测绘新青年•裴凌|导航定位领域的创新者
【人物名片】裴凌,上海交通大学电子信息与电气工程学院副教授兼上海北斗导航创新研究院副院长,入选上海市浦江人才计划。主持国家科技重大专项项目、国防预研项目、上海市科技创新行动计划项目等十余项。研究成果“运动情境感知辅助个人导航”被全球导航学术界与工业界最为知名的《GPSWorld》杂志列为未来个人导航十大方向之一。
【研究方向】主要从事室内外无缝定位与融合导航相关技术的研究。
作为一名77后的导航定位领域科学家,博士毕业才11年的上海交通大学副教授、上海北斗导航创新研究院副院长裴凌的科研年龄可能还不算大,可是翻开他的简历,你会发现他的研究方向却是不少,有室内外无缝导航与定位、无线定位、卫星定位与导航、多网络多传感器定位、情景感知、三维个人导航、位置服务与空间行为分析、智能认知手机、全源融合导航和认知导航等多个研究方向。
对此,裴凌的解释是,自己热衷于新事物,每当一个研究方向做到一定程度时,自己会去有意识地了解行业的新方向,然后结合自己的专业知识去拓展。“基本上五年左右,我会有一个新方向的拓展。”
如今,裴凌就处在研究方向的转折期。他目前正着手两个方向的研究,一是偏理论性研究方向的认知导航,一个是偏应用型研究方向的全源融合导航。“转折期其实比较阵痛,因为你要有很多知识需要去补。”裴凌说。
今年4月,借助上海北斗导航创新研究院与芬兰地球空间研究所合作共建实验室的契机,工作出差去芬兰的裴凌去拜访了一位赫尔辛基大学从事脑神经学科研究的教授。“想让他可以给我当前的研究一些启发。”
裴凌至今仍然很清晰地记得自己出国和回国的日期。
“我是2007年9月20日到的芬兰,这天刚好是我的生日。”裴凌说。这一年,一直觉得自己应该有更大舞台施展才华的裴凌,放弃了南京东南大学仪器科学与工程学院留校任教的机会,选择去芬兰大地测量研究所(2015年更名为芬兰地球空间研究所)工作。
在此之前,已获得江西农业大学农业机械化工程硕士的裴凌为了追求更大发展舞台,选择报考了东南大学测试计量技术及仪器博士专业。
在芬兰工作六年后,已经是芬兰大地测量研究所资深研究员(永久职位)、UbiPos团队研究主管的裴凌萌生了回国发展的想法。“我觉得人都有事业心,通过国外工作这六年,我能看到自己的‘天花板’”,裴凌说,“要干大事,还得回国,毕竟国内的舞台更大,机会更多。”
裴凌在演讲
2013年8月20号,放弃芬兰工作岗位和优越待遇的裴凌带着家人回到了上海。此时,他的想法是,首选创业,其次是深耕科研。
很快,阿里巴巴率先找到裴凌洽谈合作,当得知他围绕停车场定位导航的创业想法后,阿里巴巴处于市场风险的考虑,未与裴凌达成合作。随后,又陆续有数家企业找到裴凌,但最后都未能谈成。
创业受阻后,求稳的裴凌选择了深耕科研这条路。在一番权衡后,他选择了上海交通大学。“原因有三点,一是上海教育资源更好,对小孩未来发展好;二是上海国际化程度高,各方面条件接近国外水平;三是上海交通大学未来发展潜力大。”
然而,8月炎热的上海天气,加上工作和住所还未正式安顿好,裴凌心里有点开始打退堂鼓了。“当时深切体会到国内外的差距,真想拔腿走人。”他特意提到,因为没有交通工具,办理入校手续的他需要经常往返于学校和住所,以至于他吐槽:“自己的腿都快走断了。”但一心回国想做大事、且自信适应能力强的裴凌还是决定留下来。
即便如此,习惯了国外宽松环境的裴凌还是花了半年的时间才调整好心态,适应节奏更快的国内环境。“适应期要比自己想象中的长,毕竟在出国前自己就已经在国内得到了很多锻炼。”
