Vi-Fi: um sistema multi-modal que associa sujeitos em movimento entre sensores de visão e sem fio

O que é Vi-Fi e como funciona?

Você já se perguntou como identificar uma pessoa ou um objeto em diferentes sensores, como câmeras, smartphones e dispositivos vestíveis? Como vincular a informação visual captada por uma câmera com os sinais sem fio emitidos por um smartphone ou smartwatch? Como você pode aproveitar o poder dos dados multimodais para aumentar a segurança, a conveniência e a integridade?

Neste artigo, apresentaremos uma nova tecnologia chamada Vi-Fi, que significa Vision and Wireless Fidelity. Vi-Fi é um sistema que combina visão e sensores sem fio para associar objetos em movimento em diferentes modalidades. Explicaremos o que é o Vi-Fi, quais são seus benefícios e desafios, como funciona e quais são suas aplicações. Ao final deste artigo, você terá uma melhor compreensão desta tecnologia emergente e seu potencial impacto em vários domínios.

vi fi

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Introdução

O que é Vi-Fi?

O Vi-Fi é um sistema multimodal que aproveita os dados do sensor WiFi Fine Timing Measurements (FTM) e da unidade de medição inercial (IMU) do smartphone de um usuário para associar o usuário detectado em uma filmagem da câmera ao identificador correspondente do smartphone (por exemplo, endereço WiFi MAC).

O Vi-Fi é baseado na ideia de que cada usuário possui uma assinatura espaço-temporal única que pode ser extraída de sua aparência visual, de seus sinais sem fio e de seus padrões de movimento. Ao fundir essas assinaturas, o Vi-Fi pode identificar e rastrear usuários em diferentes sensores, mesmo que estejam ocultos ou fora de vista.

Quais são os benefícios do Vi-Fi?

O Vi-Fi tem várias vantagens sobre os métodos existentes de identificação e rastreamento do usuário, como reconhecimento facial, digitalização de impressões digitais ou etiquetas RFID. Alguns desses benefícios são:

• O Vi-Fi é mais resistente a mudanças ambientais, como iluminação, oclusão ou ruído.

• O Vi-Fi preserva mais a privacidade, pois não requer armazenamento ou transmissão de dados biométricos ou pessoais.

• O Vi-Fi é mais escalável, pois pode lidar com vários usuários simultaneamente sem exigir registro ou calibração prévia.

• O Vi-Fi é mais versátil, pois pode funcionar com qualquer dispositivo que possua sensores WiFi e IMU, como smartphones, smartwatches ou laptops.

Quais são os desafios do Vi-Fi?

O Vi-Fi também enfrenta alguns desafios que precisam ser enfrentados antes que possam ser amplamente adotados. Alguns desses desafios são:

• O Vi-Fi requer sincronização entre os sensores de visão e sem fio, o que pode ser difícil de conseguir em cenários dinâmicos e em tempo real.

• O Vi-Fi requer uma estimativa precisa da localização e orientação do usuário a partir de dados WiFi e IMU, que podem ser afetados por efeitos de multipercurso, interferência de sinal ou desvio do sensor.

• O Vi-Fi requer uma fusão eficiente de dados multimodais, que pode ser computacionalmente caro e complexo de implementar.

Como funciona o Vi-Fi?

Como o Vi-Fi usa os sensores WiFi e IMU?

O Vi-Fi utiliza dois tipos de sensores no smartphone do usuário: WiFi FTM e IMU. O WiFi FTM é um recurso que permite medir a distância entre dois dispositivos WiFi com base no tempo de voo dos sinais de rádio. IMU é um sensor que mede a aceleração, velocidade angular e orientação do dispositivo.

Combinando dados WiFi FTM e IMU, o Vi-Fi pode estimar a localização e orientação do usuário em relação a um ponto de acesso (AP) WiFi fixo. A localização é calculada triangulando as distâncias medidas pelo WiFi FTM de vários APs. A orientação é calculada integrando a velocidade angular e a orientação dos dados IMU.

Como o Vi-Fi usa sensores de visão e sem fio?

O Vi-Fi também usa uma câmera e um ponto de acesso WiFi (AP) como sensores de visão e sem fio, respectivamente. A câmera captura o vídeo da cena, enquanto o AP mede os sinais WiFi do smartphone do usuário.

O Vi-Fi processa o vídeo para detectar e rastrear a caixa delimitadora do usuário, que é uma região retangular que envolve o usuário em cada quadro.O Vi-Fi também extrai os recursos de aparência visual do usuário, como cor, textura e forma, da caixa delimitadora.

O Vi-Fi processa os sinais WiFi para estimar a localização e orientação do usuário em relação ao AP, conforme explicado na seção anterior. O Vi-Fi também extrai os recursos de sinal sem fio do usuário, como intensidade do sinal, fase e frequência, dos dados do WiFi FTM.

Como o Vi-Fi associa assuntos em movimento entre as modalidades?

