«Предлагаемый нами подход позволил беспилотным летательным аппаратам отображать детали сквозь стены в 3D с помощью только сигналов Wi-Fi», — сказал Мостофи, профессор электротехники и компьютерной инженерии в UCSB. «Этот подход использует только измерения RSSI WiFi, не требует предварительных измерений в интересующей области и не требует перемещения объектов для отображения».Предлагаемая методология и экспериментальные результаты были представлены на Международной конференции Ассоциации вычислительной техники / Института инженеров по электротехнике и электронике по обработке информации в сенсорных сетях (IPSN) в апреле 2017 года.В их эксперименте два автономных осьминога взлетают и летят над закрытым четырехгранным кирпичным домом, интерьер которого дронам неизвестен. Во время полета один коптер непрерывно передает сигнал Wi-Fi, принимаемая мощность которого измеряется другим коптером для получения трехмерных изображений.
Пройдя несколько предложенных маршрутов, коптеры используют методологию визуализации, разработанную исследователями, чтобы выявить область за стенами и создать трехмерные изображения объектов внутри с высоким разрешением. Трехмерное изображение близко соответствует реальной площади.«Трехмерное изображение высокого разрешения через стены, такие как кирпичные или бетонные стены, является очень сложной задачей и является основной мотивацией для предлагаемого подхода», — сказал Читра Р. Каранам, ведущий доктор философии. студент по этому проекту.Эта разработка основана на предыдущей работе лаборатории Mostofi Lab, которая впервые применила зондирование и визуализацию с помощью повседневных радиочастотных сигналов, таких как Wi-Fi.
Лаборатория опубликовала первую экспериментальную демонстрацию работы с изображениями только с Wi-Fi в 2010 году, после чего последовало несколько других работ на эту тему.«Однако создание трехмерных изображений реальных областей через стены значительно сложнее из-за значительного увеличения количества неизвестных», — сказал Мостофи. В то время как их предыдущий 2D-метод использовал наземных роботов, работающих в тандеме, успех 3D-экспериментов обусловлен способностью коптеров приближаться к местности с нескольких углов, а также новой предложенной методологией, разработанной ее лабораторией.Подход исследователей к созданию трехмерных изображений через стену использует четыре тесно интегрированных ключевых компонента.
Во-первых, они предложили роботизированные пути, которые могут максимально улавливать пространственные вариации во всех трех измерениях, сохраняя при этом эффективность операции.Во-вторых, они смоделировали интересующую трехмерную неизвестную область как марковское случайное поле для захвата пространственных зависимостей и использовали основанный на графах подход распространения убеждений для обновления решения о визуализации каждого воксела (наименьшей единицы трехмерного изображения) на основе решения соседних вокселов.
В-третьих, чтобы аппроксимировать взаимодействие прошедшей волны с интересующей областью, они использовали линейную волновую модель.Наконец, они воспользовались сжимаемостью информационного содержимого, чтобы отобразить область с очень небольшим количеством измерений WiFi (менее 4 процентов).
Примечательно, что их установка состоит исключительно из готовых устройств, таких как коптеры, трансиверы WiFi и планшеты Tango.Видео: https://www.youtube.com/watch?v=THu3ZvAHI9A