• Альбиносы. Продолжение. Животные.

  • Как власть вербует известных блогеров. Полное разоблачение.



  • Группа ученых из университета штата Юта (США) предложила новый метод использования беспроводных сетей ближнего радиуса действия. В их работе описан алгоритм, который по изменению силы сигнала определяет перемещение объектов между узлами беспроводной сети. Уже сейчас экспериментальная система из 34 узлов может точно определять местоположение человека в закрытой комнате с точностью до метра.

    Беспроводные сети научились видеть сквозь стены

    Исследователи Джоуи Уилсон (Joey Wilson) и Нил Патвари (Neal Patwari) разработали систему под названием VBRTI (Variance-Based Radio Tomographic Imaging – Радиотомографическая съемка на основе отклонений). Технология обнаружения движущихся объектов основана на анализе сигналов, передаваемых между точками по протоколу IEEE 802.15.4. Хотя этот протокол предусматривает передачу сигналов в том же диапазоне, что и Bluetooth, а также некоторые разновидности Wi-Fi, отличие состоит в малой скорости передачи данных, небольшом радиусе действия, а главное – высокой защищенности от явления интерференции. Именно протокол IEEE 802.15.4 стал основой для домашней автоматики и домашних сетей, таких как ZigBee.

    Основной принцип, на котором построена система VBRTI, исходит из предположения, что весь обмен сигналами между каждыми двумя приемопередатчиками IEEE 802.15.4 происходит внутри эллипса, а фокусные точки этого эллипса располагаются на прямой, проведенной между этими устройствами. Нельзя узнать точную траекторию сигнала при конкретной передаче: каждая траектория находится в собственных условиях интерференции. Тем не менее, существует теоретическая возможность узнать, что какой-то объект на пути сигнала перемещается, поскольку сила сигнала на отдельном подмножестве траекторий будет меняться из-за изменения условий интерференции.

    Сам по себе такой сигнал будет иметь недопустимо низкое разрешение, однако авторы решили получить информацию о местоположении движущегося объекта из сети беспроводных устройств. Каждая пара приемопередатчиков даст свой срез обстановки, поэтому серия таких срезов позволяет реконструировать гораздо более полную информацию, причем в трехмерной форме.

    Расчет местоположения движущихся объектов по изменению условий интерференции потребовал сложного математического аппарата. Если описать подход в двух словах, авторы поделили исследуемое помещение на набор вокселов (voxel – Volume Pixel – пространственный пиксел). Для каждого воксела ученые рассчитали, какие пары приемопередатчиков будут передавать сигнал через этот воксел. Далее ученые анализировали соотношение отклонений в сигналах для всех таких пар по каждому отдельному вокселу. Для любопытных – связь движения с силой сигнала рассчитывается с помощью метода регуляризации Тихонова, а для повышения точности съемки при отслеживании движения используется фильтр Калмана. Теоретически, в итоге расчетов должна получиться пространственная карта, где в каждом вокселе указано – есть ли движение в его границах.

    Для проверки своих теоретических выкладок авторы построили стенд – комнату размером примерно 6 на 6 метров. 34 узла IEEE 802.15.4 за стенами комнаты образовали единую сеть с регулярной передачей сигналов. Обработка сигналов выполнялась на обычном ноутбуке. Каждый раз, когда человек в комнате двигался, исследователи видели на экране пузырь диаметром около полутора метров. Система VBRTI отличается от уже существующих системдля видения «сквозь стены» еще и низкой стоимостью – беспроводное оборудование дешевеет день ото дня, а нынешние решения стоят более 100 тысяч долларов США за штуку.

    Подробнее о системе дистанционного обнаружения движущихся объектов в недоступных помещениях VBRTI с помощью серийных беспроводных приемопередатчиков стандарта IEEE 802.15.4 можно прочитать в обзоре на сайте Ars Technica, в статье на сайте MIT Technology Review, а также в оригинальной работе Уилсона и Патвари на сайте arxiv.org.

    Bluetooth-антивор





  • Альбиносы. Продолжение. Животные.

  • Как власть вербует известных блогеров. Полное разоблачение.