O Vi-Fi combina os recursos de aparência visual, os recursos de sinal sem fio e as informações de localização e orientação para associar o usuário através da visão e dos sensores sem fio. O Vi-Fi usa um novo algoritmo de fusão multimodal que aprende um espaço de representação comum para ambas as modalidades e calcula uma pontuação de similaridade entre elas.

O Vi-Fi então executa um processo de associação de dados que corresponde à caixa delimitadora do usuário na filmagem da câmera com seu identificador de smartphone nos sinais WiFi, com base na pontuação de similaridade e nas restrições espaço-temporais. O Vi-Fi gera uma lista de associações para cada quadro da filmagem de vídeo.

Quais são as aplicações do Vi-Fi?

Segurança e vigilância

O Vi-Fi pode ser usado para aprimorar os sistemas de segurança e vigilância, fornecendo uma maneira confiável e robusta de identificar e rastrear usuários em diferentes sensores. Por exemplo, o Vi-Fi pode ajudar a verificar a identidade de uma pessoa que entra em uma área restrita, comparando seu rosto em uma câmera com seu smartphone em uma rede Wi-Fi. O Vi-Fi também pode ajudar a rastrear um suspeito ou uma pessoa desaparecida, associando seus movimentos em várias câmeras com seus sinais sem fio.

Casa inteligente e IoT

O Vi-Fi pode ser usado para melhorar os sistemas domésticos inteligentes e IoT, fornecendo uma maneira conveniente e contínua de interagir com dispositivos inteligentes. Por exemplo, o Vi-Fi pode ajudar a controlar luzes inteligentes, termostatos ou alto-falantes detectando a localização e orientação do usuário em uma câmera e suas preferências em seu smartphone.O Vi-Fi também pode ajudar a personalizar serviços inteligentes, como música, notícias ou recomendações, reconhecendo a aparência e o comportamento do usuário em uma câmera e seus interesses em seu smartphone.

Saúde e bem-estar

O Vi-Fi pode ser usado para dar suporte a sistemas de saúde e bem-estar, fornecendo uma maneira não invasiva e precisa de monitorar as condições de saúde dos usuários. Por exemplo, o Vi-Fi pode ajudar a medir os sinais vitais dos usuários, como frequência cardíaca, pressão arterial ou frequência respiratória, analisando suas características faciais em uma câmera e seus sinais sem fio em seu smartphone. O Vi-Fi também pode ajudar a detectar as atividades dos usuários, como caminhar, correr ou dormir, rastreando seus padrões de movimento em uma câmera e seus dados IMU em seu smartphone.

Conclusão

Resumo dos principais pontos

Neste artigo, apresentamos a você o Vi-Fi, uma nova tecnologia que combina visão e sensores sem fio para associar objetos em movimento em diferentes modalidades. Explicamos o que é o Vi-Fi, quais são seus benefícios e desafios, como funciona e quais são suas aplicações. Mostramos que o Vi-Fi é um sistema robusto, que preserva a privacidade, escalável e versátil que pode aumentar a segurança, a conveniência e a saúde em vários domínios.

Direções futuras e pesquisas

O Vi-Fi ainda é uma tecnologia emergente que tem espaço para melhorias e inovações. Algumas das direções futuras e questões de pesquisa que podem ser exploradas são:

• Como melhorar os algoritmos de sincronização, estimativa e fusão para sensores de visão e sem fio?

• Como estender o Vi-Fi para suportar mais modalidades, como áudio ou infravermelho?

• Como avaliar o Vi-Fi em cenários mais realistas e desafiadores?

• Como abordar as implicações éticas e sociais do Vi-Fi?

perguntas frequentes

• O que é Vi-Fi?

• O Vi-Fi é um sistema multimodal que aproveita os dados do sensor WiFi Fine Timing Measurements (FTM) e da unidade de medição inercial (IMU) do smartphone de um usuário para associar o usuário detectado em uma filmagem da câmera ao identificador correspondente do smartphone (por exemplo, endereço WiFi MAC).Quais são os benefícios do Vi-Fi?

O Vi-Fi tem várias vantagens sobre os métodos existentes de identificação e rastreamento do usuário, como reconhecimento facial, digitalização de impressões digitais ou etiquetas RFID. Alguns desses benefícios são: Vi-Fi é mais resistente a mudanças ambientais, como iluminação, oclusão ou ruído. O Vi-Fi preserva mais a privacidade, pois não requer armazenamento ou transmissão de dados biométricos ou pessoais. O Vi-Fi é mais escalável, pois pode lidar com vários usuários simultaneamente sem exigir registro ou calibração prévia. O Vi-Fi é mais versátil, pois pode funcionar com qualquer dispositivo que possua sensores WiFi e IMU, como smartphones, smartwatches ou laptops.

• Como funciona o Vi-Fi?

