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人群通过墙壁计数有WiFi

互联网 2019-12-18 16:25:34

加州大学圣巴巴拉分校的研究人员,亚萨明·莫斯托菲教授的实验室首次演示了通过墙壁进行人群计数的过程,只使用诸如WiFi之类的日常通信信号。这项技术只需要在感兴趣的领域之外安装无线发射机和接收器,它可以有多种应用,包括智能能源管理、零售业务规划和安全。

加州大学圣巴巴拉分校的电气和计算机工程学教授莫斯托菲说:“我们提出的方法使得从外面估计房间内的人数成为可能。”“这种方法只使用WiFi RSSI测量,不依赖人携带设备。”

提议的方法和实验结果在2018年IEEE 2018年第15届国际传感、通信和网络会议(SECON)上作了介绍。

在团队的实验中,一个WiFi发射机和一个WiFi接收器在墙后,在一间有许多人在场的房间外面。房间可能会非常拥挤,最多有20人在相互折腾。发射机发送由接收机测量其接收信号强度(RSSI)的无线信号。仅使用这种接收到的信号功率测量,接收机估计房间内有多少人--这一估计与实际数字非常吻合。值得注意的是,研究人员没有在感兴趣的领域进行任何事先的测量或校准;他们的方法只有非常短的校准阶段,无需在同一领域进行。

这一发展建立在莫斯托菲实验室先前工作的基础上,该实验室率先利用无线网络等日常无线电频率信号进行传感,自2009年以来在这一领域发表了若干出版物。例如,他们在2015年的论文中显示,人群在不依赖人携带设备的情况下进行计数,但发送器和接收器位于与民众相同的区域。

"然而,由于通过壁的高水平的衰减,使得通过壁的群组计数显著更具有挑战性,"说莫斯托菲。她实验室在这一努力中的成功是由于他们所提出的新的建议方法。

这项技术的关键是人类的存在和移动会导致显著的下降--在本项目中,作为"事件"--在接收到的信号强度中。

考虑与显著信号下降的出现相对应的事件序列,”Mostafi说,事件间时间是两个连续事件之间的时间。“研究人员”通过壁人群计数的方法基于数学上表征接收到的信号帧间时间的信息内容,并将其与总人数相关。

“我们观察到,虽然信号强度可以通过墙壁被严重衰减,但与重大信号下降事件对应的事件间时间对墙壁衰减更有鲁棒性,”该项目的主要博士生萨安迪普·德帕特拉(Saan深处Depatla)说。因此,研究人员的方法是基于利用这些事件间的时间.

更具体地,通过将对应于重要信号的事件序列建模为更新型过程,研究人员利用了来自更新过程文献的数学工具,该理论领域已经在诸如可靠性和风险分析等领域中找到了应用。经过很长的推导,研究人员能够对事件间时间的统计进行数学建模,并明确地将它们与该区域内的乘员总数相关。

莫斯托菲实验室已经在不同的地点、不同的墙壁特性以及几个不同人数的人身上对他们的新技术进行了广泛的测试,包括20人。他们只使用一个WiFi链接就显示了两个人的计数精度,甚至不到100%。更值得注意的是,他们的设置完全由现成的WiFi收发器组成。

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