Қолданбалар & WiFi кескінінің шектері

Әдетте IT деп аталатын ақпараттық технологиялар автомобиль, тұрғын үй, бағдарламалық қамтамасыз ету және медицина сияқты көптеген салаларды дамытты. IT сарапшылары мен ғалымдары сонымен қатар Wi-Fi кескіні деп аталатын қуатты бейнелеу технологиясының орындылығын зерттеді.

Есептеу бейнелеу технологиясы нысандарды анықтау мен сәйкестендірудің кең ауқымы бар. Ғалымдар дәстүрлі микротолқынды бейнелеуді қолдана отырып, көптеген әдістерді ойлап тапты. Алайда олар нәтижелі нәтижелерге қол жеткізе алмады.

Сондықтан олар технологияны жетілдіріп, Wi-Fi кескінін енгізді, біз оны осы мақалада қарастырамыз.

Сымсыз бейнелеу дегеніміз не?

Сымсыз кескіндеу – кескіндерді сымсыз желі арқылы түсіріп, тасымалдайтын технология. Бұл қарапайым көрінуі мүмкін, бірақ олай емес.

Сымсыз бейнелеу - бұл бірнеше саланы қамтитын кең ұғым, соның ішінде:

• Автомобиль
• Ақылды үй немесе IoT
• Өндірістік қолданбалар

Біз қолданбаларды қарастырамыз және WiFi кескінін пайдалану жағдайларын қолданамыз. Бірақ алдымен бұл технологияның не екенін түсініп алайық.

Кіріспе

Wi-Fi немесе сымсыз интернет технологиясы 1997 жылы адамдар заманауи желілік құрылғыларды пайдалана бастаған кезде енгізілді. Бұған дейін телефон желілері және басқа да кабельдік қосылымдар интернеттің көзі болды.

Ол технология ескі болғандықтан, пайдаланушылар ешқашан кабельдік интернеттен жақсырақ бола алмады. Ол баяу болды және желідегі үзілістерге толы болды. Ол да болдыКеңістіктік жиіліктің екі өлшемінде пайдалы нәтиже алу үшін үлгінің көлденең және тік осін білу маңызды.

Wi-Fi Imaging қолданбалары

Wi-Fi кескінінің бірнеше қолданбалары жасалуда. коммерциялық және өндірістік мақсатта қолданылады. Мысалы.

Тауарлық-материалдық қорларды бақылау

Сауда орталықтары мен сауда орталықтары қорларды басқару үшін радар сенсорларын қолданатын арбаларды пайдаланды. Бұл радармен басқарылатын вагонеткаларға ешқандай сенсор белгісі қажет емес, себебі әрбір арба арнайы идентификатормен жұмыс істейді.

Дерекқор арбаларды бірнеше командаға топтайды, содан кейін супервайзер әр командаға тапсырма береді.

Бұл арбалар қоймалардың инвентарлық қорын тиімді басқаруда табысты. Сонымен қатар, тұтынушылар бұл арбаларды mart's үй-жайларының ішінен ала алады және қолма-қол ақшасыз сатып алу жүйесі арқылы сауда жасай алады.

Smart Homes

IoT - тұрғын үй индустриясындағы келесі үлкен жетістік. Wi-Fi кескіндеу технологиясы үлкен нысандарды анықтау үшін дәстүрлі радиолокациялық анықтауды жүзеге асырады, соның ішінде:

• Есіктер
• Windows
• Тоңазытқыш

Үйіңіздегі үлкен нысандарды басқару үшін антенналар мен қажетті сенсорларды орналастыруға болады. Мысалы, антенна массивімен өлшенген кеңістіктік жиіліктер бар байланыс сигналдарын тексеріп, объектінің күйі туралы хабардар ете алады.

Сонымен қатар, сіз орташа кеңістіктік өзара когеренттілік арқылы бүкіл жүйені бағдарламалай аласыз.және Wi-Fi сигналын өңдеу арқылы нысанның қозғалысын басқаруға арналған көлденең және тік бағыттар.

Бұл қолданбаның негізгі шектеуі тұрақты желіге ие, себебі пассивті бейнелеу жүйелері нысан өлшемдерін талдау үшін WiFi сигналдарын қажет етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

WiFi Doppler дегеніміз не?

