Wiffract je založen na způsobu interpretace těchto signálů k detekci hran objektů a jejich orientace
Byla zveřejněna zpráva, že tým vědci z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře vyvinula metodu pro určování obrysů stacionárních objektů za zdí analyzující zkreslení signálu Wi-Fi.
Metoda, tzv Wiffract je založen na detekci změn v signálu, ke kterým dochází z důvodu k interakci elektromagnetických vln vycházející z Wi-Fi vysílače s okraji předmětů.
„Zobrazování nehybné krajiny pomocí WiFi je značnou výzvou kvůli nedostatku pohybu,“ řekl Mostofi, profesor elektrotechniky a počítačového inženýrství. "Potom jsme zvolili zcela odlišný přístup k řešení tohoto obtížného problému a zaměřili jsme se na sledování okrajů objektů." Navrhovaná metodika a experimentální výsledky se objevily ve sborníku 2023 IEEE National Radar Conference (RadarConf) dne 21. června 2023.
Vědci to vysvětlují když radiofrekvenční vlna (RF) z Wifi najde okrajový bod, vygeneruje kužel vycházejících paprsků známý jako "Kellerův kužel" vedeny principy teorie geometrické difrakce (GTD).
Je zmíněno, že matematický model Wiffract dokáže zachytit okraje stacionárních objektů pomocí teorie GTD a odpovídající Kellerovy kužely. Jakmile Wiffract identifikuje „spolehlivé okrajové body“, může rekonstruovat tvary objektů a zároveň dále vylepšovat výslednou okrajovou mapu pomocí pokročilých technik počítačového vidění.
Matematický aparát používaný výzkumníky je založen na geometrické teorii difrakce GTD, která popisuje efekty, ke kterým dochází, když elektromagnetická vlna obklopí překážky.
Wiffract Demo
V GTD se předpokládá, že se energie šíří podél paprsků a vlnové pole je považováno za součet polí typu paprsku. Kromě dopadajících, lomených a odražených paprsků, Teorie GDT zavádí koncept difraktovaných paprsků, ke kterým dochází při úderu blesku do ostré hrany nebo bodu na povrchu předmětu.
Pokud paprsek narazí na hranu, difraktované paprsky vytvoří povrch Kellerova kužele, jehož úhel otevření je roven dvojnásobku úhlu mezi dopadajícím paprskem a tečnou k povrchu hrany v bodě difrakce. Je-li dopadající paprsek kolmý k tečně k hraně, stává se kužel rovinou a dopadá-li na špičku vrcholu, rozbíhají se ohybové paprsky rovnoměrně do všech směrů.
„Když daná vlna zasáhne okrajový bod, vynoří se kužel vycházejících paprsků podle Kellerovy geometrické teorie difrakce (GTD), nazývaný Kellerův kužel,“ vysvětlil Mostofi. Výzkumníci poznamenávají, že tato interakce není omezena na viditelně ostré hrany, ale vztahuje se na širší soubor povrchů s dostatečně malým zakřivením.
„V závislosti na orientaci hrany zanechává kužel na dané přijímací mřížce různé stopy (tj. kónické řezy). „Pak jsme vyvinuli matematický rámec, který používá tyto kónické stopy jako signatury k odvození orientace hran, čímž jsme vytvořili okrajovou mapu scény,“ pokračoval Mostofi.
Navržená metoda nevyžaduje předběžné trénování neuronové sítě a neomezuje se pouze na identifikaci objektů pokrytých během strojového učení. Místo toho se neuronová síť pokouší znovu vytvořit obrysy libovolných objektů sledováním jejich okrajů.
Analyzátor signálu, který emuluje sadu antén přijímačů Wi-Fi zohledňuje změny výkonu signálu v jednotlivých bodech na dvourozměrné rovině. V signálu, který se dostane do analyzátoru, neuronová síť detekuje charakteristická zkreslení difraktovaných vln, které vznikají, když vlna dopadá na okraj a znovu vytvoří prostorovou polohu hran.
Jako ukázku metody výzkumníci zorganizovali detekci maket písmen anglické abecedy umístěných za zdí pomocí tří typických bezdrátových vysílačů signálu pracujících na frekvencích Wi-Fi.
Pro příjem signálu byl vytvořen skenovací vozík s několika Wi-Fi přijímači, které se pohybují tam a zpět a emulují sadu antén. Je třeba poznamenat, že metoda funguje nejen pro objekty s viditelnými ostrými hranami, ale je použitelná i pro objekty s mírnou úrovní zakřivení povrchu.
konečně jestli jsi zájem dozvědět se o tom více, můžete zkontrolovat podrobnosti v následující odkaz.