Wiffract temelji na načinu interpretacije teh signalov za zaznavanje robov predmetov in njihove orientacije
V javnost je prišla novica, da je ekipa raziskovalci s kalifornijske univerze v Santa Barbari je razvil metodo za določanje kontur mirujočih objektov za steno, ki analizira popačenje signala Wi-Fi.
Metoda, imenovana Wiffract temelji na zaznavanju sprememb v signalu, ki se pojavijo zapadlosti na interakcijo elektromagnetnih valov ki izhaja iz oddajnika Wi-Fi z robovi predmetov.
"Slikovanje fiksnih pokrajin z WiFi je velik izziv zaradi pomanjkanja gibanja," je dejal Mostofi, profesor elektrotehnike in računalništva. "Nato smo ubrali popolnoma drugačen pristop k reševanju te težke težave in se osredotočili na sledenje robov predmetov." Predlagana metodologija in eksperimentalni rezultati so se pojavili v zborniku Nacionalne radarske konference IEEE 2023 (RadarConf) 21. junija 2023.
Raziskovalci to pojasnjujejo ko radiofrekvenčni val (RF) od Wifi najde robno točko, ustvari stožec odhajajočih žarkov znan kot "Kellerjev stožec" ki ga vodijo načela geometrijske teorije uklona (GTD).
Omenjeno je, da je matematični model Wiffract lahko zajame robove nepremičnih objektov s teorijo GTD in ustrezni Kellerjevi stožci. Ko identificira »robne točke z visoko stopnjo zaupanja«, lahko Wiffract rekonstruira oblike predmetov, hkrati pa dodatno izboljša nastali zemljevid robov z uporabo naprednih tehnik računalniškega vida.
Matematični aparat, ki so ga uporabili raziskovalci, temelji na geometrijski teoriji uklona GTD, ki opisuje učinke, ki se pojavijo, ko elektromagnetno valovanje obkroža ovire.
Demo Wiffract
V GTD se domneva, da se energija širi vzdolž žarkov valovno polje pa se obravnava kot vsota polj tipa žarka. Poleg vpadnih, lomljenih in odbitih žarkov, Teorija GDT uvaja koncept difraktiranih žarkov, ki nastanejo, ko strela udari v oster rob ali konico na površini predmeta.
Če žarek zadene rob, uklonjeni žarki tvorijo površino Kellerjevega stožca, katerega odpiralni kot je enak dvakratnemu kotu med vpadnim žarkom in tangento na površino roba v točki uklona. Če je vpadni žarek pravokoten na tangento roba, postane stožec ravnina, in če zadene konico vrha, se uklonjeni žarki enakomerno razhajajo v vse smeri.
"Ko dani val zadene robno točko, se pojavi stožec izhajajočih žarkov v skladu s Kellerjevo geometrijsko teorijo uklona (GTD), imenovan Kellerjev stožec," je pojasnil Mostofi. Raziskovalci ugotavljajo, da ta interakcija ni omejena na vidno ostre robove, ampak velja za širši nabor površin z dovolj majhno ukrivljenostjo.
»Odvisno od orientacije roba stožec pusti različne sledi (tj. stožčaste odseke) na dani sprejemni rešetki. "Nato smo razvili matematični okvir, ki uporablja te stožčaste sledi kot podpise za sklepanje o orientaciji robov in tako ustvari zemljevid robov prizora," je nadaljeval Mostofi.
Predlagana metoda ne zahteva predhodnega usposabljanja nevronske mreže in ni omejeno samo na identifikacijo predmetov, zajetih med strojnim učenjem. Namesto tega poskuša nevronska mreža poustvariti konture poljubnih predmetov tako, da sledi njihovim robom.
Analizator signala, ki posnema nabor sprejemnih anten Wi-Fi upošteva spremembe moči signala v posameznih točkah na dvodimenzionalni ravnini. V signalu, ki doseže analizator, nevronska mreža zazna značilna popačenja difrakcijskih valov, ki nastanejo, ko val trči na rob in poustvari prostorski položaj robov.
Kot predstavitev metode so raziskovalci organizirali zaznavanje maket črk angleške abecede, postavljenih za steno, z uporabo treh tipičnih oddajnikov brezžičnega signala, ki delujejo na frekvencah Wi-Fi.
Za sprejem signala je bil ustvarjen voziček za skeniranje z več sprejemniki Wi-Fi, ki se premikajo naprej in nazaj in posnemajo niz anten. Opozoriti je treba, da metoda ne deluje samo za predmete z vidnimi ostrimi robovi, ampak je uporabna tudi za predmete z rahlo stopnjo ukrivljenosti površine.
končno če si zanima več o tem, podrobnosti lahko preverite v naslednja povezava.