Onderzoekers in het laboratorium van professor Yasamin Mostofi, professor aan UC Santa Barbara, hebben de eerste demonstratie gegeven van het tellen van menigten door muren met alleen alledaagse communicatiesignalen zoals wifi. De techniek, waarvoor alleen een draadloze zender en ontvanger nodig zijn buiten het interessegebied, verschillende toepassingen kunnen hebben, inclusief slim energiebeheer, planning en beveiliging van detailhandelszaken.

"Onze voorgestelde aanpak maakt het mogelijk om van buitenaf het aantal mensen in een ruimte in te schatten, " zei Mostofi, een professor in elektrische en computertechniek aan UC Santa Barbara. "Deze aanpak maakt alleen gebruik van WiFi RSSI-metingen en is niet afhankelijk van mensen om een ​​apparaat te dragen."

De voorgestelde methodologie en experimentele resultaten werden gepresenteerd op de 2018 IEEE 2018 15th Annual IEEE International Conference on Sensing, Communicatie, en netwerken (SECON)

In de experimenten van het team, één wifi-zender en één wifi-ontvanger bevinden zich achter muren, buiten een ruimte waarin een aantal mensen aanwezig is. De kamer kan erg druk worden met maar liefst 20 mensen die elkaar zigzaggen. De zender zendt een draadloos signaal uit waarvan de ontvangen signaalsterkte (RSSI) wordt gemeten door de ontvanger. Door alleen dergelijke metingen van het ontvangen signaalvermogen te gebruiken, de ontvanger schat hoeveel mensen er in de kamer zijn - een schatting die nauw aansluit bij het werkelijke aantal. Opmerkelijk is dat de onderzoekers geen voorafgaande metingen of kalibraties in het interessegebied doen; hun aanpak heeft slechts een zeer korte kalibratiefase die niet in hetzelfde gebied hoeft te worden uitgevoerd.

Deze ontwikkeling bouwt voort op eerder werk in het Mostofi Lab, die een pioniersrol vervulde bij het waarnemen met alledaagse radiofrequentiesignalen zoals wifi, met verschillende publicaties op dit gebied sinds 2009. hun paper uit 2015 toonde het tellen van menigten zonder afhankelijk te zijn van mensen om een ​​apparaat te dragen, maar met de zender en ontvanger in hetzelfde gebied als de mensen.

"Echter, het mogelijk maken van menigten door de muur te tellen is aanzienlijk uitdagender vanwege de hoge mate van demping door de muren, " zei Mostofi. Het succes van haar lab in dit streven is te danken aan de nieuwe voorgestelde methodologie die ze hebben ontwikkeld.

De sleutel tot deze technologie is dat menselijke aanwezigheid en beweging kunnen leiden tot aanzienlijke dalingen - in dit project beschouwd als "gebeurtenissen" - in de ontvangen signaalsterkte.

"Beschouw de gebeurtenisreeks die overeenkomt met het optreden van significante signaaldalingen, Mostofi zei. "Een tijd tussen gebeurtenissen is dan de tijd tussen twee opeenvolgende gebeurtenissen." De benadering van de onderzoekers om het tellen van menigten door de muur mogelijk te maken, is gebaseerd op het wiskundig karakteriseren van de informatie-inhoud van de ontvangen signaaltijden tussen gebeurtenissen, en dit te relateren aan het totale aantal inzittenden.

"We hebben waargenomen dat hoewel de signaalsterkte sterk kan worden verzwakt door muren, de inter-gebeurtenistijden die overeenkomen met de gebeurtenissen van significante signaaldalingen zijn robuuster voor wandverzwakkingen, " Zei Saandeep Depatla, de leidende Ph.D. student aan dit project. Dus, de aanpak van de onderzoekers is gebaseerd op het benutten van deze inter-event-tijden.

Specifieker, door de gebeurtenisreeks die overeenkomt met de significante signaaldalingen te modelleren als een proces van het vernieuwingstype, de onderzoekers hebben gebruik gemaakt van wiskundige hulpmiddelen uit de literatuur over vernieuwingsproces, een theoretisch veld dat toepassingen heeft gevonden op gebieden als betrouwbaarheid en risicoanalyse. Na een lange afleiding, de onderzoekers waren in staat om de statistieken van de tijden tussen gebeurtenissen wiskundig te modelleren en expliciet te relateren aan het totale aantal bewoners in het gebied.

Het Mostofi Lab heeft hun nieuwe technologie uitgebreid getest, op verschillende locaties, met verschillende muureigenschappen en met verschillende aantallen mensen - tot en met 20. Ze vertoonden een telnauwkeurigheid van 2 personen of minder 100 procent van de tijd met slechts één wifi-link. Het is verder opmerkelijk dat hun installatie uitsluitend bestaat uit kant-en-klare WiFi-transceivers.