這個決定從此改變了洪漢玉的人生軌跡。鉆進航天科研領域，他一干就是20多年。

從無到有從有到精 突破技術封鎖

面對之前完全沒有接觸過的科學技術難題，洪漢玉心里也沒有底，但他臨危受命，馬上投入研究，不眠不休地編程實驗，心里只有一個信念——“我非要做出來不可”。

功夫不負有心人，洪漢玉發(fā)揮數(shù)字建模優(yōu)勢，通過反復多次實驗，從湍流模糊圖像中將目標清晰恢復出來，并以此證實高速飛行器氣動光學效應可以通過數(shù)字校正。這一核心技術使我國航天氣動光學效應數(shù)字矯正領域找到方向，并實現(xiàn)零的突破。

勝利成果總是短暫的，科研道路是永無止境的。氣動光學效應圖像校正的困難和挑戰(zhàn)性在于圖像退化程度隨著空間隨機變化，同時伴隨空變熱輻射效應及像素偏移等因素，機理十分復雜。

研究中，洪漢玉發(fā)現(xiàn)，國內外許多學者提出的算法對仿真湍流退化圖像復原有效，而對實際湍流退化圖像復原效果很差，“引起成像退化的因素很多，這些因素不可預知、不斷變化，錯綜復雜，必須探索圖像校正技術新方向，研究能在整個飛行過程中可用的自適應的有效校正方法?！?/p>

對此，洪漢玉團隊大膽猜測，究竟是圖像的退化處理湍流干擾，還是有其他因素，要設計出有效的算法，就要找出多種不確定、變化多樣影響因素的規(guī)律，并涉及更科學算法。

洪漢玉團隊采用“化繁為簡，各個擊破”的思路，將復雜退化模式逐個拆解簡化，經(jīng)過長時間探索和試驗，提出“統(tǒng)一復原”觀點和概念。這一技術突破在多個國際會議上報告上亮相，得到國際一致認可。

從圖像角度思考，洪漢玉團隊及時地轉變思路和方向，發(fā)現(xiàn)氣動光學效應與圖像特征變化緊密關聯(lián)。據(jù)此，洪漢玉團隊提出全新校對方法——空變逐點校正方法，該方法基本解決我國高速飛行器成像探測氣動光學效應圖像校正問題，提高制導精度，從分不清目標到看得清目標細節(jié)。

不僅如此，洪漢玉介紹，由于高速飛行器對硬件開銷有苛刻要求和嚴格限制，他的團隊研發(fā)的系列氣動光學效應校正算法，充分考慮這些應用需求，直接集成到現(xiàn)有成像系統(tǒng)中，不需要額外增加硬件處理板開銷，性價比高、移植性強，方便靈活。

投身航天 甘做無名英雄

閆健招 攝

由于種種原因，洪漢玉很多科研成果不能申報人才稱號，也不能發(fā)表文章，對于科研工作者來說“很不劃算”。但談及自己的科研工作，洪漢玉卻始終自豪而滿足：“一心一意做科研是一種享受！”

隨著洪漢玉在圖像復原領域的成果得到國際認可，很多國家曾邀請他出國搞科研，并承諾豐厚報酬，都被他一一婉拒。“國家的需求才是科研真正的培育土壤，做科研，必須永遠把國家利益放在第一位?！?/p>

洪漢玉常常把航天科研精神植入教學。團隊內研究生李施陽說：“洪老師經(jīng)常講，要把一切問題都消滅在地面上，不能讓航天飛行器帶任何疑點上天?！痹诳蒲猩?，洪漢玉始終秉承這種信念，涉及到實驗項目，他對學生們則非常嚴格，不允許有任何疏忽。

在團隊成員眼中，洪漢玉很少休息，周末經(jīng)常加班，連春節(jié)也沒休息幾天就回到實驗室工作。 “我們受洪老師影響挺大的，每項任務都會超標準、提前完成?！?研究生王云飛說。

洪漢玉認為，做科研不能有畏難情緒，要有尋根究底的探索精神。“學習是掌握別人總結的知識，科研是鉆研自己探索的未知。越是書上沒有的，越是前人沒有做過的，越是我們鉆研的方向。要堅持，不怕挫折，要搞得明明白白?！?/p>

目前，洪漢玉所負責的湖北航天圖像處理與目標識別科研創(chuàng)新團隊主要成員13人，全部具有博士學位，埋頭苦干，為的是讓氣動光學效應校正方法的計算步驟更簡練，速度更快，最大程度節(jié)約飛行制造成本。

關鍵詞： 飛行器 眼科 視力