Wiffract ขึ้นอยู่กับวิธีการตีความสัญญาณเหล่านี้เพื่อตรวจจับขอบของวัตถุและการวางแนว
มีข่าวออกมาว่าทีมงานของ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ในซานตาบาร์บาร่า ได้พัฒนาวิธีการกำหนดรูปทรงของวัตถุที่อยู่นิ่ง ด้านหลังกำแพงเพื่อวิเคราะห์การบิดเบือนสัญญาณ Wi-Fi
วิธีการที่เรียกว่า Wiffract ขึ้นอยู่กับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณที่เกิดขึ้น ครบกำหนด ต่อปฏิกิริยาของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เล็ดลอดออกมาจากตัวส่งสัญญาณ Wi-Fi ที่มีขอบของวัตถุ
“การถ่ายภาพทิวทัศน์คงที่ด้วย WiFi ถือเป็นความท้าทายอย่างมากเนื่องจากไม่มีการเคลื่อนไหว” มอสโตฟี ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์กล่าว “จากนั้นเราก็ใช้แนวทางที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในการแก้ไขปัญหาที่ยากลำบากนี้ โดยมุ่งเน้นไปที่การติดตามขอบของวัตถุ” วิธีการที่นำเสนอและผลการทดลองปรากฏในรายงานการประชุม IEEE National Radar Conference (RadarConf) ประจำปี 2023 เมื่อวันที่ 21 มิถุนายน 2023
ผู้วิจัยอธิบายว่า เมื่อเกิดคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ของ Wifi หาจุดขอบ สร้างกรวย ของรังสีที่ออกมา เรียกว่า "โคนของเคลเลอร์" นำโดยหลักการของทฤษฎีการเลี้ยวเบนทางเรขาคณิต (GTD)
ได้มีการกล่าวถึงแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ ไวฟแฟรกต์สามารถจับขอบของวัตถุที่อยู่นิ่งได้โดยใช้ทฤษฎี GTD และกรวยเคลเลอร์ที่สอดคล้องกัน เมื่อระบุ "จุดขอบที่มีความมั่นใจสูง" Wiffract จะสามารถสร้างรูปร่างของวัตถุขึ้นใหม่ในขณะที่ปรับปรุงแผนที่ขอบผลลัพธ์เพิ่มเติมโดยใช้เทคนิคการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ขั้นสูง
เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่นักวิจัยใช้นั้นมีพื้นฐานมาจากทฤษฎีเรขาคณิตของการเลี้ยวเบน GTD ซึ่งอธิบายผลกระทบที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าล้อมรอบสิ่งกีดขวาง
การสาธิต Wiffract
ใน GTD พลังงานจะถือว่าแพร่กระจายไปตามรังสี และสนามคลื่นถือเป็นผลรวมของสนามประเภทรังสี นอกเหนือจากการตกกระทบ รังสีหักเหและสะท้อนแล้ว ทฤษฎี GDT แนะนำแนวคิดเรื่องรังสีเลี้ยวเบน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อฟ้าผ่ากระทบขอบคมหรือชี้ไปที่พื้นผิวของวัตถุ
หากลำแสงกระทบขอบ รังสีเลี้ยวเบนจะสร้างพื้นผิวของกรวยเคลเลอร์ซึ่งมีมุมเปิดเท่ากับสองเท่าของมุมระหว่างลำแสงที่ตกกระทบและแทนเจนต์กับพื้นผิวของขอบที่จุดเลี้ยวเบน หากรังสีตกกระทบตั้งฉากกับเส้นสัมผัสของขอบ กรวยจะกลายเป็นระนาบ และหากกระทบกับปลายจุดยอด รังสีที่หักเหจะแยกออกอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง
“เมื่อคลื่นกระทบถึงจุดขอบ กรวยของรังสีที่ออกมาจะปรากฏขึ้นตามทฤษฎีเรขาคณิตของการเลี้ยวเบนของเคลเลอร์ (GTD) ที่เรียกว่ากรวยเคลเลอร์” มอสโทฟีอธิบาย นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าปฏิกิริยานี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงขอบคมที่มองเห็นได้ แต่ใช้กับพื้นผิวที่กว้างขึ้นและมีความโค้งเล็กน้อยเพียงพอ
“ขึ้นอยู่กับการวางแนวของขอบ กรวยจะทิ้งร่องรอยต่างๆ (เช่น ส่วนที่เป็นทรงกรวย) ไว้บนตะแกรงรับที่กำหนด “จากนั้นเราได้พัฒนากรอบงานทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ร่องรอยทรงกรวยเหล่านี้เป็นลายเซ็นต์เพื่ออนุมานการวางแนวของขอบ ดังนั้นจึงสร้างแผนผังขอบของฉาก” มอสโทฟีกล่าวต่อ
วิธีการที่นำเสนอไม่จำเป็นต้องมีการฝึกอบรมเบื้องต้นเกี่ยวกับโครงข่ายประสาทเทียม และไม่จำกัดเพียงการระบุวัตถุที่ครอบคลุมระหว่างการเรียนรู้ของเครื่องเท่านั้น โครงข่ายประสาทเทียมจะพยายามสร้างรูปทรงของวัตถุตามอำเภอใจขึ้นมาใหม่โดยทำตามขอบของมัน
เครื่องวิเคราะห์สัญญาณที่จำลองชุดเสาอากาศรับสัญญาณ Wi-Fi คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงกำลังของสัญญาณในแต่ละจุดบนระนาบสองมิติ ในสัญญาณที่ไปถึงเครื่องวิเคราะห์โครงข่ายประสาทเทียม ตรวจจับการบิดเบือนลักษณะเฉพาะ ของคลื่นกระเจิงที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นกระทบกับขอบ และสร้างตำแหน่งเชิงพื้นที่ของขอบขึ้นมาใหม่
ในการสาธิตวิธีการนี้ นักวิจัยได้จัดการตรวจจับการจำลองตัวอักษรภาษาอังกฤษที่วางอยู่หลังกำแพง โดยใช้เครื่องส่งสัญญาณไร้สายทั่วไป XNUMX เครื่องที่ทำงานบนความถี่ Wi-Fi
ในการรับสัญญาณ รถเข็นสแกนถูกสร้างขึ้นโดยมีเครื่องรับ Wi-Fi หลายตัวที่เคลื่อนที่ไปมาเพื่อจำลองชุดเสาอากาศ ควรสังเกตว่าวิธีนี้ใช้ได้ผลไม่เพียงกับวัตถุที่มีขอบคมที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับวัตถุที่มีความโค้งของพื้นผิวเล็กน้อยอีกด้วย
ในที่สุดถ้าคุณเป็น สนใจที่จะทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้คุณสามารถตรวจสอบรายละเอียดได้ในไฟล์ ลิงค์ต่อไปนี้