Wiffract es basa en una forma d'interpretar aquests senyals per detectar les vores dels objectes i la seva orientació
Es va donar a conèixer la notícia que un equip de investigadors de la Universitat de Califòrnia a Santa Bàrbara ha desenvolupat un mètode per determinar els contorns d'objectes estacionaris darrere una paret analitzant la distorsió del senyal Wi-Fi.
El mètode, anomenat Wiffract, es basa a detectar canvis en el senyal que es produeixen causa a la interacció de les ones electromagnètiques que emanen d'un transmissor Wi-Fi amb les vores dels objectes.
"Imatge de paisatges fixos amb WiFi és un desafiament considerable a causa de la manca de moviment", va dir Mostofi, professor d'enginyeria elèctrica i informàtica. «Després, adoptem un enfocament completament diferent per abordar aquest difícil problema, centrant-nos a traçar les vores dels objectes». La metodologia proposada i els resultats experimentals van aparèixer a les Actes de la Conferència Nacional de Radar IEEE 2023 (RadarConf) el 21 de juny de 2023.
Els investigadors expliquen que quan una ona de radiofreqüència (RF) de Wifi troba un punt de vora, genera un con de raigs sortints conegut com «con de Keller» guiada pels principis de la teoria de la difracció geomètrica (GTD) .
S'esmenta que el model matemàtic de Wiffract pot capturar les vores dobjectes estacionaris utilitzant la teoria GTD i els corresponents cons de Keller. Quan identifica «punts de vora d'alta confiança», Wiffract pot reconstruir les formes dels objectes mentre millora encara més el mapa de vores resultant mitjançant tècniques avançades de visió per ordinador.
L'aparell matemàtic utilitzat pels investigadors es basa en la teoria geomètrica de la difracció GTD, que descriu els efectes que es produeixen quan una ona electromagnètica envolta obstacles.
Demostració de Wiffract
A la GTD, se suposa que l'energia es propaga al llarg dels raigs i el camp d'ona es considera la suma dels camps de tipus de llamp. A més dels raigs incidents, refractats i reflectits, la teoria GDT introdueix el concepte de raigs difractats, que ocorren quan un raig colpeja una vora o una punta esmolada a la superfície d'un objecte.
Si el feix incideix en una vora, els raigs difractats formen la superfície d'un con de Keller l'angle d'obertura del qual és igual al doble de l'angle entre el feix incident i la tangent a la superfície de la vora al punt de difracció. Si el raig incident és perpendicular a la tangent a la vora, el con es converteix en un pla, i si incideix a la punta del vèrtex, els raigs difractats divergeixen uniformement en totes direccions.
«Quan una ona donada incideix en un punt de vora, sorgeix un con de raigs sortints segons la Teoria Geomètrica de Difracció (GTD) de Keller, anomenat con de Keller», va explicar Mostofi. Els investigadors assenyalen que aquesta interacció no es limita a vores visiblement esmolades, sinó que s'aplica a un conjunt més ampli de superfícies amb una curvatura prou petita.
“Depenent de l'orientació de la vora, el con deixa diferents empremtes (és a dir, seccions còniques) en una reixeta receptora determinada. Després desenvolupem un marc matemàtic que utilitza aquestes empremtes còniques com a firmes per inferir l'orientació de les vores, creant així un mapa de vores de l'escena”, va continuar Mostofi.
El mètode proposat no requereix un entrenament preliminar de la xarxa neuronal i no es limita a identificar només els objectes coberts durant l'aprenentatge automàtic. En canvi, la xarxa neuronal intenta recrear els contorns d'objectes arbitraris seguint-ne les vores.
Un analitzador de senyal que emula un conjunt d‟antenes de receptors Wi-Fi té en compte els canvis a la potència del senyal en punts individuals d'un pla bidimensional. Al senyal que arriba a l'analitzador, la xarxa neuronal detecta les distorsions característiques de les ones difractades que es produeixen quan una ona incideix sobre una vora i recrea la posició espacial de les vores.
Com a demostració del mètode, els investigadors van organitzar la detecció de maquetes de lletres de l'alfabet anglès col·locades darrere una paret, utilitzant tres transmissors de senyals sense fil típics que funcionen en freqüències Wi-Fi.
Per rebre el senyal, es va crear un carro d'escaneig amb diversos receptors Wi-Fi que es mouen cap endavant i cap enrere emulant un conjunt d'antenes. Cal assenyalar que el mètode funciona no només per a objectes amb vores esmolades visibles, sinó que també és aplicable a objectes amb un lleuger nivell de curvatura superficial.
Finalment si estàs interessat a poder conèixer més sobre això, Pots consultar els detalls al següent enllaç.