Programos & amp; WiFi vaizdavimo ribos

Informacinės technologijos, paprastai vadinamos IT, pažengė į priekį daugelyje pramonės šakų, pavyzdžiui, automobilių, būsto, programinės įrangos ir medicinos. IT specialistai ir mokslininkai taip pat ištyrė galingos vaizdo gavimo technologijos, žinomos kaip Wi-Fi vaizdavimas, galimybes.

Kompiuterinės vaizdavimo technologijos turi plačias galimybes aptikti ir atpažinti objektus. Mokslininkai sukūrė daugybę metodų, naudodami tradicinius mikrobangų vaizdavimo būdus. Tačiau jiems nepavyko pasiekti produktyvių rezultatų.

Todėl jie patobulino technologiją ir įdiegė "Wi-Fi" vaizdo gavimą, apie kurį rašysime šiame pranešime.

Kas yra belaidis vaizdavimas?

Belaidis vaizdavimas - tai technologija, kuria vaizdai fiksuojami ir perduodami belaidžiu tinklu. Tai gali skambėti paprastai, bet taip nėra.

Belaidis vaizdavimas yra plati sąvoka, apimanti įvairias pramonės šakas, įskaitant:

• Automobilis
• Išmanieji namai arba daiktų internetas
• Pramoniniai taikymai

Panagrinėsime "WiFi" vaizdavimo taikymus ir naudojimo atvejus. Tačiau pirmiausia supraskime, kas yra ši technologija.

Įvadas

"Wi-Fi", arba belaidžio interneto technologija, buvo pradėta naudoti 1997 m., kai žmonės pradėjo naudotis moderniais tinklo įrenginiais. Prieš tai interneto šaltiniai buvo telefono linijos ir panašios kitos kabelinės jungtys.

Kadangi ši technologija buvo sena, kabelinis internetas naudotojams niekada nebuvo naudingesnis. Jis buvo lėtas, jame buvo daug tinklo sutrikimų. Be to, jis nebuvo patikimas, nes iš šaltinio į paskirties vietą siunčiami duomenys buvo rizikinga užduotis.

Laikui bėgant "Wi-Fi" asociacija ėmė tobulinti belaidžio ryšio technologiją ir atnaujinti "Wi-Fi" įrenginius. Tai apima maršrutizatorius, modemus, komutatorius ir stiprintuvus.

Šie prietaisai atitinka IEEE WLAN standartus, kurie veikia su visų tipų tinklo stotimis. Dažniausiai namų interneto ryšiams naudojamas WLAN standartas yra 802.11ax.

Visi žinome, kokia svarbi mūsų gyvenime tapo "Wi-Fi" technologija. Toliau pateikiamos dažniausiai pasitaikančios "Wi-Fi" naudojimo sritys:

• Bendravimas
• Dalijimasis duomenimis
• Internetiniai žaidimai

Beveik visose gyvenamosiose patalpose išplėtus "Wi-Fi" taikymo sritį, mokslininkai atrado, kad "Wi-Fi" galima naudoti ir kitais tikslais. Vienas iš jų atradimų - mikrobangų vaizdavimo proceso tobulinimas naudojant "Wi-Fi" signalus.

Prieš tęsdami, supraskime keletą šiame straipsnyje vartojamų techninių terminų.

Erdvinė dažnių sritis

Erdvinė sritis reiškia statišką bet kokio objekto vaizdą, o dažnių sritis analizuoja vaizdą su judančiais pikseliais. Tai reiškia, kad "Wi-Fi" vaizdavimo imtuvai fiksuoja vaizdo informaciją erdvinėje dažnių srityje.

Pasyvusis bistatinis "WiFi" radaras

Bistatinis radaras - tai prietaisas, naudojamas radarų sistemos, turinčios atskirus "WiFi" siųstuvus ir imtuvus, nuotoliui matuoti. Pasyvioje bistatinėje "WiFi" radarų sistemoje imtuvai matuoja laiko skirtumą, kai signalas ateina iš siųstuvų.

