Mga Application & Mga limitasyon ng WiFi Imaging

Teknolohiya ng Impormasyon, karaniwang kilala bilang IT, ay nagsulong ng maraming industriya tulad ng sasakyan, pabahay, software, at gamot. Ginalugad din ng mga IT expert at scientist ang pagiging posible ng isang makapangyarihang teknolohiya sa imaging na kilala bilang Wi-Fi imaging.

Ang teknolohiya ng computational imaging ay may malawak na saklaw sa pagtuklas at pagtukoy ng bagay. Ang mga siyentipiko ay gumawa ng maraming pamamaraan gamit ang tradisyonal na microwave imaging. Gayunpaman, hindi sila makakuha ng mga produktibong resulta.

Kaya naman pinaunlad nila ang teknolohiya at ipinakilala ang Wi-Fi imaging na tatalakayin namin sa post na ito.

Ano ang Wireless Imaging?

Ang wireless imaging ay isang teknolohiyang kumukuha at nagpapadala ng mga larawan sa isang wireless network. Maaaring mukhang simple iyon, ngunit hindi.

Ang wireless imaging ay isang malawak na konsepto na sumasaklaw sa maraming industriya, kabilang ang:

• Sasakyan
• Smart home o IoT
• Mga pang-industriyang application

Dadaanan namin ang mga application at gagamitin ang mga kaso ng WiFi imaging. Ngunit una, unawain muna natin kung ano ang teknolohiyang ito.

Panimula

Ang Wi-Fi, o wireless internet technology, ay ipinakilala noong 1997 nang nagsimulang gumamit ang mga tao ng mga modernong networking device. Bago iyon, ang mga linya ng telepono at katulad na iba pang mga koneksyon sa cable ay ang mga pinagmumulan ng internet.

Dahil luma na ang teknolohiyang iyon, hindi kailanman naging mas mahusay ang mga user mula sa cable internet. Ito ay mabagal at puno ng mga pagkagambala sa network. Ito ay dinmahalagang malaman ang pahalang at patayong axis ng pattern upang makakuha ng kapaki-pakinabang na resulta sa dalawang dimensyon ng spatial frequency.

Mga application ng Wi-Fi Imaging

Ilang mga application ng Wi-Fi imaging ay ginagawa ginagamit para sa komersyal at pang-industriya na layunin. Halimbawa.

Pagsubaybay sa Imbentaryo

Ang mga shopping center at mall ay gumamit ng mga troli gamit ang mga radar sensor para sa pamamahala ng imbentaryo. Ang mga trolley na ito na kinokontrol ng radar ay hindi nangangailangan ng anumang tag ng sensor dahil gumagana ang bawat troli sa isang espesyal na ID.

Ginapangkat ng database ang mga troli sa ilang mga koponan, at pagkatapos ay inilalaan ng superbisor ang bawat koponan ng isang gawain.

Ang mga troli na ito ay matagumpay sa mahusay na pamamahala sa imbentaryo ng mga bodega. Bukod dito, makukuha rin ng mga customer ang mga troli na ito sa loob ng lugar ng mart at mag-enjoy sa pamimili gamit ang cashless purchase system.

Smart Homes

Ang IoT ang susunod na malaking tagumpay sa industriya ng pabahay. Ang teknolohiya ng Wi-Fi imaging ay gumaganap ng tradisyonal na radar detection upang matukoy ang malalaking bagay, kabilang ang:

• Mga Pinto
• Windows
• Refrigerator

Maaari kang mag-deploy ng mga antenna at kinakailangang sensor para makontrol ang malalaking bagay sa iyong bahay. Halimbawa, ang mga spatial na frequency na sinusukat ng array ng antenna ay maaaring ma-verify ang mga kasalukuyang signal ng komunikasyon at maabisuhan ka tungkol sa status ng object.

Higit pa rito, maaari mong i-program ang buong system gamit ang average na spatial mutual coherenceat pahalang at patayong mga direksyon upang kontrolin ang paggalaw ng bagay gamit ang pagpoproseso ng signal ng Wi-Fi.

Ang pangunahing hadlang ng application na ito ay ang pagkakaroon ng isang matatag na network dahil ang mga passive imaging system ay nangangailangan ng mga signal ng WiFi upang suriin ang mga sukat ng bagay.

Mga FAQ

Ano ang WiFi Doppler?

