25歲同濟(jì)碩士生斬獲中國(guó)首個(gè)CVPR最佳學(xué)生論文獎(jiǎng)，他還是個(gè)「賽車發(fā)燒友」
新智元報(bào)道
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編輯：拉燕 好困
【新智元導(dǎo)讀】同濟(jì)大學(xué)25歲碩士生拿下CVPR最佳學(xué)生論文獎(jiǎng)，作者是個(gè)會(huì)說(shuō)德語(yǔ)，愛(ài)玩兒賽車的計(jì)算機(jī)天才。
6月22日的CVPR大會(huì)上，頒獎(jiǎng)嘉賓大聲地念出了最佳學(xué)生論獎(jiǎng)文獲得者的名字——陳涵晟。
要知道，早在2001年，CVPR就設(shè)立了最佳學(xué)生論文獎(jiǎng)。
在這20多年間，卻從未有中國(guó)高校的學(xué)生獲此殊榮。
而這名來(lái)自同濟(jì)大學(xué)的25歲研二學(xué)生，就這樣「一不小心」實(shí)現(xiàn)了「0的突破」。
除了陳涵晟，其他作者為阿里巴巴達(dá)摩院的王丕超、王帆、李昊，以及他在同濟(jì)大學(xué)的導(dǎo)師熊璐、副導(dǎo)師田煒。
一篇論文天下聞
其實(shí)，能拿這種獎(jiǎng)的大佬，不用看，都猜到他平時(shí)的生活是什么樣子。
愛(ài)鉆研的精神、天賦異稟的頭腦以及偶爾的靈光一現(xiàn)。這些特征結(jié)合在一起，才造就了一個(gè)「最佳學(xué)生論文獎(jiǎng)」。
稍微問(wèn)問(wèn)陳涵晟的同學(xué)就知道，陳涵晟就像一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)霸一樣，經(jīng)常一個(gè)人敲代碼敲到深夜。經(jīng)常一個(gè)人在紙上比比劃劃，推導(dǎo)公式。到激動(dòng)的地方，比如說(shuō)犯了一個(gè)低級(jí)錯(cuò)誤，還會(huì)拍大腿泄憤。
這些品質(zhì)也讓陳涵晟很輕松地就變得出類拔萃。
這篇獲獎(jiǎng)?wù)撐氖顷惡?021年，在阿里達(dá)摩院以研究型實(shí)習(xí)生的身份，在實(shí)習(xí)中完成的。
根據(jù)中國(guó)科學(xué)網(wǎng)的報(bào)道，阿里達(dá)摩院算法專家王丕超曾表示，達(dá)摩院一般只招聘博士生。因?yàn)榈搅瞬┦窟@個(gè)階段，學(xué)生已經(jīng)發(fā)過(guò)不少論文，院里也能看出大概的水平。一般是不會(huì)招碩士生的。
而上面也提到了，陳涵晟是同濟(jì)大學(xué)研二的一名學(xué)生。
能讓阿里達(dá)摩院破格錄取，陳涵晟的能力可見(jiàn)一斑。
陳涵晟研一期間就曾在CVPR上發(fā)表過(guò)論文。
那時(shí)的他，剛剛加入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域一年多，在他的論文中就已經(jīng)出現(xiàn)了「在PnP中加入不確定性」的要素。
雖然，據(jù)他自己說(shuō)，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，但王丕超博士還是覺(jué)得他是個(gè)苗子。
在聯(lián)系陳涵晟之后，二人在面試后一拍即合。陳涵晟也對(duì)阿里達(dá)摩院的氛圍、環(huán)境非常滿意。兩方的緣分就此埋下。
當(dāng)然了，陳涵晟表示，阿里達(dá)摩院的計(jì)算資源很大。因?yàn)辇嫶蟮臄?shù)據(jù)集所要求的算力是非常高的。陳涵晟后續(xù)的研究也對(duì)GPU算力有很高的要求。
陳在研究生期間的卓越表現(xiàn)，肯定離不開(kāi)他本科期間打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。無(wú)論是從性格、專業(yè)知識(shí)還是鉆研的精神，都在同濟(jì)大學(xué)5年（同濟(jì)汽車專業(yè)是5年）本科期間埋下了伏筆。
可以說(shuō)，能在汽車學(xué)院讀書(shū)，也算是圓了陳涵晟兒時(shí)的一個(gè)夢(mèng)。
賽車、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)，可以說(shuō)是陳涵晟的夢(mèng)想三件套了。
更關(guān)鍵的是，他對(duì)這三者的熱愛(ài)從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。
在填報(bào)志愿的時(shí)候，他的選擇停留在了同濟(jì)大學(xué)的汽車專業(yè)和南京大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)。最終，他還是選擇了同濟(jì)大學(xué)。