Šie imtuvai taip pat yra atsakingi už perduodamų "WiFi" signalų, atsispindėjusių nuo tikrojo taikinio, laiko apskaičiavimą.

Mikrobangų vaizdavimas ir "WiFi" vaizdavimo sistema

Mikrobangų vaizdavimas yra senesnė technologija nei WiFi vaizdavimas. Pagrindinė priežastis, kodėl mokslininkai ėmėsi atnaujinti technologiją, yra ta, kad mikrobangų vaizdavimas reikalauja daugiau apdorojimo laiko.

Šis vaizdavimo metodas pateikė mechaninį ir elektrinį spindulių nuskaitymą, kurie parodė gerus rezultatus. Tačiau abiejų metodų duomenų gavimo laikas buvo trūkumas, dėl kurio užtruko vaizdų apdorojimas atliekant erdvinio dažnio vaizdavimą.

Mikrobangų vaizdavimas buvo priimtinesnis objektų aptikimo ir identifikavimo variantas. Vėlgi nuskaityti pavyzdžiai buvo apdorojami naudojant pažangiausias technologijas. Tačiau ir vėl pagrindinė problema buvo laiko apribojimas skenuojant spindulį per lauką.

Mokslininkas taip pat naudojo tą pačią technologiją objektams aptikti, tačiau jiems nepavyko pasiekti pažangos, nes prietaisai negalėjo fiksuoti žemos šiluminės elektromagnetinės spinduliuotės, kurią skleidžia žmonės.

Jiems reikėjo didelių investicijų, kad būtų galima įsigyti modernų imtuvą ir signalų apdorojimo įrangą, pasižyminčią dideliu jautrumu ir platesne dažnių juosta.

"WiFi" vaizdavimo sistema

Technologijų atnaujinimas prasidėjo nuo "Wi-Fi". Tačiau, žinoma, visi žinome, kad "Wi-Fi" yra visur paplitęs, o tai reiškia, kad jį galima rasti kiekvienoje vietoje.

Nesvarbu, ar esate namuose, biure, restorane, traukinių stotyje, ar stadione, jūsų įrenginiai, kuriuose veikia "Wi-Fi", priima belaidžio ryšio signalus. Dėl šios priežasties mokslininkai pasinaudojo "Wi-Fi" ir patobulino mikrobangų krosnelės vaizdavimą.

Mokslininkai taip pat naudojo "Wi-Fi", kad aptiktų ir klasifikuotų žmones per sienas. Kadangi radijo bangos lengvai prasiskverbia pro užuolaidas, audinius ir sienas, "Wi-Fi" yra galingas įrankis sudėtingiems objektams vaizduoti.

Signalų apdorojimas taip pat produktyvesnis naudojant Wi-Fi spinduliuotę, nes optinių ir infraraudonųjų bangų ilgių spinduliuotė yra neskaidri.

Todėl naujajame metode naudojamas tradicinis mikrobangų vaizdavimas naudojant Wi-Fi signalus. Nepriklausomi WiFi siųstuvai, apšviečiantys šiuos signalus, yra atsakingi už proceso inicijavimą, o imtuvas užfiksuoja vaizdo informaciją erdvinio dažnio atrankos ir domeno srityje.

Naujoji "Wi-Fi" vaizdavimo sistema naudoja pasyvius radarų metodus, skirtus trečiųjų šalių spinduliuotei. Pasyvus radaras naudoja šią spinduliuotę:

• Aptikimas
• Stebėjimas

Dar vienas mikrobangų ir WiFi vaizdavimo skirtumas yra tas, kad pirmajame vaizdams apdoroti naudojamos retos antenų matricos. Deja, taip matuojami tik labai maži šiluminiai elektromagnetiniai spinduliavimai.

Kita vertus, patobulintoje technologijoje naudojami "Wi-Fi" signalai, kurie veikia įprastuose imtuvuose 25 MHz dažniu ir 10 mikrosekundžių integravimo trukme. 25 MHz dažnis ir integravimo trukmė pagerinami naudojant "Wi-Fi" signalus kompiuteriniam vaizdavimui.

