I ricercatori del laboratorio del professore Yasamin Mostofi della UC Santa Barbara hanno dato la prima dimostrazione del conteggio della folla attraverso i muri utilizzando solo segnali di comunicazione quotidiani come il WiFi. La tecnica, che richiede solo un trasmettitore e un ricevitore wireless al di fuori dell'area di interesse, potrebbe avere svariate applicazioni, compresa la gestione intelligente dell'energia, pianificazione e sicurezza del commercio al dettaglio.
"Il nostro approccio proposto consente di stimare il numero di persone all'interno di una stanza dall'esterno, " disse Mostofi, un professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'UC Santa Barbara. "Questo approccio utilizza solo misurazioni RSSI WiFi e non si affida alle persone per trasportare un dispositivo".
La metodologia proposta e i risultati sperimentali sono stati presentati al 2018 IEEE 2018 15th Annual IEEE International Conference on Sensing, Comunicazione, e Reti (SECON)
Negli esperimenti del team, un trasmettitore WiFi e un ricevitore WiFi sono dietro le pareti, fuori da una stanza in cui sono presenti più persone. La stanza può diventare molto affollata con fino a 20 persone che si muovono a zigzag. Il trasmettitore invia un segnale wireless la cui potenza del segnale ricevuto (RSSI) viene misurata dal ricevitore. Utilizzando solo tali misurazioni della potenza del segnale ricevuto, il ricevitore stima quante persone ci sono nella stanza, una stima che si avvicina molto al numero effettivo. È interessante notare che i ricercatori non effettuano misurazioni o calibrazioni precedenti nell'area di interesse; il loro approccio prevede solo una fase di calibrazione molto breve che non deve essere eseguita nella stessa area.
Questo sviluppo si basa sul lavoro precedente nel Mostofi Lab, che ha aperto la strada al rilevamento con segnali a radiofrequenza di tutti i giorni come WiFi, con diverse pubblicazioni in questo settore dal 2009. Ad esempio, il loro documento del 2015 mostrava il conteggio della folla senza fare affidamento sulle persone per portare un dispositivo, ma con trasmettitore e ricevitore nella stessa zona delle persone.
"Però, consentire il conteggio della folla attraverso le pareti è notevolmente più impegnativo a causa dell'elevato livello di attenuazione delle pareti, " ha detto Mostofi. Il successo del suo laboratorio in questa impresa è dovuto alla nuova metodologia proposta che hanno sviluppato.
La chiave di questa tecnologia è che la presenza e il movimento umani possono causare cali significativi, considerati in questo progetto come "eventi", nella potenza del segnale ricevuto.
"Si consideri la sequenza di eventi che corrisponde al verificarsi di cadute di segnale significative, " ha detto Mostofi. "Un tempo inter-evento è quindi il tempo tra due eventi consecutivi". e rapportarlo al numero totale degli occupanti.
"Abbiamo osservato che mentre l'ampiezza del segnale può essere gravemente attenuata attraverso i muri, i tempi inter-evento corrispondenti agli eventi di cadute di segnale significative sono più robusti alle attenuazioni di parete, "Ha detto Saandeep Depatla, il dottorato di ricerca principale studente in questo progetto. Così, l'approccio dei ricercatori si basa sullo sfruttamento di questi tempi tra gli eventi.
Più specificamente, modellando la sequenza di eventi corrispondente alle cadute di segnale significative come un processo di tipo rinnovo, i ricercatori hanno utilizzato strumenti matematici dalla letteratura sul processo di rinnovamento, un campo teorico che ha trovato applicazioni in aree quali l'affidabilità e l'analisi del rischio. Dopo una lunga derivazione, i ricercatori sono stati in grado di modellare matematicamente le statistiche dei tempi tra gli eventi e di metterle in relazione esplicitamente con il numero totale di occupanti nell'area.
Il Mostofi Lab ha testato ampiamente la sua nuova tecnologia, in luoghi diversi, con diverse proprietà del muro e con diversi numeri di persone, fino a 20 inclusi. Hanno mostrato una precisione di conteggio di 2 persone o meno il 100% delle volte con un solo collegamento WiFi. È inoltre degno di nota che la loro configurazione consiste esclusivamente di ricetrasmettitori WiFi standard.
