Wi-Fi不只能夠無線上網,還能透過訊號反射估算隔壁房間內的人數

T客邦152019-10-08 22:55
訂閱文章

加州大學聖塔芭芭拉分校(UC Santa Barbara)電資學院的研究生Saandeep Depatla發表了利用Wi-Fi估算人數的方式,這項技術主要依賴測量Wi-Fi訊號在空間中衰退的情況,其特別之處在於,人群不需配帶任何裝置,而且還可以隔著牆壁偵測另一房間的狀況,大大提升了實用價值。

隔空透視隔壁房間人數

Wi-Fi無線網路訊號充斥在現今的生活環境中,然而它們除了可以通訊之外,還能在其他領域發揮功用嗎?加州大學聖塔芭芭拉分校的研究生Saandeep Depatla在教授Yasamin Mostofi指導下,發表了《Through-Wall Crowd Counting with WiFi, Without Relying On Personal Devices》論文,介紹利用Wi-Fi訊號計算空間中人數的技術。

這項技術完全依賴測量Wi-Fi訊號強度的變化,也就是說在空間內的人群不需配帶任何裝置也能進行估算,而且前置工作也僅需在房間外架設Wi-Fi訊號發射器接收器,不需進行校準,能大幅簡化操作流程。

研究人員發現雖然Wi-Fi訊號穿過牆壁時會造成衰退,但是會讓人群移動的狀態的事件間隔訊號更可靠,因此決定採用這種「隔牆有耳」的測量方式。

在數學模型部分,研究人員將每個人的移動狀況的離散事件序列(Discrete-Event Sequence)視為獨立的更新類型程序(Renewal-Type Process),然後將所有離散事件序列加總之後,就可以反應所有人的移動狀況。

Saandeep Depatla發表的方式可以透過架設在房間外的Wi-Fi訊號發射器接收器,估算房間內的人數。

人群在房間內移動對Wi-Fi訊號造成的影響,比牆壁所造成的衰退更明顯。

研究人員採用更新理論(Renewal Theory)來處理與人群分佈的機率問題。

ION" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: 5px auto 1rem auto;">最後則是透過機率質量函數(Probability Mass Function)來計算房間內的人數。

成果出奇理想

研究人員總共在多個不同的房間進行44次實驗,其中包含不同人數、牆壁條件與Wi-Fi裝置等變因,而在人數低於20人以下的情況,估計的誤差都小於2人。詳細情況請看下方圖表與說明。

研發人員表示這項技術可以應用在許多領域,舉例來說,智慧建築的冷氣、暖氣、照明等設備可以根據人數調整運作狀態,零售業也可以利用這項技術統計人流,保全與搜救等行動也能用此分析人員分佈。

水泥牆房間外使用Wi-Fi路由器與無線網路卡進行測試,可以看到黑框中的實際人數,與灰框中的估算人數相當接近。

在器材沒有預先校正的水泥牆房間,準確度稍微低了一點。

在沒有預先校正的木牆房間中使用2台筆記型電腦進行測試,4次測試都能精準估算人數。

讓20個人在沒有預先校正的水泥、石膏牆房間中走動,估算人數為19人,準確度也很不錯。

由於Wi-Fi訊號強度在穿過水泥牆的時候會造成明顯的衰減,每10公分的水泥牆會造成20dB的訊號衰減,所以可以看到木牆的估算最精準。

筆者認為這項技術還有另一個很大的特色,就是它不像使用攝影機與影像辨識的方式,會拍到人群的長像,而造成隱私相關的疑慮,使用Wi-Fi訊號估算人數具有更高的匿名性,不但能跟上各界越來越重視隱私的潮流,也更能符合歐洲通用資料保護法的規範。

如果讀者想要進一步了解這項技術,可以觀賞介紹影片或是閱讀相關論文

想看小編精選的3C科技情報&實用評測文,快來加入《T客邦》LINE@查看原始文章訂閱文章
延伸閱讀
小編推薦