从通信到感知:利用无线反向散射识别与计数重复运动
信号处理
2018-10-30 v1
摘要
近年来,若干突破性的基于射频的运动识别系统被提出以检测和/或识别宏观/微观人体动作。这些系统常受到多用户同时运动引起的各种干扰的影响,导致极低的识别准确率。为应对该挑战,我们提出一种称为 Motion-Fi 的新系统,其将无电池无线反向散射与设备无关感知相结合。Motion-Fi 是一种准确且可容忍干扰的运动识别系统,它无需使用依赖于场景的模板或轮廓即可计数重复运动,并且由于反向散射信号相对较短的传输范围,支持多用户同时执行特定运动。尽管理论上重复运动通过反向散射信号相当容易检测,但实际上它们会在运动过程中混入各种其他系统噪声。此外,用户间不规则的运动模式将导致运动识别的计算代价高昂。我们构建了一个反向散射无线平台,在纳入不同人员、距离和朝向的情况下,于多种场景中历时超过 6 个月验证我们的设计。在我们的实验中,运动中的周期性无需任何学习或训练过程即可被识别,且此类运动的计数准确率可达到 5% 以内的计数误差。在少量学习运动模式的情况下,我们的方法对多种运动可实现 93.1% 的运动识别准确率。此外,通过利用运动的周期性,仅需 3 次重复即可将识别准确率进一步提升至近 100%。我们的实验还表明,相距约 2 米的多人运动在计数过程中几乎不造成准确率下降。
引用
@article{arxiv.1810.11707,
title = {From Communication to Sensing : Recognizing and Counting Repetitive Motions with Wireless Backscattering},
author = {Ning Xiao and Panlong Yang and Yubo Yan and Hao Zhou and Xiang-Yang Li and Haohua Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.11707},
year = {2018}
}