研究团队开发基于WiFi视觉的3D人体网格构建系统Wi-Mesh
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一种基于WiFi视觉的3D人体网格构建系统Wi-Mesh
（映维网Nweon 2023年02月20日）三维网格是由不同顶点和多边形组成的三维对象表示，而它们对于一系列的技术应用都非常有用，包括虚拟现实和增强现实系统。对于这个领域，佛罗里达州立大学和罗格斯大学的研究团队开发了一种基于WiFi视觉的3D人体网格构建系统Wi-Mesh。
概括来说，所述系统利用WiFi的进步来可视化人体的形状和变形，从而构建相应3D网格。特别是，它利用WiFi设备的多个发射和接收天线来估计WiFi信号反射的二维到达角（2D AoA），以支持WiFi设备能够像我们人类一样感知物理环境。然后，它仅从物理环境中提取人体图像，并利用深度学习模型将提取的人体数字化为3D网格表示。
在各种室内环境下的实验评估表明，Wi-Mesh实现了2.81cm的平均顶点位置误差和2.4cm的关节位置误差，这与使用专用硬件的系统相当。另外，所提出的系统的优点包括利用普遍存在的WiFi设备以实现潜在的大规模采用，而且它可以支持非视线（NLoS）和照明条件差等基于摄像头的系统所无法正常工作的环境。
据介绍，相关研究小组专门从事尖端的无线保真传感研究。在之前的研究中，团队开发了使用WiFi设备来感知一系列人类活动和物体的系统，包括大规模人体运动、小规模手指运动、睡眠监测和日常对象。他们的E-eyes和WiFinger系统是最早使用WiFi传感来分类不同类型日常活动和手指手势的系统之。
对于上述的Wi-Mesh，团队希望评估通常用于通信的WiFi设备是否同样可以帮助构建3D人体网格。3D人体网格以三维方式表示人体表面，捕获不同人的身高、体重、体型、身体比例和关节引起的身体变形。
研究人员解释道：“3D人体网格存在诸多应用，包括VR/AR内容创建。”
他们创建的Wi-Mesh系统利用集成在普通Wi-fi通信设备中的多个天线来创建人体网格。本质上，系统发射WiFi信号来探测人体，然后分析反射以得出人体的形状。
他们指出：“我们的系统分析人体反射，以估计信号反射的二维到达角（2DAoA），从而允许无线设备像人类一样‘看到’环境。然后，系统提取人体的2D AoA图像，并进一步利用深度学习模型将人体的2D A oA图像转换为3D网格表示，而3D网格表示可用于各种人机交互（HCI）应用，如VR/AR内容创建。”
Wi-Mesh在创建3D人体网格方面具有数个优于传统摄像头系统的优点。最值得注意的是，Wi-Mesh支持非视线（NLoS）和照明条件差等场景。Wi-Mesh甚至可以穿过墙壁和障碍物，因为Wi-fi信号可以穿透它们。
与其他提议的系统相比，Wi-Mesh同时不依赖可穿戴传感器或标记，所以易于使用。最后，这一新系统可以利用现有的Wi-fi通信设备轻松部署，使其更经济实惠，有助于广泛采用。
研究人员指出：“这一突破意味着Wi-fi设备不仅可以通信，而且可以‘看到’和可视化人体，从而提供了新水平的感知能力。”
这组研究很快会为构建不同技术应用的人体网格提供令人兴奋的全新可能。未来，Wi-Mesh系统可用于创建更好的VR和AR内容，从而进一步弥合物理世界和虚拟世界。
