什么是Wi-Fi多普勒成像及其功能與應用

這個世界連接得越來越緊密，也越來越智能。

Wi-Fi多普勒成像通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)提供成像技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)能力提升到了一個新的水平。

我們來了解什么是Wi-Fi多普勒成像，它如何工作以及它的用途。

Wi-Fi多普勒成像（DI）重塑Wi-Fi能力

人工智能與連接性，是現(xiàn)代世界越來越依賴的兩大主要技術(shù)趨勢。

隨著機器學習算法的廣泛應用，以及越來越多的設(shè)備連接到這種智能（即物聯(lián)網(wǎng)），對家庭或辦公場所感知能力的需求也越來越迫切。這種感知能力用于為AI層提供輸入，以更好地支持消費者和企業(yè)。

Wi-Fi多普勒成像是一種使用Wi-Fi信號生成成像數(shù)據(jù)的技術(shù)，這些數(shù)據(jù)可以被解釋，以洞察給定環(huán)境中人和物體的移動。

無論是在住宅區(qū)還是商業(yè)建筑中，具備及時識別和響應事件的能力是相關(guān)者首要關(guān)注的問題。要捕獲數(shù)據(jù)以監(jiān)測給定環(huán)境中發(fā)生的情況，先進的傳感器至關(guān)重要。當然，在特定空間內(nèi)安裝多個攝像頭也是一種選擇。但攝像頭有其局限性，它需要光，需要另外安裝，并且常被認為是對隱私的侵犯。

借助Wi-Fi多普勒成像技術(shù)，屋主和企業(yè)可以檢測到人、寵物和物體的移動，無需在Wi-Fi AP上安裝任何其他設(shè)備，即可實現(xiàn)安全和安保、能源管理、娛樂分析、醫(yī)療應用等目的。

什么是Wi-Fi多普勒成像？

Wi-Fi多普勒成像是一種新的范例，它突破了Wi-Fi的界限，并重塑了其能力。

Celeno公司的Wi-Fi多普勒成像技術(shù)為業(yè)界首創(chuàng)。它利用Wi-Fi硬件生成多普勒雷達圖像來追蹤對象并描繪其行為。它可以檢測并追蹤人、寵物和物體的移動和位置。

移動物體產(chǎn)生的多普勒特征由機器學習分類器進行分析，這些分類器可以定位、監(jiān)測和評估物體的行為以及場景本身。這種技術(shù)增強了事件的語境解釋，可實現(xiàn)的應用存在無限可能。

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)消除了在家庭環(huán)境和商業(yè)建筑中安裝多個攝像頭或傳感器的需求，避免了在每次出現(xiàn)新技術(shù)時，消費者都必須為下一代小工具和基礎(chǔ)設(shè)施進行投資的麻煩。同時，它還保護了消費者隱私。

什么是多普勒效應？

多普勒效應（或多普勒頻移）是觀測者相對于波源移動而產(chǎn)生的波的頻率或波長的變化。

什么是微多普勒？

微多普勒是指物體除了整體運動之外，還存在的微動動力學。微動動力學通常存在于四肢和關(guān)節(jié)以不同速度和方向運動的生物。例如：一個人走路時，身體的不同部位移動不同，每個身體部位都會產(chǎn)生獨特的多普勒頻移。汽車、機器人和機器等物體也具有微動動力學，其特征是運動或附加運動部件的振動。

什么是多普勒頻譜圖？

多普勒頻譜圖表示移動物體隨時間產(chǎn)生的多普勒頻率范圍。它是分析物體運動和行為的基本工具。不同類型的運動會產(chǎn)生不同的頻譜圖。

基于多普勒成像的運動分類

基于機器學習和AI技術(shù)，運動可以根據(jù)其多普勒特征進行分類。

多普勒頻譜圖與常見的人體動作高度相關(guān)，例如跌倒、行走、彎腰、坐下、站立等。

通過追蹤運動對象的頻譜圖，信息被饋送到多個預訓練后的分類器，這些分類器將運動標記為常見的人體動作。反過來，它又加強了語境，可以幫助應用在觀測到的場景上演繹并推動更佳的動作和洞察力。

Wi-Fi多普勒成像具有哪些功能？

追蹤目標

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)能夠使屋主和企業(yè)檢測其環(huán)境中移動的目標，并確定其位置。

量化目標

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)可以同時追蹤多個目標，并識別特定空間中的人數(shù)。

標識目標

通過分析常見人體運動頻譜圖，Wi-Fi多普勒成像技術(shù)可以將目標分類為成人、兒童、寵物和物體。

檢測呼吸

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)是老年人護理設(shè)施的理想選擇，它不僅可以檢測還可以測量人的呼吸頻率。這項技術(shù)非常適合為極受歡迎的老年人獨居服務提供支持。

對常見身體運動進行分類

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)可以區(qū)分不同的身體運動，并根據(jù)所執(zhí)行的動作將其分類。例如，它可以確定一個人何時坐下、躺下、站立，或檢測是否跌倒。

識別手勢

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)使Wi-Fi路由器能夠在特定環(huán)境中識別和分類手勢。

Wi-Fi多普勒成像具有哪些特性？

結(jié)合成像技術(shù)與WI-FI網(wǎng)絡(luò)

采用相同的硬件和射頻資源，突破性地將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)功能和成像技術(shù)結(jié)合在一起。