而進(jìn)入同濟(jì)大學(xué)以后，陳涵晟也沒(méi)有滿足于課本內(nèi)的知識(shí)，他加入了大學(xué)內(nèi)部的「翼馳車隊(duì)」。
不同于一般的校園車隊(duì)只參加比賽，同濟(jì)大學(xué)的車隊(duì)不光參加比賽，還要自己設(shè)計(jì)賽車。社團(tuán)的性質(zhì)是半商業(yè)化的。
團(tuán)隊(duì)里有上百人，他們經(jīng)常一起參加大學(xué)生方程式賽車賽事（FSAE）。
據(jù)陳涵晟在車隊(duì)的隊(duì)友表示，剛進(jìn)隊(duì)的時(shí)候，陳也只是一個(gè)平平無(wú)奇的成員而已。
這里還有一個(gè)小插曲。陳涵晟在車隊(duì)面試的時(shí)候，把自己好一通吹。引得隊(duì)內(nèi)別的大佬怒懟了一番。經(jīng)此一事，陳涵晟進(jìn)隊(duì)后就開(kāi)始踏踏實(shí)實(shí)地當(dāng)打工仔。還在入隊(duì)后解鎖了熬夜通宵的「藝能」。
不過(guò)，因?yàn)閷?duì)賽車的熱愛(ài)，在還沒(méi)有進(jìn)隊(duì)之前，陳涵晟就做足了準(zhǔn)備。
據(jù)中國(guó)科學(xué)網(wǎng)的采訪，陳涵晟剛開(kāi)始經(jīng)常拿著一本「賽車空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)」。休息的時(shí)候，還會(huì)看賽車工程相關(guān)的雜志充電。也正是專精的閱讀讓陳涵晟積累了大量相關(guān)知識(shí)。
到了后來(lái)，陳涵晟在空氣動(dòng)力學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)，以及做一些仿真計(jì)算的能力開(kāi)始慢慢地彰顯出來(lái)了。
據(jù)他的隊(duì)友表示，陳涵晟屬于實(shí)干派。他們有的想法可能說(shuō)說(shuō)就過(guò)去了，但是陳涵晟一定會(huì)付諸實(shí)踐。
可以說(shuō)，陳涵晟在賽車隊(duì)里經(jīng)歷了從打工小弟，到「Carry大佬」的轉(zhuǎn)變。
而在接受采訪時(shí)，陳涵晟表示，彼時(shí)自己對(duì)賽車的熱愛(ài)其實(shí)追根溯源是對(duì)計(jì)算機(jī)的熱愛(ài)。只不過(guò)那時(shí)的他沒(méi)有能清晰地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。
所以他總結(jié)自己大一大二的大學(xué)生涯，比較佛系。當(dāng)然了，這種佛系不是我們普遍意義上理解的佛系。而是一種心態(tài)上的佛系，沒(méi)有抽出精力好好思考未來(lái)的方向。
而到了大三大四這段時(shí)間，陳涵晟也來(lái)不及想那么多了。來(lái)自課業(yè)和車隊(duì)的壓力迫使他只能心無(wú)旁騖地橫沖直撞。
陳涵晟在大三甚至還學(xué)會(huì)了「科學(xué)吹?！?/span>
中國(guó)科學(xué)網(wǎng)采訪了陳涵晟的同學(xué)寧同學(xué)，他表示，在陳涵晟一個(gè)人的操辦下，憑借他豐富的知識(shí)，車隊(duì)在空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)這一方面實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。
他們使用測(cè)壓孔測(cè)量尾翼和擴(kuò)散器的下壓力，使用了獨(dú)特的三段式尾翼布局形式，在仿真上對(duì)彎道工況的氣動(dòng)穩(wěn)定性做了大量研究。甚至還繪制了氣動(dòng)圖譜。
如此多的創(chuàng)新讓同濟(jì)的翼馳車隊(duì)拿下了2019年日本FSAE的「最佳空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)獎(jiǎng)」。這對(duì)于中國(guó)的車隊(duì)來(lái)說(shuō)，還是首次在國(guó)外拿獎(jiǎng)。
大量的專注讓陳涵晟不得不把自己其余的興趣愛(ài)好全部砍掉。也是在這個(gè)時(shí)期，他加入了校合唱隊(duì)。用來(lái)調(diào)節(jié)自己疲憊的身體和精神。
也是在這個(gè)階段，陳涵晟慢慢地開(kāi)始轉(zhuǎn)型了。
不再執(zhí)迷于機(jī)械，而是挖掘到了自己真正感興趣的計(jì)算機(jī)。
