Существуют ли камеры, которые могут фотографировать Wi-Fi / WLAN или излучение мобильного телефона?

44

Учитывая, что существуют камеры для инфракрасного, рентгеновского и ультрафиолетового излучения, мне интересно, существуют ли также камеры, которые могут отображать части электромагнитного спектра в беспроводной сети или на мобильных телефонах.

Учитывая, что все залито излучением мобильного телефона, и у вас есть Wi-Fi почти в каждом доме, я думаю, что это дало бы некоторые интересные снимки, возможно, наложенные на реальное фото

Черная точка
источник
Я не уверен, насколько интересно это было бы на самом деле ... кроме проблем с длиной волны, упомянутых в ответе ниже, которые могли бы привести к небольшому расхождению, он в основном выглядел бы как точечные источники света с небольшим побочным эффектом, как свет проходит через стены и другие препятствия.
Майкл
@ Майкл Предположительно, последствия препятствий могут быть интересными.
user253751

Ответы:

81

Чтобы получить изображение, и объект, и «камера» должны быть намного больше, чем длина волны света, который вы используете для формирования изображения. Длина волны видимого света составляет приблизительно от 400 до 800 нм, то есть меньше, чем мкм.

Радиочастоты достигают нескольких ГГц, что соответствует длине волны многих сантиметров. Например, полоса WIFI 2,4 ГГц имеет длину волны около 12,5 см. Таким образом, ваша камера должна быть размером несколько метров, и вы сможете получать изображения только с одинаковыми крупными объектами. В нашем повседневном мире нет радиочастотных камер.

Однако ученые на самом деле создали «камеры» шириной в несколько метров и используют их для изображения очень крупных объектов, таких как звезды и галактики. Эти камеры называются радиотелескопами .

oefe
источник
1
так что это возможно, но не практично из-за размера волны Wi-Fi, так сказать. это также объясняет, почему есть ультрафиолетовые или инфракрасные камеры, поскольку они находятся рядом с видимым спектром. спасибо, очень хороший ответ.
Блэкдот
5
Очень красиво изложено, всеобъемлющее, но простое для понимания. +1
Грач
6
Просто быстрый масштаб, чтобы людям не приходилось делать математику в голове: длина волны 12,5 см радиоприемника 2,4 ГГц в 200 000 раз больше, чем у видимого света, отдачи или взятия.
Хоббс
5
Обычный радиотелескоп всего один пиксель . Радиоизображения неба сделаны путем сканирования.
JDługosz
4
@ JDługosz - Механически сканируемая камера с одним пикселем все еще является камерой.
Поддельное имя
20

Я не согласен с ответом со многими возражениями. Физические длины могут быть «обмануты» несколькими способами, и теоретически было бы возможно создать портативную камеру, которая снимает изображения очень крошечной части электромагнитного спектра. Кроме того, вы не учитываете, что существуют не только высокочастотные сигналы, но также и сверхвысокочастотные сигналы, которые можно ОЧЕНЬ легче обнаружить. Вопрос, который я нашел бы интересным, был бы: Как бы вы покрасили спектр?

Вот пример фотографии ЭМ в университете Копенгагена.

Вот самодельный эксперимент с использованием антенны и некоторого программного обеспечения для постобработки для фактического создания изображения.

Вероятно, «объектив» такой камеры будет выглядеть это .

Noldor130884
источник
2
Хорошие результаты! Первый - это хорошая техника визуализации. Если я правильно понимаю, они перемещают датчик в 3D и визуализируют интенсивность в каждой точке. В видимом спектре вы можете использовать фотометр таким же образом. Конечно, это может привести к «изображению», которое сильно отличается от обычной фотографии. Второй работает точно так же, как радиотелескоп (обратите внимание, что он использует полосу 11 ГГц, которая имеет длину волны около 2,7 см, поэтому он может получить по крайней мере изображение с низким разрешением). КСТАТИ: 700 МГц более или менее соответствуют еще более длинным волнам (> 40 см)
oefe
Спасибо за комментарии и ... лол, извините, я перепутал низкие частоты с высокими частотами. Я отредактировал ответ соответственно. В первом они использовали приложение для мониторинга поля em устройства во время его перемещения, затем они окрашивали «путь» длинной экспозиции, основываясь на найденных ими значениях (если я правильно понял). Второй работает, по сути, как радиотелескоп, но я привел этот пример только для того, чтобы показать, что для достижения таких результатов не требуется огромная антенна. Да, это в низком разрешении, но дает идею.
Noldor130884,
7

Вроде. Не «камера», а компьютерная техника визуализации .

