Object detection using radio imaging tomography and tomographic sensors

• Autorzy: Rymarczyk Tomasz , Styła Michał , Oleszek Michał , Maj Michał , Kania Konrad , Adamkiewicz Przemysław

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.01.40

Warianty tytułu

Wykrywanie obiektów za pomocą tomografii radiowej i czujników tomograficznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the method of detecting objects using radio tomography and tomographic sensors. The solution is based on measuring the radio signal strength between the transmitter and receiver. When measuring the object between the transmitter and the receiver, the value of the signal strength changes as a result of reflection, absorption or dispersion of electromagnetic waves. The application can determine the position using many Wi-Fi signal sources. The main task of the radio tomography presented in the work is to detect the presence of people in specific rooms in real time. As part of the research enabling image reconstruction, a transmission model was used. The measuring system consisted of sixteen antennas. The measured values were the received power expressed in dBm units in a straight line between the individual antennas.

PL

Artykuł przedstawia metodę wykrywanie obiektów za pomocą tomografii radiowej i czujników tomograficznych. Rozwiązanie opiera się na pomiarze siły sygnału radiowego między nadajnikiem a odbiornikiem. W przypadku pomiaru obiektu między nadajnikiem a odbiornikiem wartość siły sygnału zmienia się w wyniku odbicia, absorpcji lub rozproszenia fal elektromagnetycznych. Aplikacja może określić pozycję za pomocą wielu źródeł sygnału Wi-Fi. Głównym zadaniem przedstawionej w pracy tomografii radiowej jest wykrywanie obecności ludzi w określonych pomieszczeniach w czasie rzeczywistym. W ramach badań umożliwiających rekonstrukcję obrazu zastosowano model transmisyjny. System pomiarowy składał się z szesnastu anten. Mierzone wartości były mocą odbieraną wyrażoną w jednostkach dBm w linii prostej między poszczególnymi antenami.

Słowa kluczowe

EN

radio tomographic imaging; sensor; image reconstruction

PL

tomografia radiowa; sensor; rekonstrukcja obrazu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 1
• Strony: 182--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys.

Twórcy

autor

Rymarczyk Tomasz

• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland
• Research & Development Centre Netrix S.A.

autor

Styła Michał

• Research & Development Centre Netrix S.A.

autor

Oleszek Michał

• Research & Development Centre Netrix S.A.

autor

Maj Michał

• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland
• Research & Development Centre Netrix S.A.

autor

Kania Konrad

autor

Adamkiewicz Przemysław

• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland
• Research & Development Centre Netrix S.A.

