Wiffract 基於解釋這些訊號的方法來偵測物體的邊緣及其方向
消息發布後，一支團隊 加州大學的研究人員 在聖塔芭芭拉 開發了一種確定靜止物體輪廓的方法 在牆後分析 Wi-Fi 訊號失真。
此方法稱為 Wiffract 基於偵測發生的訊號變化 德比多 電磁波的相互作用 從帶有物體邊緣的 Wi-Fi 發射器發出。
「由於缺乏運動，使用 WiFi 對固定景觀進行成像是一個相當大的挑戰，」電機與電腦工程教授 Mostofi 說。 “然後我們採取了一種完全不同的方法來解決這個難題，重點是追踪物體的邊緣。” 所提出的方法和實驗結果發表在 2023 年 21 月 2023 日舉行的 XNUMX 年 IEEE 國家雷達會議 (RadarConf) 會議記錄中。
研究人員解釋說 當射頻波 (射頻) Wifi找到一個邊緣點，產生一個圓錐體 出射光線數 被稱為“凱勒錐體” 以幾何衍射理論（GTD）原理為指導。
值得一提的是，數學模型 Wiffract可以利用GTD理論來捕捉靜止物體的邊緣 和相應的凱勒錐體。 一旦識別出“高置信度邊緣點”，Wiffract 就可以重建物件形狀，同時使用先進的電腦視覺技術進一步改進生成的邊緣圖。
研究人員使用的數學裝置是基於衍射 GTD 的幾何理論，該理論描述了電磁波圍繞障礙物時發生的效應。
Wiffract 演示
在 GTD 中，假設能量沿著射線傳播 波場被認為是射線類型場的總和。 除了入射光線、折射光線和反射光線之外， GDT理論引入了衍射射線的概念， 當閃電擊中物體表面的鋒利邊緣或點時就會發生這種情況。
如果光束撞擊邊緣，則繞射光線形成凱勒錐體的表面，其張角等於入射光束與繞射點處邊緣表面的切線之間的角度的兩倍。 如果入射光線垂直於邊緣的切線，圓錐體就變成一個平面，如果落在頂點的尖端，則衍射光線向各個方向均勻發散。
「當給定的波撞擊邊緣點時，根據凱勒幾何衍射理論 (GTD)，會出現一個出射光線錐體，稱為凱勒錐體，」莫斯托菲解釋道。 研究人員指出，這種相互作用不僅限於明顯銳利的邊緣，也適用於曲率足夠小的更廣泛的表面。
「根據邊緣的方向，圓錐體在給定的接收光柵上留下不同的痕跡（即圓錐形部分）。 「然後我們開發了一個數學框架，使用這些圓錐形痕跡作為簽名來推斷邊緣的方向，從而創建場景的邊緣圖，」莫斯托菲繼續說道。
所提出的方法不需要對神經網路進行初步訓練 並且不僅限於識別機器學習期間所涵蓋的物件。 相反，神經網路嘗試透過追蹤任意物件的邊緣來重新創建其輪廓。
模擬一組 Wi-Fi 接收器天線的訊號分析儀 考慮了二維平面上各點的訊號功率變化。 在到達分析器的訊號中，神經網絡 檢測特徵失真 當波撞擊邊緣時產生的繞射波 並重新建立邊緣的空間位置。
為了展示該方法，研究人員組織了對放置在牆後的英文字母模型的檢測，使用了三種在 Wi-Fi 頻率上運行的典型無線訊號發射器。
為了接收訊號，我們創建了一個具有多個 Wi-Fi 接收器的掃描車，這些接收器模擬一組天線來回移動。 需要注意的是，該方法不僅適用於具有可見銳利邊緣的物體，而且還適用於具有輕微表面曲率的物體。
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