日本FSAE過(guò)后，陳涵晟開(kāi)始靜下心來(lái)思考自己未來(lái)的方向。在接受「汽車青年說(shuō)」采訪時(shí)，陳涵晟表示，大三大四緊張的忙碌過(guò)去后，他得以有機(jī)會(huì)開(kāi)始進(jìn)行真正和自己未來(lái)息息相關(guān)的自學(xué)。
大五那年，他加入了熊璐老師的課題組，開(kāi)始學(xué)習(xí)CV和自動(dòng)駕駛相關(guān)的知識(shí)。
據(jù)中國(guó)科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，陳涵晟表示這個(gè)轉(zhuǎn)型在外人看來(lái)可能并不容易。但是從自己的角度來(lái)說(shuō)，明確了自己未來(lái)的方向以后的日子，才是最輕松最舒服的。
而這次拿獎(jiǎng)的論文，其實(shí)在一開(kāi)始也沒(méi)有被大家賦予太高的期待。
王丕超博士表示，雖說(shuō)這項(xiàng)工作確實(shí)很不錯(cuò)，但是沒(méi)人料到最終能拿大獎(jiǎng)。
中國(guó)科學(xué)網(wǎng)采訪阿里達(dá)摩院算法專家唐家聲時(shí)，他說(shuō)道，由于最終獲獎(jiǎng)的結(jié)果大家沒(méi)有預(yù)料到，以至于最終沒(méi)有一位作者到現(xiàn)場(chǎng)參會(huì)，只能通過(guò)視頻遠(yuǎn)程領(lǐng)獎(jiǎng)。
頒獎(jiǎng)的時(shí)候，王丕超博士還因?yàn)?點(diǎn)起床起得太早，表情管理沒(méi)做好，看上去像是不屑一顧，令人捧腹。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
中國(guó)高校首次獲獎(jiǎng)
為了便于理解這篇論文的厲害之處，我們先做個(gè)小游戲體驗(yàn)一下！
首先，把雙手向正前方伸直，與地面平行。然后，伸出兩個(gè)食指，讓指尖朝向?qū)Ψ健?/span>
接下來(lái)，移動(dòng)兩條胳膊，讓雙手食指指尖相碰。
很簡(jiǎn)單對(duì)吧！
現(xiàn)在，閉上一只眼睛再試試？
這時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)，自己在移動(dòng)的時(shí)候明明看著是正對(duì)的，等到了跟前，兩個(gè)指頭竟然就錯(cuò)開(kāi)了。
這便是「單目定位」造成的距離信息喪失，一個(gè)3D視覺(jué)領(lǐng)域的經(jīng)典問(wèn)題。
其實(shí)，不單單是人眼，對(duì)于攝像頭也是這樣。
而在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，物體的準(zhǔn)確位姿估計(jì)一直以來(lái)都是個(gè)難題。
比如在自動(dòng)駕駛中，只有先計(jì)算出周邊車輛的位姿，判斷對(duì)方究竟是要加速、剎車還是變道，己方車輛才能做出對(duì)應(yīng)操作，計(jì)算不準(zhǔn)或者過(guò)慢都有可能引發(fā)事故。
論文地址：https://arxiv.org/abs/2203.13254
這篇論文，便針對(duì)單目圖像中的物體6自由度位姿估計(jì)問(wèn)題，提出了一種通用的概率n點(diǎn)透視（PnP）算法——EPro-PnP（end-to-end probabilistic PnP）。
EPro-PnP算法可作為一個(gè)可微分模塊插入到深度網(wǎng)絡(luò)中，輸出在 SE3 流形上的位姿概率密度分布，并通過(guò)最小化預(yù)測(cè)姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)分布之間的 KL 散度來(lái)實(shí)現(xiàn)端到端的物體位姿學(xué)習(xí)。
EPro-PnP結(jié)合了傳統(tǒng)幾何視覺(jué)與前沿深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，在LineMOD數(shù)據(jù)集的6自由度物體位姿估計(jì)任務(wù)和nuScenes數(shù)據(jù)集的3D目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)上均提升了位姿估計(jì)的精確度。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，EPro-PnP算法可以利用單張圖片計(jì)算出3D物體在真實(shí)世界里的位置。
對(duì)此，陳涵晟謙虛地表示：它確實(shí)和其他論文不太一樣，算是一個(gè)小突破，拿沒(méi)拿獎(jiǎng)我都覺(jué)得是一點(diǎn)小突破。