Ang WiFi Doppler ay isang sensing technology na gumagamit lamang ng isang WiFi device upang makita ang posisyon at paggalaw ng isang bagay. Hindi mo kailangan ng maraming WiFIi device para makakuha ng mga resulta gamit ang WiFi Doppler.

Nakikita ba ng WiFi ang Mga Pader?

Oo. Maaari kang gumamit ng mga signal ng Wi-Fi upang makakita sa mga dingding.

Paano Ako Makakakuha ng WiFi na Tumagos sa isang Pader?

1. I-boost ang in-house na WiFi gamit ang mga Wi-Fi range extender.
2. Mag-deploy ng mesh network.

Ang Maramihang Mga Signal ng WiFi na Ipinadala sa Isa't Isa . Paano?

Karaniwang nagsa-intersect ang mga signal ng WiFi kung gumagana ang mga router sa parehong channel.

Magagawa ba ng Mga Signal ng WiFi ang mga Resulta sa Pamamagitan ng Wall Imaging?

Oo. Ito ay dahil ang WiFi ay gumagamit ng mga radio wave na maaaring tumagos sa mga dingding.

Konklusyon

Ang Wi-Fi imaging ay nagiging karaniwan sa domain ng pagpoproseso ng imahe dahil sa pagiging available nito sa halos bawat tirahan, komersyal, at industriyal space. Samakatuwid, ang paggamit ng Wi-Fi imaging upang matukoy ang lokasyon at paggalaw ng isang bagay ang magiging susunod na malaking teknolohiya para sa kapakinabangan ng tao.

Sa paglipas ng panahon, ang Wi-Fi Association ay nakabuo ng mga pagsulong sa wireless na teknolohiya at mga na-upgrade na Wi-Fi device. Kasama doon ang router, modem, switch, at booster.

Sumusunod ang mga device na ito sa mga pamantayan ng IEEE WLAN na gumagana sa lahat ng uri ng network station. Ang pinakakaraniwang pamantayan ng WLAN na ginagamit sa aming mga koneksyon sa internet sa bahay ay 802.11ax.

Alam nating lahat kung gaano kahalaga ang teknolohiya ng Wi-Fi sa ating buhay. Ang mga sumusunod ay ang mga karaniwang paggamit ng Wi-Fi:

• Komunikasyon
• Pagbabahagi ng Data
• Online na paglalaro

Habang lumawak ang Wi-Fi saklaw nito sa halos bawat residential space, natuklasan ng mga siyentipiko na maaari ding gamitin ang Wi-Fi para sa iba pang mga application. Isa sa mga natuklasan nila ay ang pagsulong sa proseso ng microwave imaging gamit ang mga signal ng Wi-Fi.

Bago magpatuloy, unawain natin ang ilang teknikal na terminong ginamit sa buong artikulong ito.

Spatial Frequency Domain

Ang spatial na domain ay tumutukoy sa static na imahe ng anumang bagay, habang sinusuri ng frequency domain ang imahe gamit ang mga gumagalaw na pixel nito. Ibig sabihin, kinukuha ng mga receiver sa Wi-Fi imaging ang impormasyon ng larawan sa spatial frequency domain.

Passive Bistatic WiFi Radar

Ang bistatic radar ay isang device na ginagamit upang sukatin ang range ng isang radar system pagkakaroon ng hiwalay na WiFi transmitters at receiver. Sa passivebistatic WiFi radar system, sinusukat ng mga receiver ang pagkakaiba sa oras kapag dumating ang isang signal mula sa mga transmitter.

Ang mga receiver na ito ay responsable din sa pagkalkula ng oras ng ipinadalang mga signal ng WiFi na makikita mula sa aktwal na target.

Microwave Imaging vs. WiFi Imaging System

Ang Microwave imaging ay isang mas lumang teknolohiya kaysa sa WiFi imaging. Ang pangunahing dahilan kung bakit nagpunta ang mga siyentipiko para sa pag-upgrade ng teknolohiya ay ang microwave imaging ay gumagamit ng mas maraming oras sa pagpoproseso.

Ang imaging technique na ito ay nagpakita ng mekanikal at electrical beam scanning, na nagpakita ng magagandang resulta. Gayunpaman, ang oras ng pagkuha ng data sa parehong mga diskarte ay isang disbentaha na naantala sa pagpoproseso ng mga larawan sa spatial frequency imaging.

