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WiFi DensePose：商用路由器 CSI 实时人体姿态跟踪

适配 DensePose 到 WiFi CSI 信号，实现墙穿透实时全身跟踪，详解相位处理与多 AP 融合的工程参数与部署要点。

WiFi DensePose 项目将 DensePose 模型巧妙适配到商用 WiFi 路由器的 CSI（Channel State Information）信号上，实现无需相机、隐私保护的实时人体姿态跟踪，尤其擅长通过墙壁的全身密集姿态估计。这种方法的核心在于对 WiFi 信号相位信息的精细处理与多接入点（multi-AP）融合，避免了传统视觉系统的光照与遮挡问题，同时利用 mesh 网络的覆盖优势，提供亚 50ms 延迟的 30 FPS 输出。

相位处理：CSI 信号的核心净化步骤

WiFi CSI 数据包含幅度和相位两个维度，其中相位信息携带了人体运动引起的微多普勒效应，是姿态估计的关键。但原始 CSI 相位受硬件偏移、多径传播和噪声干扰，需通过相位 sanitization（净化）来校正。工程实践中，推荐采用 unwrap（展开）+ 低通滤波 + 基线减法三步流程。

具体参数设置：

  • 相位展开阈值：π/2，确保连续性，避免跳变。Rust 实现验证显示，max error 为 0.000000 弧度。
  • 滤波器：Butterworth 低通滤波，截止频率 10Hz（针对人体运动频段 0.5-5Hz），阶数 4。采样率下，滤波延迟控制在 2ms 内。
  • 基线减法：静态环境 10 分钟采集作为 baseline，每日校准一次。公式：φ_corrected = φ_raw - φ_baseline - Δφ_hardware，其中硬件偏移 Δφ 通过标定获取。
  • 噪声门限：相位方差 > 0.1 rad² 时丢弃该子载波，保留 SNR > 10dB 的子载波（典型 4x64 矩阵中选 80%）。

这些参数在 repo 的 Rust v2 基准中体现：相位 sanitization 从 Python 的 3ms 优化至 3.84µs，吞吐量达 67-85 Melem/s。通过墙场景下，姿态关键点 MPJPE（Mean Per Joint Position Error）降至 12cm（基准相机系统 8cm）。

多 AP 融合：提升覆盖与精度的空间融合

单一 AP 覆盖有限（5-10m），mesh 路由器多 AP 部署可实现 360° 无死角。通过 CSI 数据融合，补偿信号衰减与视角盲区。融合策略采用 Kalman 滤波 + 加权平均，基于 RSSI 和相干性权重。

落地参数清单：

  • AP 布局：3-4 个 AP，重叠覆盖率 >70%，间距 5-8m，高 2-3m。推荐硬件：ASUS RT-AX88U（CSI 质量优）、TP-Link Archer AX73。
  • 同步机制：PTP（Precision Time Protocol）时钟同步，延迟 <1µs。或使用 beacon frame 对齐。
  • 融合权重：w_i = α * RSSI_i + (1-α) * phase_coherence_i，α=0.4。相干性计算：corr (φ_AP1, φ_AP2) > 0.8 才融合。
  • 追踪器：SORT-like 多目标跟踪，IOU 阈值 0.3，max_age 30 帧，min_hits 3。max_persons=10。
  • 置信融合：最终 pose confidence = mean (confidences)，阈值 0.7 过滤低质输出。

基准显示，全 pipeline 在 Rust 下 18.47µs，支持～54k FPS 吞吐。生产中，配置 CSI_BUFFER_SIZE=1000，HARDWARE_POLLING_INTERVAL=0.1s，确保缓冲不溢出。

部署与监控：从开发到生产的参数化清单

硬件准备：

  1. 确认 CSI 支持：Intel 5300/7260 等卡，或路由器刷 nexmon_csi 固件。
  2. 网络配置：monitor mode，channel 6（低干扰），iwconfig wlan0。
  3. 校准：运行 calibrator 10min，保存 environment_id。

软件部署（Docker 优先）：

docker run -d -p 8000:8000 \
  -e WIFI_INTERFACE=wlan0 \
  -e POSE_CONFIDENCE_THRESHOLD=0.7 \
  -e CSI_BUFFER_SIZE=1000 \
  ruvnet/wifi-densepose:latest

Kubernetes：replicas=3，资源 limits CPU 2 cores, mem 4Gi。

监控要点：

  • Prometheus 指标：pose_processing_duration_seconds (P95 <67ms)，pose_detections_total。
  • 日志：WARN 级相位噪声 >5%，ALERT 融合失败率 >10%。
  • 回滚策略：若准确率降 <90%，fallback 单 AP 模式；A/B 测试新相位阈值。

风险与限界：

  • 限界：厚墙 (>30cm 混凝土) 衰减 >20dB，准确率降 15%；多人重叠时融合复杂度 O (n^2)。
  • 缓解：动态 AP 选择，RSSI <-70dBm 剔除；fallback 幅度 - only 模式（精度降 20%，但鲁棒）。

实际应用中，如智能家居，结合 fall_detection（sensitivity 96.5%），阈值 inactivity_timeout=300s。灾区 WiFi-Mat 扩展检测呼吸 4-60 BPM，max_depth=5m。

此方案证明，商用硬件即可实现 DensePose 级跟踪，工程化相位与融合参数是关键。通过 repo 提供的 100% 测试覆盖与 PyPI 包，即插即用。

资料来源：

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