利用5GHZ WI-FI頻譜和WI-FI射頻特性

經(jīng)認證的Wi-Fi設(shè)備可進行高分辨率追蹤和分類，無需對新設(shè)備進行認證或引入新的射頻頻譜。

室內(nèi)應用的最佳選擇-可穿透墻壁

通過Wi-Fi技術(shù)進行操作，其成像功能可以穿透墻壁檢測移動，并識別物體。在給定環(huán)境中，無需“看到”即可追蹤和識別物體的運動

室內(nèi)應用的最佳選擇-輕松濾除雜波

多普勒成像技術(shù)可以輕松濾除墻壁、家具和其他室內(nèi)環(huán)境常見的靜態(tài)物體返回的雜波

運動分類的最佳選擇

能夠追蹤移動物體的多普勒頻譜圖是對人類行為進行分類的最佳工具，它可以表征物體的運動和姿勢，將語境添加到觀測到的場景中，實現(xiàn)更智能的應用。

只需單個設(shè)備

利用多個天線測量單個硬件設(shè)備到物體的角方向，無需安裝多個設(shè)備就可以精確追蹤物體的位置。

Wi-Fi多普勒成像演示

該視頻演示了Wi-Fi多普勒成像技術(shù)所提供的功能。我們在攝像頭的視線范圍內(nèi)設(shè)置了一個帶四個天線的Wi-Fi接入點。

視頻左側(cè)的追蹤GUI上顯示了目標檢測和位置追蹤的過程。此外，該技術(shù)還可以分析復雜的人體運動，并對人體姿勢進行分類。右側(cè)小圖即展示出多普勒頻譜圖的捕獲位置，并顯示了分類器的輸出。

Wi-Fi多普勒成像應用

居家養(yǎng)老和輔助生活

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)的智能功能可以幫助實現(xiàn)老年人的居家養(yǎng)老，并使家庭成員安心。成像技術(shù)是老年護理管理的理想技術(shù)，它能夠在室內(nèi)發(fā)生異常活動時提醒家人或看護者。最重要的是，借助機器學習功能，系統(tǒng)還可以預測老人健康狀況的惡化和睡眠障礙等。

Celeno公司的Wi-Fi多普勒成像技術(shù)可以監(jiān)測人入睡時的呼吸頻率，當呼吸頻率發(fā)生變化時可以通知家人和看護者。另外，老年人不像年輕時那樣敏捷和靈活，很容易跌倒或滑倒，該系統(tǒng)可以在檢測到此類緊急狀況時警示相關(guān)人員，讓他們能夠及時有效地做出響應。

最重要的是，這種低接觸技術(shù)可以成為標準Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的組成部分，它無需任何可穿戴設(shè)備，不會侵犯隱私，即可實現(xiàn)洞察。

家庭安保

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)可增強家庭安保。該技術(shù)可以實現(xiàn)運動檢測這類入門級的安心應用，還可以通過區(qū)分寵物與人這種額外的智能來增強功能，甚至可以通過過濾相鄰公寓的移動來增加地理圍欄。當家庭成員在家中時，通過應用智能分區(qū)功能將夜間的入侵檢測限制在房屋周邊，從而構(gòu)建出一個更全面的系統(tǒng)。

相比目前基于PIR傳感器的標準家庭安保技術(shù)，Wi-Fi多普勒成像技術(shù)省去了很多麻煩，因為它不需要專業(yè)安裝，也無需日常更換電池。

家庭-電視分析

深入了解家庭娛樂消費習慣將有助于增強用戶體驗，并根據(jù)消費者的興趣定制內(nèi)容。

Wi-Fi多普勒成像可以確定是否有人坐在電視機前。另外，它還可以識別是父母還是孩子在觀看電視。當人離開房間時，系統(tǒng)可以自動暫停DVR并降低分辨率來節(jié)省帶寬消耗，并關(guān)閉機頂盒以滿足寬帶設(shè)備的功耗要求。如果房間里只有一個人，系統(tǒng)還可以確定觀看者是兒童還是成人，從而策劃適合相應年齡段的內(nèi)容。

企業(yè)與智能建筑

Celeno公司意識到，在商業(yè)環(huán)境中廣泛部署具有成像功能的Wi-Fi設(shè)備具有極大的潛力。成像技術(shù)擴展了Wi-Fi技術(shù)的功能范圍，而且還無需安裝額外的設(shè)備。

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)使組織機構(gòu)可以利用地理圍欄設(shè)置安防和安全區(qū)域。它可以識別在緊急情況下仍在建筑物內(nèi)的人員，尤其是在沒有安裝攝像頭的區(qū)域（例如洗手間）。該技術(shù)還可以確定公共區(qū)域中的人數(shù)，從而使機構(gòu)能夠優(yōu)化其房產(chǎn)利用率。

家庭和企業(yè)的能源管理

人們對能源效率的提高越來越重視。標準的能源管理系統(tǒng)通常需要安裝多個設(shè)備，以使屋主或建筑物管理者追蹤能源的消耗。

基于Wi-Fi的成像技術(shù)可以追蹤人員所在位置，優(yōu)化智能照明、恒溫器、HVAC和供暖系統(tǒng)的運行，從而更好地節(jié)約能源。

工業(yè)4.0和數(shù)字工廠

Wi-Fi多普勒成像技術(shù)可以實現(xiàn)向數(shù)字工廠和互聯(lián)工廠的演進，并支持信息技術(shù)（IT）和運營技術(shù)（OT）的融合。該技術(shù)可以支持工廠中的Wi-Fi連接和各種成像任務。它可以幫助追蹤人員、機械裝置和機器人的位置，幫助維持安全的工作條件，并消除潛在的危險情況。例如，在緊急情況下，當需要快速將人員從建筑物中疏散時，它可以幫助識別仍在建筑物中的人員位置。