Taigi pasiūlytas metodas atnaujintoje mikrobangų vaizdavimo sistemos versijoje gali veikti naudojant nebrangią įrangą ir duoti geresnių rezultatų. Nereikia investuoti į plataus dažnių juostos pločio imtuvus, kad būtų galima naudoti retą matricą.

Esami imtuvai gali naudoti Wi-Fi signalus, nes jie yra prieinami beveik visur. Be to, skirtu laiku lieka tik koreliuoti signalo komponentai. Todėl šie signalai gali padidinti kompiuterinį vaizdavimą jutimo ir komunikacijos tikslais.

Kodėl "Wi-Fi" vaizdavimas yra geresnis metodas?

Vaizdavimas naudojant "Wi-Fi" signalus dėl įvairių priežasčių yra pranašesnis už ankstesnes technologijas. Pavyzdžiui, vaizdavimą naudojant "Wi-Fi" signalų apdorojimą sudaro privatumo išsaugojimo veiksnys.

Be to, nereikia išleisti tūkstančių dolerių aukštos klasės imtuvams įsigyti. Analizuojant objektų aptikimą ir klasifikavimą pakanka WiFi galios matavimų, kad vaizdas būtų sėkmingas.

Nors galima įsigyti specializuotos vaizdavimui skirtos aparatinės įrangos, jai reikia kitų priedų, kurie gerokai padidina projekto kainą.

Rezultatai parodė, kad, naudojant imtuojamą erdvinio dažnio informaciją, galima nustatyti žmogaus ir metalinių objektų buvimo vietą. Tai įrodė, kad "Wi-Fi" vaizdavimas yra sėkmingas ir turi tokį medianinį tikslumą:

• 26 cm statiškiems žmonėms
• 15 cm statiniams metaliniams objektams

"Wi-Fi" vaizdavimo apribojimai

Be abejo, mikrobangų vaizdavimas naudojant "Wi-Fi" signalus yra galinga žmonių ir kitų objektų vietos nustatymo technologija. Galima lengvai nustatyti tam tikro žmonių ir objektų rinkinio padėtį. Tačiau yra tam tikrų apribojimų įgyvendinant "Wi-Fi" vaizdavimą.

Aptarkime juos.

Objekto dydis

Siūloma "Wi-Fi" vaizdavimo technologija remiasi objekto dydžiu. Vaizdavimo sistema lokalizuoja didelio dydžio objektus. pvz:

• Sofa
• Lentelės
• Dideli langai

Be abejo, didelių matmenų objektus lengva aptikti ir lokalizuoti dėl jų aiškių analizuojamų matmenų. Nesvarbu, ar naudojama 2D, ar 3D technologija, vaizdų apdorojimo algoritmai lengvai identifikuoja didelių matmenų objektus nesugaišdami daug laiko.

Kai ruošiate sistemą vaizdams apdoroti, pirmiausia turite leisti jai išmokti objektus kaip pavyzdžius. Šis procesas vadinamas mašininiu mokymusi - viena iš labiausiai paplitusių dirbtinio intelekto (DI) sričių.

Mašininis mokymasis yra esminis bet kokio tipo vaizdavimo etapas. Norėdami sukurti technologiją, prieš pradėdami vaizdavimą nepamaitinę sistemos, turite įsigyti galingą dirbtinio intelekto įrangą, kuri analizuoja objektą kaip žmonės. Tačiau išleisti per daug pinigų vien dėl patogumo nėra išmintinga, nes mašininį mokymąsi lengva įgyvendinti.

Todėl savo sistemą turite aprūpinti objektų pavyzdžiais, kad užfiksavę perduodamus "WiFi" signalus gautumėte geresnius rezultatus nei tradiciniuose radarų aptikimo ir mikrobangų vaizdavimo įrenginiuose naudojami imtuvai.

Medžiaga

Naudojant Wi-Fi vaizdus aptikimui ir vietos nustatymui taip pat svarbi objekto medžiaga. Pavyzdžiui, siūloma sistema duoda daug žadančių rezultatų, jei objektas turi atspindinčius paviršius.