WiFi Doppler - объектінің орнын және қозғалысын анықтау үшін тек бір WiFi құрылғысын пайдаланатын сезгіш технология. WiFi Doppler көмегімен нәтиже алу үшін бірнеше WiFIi құрылғысы қажет емес.

WiFi қабырға арқылы көре ала ма?

Иә. Қабырғаларды көру үшін Wi-Fi сигналдарын пайдалануға болады.

Қабырғадан өту үшін WiFi-ды қалай алуға болады?

1. Wi-Fi ауқымын кеңейту құралдары арқылы үйдегі WiFi-ды арттырыңыз.
2. Торлы желіні орналастырыңыз.

Бір-бірі арқылы берілетін бірнеше WiFi сигналдары . Қалай?

Маршрутизаторлар бір арнада жұмыс істейтін болса, WiFi сигналдары әдетте қиылысады.

WiFi сигналдары қабырға кескіні арқылы нәтиже бере ала ма?

Иә. Себебі WiFi қабырға арқылы өтетін радиотолқындарды пайдаланады.

Қорытынды

Wi-Fi кескіні кез келген тұрғын үй, коммерциялық және өнеркәсіптік нысандарда қолжетімді болғандықтан кескін өңдеу доменінде кең таралған. ғарыш. Сондықтан объектінің орны мен қозғалысын анықтау үшін Wi-Fi кескінін пайдалану адам игілігі үшін келесі үлкен технология болады.

Уақыт өте келе Wi-Fi қауымдастығы сымсыз технологияның жетістіктерін ойлап тапты және Wi-Fi құрылғыларын жаңартты. Оған маршрутизатор, модемдер, қосқыштар және күшейткіштер кіреді.

Бұл құрылғылар желі станцияларының барлық түрлерімен жұмыс істейтін IEEE WLAN стандарттарына                                      Үйдегі интернет қосылымдарында қолданылатын ең кең тараған WLAN стандарты 802.11ax болып табылады.

Біз Wi-Fi технологиясының өмірімізде қаншалықты маңызды болғанын білеміз. Төменде Wi-Fi желісінің жалпы пайдаланылуы берілген:

• Байланыс
• Деректерді ортақ пайдалану
• Онлайн ойын

Wi-Fi кеңейген сайын оның барлық дерлік тұрғын үй кеңістігінде қолданылу аясы, ғалымдар Wi-Fi басқа қолданбалар үшін де қолданылуы мүмкін екенін анықтады. Олар тапқан жаңалықтардың бірі - Wi-Fi сигналдарын пайдаланып микротолқынды бейнелеу процесін ілгерілету.

Жалғастырмас бұрын, осы мақалада қолданылған бірнеше техникалық терминдерді түсініп алайық.

Кеңістіктік жиілік домені

Кеңістіктік домен кез келген нысанның статикалық кескінін білдіреді, ал жиілік аймағы кескінді қозғалатын пикселдерімен талдайды. Бұл Wi-Fi кескініндегі қабылдағыштардың кеңістіктік жиілік доменіндегі кескін ақпаратын түсіретінін білдіреді.

Пассивті бистатикалық WiFi радары

Бистатикалық радар - радар жүйесінің диапазонын өлшеуге арналған құрылғы. бөлек WiFi таратқыштары мен қабылдағыштары бар. Пассивті жағдайдабистатикалық WiFi радар жүйесі, қабылдағыштар таратқыштардан сигнал келген кездегі уақыт айырмашылығын өлшейді.

Бұл қабылдағыштар сонымен қатар нақты нысанадан шағылысқан жіберілген WiFi сигналдарының уақытын есептеуге жауапты.

Микротолқынды бейнелеу және WiFi кескіндеу жүйесі

Микротолқынды бейнелеу WiFi кескініне қарағанда ескірек технология болып табылады. Ғалымдардың технологияны жаңартуға барғанының басты себебі - микротолқынды бейнелеу көп өңдеу уақытын жұмсайды.

Бұл бейнелеу әдісі механикалық және электрлік сәулелік сканерлеуді ұсынды, ол жақсы нәтиже көрсетті. Дегенмен, екі әдісте де деректерді жинау уақыты кеңістіктік жиілікті бейнелеуде кескіндерді өңдеуді кешіктіретін кемшілік болды.

