Wydajne pobieranie sygnałów
Wykrywanie z kompresją (CS) stanowi nowe podejście do rejestrowania danych cyfrowych. Cyfryzacja sygnałów analogowych dla potrzeb przetwarzania odbywa się w tym przypadku nie poprzez równomierne próbkowanie, lecz poprzez pomiary w użyciem bardziej ogólnych funkcji testujących. W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Compressive data acquisition and processing techniques for sensing applications" (COMPSENSE)(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowano nowatorskie techniki pobierania danych i obrazowania dla potrzeb tworzonych systemów CS. Ponieważ jednym z kluczowych problemów w obrazowaniu podpowierzchniowym CS są odbicia powierzchniowe, naukowcy stworzyli prostą metodę dokonywania pomiarów z kompresją w przypadku powierzchni niepłaskich. Nowa metoda obrazowania okazała się bardziej niezawodna, umożliwiając znajdowanie płytko położonych obiektów na podstawie usuwanych odbić powierzchniowych. Zaprezentowano nowatorską metodę obrazowania rzadkiego radarem geodezyjnym, która sprawdza się bardzo dobrze w przypadku celów spoza siatki. Zaproponowaną technikę oparto na iteracyjnym algorytmie ortogonalnego poszukiwania dopasowującego, który lokalizuje cel z wykorzystaniem iteracji najbardziej stromego podejścia według gradientu. W porównaniu ze standardowymi technikami rekonstrukcji z pomiarów rzadkich uzyskano dokładniejsze wyniki dla wielu celów spoza siatki przy znacznie mniejszej liczbie błędów rekonstrukcji. Ponadto zastosowano nowatorski algorytm ortogonalnego poszukiwania dopasowującego z perturbacją do wykonywania kontrolowanej perturbacji wybranych wektorów wsparcia, który pozwala zmniejszać resztę ortogonalną przy każdej iteracji. W zakresie wykrywania z wieloma czujnikami i rozproszonego wykrywania z kompresją zespół projektu opracował jeszcze jedną nową technikę, dotyczącą szacowania kierunku przybycia na podstawie skompresowanych pomiarów. Inne metody wykrywania i szacowania dotyczyły bezpośredniego pobierania danych CS, wyodrębniania cech lub generowania danych bez wcześniejszej rekonstrukcji sygnału. Prowadzono też prace nad analizowaniem wydajności energetycznej CS w sieciach czujników bezprzewodowych. Zbudowano modele rozpraszania energii dla metod CS i konwencjonalnych, wykorzystując je następnie do stworzenia platformy programowania mieszanych liczb całkowitych umożliwiającej wspólne rejestrowanie kosztów energii. Analiza liczbowa wykazała, że zastosowanie CS zwiększa żywotność sieci w przypadku sygnałów rzadkich i przynosi większe korzyści w sieciach czujników bezprzewodowych obejmujących niewielki obszar. Zespół projektu opublikował kilka artykułów w czasopismach naukowych i opracowaniach konferencyjnych, wygłaszając też odczyty na warsztatach i seminariach. Listę publikacji można znaleźć na stronie internetowej projektu.