O Vi-Fi utiliza dois tipos de sensores no smartphone do usuário: WiFi FTM e IMU. O WiFi FTM é um recurso que permite medir a distância entre dois dispositivos WiFi com base no tempo de voo dos sinais de rádio. IMU é um sensor que mede a aceleração, velocidade angular e orientação do dispositivo. Combinando dados WiFi FTM e IMU, o Vi-Fi pode estimar a localização e orientação do usuário em relação a um ponto de acesso (AP) WiFi fixo. O Vi-Fi também usa uma câmera e um ponto de acesso WiFi (AP) como sensores de visão e sem fio, respectivamente. A câmera captura o vídeo da cena, enquanto o AP mede os sinais WiFi do smartphone do usuário. O Vi-Fi processa o vídeo para detectar e rastrear a caixa delimitadora do usuário, que é uma região retangular que envolve o usuário em cada quadro. O Vi-Fi também extrai os recursos de aparência visual do usuário, como cor, textura e forma, da caixa delimitadora.O Vi-Fi processa os sinais WiFi para estimar a localização e orientação do usuário em relação ao AP, conforme explicado na seção anterior. O Vi-Fi também extrai os recursos de sinal sem fio do usuário, como intensidade do sinal, fase e frequência, dos dados do WiFi FTM. O Vi-Fi combina os recursos de aparência visual, os recursos de sinal sem fio e as informações de localização e orientação para associar o usuário através da visão e dos sensores sem fio. O Vi-Fi usa um novo algoritmo de fusão multimodal que aprende um espaço de representação comum para ambas as modalidades e calcula uma pontuação de similaridade entre elas. O Vi-Fi então executa um processo de associação de dados que corresponde à caixa delimitadora do usuário na filmagem da câmera com seu identificador de smartphone nos sinais WiFi, com base na pontuação de similaridade e nas restrições espaço-temporais. O Vi-Fi gera uma lista de associações para cada quadro da filmagem de vídeo.

• Quais são as aplicações do Vi-Fi?

O Vi-Fi pode ser usado para aprimorar os sistemas de segurança e vigilância, fornecendo uma maneira confiável e robusta de identificar e rastrear usuários em diferentes sensores. Por exemplo, o Vi-Fi pode ajudar a verificar a identidade de uma pessoa que entra em uma área restrita, comparando seu rosto em uma câmera com seu smartphone em uma rede Wi-Fi. O Vi-Fi também pode ajudar a rastrear um suspeito ou uma pessoa desaparecida, associando seus movimentos em várias câmeras com seus sinais sem fio. O Vi-Fi pode ser usado para melhorar os sistemas domésticos inteligentes e IoT, fornecendo uma maneira conveniente e contínua de interagir com dispositivos inteligentes. Por exemplo, o Vi-Fi pode ajudar a controlar luzes inteligentes, termostatos ou alto-falantes detectando a localização e orientação do usuário em uma câmera e suas preferências em seu smartphone. O Vi-Fi também pode ajudar a personalizar serviços inteligentes, como música, notícias ou recomendações, reconhecendo a aparência e o comportamento do usuário em uma câmera e seus interesses em seu smartphone.O Vi-Fi pode ser usado para dar suporte a sistemas de saúde e bem-estar, fornecendo uma maneira não invasiva e precisa de monitorar as condições de saúde dos usuários. Por exemplo, o Vi-Fi pode ajudar a medir os sinais vitais dos usuários, como frequência cardíaca, pressão arterial ou frequência respiratória, analisando suas características faciais em uma câmera e seus sinais sem fio em seu smartphone. O Vi-Fi também pode ajudar a detectar as atividades dos usuários, como caminhar, correr ou dormir, rastreando seus padrões de movimento em uma câmera e seus dados IMU em seu smartphone.

• Quais são os desafios do Vi-Fi?

O Vi-Fi também enfrenta alguns desafios que precisam ser enfrentados antes que possam ser amplamente adotados. Alguns desses desafios são: O Vi-Fi requer sincronização entre os sensores de visão e sem fio, o que pode ser difícil de conseguir em cenários dinâmicos e em tempo real. O Vi-Fi requer uma estimativa precisa da localização e orientação do usuário a partir de dados WiFi e IMU, que podem ser afetados por efeitos de multipercurso, interferência de sinal ou desvio do sensor. O Vi-Fi requer uma fusão eficiente de dados multimodais, que pode ser computacionalmente caro e complexo de implementar.

• Quais são as direções futuras e questões de pesquisa para o Vi-Fi?

O Vi-Fi ainda é uma tecnologia emergente que tem espaço para melhorias e inovações. Algumas das direções futuras e questões de pesquisa que podem ser exploradas são: Como melhorar os algoritmos de sincronização, estimativa e fusão para sensores de visão e sem fio? Como estender o Vi-Fi para suportar mais modalidades, como áudio ou infravermelho? Como avaliar o Vi-Fi em cenários mais realistas e desafiadores? Como abordar as implicações éticas e sociais do Vi-Fi?

Espero que você tenha gostado de ler este artigo e aprendido algo novo sobre o Vi-Fi. Se você tiver alguma dúvida ou comentário, sinta-se à vontade para compartilhá-los abaixo. Obrigado pela atenção e tenha um ótimo dia! 0517a86e26