Bibliografia

• [1] Styla M., Oleszek M., Rymarczyk T., Maj M., Adamkiewicz P., Hybrid sensor for detection of objects using radio tomography, 2019 Applications of Electromagnetics in Modern Engineering and Medicine, PTZE 2019, 2019, 219-223
• [2] Maj M., Rymarczyk T., Kania K., Niderla K., Styła M., Adamkiewicz P.: Application of the Fresnel zone and Freespace Path for image reconstruction in radio tomography, International Interdisciplinary PhD Workshop 2019, IIPhDW 2019, 15 - 17 May 2019, Wismar, Germany.
• [3] Poole I., Free Space Path Loss: Details, Formula, Calculator, radio-electronics.com. Adrio Communications Ltd., Retrieved 17 July 2017
• [4] Chełkowski A., Kluk E., Fizyka Dielektryków, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1979.
• [5] Dusiński A., Wybrane aspekty propagacji fal radiowych i zasady wymiarowania i projektowania systemów RST - materiały szkoleniowe dla MSWiA, 2005.
• [6] Fiala P., Drexler P., Nešpor D., Szabó Z., Mikulka J., Polívka J., The Evaluation of Noise Spectroscopy Tests, ENTROPY, 18 (2016), No. 12, 1-16.
• [7] Goetzke-Pala A., Hoła J., Influence of burnt clay brick salinity on moisture content evaluated by non-destructive electric methods. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 16 (2016), No. 1, 101-111.
• [8] Krawczyk A., Korzeniewska E., Łada-Tondyra E., Magnetophosphenes - History and contemporary implications, Przeglad Elektrotechniczny, 94 (2018), No 1, 61-64.
• [9] Korzeniewska E., Szczesny A., Parasitic parameters of thin film structures created on flexible substrates in PVD process , Microelectronic Engineering, 193 (2018), 62-64.
• [10] Lopato P., Herbko M., A Circular Microstrip Antenna Sensor for Direction Sensitive Strain Evaluation, Sensors, 18 (2018), No. 1, 310.
• [11] Valis D., Mazurkiewicz D., Application of selected Levy processes for degradation modelling of long range mine belt using real-time data, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 18 (2018), No. 4, 1430-1440.
• [12] Valis D., Mazurkiewicz D., Forbelska M., Modelling of a Transport Belt Degradation Using State Space Model, Conference: IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEE IEEM)Location: Singapore, Dec. 10-13, 2017, Book Series: International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management IEEM, 2017, 949-953.
• [13] Kozłowski E., Mazurkiewicz D., Żabiński T., Prucnal S., Sęp J., Assessment model of cutting tool condition for real-time supervision system, Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 21 (2019); No 4, 679-685
• [14] Vališ D, Hasilová K., Forbelská M, Vintr Z, Reliability modelling and analysis of water distribution network based on backpropagation recursive processes with real field data, Measurement 149 (2020), 107026
• [15] Kryszyn J., Smolik W., Toolbox for 3d modelling and image reconstruction in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 137-145
• [16] Galazka-Czarnecka, I.; Korzeniewska E., Czarnecki A. et al., Evaluation of Quality of Eggs from Hens Kept in Caged and Free-Range Systems Using Traditional Methods and Ultra- Weak Luminescence, Applied Sciences-Basel, 9 (2019), No. 12, 2430.
• [17] Babout L., Grudzień K., Wiącek J., Niedostatkiewicz M., Karpiński B., and Szkodo M., Selection of material for X-ray tomography analysis and DEM simulations: comparison between granular materials of biological and non-biological origins, Granul. Matter, 20 (2018), No. 3, 38.
• [18] Banasiak R., Wajman R., Jaworski T., Fiderek P., Fidos H., Nowakowski J., Study on two-phase flow regime visualization and identification using 3D electrical capacitance tomography and fuzzy-logic classification, International Journal of Multiphase Flow, 58 (2014), 1-14.
• [19] Grudzien K., Romanowski A., Chaniecki Z., Niedostatkiewicz M., Sankowski D., Description of the silo flow and bulk solid pulsation detection using ECT, Flow Measurement and Instrumentation, 21 (2010), No. 3, 198-206.
• [20] Kryszyn J., Smolik W., Toolbox for 3d modelling and image reconstruction in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 137-145.
• [21] Majchrowicz M., Kapusta P., Jackowska-Strumiłło L., Sankowski D., Acceleration of image reconstruction process in the electrical capacitance tomography 3d in heterogeneous, multi-gpu system, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 37-41.
• [22] Nowakowski J., Ostalczyk P., D. Sankowski, Application of fractional calculus for modelling of two-phase gas/liquid flow system, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 42-45.
• [23] Romanowski A., Big Data-Driven Contextual Processing Methods for Electrical Capacitance Tomography, in IEEE Transactions on Industrial Informatics, 15 (2019), No. 3, pp. 1609-1618.
• [24] Romanowski A., Contextual Processing of Electrical Capacitance Tomography Measurement Data for Temporal Modeling of Pneumatic Conveying Process, 2018 Federated Conference on Computer Science and Information Systems (FedCSIS), IEEE, 2018, 283-286.
• [25] Rymarczyk T, Kłosowski G. Innovative methods of neural reconstruction for tomographic images in maintenance of tank industrial reactors. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 21 (2019); No. 2, 261-267
• [26] Rymarczyk, T.; Kozłowski, E.; Kłosowski, G.; Niderla, K. Logistic Regression for Machine Learning in Process Tomography, Sensors, 19 (2019), 3400.
• [27] Rymarczyk T., Szumowski K., Adamkiewicz P., Tchórzewski P., Sikora J., Moisture Wall Inspection Using Electrical Tomography Measurements, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), No 94, 97-100
• [28] Duda K., Adamkiewicz P., Rymarczyk T., Niderla K., Nondestructive Method to Examine Brick Wall Dampness, International Interdisciplinary PhD Workshop Location: Brno, Czech Republic Date: SEP 12-15, 2016, 68-71
• [29] Kłosowski G., Rymarczyk T., Gola A., Increasing the reliability of flood embankments with neural imaging method. Applied Sciences, 8 (2018), No. 9, 1457.
• [30] Soleimani M., Mitchell CN, Banasiak R., Wajman R., Adler A., Four-dimensional electrical capacitance tomography imaging using experimental data, Progress In Electromagnetics Research, 90 (2009), 171-186.
• [31] Smolik W., Kryszyn J., Olszewski T., Szabatin R., Methods of small capacitance measurement in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 105-110.
• [32] Wajman R., Fiderek P., Fidos H., Sankowski D., Banasiak R., Metrological evaluation of a 3D electrical capacitance tomography measurement system for two-phase flow fraction determination, Measurement Science and Technology, 24 (2013), No. 6, 065302.
• [33] M. Wang, Industrial Tomography: Systems and Applications, Elsevier, 2015.
• [34] Ye Z., Banasiak R., Soleimani M., Planar array 3D electrical capacitance tomography, Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 55 (2013), No. 12, 675-680.
• [35] Jiang Y., Soleimani M., Wang B., Contactless electrical impedance and ultrasonic tomography, correlation, comparison and complementary study, Measurement Science and Technology, 30 (2019), 114001
• [36] Romanowski, A.; Łuczak, P.; Grudzień, K. X-ray Imaging Analysis of Silo Flow Parameters Based on Trace Particles Using Targeted Crowdsourcing, Sensors, 19 (2019), No. 15, 3317

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).