Микротолқынды бейнелеу нысанды анықтау және сәйкестендіру үшін қолайлы нұсқа болды. Қайтадан сканерленген үлгілер озық технологияны қолдану арқылы өңделді. Бірақ тағы да, өріс үстіндегі сәулені сканерлеуге уақыт шектеуі басты мәселе болды.

Ғалым объектіні анықтау үшін де дәл сол технологияны пайдаланды, бірақ олар ілгерілей алмады, өйткені құрылғылар төмен термиялық түсіре алмады. адамдардан электромагниттік сәуле шығарды.

Оларға сезімталдығы жоғары және өткізу қабілеттілігі жоғары заманауи қабылдағыш пен сигнал өңдеу жабдығын сатып алу үшін үлкен инвестиция қажет болды.

WiFi бейнелеу жүйесі

Технология жаңарту Wi-Fi пайдаланудан басталды. Бірақ,Әрине, біз Wi-Fi барлық жерде болатынын білеміз, яғни ол барлық жерде қолжетімді.

Үйде, кеңседе, мейрамханада, вокзалда немесе стадионда Wi-Fi қосылған құрылғылар сымсыз сигналдарды қабылдайды. . Ғалымдар Wi-Fi желісін пайдаланып, микротолқынды бейнелеу мүмкіндігін жетілдірді.

Сонымен қатар ғалымдар қабырға арқылы адамдарды анықтау және жіктеу үшін Wi-Fi желісін пайдаланды. Радиотолқындар перделерден, шүберектерден және қабырғалардан оңай енетіндіктен, Wi-Fi күрделі нысандарды бейнелеуге арналған қуатты құрал болып табылады.

Оптикалық және жарықтандыру кезінде мөлдір емес болғандықтан сигналдарды өңдеу Wi-Fi сәулеленуінде де өнімдірек. инфрақызыл толқын ұзындықтары.

Сондықтан жаңа техника Wi-Fi сигналдары арқылы дәстүрлі микротолқынды бейнелеуді пайдаланады. Бұл сигналдарды жарықтандыратын тәуелсіз WiFi таратқыштары ресивер кеңістіктік жиілік сынамалары мен домендегі кескін ақпаратын түсірген кезде процесті бастауға жауапты.

Жаңа Wi-Fi кескін жүйесі үшінші тарап сәулеленуінде пассивті радар әдістерін пайдаланады. Пассивті радар бұл сәулелерді мыналар үшін пайдаланады:

• Анықтау
• бақылау

Микротолқынды пеш пен WiFi кескінінің тағы бір айырмашылығы - біріншісі өңдеу үшін сирек антенна массивтерін пайдаланады. суреттер. Өкінішке орай, бұл өте төмен термиялық генерацияланған ЭМ сәулеленуді ғана өлшейді.

Екінші жағынан, жаңартылған технология қалыпты қабылдағыштарда жұмыс істейтін Wi-Fi сигналдарын пайдаланады.25 МГц жиілігі және 10 микросекундтық интеграция уақыты. Жиілік пен біріктіру уақыты есептеу бейнелеуіне арналған WiFi сигналдарын қолдану арқылы жақсартылады.

Сондықтан микротолқынды бейнелеу жүйесінің жаңартылған нұсқасында ұсынылған әдіс арзан жабдықта жұмыс істеп, жақсы нәтижелер бере алады. Сирек массивті пайдалану үшін өткізу қабілеті кең қабылдағыштарға инвестиция салудың қажеті жоқ.

Бар қабылдағыштар Wi-Fi сигналдарын пайдалана алады, өйткені олар дерлік барлық жерде қолжетімді. Сондай-ақ, бөлінген уақытта тек корреляциялық сигнал құрамдастары қалады. Сондықтан, бұл сигналдар сезу және байланыс мақсаттары үшін есептеу кескінін күшейтуі мүмкін.

Неліктен Wi-Fi кескіні жақсырақ тәсіл?