Ang Microwave imaging ay isang mas mainam na opsyon para sa pagtuklas ng bagay at pagkakakilanlan. Muli, ang mga na-scan na sample ay naproseso gamit ang cutting-edge na teknolohiya. Ngunit muli, ang limitasyon sa oras para sa pag-scan ng beam sa ibabaw ng isang field ang pangunahing isyu.

Ginamit din ng scientist ang parehong teknolohiya para sa pagtuklas ng bagay, ngunit hindi sila umusad dahil ang mga device ay hindi nakakakuha ng mababang thermally. bumuo ng electromagnetic radiation mula sa mga tao.

Nangangailangan sila ng malaking pamumuhunan para makabili ng modernong receiver at kagamitan sa pagpoproseso ng signal na may mataas na sensitivity at mas malawak na bandwidth.

WiFi Imaging System

Ang teknolohiya nagsimula ang pag-upgrade sa paggamit ng Wi-Fi. Ngunit, ngSiyempre, alam nating lahat na ang Wi-Fi ay nasa lahat ng dako, ibig sabihin, available ito sa bawat lokasyon.

Sa bahay man, opisina, restaurant, istasyon ng tren, o stadium, ang iyong mga device na naka-enable ang Wi-Fi ay tumatanggap ng mga wireless na signal . Iyon ang dahilan kung bakit ginamit ng mga scientist ang Wi-Fi at na-upgrade ang microwave imaging.

Ginamit din ng mga scientist ang Wi-Fi para ma-detect at ma-classify ang mga tao through-wall imaging. Dahil madaling tumagos ang mga radio wave sa mga kurtina, tela, at dingding, ang Wi-Fi ay isang makapangyarihang tool para sa pag-imaging ng mga kumplikadong bagay.

Mas produktibo rin ang pagpoproseso ng signal sa mga radiation ng Wi-Fi dahil sa opaqueness ng mga ito sa optical at infrared wavelength.

Samakatuwid, ang bagong diskarte ay gumagamit ng tradisyonal na microwave imaging gamit ang mga signal ng Wi-Fi. Ang mga independiyenteng WiFi transmitters na nagbibigay-liwanag sa mga signal na ito ay may pananagutan sa pagsisimula ng proseso habang kinukuha ng receiver ang impormasyon ng larawan sa spatial frequency sampling at domain.

Ang bagong Wi-Fi imaging system ay gumagamit ng mga passive radar technique sa third-party na radiation. Ginagamit ng passive radar ang mga radiation na iyon para sa:

• Detection
• Pagsubaybay

Ang isa pang pagkakaiba sa pagitan ng microwave at WiFi imaging ay ang dating ay gumagamit ng mga kalat-kalat na array ng antenna upang iproseso mga larawan. Sa kasamaang palad, sumusukat lang iyon ng napakababang thermally generated na EM radiation.

Sa kabilang banda, ang na-upgrade na teknolohiya ay gumagamit ng mga signal ng Wi-Fi na gumagana sa mga normal na receiver sa25 MHz frequency at 10 microseconds integration time. Pinapabuti ang dalas at oras ng pagsasama gamit ang mga signal ng WiFi para sa computational imaging.

Kaya ang iminungkahing paraan sa na-upgrade na bersyon ng microwave imaging system ay maaaring gumana sa murang kagamitan at magbunga ng mas magagandang resulta. Hindi na kailangang mamuhunan sa malawak na mga tatanggap ng bandwidth upang gumamit ng kalat-kalat na hanay.

Maaaring gamitin ng mga kasalukuyang tatanggap ang mga signal ng Wi-Fi dahil available ang mga ito halos kahit saan. Gayundin, tanging ang mga correlated na bahagi ng signal ang nananatili sa inilalaang oras. Samakatuwid, mapapalakas ng mga signal na ito ang computational imaging para sa mga layunin ng sensing at pakikipag-usap.

Bakit Mas Mabuting Diskarte ang Wi-Fi Imaging?

Ang pag-imaging gamit ang mga signal ng Wi-Fi ay mas mahusay kaysa sa mga nakaraang teknolohiya para sa iba't ibang dahilan. Halimbawa, ang pag-imaging gamit ang pagpoproseso ng signal ng Wi-Fi ay naglalaman ng salik na nagpapanatili ng privacy.

