反射|85后北大海归教授提出可见光反射互联概念，发明光标签技术让车辆行驶更安全标签|光反射|车辆|北大|明光

“去华尔街做金融 IT，是当时很多计算机从业者的憧憬。结果 2008 年发生了次贷危机，这件事改变了我的想法，并促使我决定踏踏实实地做一些能改变人类生活的技术。”
谈及做学术的初衷，北京大学信息科学技术学院高能效计算与应用中心助理教授、新体制研究员许辰人博士在交流中告诉 DeepTech。

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图 | 许辰人（来源：受访者）
2010 年底，北大成立高能效计算与应用中心，为快速找到物联网与无线网络领域的年轻老师，该应用中心专门写了一个爬虫（Python）软件，在全世界搜罗相关人才，最终筛选出一批曾以第一作者身份在顶会发表至少 3 篇论文的人选。
就这样，活跃于 ACM SenSys、UbiComp 等顶会的许辰人，被爬虫 “爬” 了出来，并收到该应用中心的面试邀请。
当时，刚从美国罗格斯大学毕业的许辰人，正忙着寻找美国的机会，而这封邮件让他动了回国的念头。经过面试和交流，并在完成一年卡耐基梅隆大学的博士后研究后，他在 2015 年开学季正式入职北大高能效计算与应用中心，并成为一名预聘制（Tenure-track）助理教授。
来到北大后，许辰人主要研究物联网、移动互联网、边缘云计算及其在后 5G 时代的高速移动全场景应用。

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图 | 不仅仅是反光牌：基于光标签技术的山路会车安全提升
不仅仅是反光牌
自 2013 年起，反射通信就成为无线网络领域最火的研究方向之一。许辰人很喜欢无源低功耗互联这一核心理念，但希望能做一些创新。
受路面上反光标志物的启发，他想把这些原本是为了增强可见性和交通安全性而部署的道路基础设施，改造成携带可定制动态信息的光标签。
他和团队运用软硬件协同的思路，从硬件电路 PCB 着手，实现了物理层到应用层的全栈研发。团队耗时两年自主研发出光标签技术，实现了车灯和路标之间的信息互动，并让车路协同变得更低功耗、低成本和便于大规模部署。
智能网联车和无人驾驶技术是未来交通、物流运输网络乃至智慧城市的关键基础和推动力，也是提高道路交通安全和缓解交通拥挤的重要途径。而当前的无人驾驶技术，主要依赖被动成像传感器进行基于视觉 AI 算法的道路状况识别、理解和决策。
然而，对于算法在训练数据中没见过的突发事故，如临时施工和湿滑路面等极端场景，这种技术就很难进行可靠推理。
许辰人认为，对道路基础设施进行智能化改造、使其能感知动态道路和交通状况，并实现车路之间的信息交互共享、以及智能协同同样至关重要。此外，低成本和易维护，也是此类技术方案在面临大规模部署时需要考虑的因素。
基于此，他在国际上首次提出可见光反射互联（Visible Light Backscatter Communication and Networking）的概念，发明了光标签（VLID）技术，并创建出一套全新的端到端车路协同与车联网感知技术方案。
该方案可对反光材料上的无源反射光信号进行调制，可把反光材料变成小型物联网设备，并能基于车灯侧收到的光信号提取信息，从而感知到难以判断的路面情况，如道路湿滑、事故、求援等。
该技术的核心创新点在于，通过将道路上泛在的交通牌、路障等反光物体，进行低成本偏振光学技术革新，并设计成智能光标签设备，进而在反光回路上创建无源被动可见的光数据链路，最终向过往车辆传递道路动态信息。
概括来说，光标签技术能把道路改造成充满感知神经元的交通生命系统，该技术除可用于高速公路下的路况感知，还能应用在物流仓储等封闭场景中的智能车导航、未来飞行汽车的虚拟轨道构建和引导，以及超级地铁（例如 Hyperloop）中基于反光信标的导航辅助信息传递。
据介绍，光标签技术有如下独特优势：
超低功耗：光标签自身不发射光信号，而是在反光回路上，通过操控光的偏振状态实现信息调制和传输，这样可将传输功率降低 100 多倍。
可规模化部署：光标签利用反光物体为基质，相比 5G C-V2X 和 DSRC 技术，其硬件本身和部署成本降低几十倍。此外，光标签设备可通过自然光，来进行数据通信和能量采集，无需外部电源即可运行，便于偏远地区的大规模部署。
高精度定位：光标签可利用反光信号方向性强的特点，突破了射频通信技术中信号干扰和多径效应的局限性，并通过信号处理算法提取载波相位信息，作为关键特征来实现车辆分米级定位与追踪。在复杂遮挡环境中，它的结果比基于 GPS 和射频的方案更精准。