Wiffract repose sur une manière d'interpréter ces signaux pour détecter les bords des objets et leur orientation.
La nouvelle a été annoncée qu'une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à Santa Barbara a développé une méthode pour déterminer les contours d'objets fixes derrière un mur analysant la distorsion du signal Wi-Fi.
La méthode, appelée Wiffract est basé sur la détection des changements dans le signal qui se produisent debido à l'interaction des ondes électromagnétiques émanant d'un émetteur Wi-Fi avec les bords des objets.
"L'imagerie de paysages fixes avec le WiFi constitue un défi considérable en raison du manque de mouvement", a déclaré Mostofi, professeur de génie électrique et informatique. "Nous avons ensuite adopté une approche complètement différente pour résoudre ce problème difficile, en nous concentrant sur le traçage des bords des objets." La méthodologie proposée et les résultats expérimentaux sont apparus dans les actes de la conférence nationale sur le radar de l'IEEE 2023 (RadarConf) le 21 juin 2023.
Les chercheurs expliquent que lorsqu'une onde radiofréquence (RF) de Le Wifi trouve un point de bord, génère un cône de rayons sortants connu sous le nom de « cône de Keller » guidé par les principes de la théorie de la diffraction géométrique (GTD).
Il est mentionné que le modèle mathématique de Wiffract peut capturer les bords d'objets stationnaires en utilisant la théorie GTD et les cônes de Keller correspondants. Une fois qu'il a identifié les « points de bord de haute confiance », Wiffract peut reconstruire les formes des objets tout en améliorant encore la carte des bords résultante à l'aide de techniques avancées de vision par ordinateur.
L'appareil mathématique utilisé par les chercheurs est basé sur la théorie géométrique de la diffraction GTD, qui décrit les effets qui se produisent lorsqu'une onde électromagnétique entoure des obstacles.
Démo Wiffract
En GTD, l’énergie est supposée se propager le long des rayons et le champ d'onde est considéré comme la somme des champs de type rayon. En plus des rayons incidents, réfractés et réfléchis, La théorie GDT introduit le concept de rayons diffractés, qui se produisent lorsque la foudre frappe une arête ou un point tranchant de la surface d'un objet.
Si le faisceau heurte une arête, les rayons diffractés forment la surface d'un cône de Keller dont l'angle d'ouverture est égal à deux fois l'angle entre le faisceau incident et la tangente à la surface de l'arête au point de diffraction. Si le rayon incident est perpendiculaire à la tangente au bord, le cône devient un plan, et s'il atteint la pointe du sommet, les rayons diffractés divergent uniformément dans toutes les directions.
"Lorsqu'une onde donnée atteint un point de bord, un cône de rayons sortants émerge selon la théorie géométrique de la diffraction (GTD) de Keller, appelé cône de Keller", a expliqué Mostofi. Les chercheurs notent que cette interaction ne se limite pas aux arêtes visiblement vives, mais s’applique à un ensemble plus large de surfaces présentant une courbure suffisamment petite.
« Selon l'orientation du bord, le cône laisse des traces différentes (c'est-à-dire des sections coniques) sur une grille de réception donnée. "Nous avons ensuite développé un cadre mathématique qui utilise ces traces coniques comme signatures pour déduire l'orientation des bords, créant ainsi une carte des bords de la scène", a poursuivi Mostofi.
La méthode proposée ne nécessite pas de formation préalable du réseau neuronal et ne se limite pas à identifier uniquement les objets couverts lors de l’apprentissage automatique. Au lieu de cela, le réseau neuronal tente de recréer les contours d’objets arbitraires en suivant leurs bords.
Un analyseur de signal qui émule un ensemble d'antennes de réception Wi-Fi prend en compte les changements de puissance du signal en des points individuels sur un plan bidimensionnel. Dans le signal qui arrive à l'analyseur, le réseau neuronal détecte les distorsions caractéristiques des ondes diffractées produites lorsqu'une onde frappe un bord et recrée la position spatiale des bords.
Pour démontrer la méthode, les chercheurs ont organisé la détection de maquettes de lettres de l'alphabet anglais placées derrière un mur, à l'aide de trois émetteurs de signaux sans fil typiques fonctionnant sur des fréquences Wi-Fi.
Pour recevoir le signal, un chariot de numérisation a été créé avec plusieurs récepteurs Wi-Fi qui se déplacent d'avant en arrière en émulant un ensemble d'antennes. Il convient de noter que la méthode fonctionne non seulement pour les objets présentant des arêtes vives visibles, mais est également applicable aux objets présentant un léger niveau de courbure de surface.
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