Wi-Fi сигналдарын пайдаланып кескін алу әртүрлі себептерге байланысты алдыңғы технологияларға қарағанда жақсырақ. Мысалы, Wi-Fi сигналын өңдеу арқылы кескін алу құпиялылықты сақтайтын фактордан тұрады.

Сонымен қатар жоғары сапалы ресиверлерді сатып алу үшін мыңдаған доллар жұмсаудың қажеті жоқ. Wi-Fi қуатының өлшемдері кескінді сәтті ету үшін нысанды анықтау мен жіктеуді талдау үшін жеткілікті.

Бейнелеуге арналған мамандандырылған жабдық қолжетімді болғанымен, олар жобаның құнын айтарлықтай арттыратын басқа қондырмаларды қажет етеді.

Үлгіленген кеңістіктік жиілік ақпаратын пайдалана отырып, нәтижелер адам және металл объектілерінің локализациясын көрсетті. Бұл келесі медианамен Wi-Fi кескінінің сәттілігін дәлелдедідәлдік:

• статикалық адам нысандары үшін 26 см
• статикалық металл заттар үшін 15 см

Wi-Fi кескінінің шектеулері

Wi-Fi сигналдарын қолданатын микротолқынды бейнелеу адамдарды және басқа нысандарды локализациялауға арналған қуатты технология екені сөзсіз. Сіз адамдар мен нысандардың белгілі бір жиынтығының орнын оңай таба аласыз. Дегенмен, Wi-Fi кескінін енгізу жолында кейбір шектеулер бар.

Оларды талқылайық.

Нысан өлшемі

Ұсынылған Wi-Fi кескіндеу технологиясы мыналарға негізделген: объектінің өлшемі. Бейнелеу жүйесі үлкен өлшемдегі объектілерді локализациялайды. Мысалы:

• Кушетка
• Үстелдер
• Үлкен терезелер

Үлкен өлшемді нысандарды анықтау және локализациялау оңай екені сөзсіз. олардың талдауға түсінікті өлшемдеріне байланысты. 2D немесе 3D технологиясын пайдалансаңыз да, кескінді өңдеу алгоритмдері көп уақыт жұмсамай-ақ үлкен өлшемді нысандарды оңай анықтайды.

Сіз кескінді өңдеуге дайындаған кезде, алдымен оған нысандарды үлгі ретінде үйренуге мүмкіндік беруіңіз керек. Бұл процесс жасанды интеллекттің (AI) кең тараған домендерінің бірі болып табылатын машиналық оқыту деп аталады.

Машинаны оқыту кескіннің кез келген түрінің негізгі қадамы болып табылады. Бейнелеу алдында жүйеңізді тамақтандырмай технологияны құру үшін объектіні адамдар сияқты талдайтын қуатты AI жабдығын сатып алу керек. Бірақ ыңғайлы болу үшін тым көп ақша жұмсау дұрыс емес, өйткені машинаны үйрену оңайіске қосыңыз.

Сондықтан, жіберілген WiFi сигналдарын түсіру дәстүрлі радиолокациялық анықтауда және микротолқынды бейнелеуде қолданылатын қабылдағыштарға қарағанда жақсы нәтиже беруі үшін жүйеңізді нысандар үлгілерімен қамтамасыз етуіңіз керек.

Материал

Анықтау және локализация үшін Wi-Fi кескінін пайдалану кезінде нысанның материалы да маңызды. Мысалы, ұсынылған жүйе объектінің шағылыстыратын беттері болса, перспективалы нәтижелер береді.

Мысалы, металдық беттер оптикалық немесе инфрақызыл жиіліктер үшін де әрқашан жақсырақ нысандар болып шықты.

Бірдей. Бұл жерде де принцип бар: шағылысатын беті бар үлкен өлшемді нысанды кескіндеу кішігірім металл заттарға қарағанда оңайырақ. Неліктен?

Жылтыр нысан жақсы WiFi сигналдарын көрсететінімен, оның шағын өлшемі көлденең қиманың аумағын кіріс сәулеленуі үшін кептеледі. Нәтижесінде, жіберілген бірнеше WiFi сигналдары бұл нысанды дұрыс елестете алмайды.

Нысанның өлшеміне қатысты тағы бір мәселе - өлшем WiFi сигналдарының толқын ұзындығына пропорционал болған кезде, екі нысан арасындағы өзара әрекеттесу азаяды.