这时,慢慢适应新环境的裴凌坚信,只要不怕累,够努力,一定能在上海交通大学闯出一片天地。
新单位,新作为。
在芬兰大地测量所主要从事基于WiFi、蓝牙、微惯性等室内定位技术研究的裴凌调整了自己的研究方向,把重心放在了基于行为感知的自然状态下行人航位推算(NPDR)技术的行人室内定位研究上。他介绍,这项研究启动于2011年。经过两年的研究,个人的研究成果----“运动情境感知辅助个人导航”在2013年被《InsideGNSS》杂志封面列为未来个人导航十大方向之一。
经过两年的深耕研究,裴凌决定把研究成果用起来了。于是,他先后与中兴、阿里巴巴、高德、滴滴等公司以及消防单位展开项目合作交流,在地下停车场、室内商场、手机终端等大众应用场景和消防员专业终端等行业应用场景中推广NPDR技术。
2015年,基于NPDR技术的行人室内定位研究上已经进入实际应用阶段,裴凌把自己的研究重心又放到了偏应用型研究方向的全源融合导航和偏理论性研究方向的认知导航上。
裴凌介绍,全源融合导航源于2010年美国提出的ASPN项目,旨在GPS无法使用的情况下为美军提供导航定位。随后,中国开始跟进,国家重大专项中设立了全源融合项目。通过PK,裴凌领衔的科研团队在2015年成功中标。目前,他研究全源融合导航方向主要放在机器人和无人机平台上。
裴凌作学术报告
在认知导航研究方向上,裴凌主要聚集人的类脑导航研究。方向启发自2014年诺贝尔生理学或医学奖,来自英国及挪威三位科学家发现了构成大脑定位系统的细胞。
“当时知道后,自己非常兴奋,就往认知导航方向去做。”然而,裴凌面临的难度非常大。“因为很多东西,甚至认知科学领域的专家都没讲清楚。”即便如此,裴凌还是没有放弃。2015年获得了国家自然科学基金面上项目的支持,今年,通过深度的学习认知和导航领域的知识,他对认知导航的研究有了许多新想法。
多变的研究方向,让裴凌在导航定位领域别树一帜。对此,外界对他也是褒贬不一。好的声音大多称赞他有想法,不好的声音大多则称他不够深入。然而,裴凌知道,自己还是更喜欢新事物,于是他每隔几年都会基于目前的研究基础拓展一个新方向。“哪怕方向有困难,我也会坚持下去。”
在不断探索新的研究方向的同时,摆在裴凌面前最棘手的问题就是知识储备不够。
对此,他认为,精力不够是造成知识储备不够的主要原因。“以前在国外专攻一个方向,且管好自己就行了,但是回国后,不仅方向拓展了,而且团队也有了,所以不仅要管好自己,还要管好团队,这导致精力分散,使得某些知识点不能像原来一样了解清楚,进而在知识储备上会力不从心。”
为了弥补知识储备不够的问题,裴凌一方面通过延长每周召开的团队例会时间了解技术细节。同时,借助上海交通大学医工交叉研究基金,加强学科交叉,增进知识了解,激发新想法。
另一方面通过快速学习掌握知识。他举例道,一是从微信上了解知识;二是翻阅自己感兴趣的论文,并分享给学生一起讨论。“在讨论过程中,我通常会问学生问题,要是问到学生回答不了,我觉得效果就达到了。”
三是审稿。身为国内外期刊的编委,裴凌会有选择性地挑选一些认为对自己有帮助的文章进行审稿,尤其是更关注新方向的国际期刊进行审稿。
“人的精力是有限的,因此只有快速学习掌握知识,才能更好地把握好研究方向,进而有足够多的知识去指导学生。”裴凌说。
在他看来,不断学习既是对自己的要求,也是对所有科研工作者的要求。
裴凌(中)与友人合影