Pavyzdžiui, metaliniai paviršiai visada buvo geresni objektai, net ir optiniams ar infraraudoniesiems dažniams.

Tas pats principas galioja ir čia: didelio dydžio objektą, turintį atspindintį paviršių, lengviau atvaizduoti nei mažus metalinius objektus. Kodėl?

Nors blizgus objektas gerai atspindi "WiFi" signalus, dėl mažo dydžio jo skerspjūvio plotas yra perpildytas įeinančios spinduliuotės. Dėl to daugybė siunčiamų "WiFi" signalų negali tinkamai įsivaizduoti to objekto.

Kita problema, susijusi su objekto matmenimis, yra ta, kad kai objekto dydis tampa proporcingas WiFi signalų bangos ilgiui, dviejų objektų sąveika sumažėja.

Kaip išspręsti dimensijos ir dažnio apribojimo problemą?

"Wi-Fi" vaizdavimo sistemai reikalingas didelis objekto dydžio ir esamų "WiFi" signalų bangos ilgio skirtumas. Jei objekto dydis didelis, "WiFi" signalų bangos ilgis turi būti mažesnis, ir atvirkščiai.

Norėdami sumažinti WiFi signalų bangos ilgį, turite perduoti aukštesnį dažnį, t. y. 5 GHz. Tačiau vis dar nėra konkrečių rezultatų, kad žemo dažnio WiFi signalai pasyviosiose interferometrinėse vaizdavimo sistemose veikia mažesnius objektus.

Taip yra dėl mažesnio skerspjūvio ploto, kuris neleidžia koreliuojantiems signalo komponentams išlikti nepažeistiems per sienos vaizdą.

Keletas mažesnių objektų, kurių mėginiai buvo imami kelių eksperimentų metu, buvo šie:

• Monetos
• Raktai
• Apsauginis smeigtukas

Be to, kad naudojama skirtinga įranga, stebimas dažnių diapazono keitimas siekiant aptikti mažesnės erdvinės skiriamosios gebos objektus.

Vaizdo skiriamoji geba

Vaizdavimo skiriamoji geba yra esminė siūlomos technologijos savybė. Be to, ji priklauso nuo šių dviejų veiksnių:

• "Wi-Fi" signalo bangos ilgis
• Antenų masyvo ilgis

Vaizdavimo skiriamąją gebą galima padidinti išlaikant pastovų signalo bangos ilgį ir didinant antenos matricos ilgį.

Eksperimento metu mokslininkai bandė padidinti vaizdo skiriamąją gebą padidindami dažnį iki 5 GHz, todėl sumažėja bangos ilgis. Tada jie nekeitė signalo apdorojimo bangos ilgio ir antenos matricos ilgio.

Dėl to mokslininkai nepastebėjo, kad būtų padidėjusi vaizdavimo skiriamoji geba. Kitas svarbus atradimas buvo tas, kad antenų skaičius neturėjo reikšmės vaizdavimo procesui.

Jei anteną pastatysite tinkamoje vietoje, produktyvių rezultatų pasieksite naudodami tik porą antenų. Kodėl?

Antenų masyvai fiksuoja stebimo objekto spinduliuotę. Naudojant kelias antenų vietas, be abejo, padidėja optimalios vaizdo raiškos tikimybė, tačiau tai yra ekonomiškos technologijos klausimas.

Be to, įmonės taip pat gamina nebrangias "Wi-Fi" vaizdavimo technologijos antenas, kad padidintų jos taikymo sritį ir efektyvumą.

Taigi objektą galite įsivaizduoti tik su WiFi galios matavimais, jei išlaikysite pastovų antenų matricos ilgį. Įeinančio dažnio diapazono keitimas taip pat gali turėti įtakos vaizdavimo raiškai.

Objektinė orientacija

Objekto orientacija yra dar vienas siūlomos technologijos apribojimas. WiFi vaizdavimo sistema reikalauja, kad objektas būtų perduodamos spinduliuotės modelyje. Jau žinote, kad EM bangos sukuria lauką ir keliauja tam tikru ritmu. Tas laukas tampa tendencija kitoms bangoms.