Өлшемді жиілікке шектеуді қалай шешуге болады?

Wi-Fi кескін жүйесі объект өлшемі мен бар WiFi сигналдарының толқын ұзындығы арасындағы айтарлықтай айырмашылықты қажет етеді. Нысанның өлшемі үлкен болса, WiFi сигналдарының толқын ұзындығы кішірек болуы керек және керісінше.

Сіз жіберуіңіз керек.WiFi сигналдарының толқын ұзындығын азайту үшін жоғары жиілікті, яғни 5 ГГц. Дегенмен, пассивті интерферометриялық бейнелеу жүйелеріндегі төмен жиілікті WiFi сигналдары кішірек нысандармен жұмыс істейтіні туралы нақты нәтиже әлі жоқ.

Бұл байланысты сигнал құрамдастарына рұқсат етілмейтін көлденең қима ауданы кішірек болғандықтан. қабырға арқылы бейнелеу бұзылмаған күйде қалады.

Бірнеше эксперименттер кезінде сынама алынған кейбір кішірек нысандар:

• Монета
• Кілттер
• Қауіпсіздік pin

Әртүрлі жабдықты пайдаланудан басқа, кішірек кеңістіктік ажыратымдылықтағы нысандарды анықтау үшін жиілік диапазонын өзгерту бақылауда.

Кескін ажыратымдылығы

Бейнелеу ажыратымдылығы маңызды болып табылады. ұсынылған технологияның ерекшелігі. Сонымен қатар, ол келесі екі факторға байланысты:

• Wi-Fi сигналының толқын ұзындығы
• Антенна массивінің ұзындығы

Сіз бейнелеу ажыратымдылығын сақтау арқылы арттыруға болады. сигналдың толқын ұзындығының тұрақтысы және антенна массивінің ұзындығының ұлғаюы.

Тәжірибе барысында ғалымдар толқын ұзындығын азайтатын жиілікті 5 ГГц-ке дейін арттыру арқылы кескін ажыратымдылығын арттыруға тырысты. Содан кейін олар сигналды өңдеу толқын ұзындығын және антенна массивінің ұзындығын өзгертпеді.

Нәтижесінде ғалымдар бейнелеу ажыратымдылығында ешқандай жақсартуларды байқамады. Тағы бір маңызды нәтиже суретке түсіру процесінде антенналардың саны маңызды емес болды.

Егерантеннаны дұрыс орналастырсаңыз, тек жұп антеннамен өнімді нәтижелерге қол жеткізе аласыз. Неліктен?

Антенна массивтері бақыланатын объектінің сәулеленуін түсіреді. Антеннаның бірнеше орналасуын пайдалану кескіннің оңтайлы ажыратымдылығының ықтималдығын арттыратыны сөзсіз, бірақ бұл үнемді технология мәселесі.

Сонымен қатар, компаниялар Wi-Fi кескіндеу технологиясының ауқымын ұлғайту үшін арзан антенналар жасауда. және тиімділік.

Осылайша, антенна массивінің ұзындығын тұрақты сақтасаңыз, нысанды тек WiFi қуат өлшемдерімен елестете аласыз. Кіріс жиілік ауқымын өзгерту бейнелеу ажыратымдылығына да әсер етуі мүмкін.

Объектінің бағдары

Нысанның бағдары ұсынылған технологиядағы тағы бір шектеу болып табылады. WiFi бейнелеу жүйесі нысанның жіберілетін сәулелену үлгісінде болуын талап етеді. Сіз ЭМ толқындары өрісті жасап, ырғақпен қозғалатынын білесіз. Бұл өріс келесі толқындар үшін трендке айналады.

Егер сіз сол өріске нысанды бағдары ауытқыған күйде орналастырсаңыз, шынайы нәтижелерге қол жеткізе алмайсыз. Сонымен, нысанның бағытын жіберілетін сәулелену үлгісінде сақтау маңызды.

Сонымен қатар, бұл мәселені келесі жолдармен шешуге болады:

• Антенналардың орнын оңтайландырылған түрде орнату .
• Сәулелену үлгілері жақсы антенналарды таңдаңыз.

Бұл