同时,他也认为,一名优秀的科研工作者还需要具备以下素质:一是嗅觉敏锐,善于发现新方向;二是拓展精神,不能闭门造车;三是耐得住寂寞,做科研需要三到五年时间的积累,可能才会有代表性的成果;四是善于表达,科研工作者必须要学会交流,必须要学会表达,以便让大家了解自己的技术成果。
当问及自己是不是优秀的科研工作者时,裴凌稍稍停顿了一下,谦虚地笑着说:“还需努力。”事实上,裴凌已经跻身优秀科技工作者的行列。
今年1月,上海交通大学郁文贤教授领衔的团队所支持的高精度高可靠定位导航技术与应用项目获国家科技进步二等奖,裴凌在该项目中排列第五。
该项目围绕国家战略需求和战略新兴产业发展的迫切需要,针对高精度、高可靠、高可用技术难题,在核心算法、基础产品、检测技术和特色应用四方面开展技术攻关,解决了城市环境下高稳定高精度定位、高精度室内定位、多模多频高性能导航芯片、高性能模组与终端、检测技术和北斗导航定位特色应用系统等。
今年4月,裴凌作为通讯作者的论文《迈向位置增强型物联网:用于广域定位的LoRa信号特性分析》在IEEEUPINLBS 2018国际会议上斩获了最佳工业创新论文奖。
此前,在情景感知方向,2010年获得了IEEE/ION PLANS BEST PAPERAWARD,2013年指导Tampere University of Technology博士生获得ION(Institute of Navigation)优秀学生论文奖;在NPDR方向,2015年获得CSNC年度优秀论文提名,2016年获得CSNC青年优秀论文奖和CSNC最佳口头报告奖。此外,2010年和2012年三维导航与图像定位相关成果两次被《GPSWorld》作为封面报道。
一路走来,裴凌称自己能在导航定位领域有所建树,离不开三位老师的帮助。
“首先是感谢东南大学王庆老师,他让我快速成长。”裴凌说。他回忆,在东南大学读测试计量技术及仪器博士期间,王庆直接把刚入学的裴凌派到湖南株洲去实习。
因为不懂卫星定位,裴凌在20多天的实习中,遇到了许多技术问题,尤其是在面对架好的基站接收不到卫星数据问题时,没有经验的裴凌花了很长时间才解决好。当实习即将结束时,看到赶来的王庆,裴凌如释重负。
裴凌作报告
“当时看到王老师,就如同见到亲人,毕竟那段时间压力特别大。”有了这次锻炼,裴凌在面对类似的项目时更为得心应手。随后在承接原国土资源部项目时,裴凌在花完经费卡里最后一分钱后,王庆把自己家里的银行卡拿出来充当项目经费。在这笔经费的支撑下,裴凌和同事如愿完成了项目。
其次,裴凌要感谢的是原芬兰大地测量研究所导航定位部主任、现武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任陈锐志。“陈老师对我最大的帮助就是鼓励我去做科研和创新”,裴凌说,“当时我在国内读博士的时候,偏向于做项目,到了芬兰则偏向做理论研究。因此在转变过程中,陈老师教会我如何做科研,如何去创新。”
“最后要感谢郁文贤老师,他让我能站在一个更高的平台施展才能。”裴凌说。他所在的以郁文贤为首的上海市北斗导航与位置服务重点实验室团队作为上海市的平台,支撑着整个上海导航位置服务产业的发展。“高平台意味着我有一个更好的机会。”
谈到未来规划时,裴凌表示,坚持两条腿走路。一条腿是加强与企业合作,促进科研成果落地;另一条腿是做好基础研究,不断拓展新方向。
对新事物的追求,或许让裴凌的未来更加值得期待。
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