Jei tame lauke patalpinsite objektą, kurio orientacija yra nukreipimo padėtyje, negausite teisingų rezultatų. Taigi svarbu išlaikyti objekto orientaciją perduodamos spinduliuotės modelio ribose.

Be to, šią problemą galite spręsti šiais būdais:

• Optimaliai nustatykite antenų vietą.
• Rinkitės antenas, kurių spinduliuotės modeliai yra geresni.

Norint gauti naudingą rezultatą dviem erdvinio dažnio matmenimis, svarbu žinoti modelio horizontaliąją ir vertikaliąją ašį.

"Wi-Fi" vaizdavimo programos

Keletas "Wi-Fi" vaizdavimo būdų yra naudojami komerciniais ir pramoniniais tikslais, pvz.

Atsargų stebėjimas

Prekybos centrai ir prekybos centrai atsargų valdymui naudojo vežimėlius, kuriuose naudojami radaro jutikliai. Šiems radaro valdomiems vežimėliams nereikia jokios jutiklio žymos, nes kiekvienas vežimėlis veikia su specialiu ID.

Duomenų bazėje vežimėliai suskirstomi į kelias komandas, o tada vadovas kiekvienai komandai paskiria užduotį.

Šie vežimėliai sėkmingai padeda efektyviai valdyti sandėlių atsargas. Be to, klientai šiuos vežimėlius gali gauti ir "Mart" patalpose bei apsipirkti naudodamiesi negrynųjų pinigų pirkimo sistema.

Išmanieji namai

Daiktų internetas yra kitas didelis proveržis būsto pramonėje. "Wi-Fi" vaizdavimo technologija atlieka tradicinį radarų aptikimą, kad būtų galima nustatyti didelius objektus, pvz:

• Durys
• Windows
• Šaldytuvas

Galite įrengti antenas ir reikiamus jutiklius, kad galėtumėte valdyti didelius namuose esančius objektus. Pavyzdžiui, pagal antenos matricos matuojamus erdvinius dažnius galima patikrinti esamus ryšio signalus ir pranešti apie objekto būseną.

Be to, visą sistemą galite užprogramuoti naudodami vidutinę erdvinę tarpusavio koherenciją ir horizontalias bei vertikalias kryptis, kad galėtumėte valdyti objekto judėjimą naudodami "Wi-Fi" signalų apdorojimą.

Pagrindinis šios programos apribojimas - turėti stabilų tinklą, nes pasyviosioms vaizdavimo sistemoms reikia WiFi signalų, kad būtų galima analizuoti objekto matmenis.

DUK

Kas yra "WiFi Doppler"?

"WiFi Doppler" - tai jutimo technologija, kai objekto padėčiai ir judėjimui aptikti naudojamas tik vienas "WiFi" įrenginys. Kad gautumėte rezultatus naudodami "WiFi Doppler", jums nereikia kelių "WiFIi" įrenginių.

Ar "WiFi" gali matyti per sienas?

Taip. "Wi-Fi" signalais galite matyti pro sienas.

Kaip pasiekti, kad "WiFi" skverbtųsi per sieną?

1. Pagerinkite "Wi-Fi" belaidį ryšį įmonėje naudodami "Wi-Fi" diapazono ilgintuvus.
2. Įdiekite tinklinį tinklą.

Keli "WiFi" signalai perduodami vienas per kitą. Kaip?

"WiFi" signalai paprastai susikerta, jei maršrutizatoriai veikia tuo pačiu kanalu.

Ar "WiFi" signalai gali duoti rezultatų per sienų vaizdavimą?

Taip, nes "WiFi" naudoja radijo bangas, kurios gali prasiskverbti pro sienas.

Išvada

"Wi-Fi" vaizdavimas tampa vis labiau paplitęs vaizdų apdorojimo srityje, nes jį galima rasti beveik kiekvienoje gyvenamojoje, komercinėje ir pramoninėje erdvėje. Todėl "Wi-Fi" vaizdavimo naudojimas objekto buvimo vietai ir judėjimui nustatyti bus kita didelė technologija, naudinga žmonėms.