研发应用软件，服务自动驾驶，这是他的城市探索之路！
「科学研究要服务于社会。」面对着镜头，陈器坚定地向记者说道。
从着眼于视障人士群体，到服务于我国自动驾驶领域，作为一名地图学与地理信息系统专业的学生，他坚守服务社会的初心，在科研的道路上不断前行，创造出了一条独有的「城市探索」之路。
下面，我们就来听听资源环境与旅游学院2020级硕士研究生陈器的科研故事。
01
学以致用，心系社群
「科研要到生活中去，去观察、去倾听、去创造、去改变。」从小生活在小县城中的陈器，就是这样「接地气」。
「我发现我们县城的盲人出行方式都非常奇怪，他们拿一个非常长的竹竿，然后在路上拍打着摸索前行，不仅动静非常大，还有可能误伤到其他的群体。」陈器向记者介绍道。
城市交通错综复杂，盲人出行困难重重，「我们是否可以利用高科技巧避障碍呢？」通过不断地观察生活，曾几何时这样的念头突然从他的脑中闪过。本着「学以致用，服务社会」的初心，陈器决定基于所学的GIS技术，通过结合智能语音和空间分析的方式，联合团队开发一款专门服务于视障人士出行的手机APP。
这款软件主要是基于安卓平台开发，后期还开发了网页的后台端。软件的使用群体面向视觉障碍人士及其监护人。盲人主要通过语音交互的方式调用软件导航功能，而监护人不仅可以在软件上查看盲人轨迹，还可以制定轨迹以及行进的路线规划。
谈到这里，陈器激动地向记者解释道「比如说盲人在使用软件的时候，我们软件对于盲人群体来说的话，就是一个没有界面的方式。具体的使用方式类似于苹果的‘Siri’一样，比如说'Hey Siri'，那么我们的软件名字叫'小Eye'，一句‘嘿，小Eye’，比如说我要去首都师大，然后小Eye就会规划最佳路径，并通过语音的方式与你进行交互，盲人可以脱离手机来进行导航。」
细节在于观察，成功在于积累。一句「嘿，小Eye! 」的背后，是陈器不为人知的努力和夜以继日的尝试。
对于一个没有经历过系统培训的学生来说，软件开发是一件非常困难的事情，在研究的过程中，更是问题频发。在不断「发现问题、研究问题、解决问题」的过程中，陈器和团队决定采用「针对需求来解决问题」的办法。每当遇到某个功能做不下去时，陈器就会联想这个功能又使用了哪些技术，下一步就针对这些技术去学相应的方法。
但紧接着，该如何学习又成为一个新的困难了。在研究过程中，陈器遇到过很多网上和图书馆都查不到的问题，比如「地图显示定位的问题」就令他十分棘手。在地理信息里面有很多坐标系，但在另外一个坐标系统上会出现一个位置偏离的问题，甚至可能会偏几十米，谈到这里，他向记者直言自己非常苦恼。「我们在定位自己坐标的时候，发现自己明明在学校里，可是定位就定到淮海里去了。这就非常奇怪，当时我们查资料也发现明明坐标系统没有问题，但偏偏会显示到错误的位置。」陈器与团队花费了一个月的功夫，还是没能找到问题的答案，便选择尝试与软件公司取得联系，沟通过后才发现是手机硬件支持的问题。通过导入软件公司传输的支持包，系统最终才显示正常。
成功的脚印需要一步一步地向前，最终才能达到理想的彼岸。该软件目前已上架应用市场，同时，基于服务特殊群体的出发点受到评委赞同，该项目获得2021年北京市「挑战杯」一等奖。
02
追求卓越，开拓创新
「科学是对一切可能事物的观察。」陈器对于城市的探索，也远不止于视障人士这一个群体。通过不断地观察生活，陈器发现我国目前「自动驾驶」领域发展迅速。于是，他决定就国务院提出的「数字中国建设整体布局规划」，针对「城市三维点云智能分割」方向提出了一种新的模型，赋力于「国家数字城市发展计划」。
研究方法主要基于「深度学习」和「自注意力」来设计。在一个大场景的点云的三维数据当中，高效准确地分割城市场景、地理要素的各个部分。谈到这里，陈器向记者解释道「‘自注意力’类似于人眼的焦距系统，将重要的部分通过‘权值’的方法加权，然后通过‘深度学习’的方法预测所属的类别标签。比如说之前输入的点，可能不懂哪个是城市，哪个是车辆，哪个是行人，那么我们通过不断特征提取、学习特征，就可以给每个点打上标签——这个点是车辆，那个点是建筑物。」
陈器的研究方法并不是前无古人，而他的算法优势就在于「精度」。他提出的基于深度学习的智能分割模型，目前已经超过一些主流方法，分割结果的全局精度超越牛津大学等研究排名第一，在实际应用中也助力于「城市建模」，节省了人力成本。
最终，研究形成了两篇论文，一篇以第一作者发表SCI地学一区top期刊International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，荣获首都师范大学实验室开放基金项目一等奖，并申请国家专利一项；另一篇被全国激光雷达大会收录。
科学是永无止境的，前进的道路上自然也不会一帆风顺，陈器在模型的设计方面也遇到过很多挫折和失败。「比如说我们测试出来是75%的精度，那么可能实际的效果只有40%。这是一个很低的程度，我当时就感觉做不下去了。」面对着镜头，再次回忆起那段看不见光的日子，陈器的表情依然很沮丧。
「不能光说实验结果不好，得思考哪里不好？为什么不好？」疑问的出现往往就是科学的萌芽，老师的追问也让陈器开始反思自己的实验过程，研究过后，他决定参考自己论文中没有涉及到的其他参数。「我后来发现学习率和输入的点数，都是非常重要的参数。」最终，也正是通过发现了这种比较隐晦而微小的参数之后，改正了实验数据，方法也取得了比较好的效果。
陈器正是从这一段段的研究经历中，体悟出了自己独有的科研感悟：「对于科研者来说，坚持并且有智慧的坚持是一个非常重要的事情。」在一个方向明确并可以预见好的结果时，坚持是一个非常重要的事情；相反，则要及时止损。
在投身科研的同时，陈器在学习上也积极上进。
研究生入学以来，他成绩优异，2020-2021学年平均学分绩点4.09，获得2022年度「研究生国家奖学金」，获得2020-2021学年「研究生一等学业奖学金」，在五四表彰中荣获学校「三好学生」，及其他二三等奖学金三项。在班级中，他担任学习委员，团结同学，充分发挥学生干部的先进性作用，全心全意为同学服务。
目前，陈器已被香港理工大学博士学位录取，并获全额奖学金。
观察生活、服务社会
笃行尚学、勇攀高峰
希望陈器可以坚守初心
在科研的道路上继续前行
用高质量的研究成果服务社会
贡献出自己的青春力量
往期回顾
视频：窦玥、张馨予、姜絮菲
编辑：赵璟卓
责任编辑：赵璟卓
审核：郭圆圆、窦玥