Gayundin, hindi mo kailangang gumastos ng libu-libong dolyar upang bumili ng mga high-end na receiver. Ang mga sukat ng kapangyarihan ng WiFi ay sapat na upang pag-aralan ang pagtuklas ng bagay at pag-uuri upang maging matagumpay ang imaging.

Bagaman available ang espesyal na hardware para sa imaging, nangangailangan sila ng iba pang mga add-on na makabuluhang nagpapataas sa gastos ng proyekto.

Gamit ang naka-sample na spatial frequency na impormasyon, ipinakita ng mga resulta ang lokalisasyon ng mga tao at metal na bagay. Pinatunayan nito ang rate ng tagumpay ng Wi-Fi imaging sa sumusunod na mediankatumpakan:

• 26 cm para sa mga static na paksa ng tao
• 15 cm para sa mga static na metal na bagay

Mga Limitasyon ng Wi-Fi Imaging

Walang alinlangan, ang microwave imaging gamit ang mga signal ng Wi-Fi ay isang makapangyarihang teknolohiya para i-localize ang mga tao at iba pang mga bagay. Madali mong mahahanap ang posisyon ng isang partikular na hanay ng mga tao at bagay. Gayunpaman, may ilang limitasyon sa paraan ng pagpapatupad ng Wi-Fi imaging.

Pag-usapan natin ang mga ito.

Laki ng Bagay

Ang iminungkahing teknolohiya ng Wi-Fi imaging ay umaasa sa laki ng bagay. Ang sistema ng imaging ay naglo-localize ng mga bagay na may malalaking sukat. Halimbawa:

• Couch
• Mga Talahanayan
• Malalaking bintana

Walang duda, ang mga malalaking bagay ay madaling makita at ma-localize dahil sa kanilang mga sukat na malinaw na suriin. Gumagamit man ng 2D o 3D na teknolohiya, madaling matukoy ng mga algorithm sa pagpoproseso ng imahe ang mga malalaking bagay nang hindi gumugugol ng maraming oras.

Kapag naghahanda ka ng system para sa pagpoproseso ng imahe, dapat mo munang hayaan itong matutunan ang mga bagay bilang mga sample. Ang prosesong ito ay tinatawag na machine learning, isa sa mga pinakakaraniwang domain ng artificial intelligence (AI).

Ang machine learning ay ang pangunahing hakbang ng anumang uri ng imaging. Upang makabuo ng teknolohiya nang hindi pinapakain ang iyong system bago mag-imaging, dapat kang bumili ng makapangyarihang kagamitan sa AI na nagsusuri sa bagay tulad ng mga tao. Ngunit ang paggastos ng masyadong maraming pera para lamang sa kaginhawahan ay hindi matalino dahil ang machine learning ay madaling gawinipatupad.

Samakatuwid, dapat mong pakainin ang iyong system ng mga sample ng mga bagay upang ang pagkuha ng mga ipinadalang signal ng WiFi ay maaaring magbunga ng mas mahusay na mga resulta kaysa sa mga receiver na ginagamit sa tradisyonal na radar detection at microwave imaging.

Material

Mahalaga rin ang materyal ng bagay kapag gumagamit ng Wi-Fi imaging para sa pagtuklas at pag-localize. Halimbawa, ang iminungkahing sistema ay nagbibigay ng mga magagandang resulta kung ang bagay ay may mga reflective surface.

Halimbawa, ang mga metal na ibabaw ay palaging napatunayang mas mahusay na mga bagay, kahit na para sa mga optical o infrared na frequency.

Gayundin Ang prinsipyo ay sumusunod din dito: ang isang malaking sukat na bagay na mayroong isang mapanimdim na ibabaw ay mas madaling ilarawan kaysa sa maliliit na bagay na metal. Bakit?

Bagaman ang isang makintab na bagay ay sumasalamin sa magagandang signal ng WiFi, ang maliit na sukat nito ay nagpapasikip sa cross-sectional area para sa papasok na radiation. Bilang resulta, ang maraming signal ng WiFi na ipinadala ay hindi maisip nang maayos ang bagay na iyon.

Ang isa pang isyu sa dimensyon ng bagay ay kapag ang laki ay naging proporsyonal sa wavelength ng mga signal ng WiFi, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang entity ay nababawasan.