他相信，如果真正推廣開(kāi)來(lái)，是能為3D視覺(jué)乃至更廣的領(lǐng)域提供新思路的。
作者簡(jiǎn)介
田煒，同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院助理教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)槊嫦蛑悄荞{駛的環(huán)境目標(biāo)感知技術(shù)和軌跡預(yù)測(cè)技術(shù)。
他是上海市浦江人才計(jì)劃入選者，主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、上海市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等橫縱向課題，曾參與德國(guó)聯(lián)邦教育研究部、德國(guó)博世研究院智能駕駛項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，并擔(dān)任國(guó)際會(huì)議IEEE ITSC2015、FUSION2021、CVCI2021分會(huì)場(chǎng)主席，發(fā)表智能駕駛領(lǐng)域SCI/EI論文近40篇，著有專著2部。
熊璐，工學(xué)博士、教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任同濟(jì)大學(xué)新能源汽車工程中心副主任。
熊璐教授長(zhǎng)期從事汽車底盤(pán)控制、分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制、智能駕駛相關(guān)科研工作，主持和參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、973 計(jì)劃、863 計(jì)劃和國(guó)家支撐計(jì)劃等多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目。
發(fā)表SCI/EI 論文100 余篇，授權(quán)專利40 余項(xiàng)，參撰英文著作2部；曾獲2011年中國(guó)汽車工業(yè)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、2013年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2019年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。
現(xiàn)任《同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)》編委和國(guó)內(nèi)外多個(gè)期刊的評(píng)審專家、國(guó)家自然基金和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目評(píng)審專家，擔(dān)任國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合主席、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)汽車智能交通分會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)青年委員會(huì)副主任委員、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)車輛控制與智能化專委會(huì)委員。
王丕超博士是阿里達(dá)摩院的高級(jí)算法工程師，曾入選AI 2000最具影響力的學(xué)者，并被斯坦福大學(xué)評(píng)為世界Top 2%的科學(xué)家。
他分別于2017年在澳大利亞伍倫貢大學(xué)獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位，2013年在天津大學(xué)獲得信息與通信工程碩士學(xué)位，2010年在南昌大學(xué)獲得網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)士學(xué)位。
王博士撰寫(xiě)了70多篇經(jīng)同行評(píng)審的論文，其中有不少在IJCV、IEEE TIP、IEEE MM、IEEE THMS、CVPR、ICCV、AAAI、ACM MM等頂級(jí)期刊和會(huì)議上發(fā)表，并曾擔(dān)任ICME 2021的領(lǐng)域主席。
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