Мы исследуем возможность достижения компьютерной визуализации с использованием сигналов Wi-Fi. Чтобы достичь этого, мы используем многолучевое распространение, в результате которого беспроводные сигналы отражаются от объектов до того, как они достигают приемника. Эти отражения эффективно освещают объекты, которые мы используем для визуализации. Наши алгоритмы разделяют многолучевые отражения от разных объектов на изображение. Они также могут извлекать информацию о глубине, где можно идентифицировать объекты в одном направлении, но на разных расстояниях от приемника. Мы внедряем прототип беспроводного приемника с использованием USRPN210 с частотой 2,4 ГГц и демонстрируем, что он может отображать такие объекты, как кожаные кушетки и металлические формы, в сценариях прямой видимости и отсутствия прямой видимости. Мы также демонстрируем приложения для проверки концепции, включая локализацию статических людей и объектов, без необходимости маркировки их РЧ-устройствами. Наши результаты показывают, что мы можем локализовать статичные человеческие предметы и металлические предметы со средней точностью 26 и 15 см соответственно. Наконец, мы обсуждаем ограничения нашего подхода к визуализации на основе Wi-Fi.

Бумага содержит множество нечетких пятен, наложенных на фотографии. Он намного ближе к датчику Kinect в том смысле, что он также дает информацию о глубине, но имеет плохое пространственное разрешение, ограниченное одной длиной волны WiFi.

Из-за гораздо более низкой частоты радио по сравнению со светом, обработка сигнала возможна в зависимости от времени прибытия. Использование этого метода дает полезную информацию от отраженных и дифрагированных сигналов, тогда как в оптических системах они будут просто шумом.

pjc50
источник
3

Еще один «своего рода» ответ:

Одна возможность, более аналогичная традиционной камере, заключается в использовании стационарного приемника и сильно направленной антенны. Если антенна направлена ​​так же, как электронный луч движется по экрану ЭЛТ, можно создать визуализацию силы сигнала, которую затем можно наложить на фотографию, снятую из той же точки. Хотя эти части легко доступны (см. Википедия / Кантенна ), я не сталкивался с проектом или коммерческим решением, которое использует кантену в качестве камеры, как описано выше.

Как заметил @Michael, это, вероятно, не даст вам «хорошего» изображения: излучение на этих длинах волн ведет себя иначе, чем видимый и почти видимый свет. Вместо того, чтобы просто вести себя по-разному в зависимости от соответствующих поверхностей, излучение на этих длинах волн более измеримо в виде амплитуд на точку в трехмерном пространстве. В вопросе используется ключевое слово: комната или пространство действительно затоплены.


Youtuber CNLohr предоставил поясняющее видео, показывающее, как измерять мощность передатчика от одного источника WiFi с использованием относительно недорогих компонентов.

Это не «камера» как таковая, хотя камера используется для преобразования сигнала из точечных измерений в трехмерное изображение, по одному вертикальному слою за раз. Тем не менее, он дает (3d) изображение, которое можно выровнять и наложить на обычную фотографию. С другой стороны, он основан на перемещении датчика через каждую точку в пространстве для изображения; не совсем «снимок» измерения.

Вполне возможно, что этот дизайн может быть адаптирован: датчик может хранить информацию о положении на основе внутреннего GPS и записывать свои собственные данные, а не камеру. Программное обеспечение также может быть адаптировано для измерения общего сигнала на точку вместо простого сигнала от одного передатчика. При выборе беспроводного сигнала представлен список идентифицируемых сигналов и их мощности.

Я считаю, что это дало бы эстетически лучшее изображение, чем направленное измерение; однако, как и камера с направленной антенной, она не доступна в качестве коммерческого продукта.

pbeentje
источник
1

Поскольку в настоящее время мне не известна такая камера, можно было бы построить достаточно эффективную камеру, используя массив патч-антенн для формирования фазированной решетки. Таким образом, большая плоская антенна, скажем, 1 на 1 м, может быть изготовлена ​​из печатной платы. Однако для интеграции всех отдельных элементов антенны в фазированную решетку потребуется большое количество дорогих ВЧ-компонентов.

Такой массив способен сметать и фокусировать свою апертуру электронными средствами. Несмотря на то, что он не может преодолеть предел разрешения по длине волны, он может делать быстрые снимки в режиме реального времени, особенно для визуализации активных передатчиков, таких как близлежащие мобильные телефоны, с большой выходной мощностью излучения.

Метод фазированной решетки широко используется для сканирования радара, см. Википедию: https://en.wikipedia.org/wiki/Phased_array

Некоторые инженеры ожидают использования фазированных решеток в будущих мобильных телефонах или маршрутизаторах Wi-Fi, поскольку это позволит более направленную передачу между одноранговыми узлами, что потребует гораздо меньшего количества энергии, и допускает более высокую полосу пропускания, поскольку одноранговое соединение не будет мешать другому направленному соединению, если только в той же строке.

dronus
источник
1

Простого ответа нет, по крайней мере, пока.

Я говорю это потому, что если бы это было возможно, то оборудование существовало бы в мире испытаний и измерений. и вместо этого у нас есть оборудование, которое может использовать только калиброванные антенны для расчета относительной силы и частоты. Вы перемещаете детектор вокруг и наблюдаете результаты. Я думаю, что в настоящее время это такая система измерения: http://www.emscan.com/rfxpert/

Это был бы большой прорыв в технологии, чтобы иметь возможность отображать излучение с помощью фотографии.

Брэд роджерс
источник