Paano Lutasin ang Limitasyon ng Dimension-to-Frequency?

Ang isang Wi-Fi imaging system ay nangangailangan ng malaking pagkakaiba sa pagitan ng laki ng bagay at ng wavelength ng mga signal ng WiFi na naroroon. Kung malaki ang laki ng bagay, dapat na mas maliit ang wavelength ng mga signal ng WiFi at vice versa.

Dapat kang magpadalamas mataas na frequency, ibig sabihin, 5 GHz, upang bawasan ang wavelength ng mga signal ng WiFi. Gayunpaman, wala pa ring konkretong resulta na gumagana ang mga low-frequency na signal ng WiFi sa mga passive interferometric imaging system sa mas maliliit na bagay.

Ito ay dahil sa mas maliit na cross-sectional area, na hindi nagpapahintulot sa mga nauugnay na bahagi ng signal na manatiling buo through-wall imaging.

Ilan sa mga mas maliliit na bagay na na-sample sa maraming eksperimento ay:

• Coin
• Mga Susi
• Kaligtasan pin

Bukod sa paggamit ng iba't ibang kagamitan, ang pagbabago sa frequency range para sa pag-detect ng mas maliliit na spatial-resolution na mga bagay ay nasa ilalim ng pagmamasid.

Image Resolution

Ang imaging resolution ay isang mahalagang tampok ng iminungkahing teknolohiya. Higit pa rito, depende ito sa sumusunod na dalawang salik:

• Waylength ng signal ng Wi-Fi
• Haba ng array ng antena

Maaari mong taasan ang resolution ng imaging sa pamamagitan ng pagpapanatiling pare-pareho ang wavelength ng signal at pagtaas ng haba ng array ng antenna.

Sa panahon ng eksperimento, sinubukan ng mga siyentipiko na pahusayin ang resolution ng imahe sa pamamagitan ng pagtaas ng frequency sa 5 GHz, na nagpapababa sa wavelength. Pagkatapos ay hindi nila binago ang wavelength ng pagpoproseso ng signal at ang haba ng array ng antenna.

Bilang resulta, hindi naobserbahan ng mga siyentipiko ang anumang pagpapahusay sa resolution ng imaging. Ang isa pang pangunahing paghahanap ay ang bilang ng mga antenna ay hindi mahalaga sa proseso ng imaging.

Kungilalagay mo ang antenna sa tamang posisyon, maaari kang makakuha ng mga produktibong resulta sa pamamagitan lamang ng isang pares ng antenna. Bakit?

Nakukuha ng mga arrays ng antenna ang mga radiation mula sa object na inoobserbahan. Ang paggamit ng maraming lokasyon ng antenna ay walang alinlangan na nagpapataas ng posibilidad ng pinakamabuting kalagayang resolution ng imaging, ngunit ito ay isang bagay sa cost-efficient na teknolohiya.

Bukod pa rito, ang mga kumpanya ay gumagawa din ng mga murang antenna para sa teknolohiya ng Wi-Fi imaging upang mapataas ang saklaw nito at kahusayan.

Kaya, maaari mong isipin ang bagay na may lamang WiFi power measurements kung pananatilihin mong pare-pareho ang haba ng array ng antenna. Ang pagbabago sa papasok na hanay ng dalas ay maaari ring makaapekto sa resolution ng imaging.

Object Orientation

Ang oryentasyon ng object ay isa pang hadlang sa iminungkahing teknolohiya. Ang WiFi imaging system ay nangangailangan ng object na nasa pattern ng transmitted radiation. Alam mo na na ang mga EM wave ay lumilikha ng isang field at naglalakbay sa isang ritmo. Nagiging trend ang field na iyon para sa mga sumusunod na wave.

Kung maglalagay ka ng object sa field na iyon na ang oryentasyon nito ay nasa deflecting position, hindi ka makakakuha ng mga totoong resulta. Kaya, ang pagpapanatili ng oryentasyon ng bagay sa loob ng pattern ng transmitted radiation ay mahalaga.

Bukod dito, maaari mong tugunan ang isyung ito sa mga sumusunod na paraan:

• Itakda ang lokasyon ng mga antenna sa isang naka-optimize na paraan .
• Piliin ang mga antenna na may mas mahuhusay na pattern ng radiation.

Ito ay