De draadloze mensenmassa-meter

Hoeveel mensen op een event aanwezig zijn, hoe dicht ze op elkaar staan en hoe ze zich bewegen: het is belangrijke informatie voor organisatoren van grootschalige evenementen. Om commerciële redenen, maar ook voor de veiligheid: zonder gedetailleerde info is het voor hulpdiensten erg moeilijk om snel de juiste beslissingen te nemen.

Tellen met de hulp van camera’s, festivalbandjes of smartphones

Om het aantal bezoekers te tellen, gebruiken organisatoren hulpmiddelen, zoals camera’s. Maar die beelden zijn, bijvoorbeeld door felle lichtflitsen of rook, moeilijk te interpreteren. Bovendien zijn camera’s in omgevingen met duizenden mensen niet voldoende om een accurate inschatting te maken. Hoe ziet je bijvoorbeeld het verschil tussen 5000 en 6000 mensen? Met het blote oog kan je dat niet juist inschatten, maar ook met de hulp van geavanceerde beeldverwerkingstechnieken lukt het niet. En dan heb je nog het — brandend actuele — privacyvraagstuk: mag je zomaar iedereen filmen?

Sommige organisatoren gebruiken dan weer hardwaretoestellen die radiofrequente (RF)-signalen uitsturen. Ofwel delen ze die toestellen zelf uit: bijvoorbeeld festivalbandjes waarin de technologie zit. Ofwel maken ze gebruik van de smart devices die de evenementbezoekers zelf op zak hebben. De signalen worden dan geanalyseerd, zodat de grootte van de mensenmassa ingeschat kan worden. Maar ook hier kunnen, afhankelijk van de methodologie die gebruikt wordt, privacy issues opduiken. En bovendien laat de nauwkeurigheid van deze methode bij zeer grote mensengroepen vaak te wensen over.

De oplossing: de MensenMassaMeter

Wel privacy-veilig meten? Dat lukt met de MensenMassaMeter, een project van IDLab van UAntwerpen en imec. Het gaat om een zogenaamde ​‘tagloze’ crowd estimation techniek. ​‘Tagloos’ betekent dat er géén gebruik wordt gemaakt van toestellen die de mensen dragen of bij zich hebben. Tegelijk wordt er ook geen camera gebruikt. Identificatie van individuen is dus onmogelijk. Weg privacy-probleem!

Hoe de MensenMassaMeter dan wél werkt? Hij meet de fysieke invloed die een mensenmassa heeft op RF-signalen. Hiervoor wordt een netwerk van transceiver-nodes geïnstalleerd aan de randen van de omgeving waarin je de inschatting wil maken. Eerst wordt de signaalsterkte van de communicatielinks binnen dit netwerk gemeten zonder
bezoekers. Daarna, wanneer het event aan de gang is, met bezoekers. Het verschil tussen beide metingen bepaalt de grootte van de mensenmassa.

Van mensen zoeken naar mensen tellen

De ontwikkeling van de MensenMassaMeter groeide voort uit het onderzoek naar de tagloze lokalisatietechniek Radio Tomographic Imaging (RTI) van Stijn Denis en Prof. Maarten Weyn van UAntwerpen. Hun techniek gebruikt hetzelfde basisprincipe van menselijke invloed op RF-signalen. Niet om grote mensenmassa’s te tellen, maar wel om individuen in kleine omgevingen te lokaliseren. Op basis van signaalsterktemetingen toont het RTI-algoritme voor elke locatie in de omgeving in welke mate er een verzwakkende invloed aanwezig is. Plaatsen waar veel verzwakking is, bevatten de individuen die we willen lokaliseren.

Experimenteren op festivals

Experimenten op festivals tonen aan dat de gemiddelde signaalverzwakking sterk lineair correleert met het daadwerkelijke aantal mensen dat zich in de omgeving bevindt. Dat bleek ook uit de experimenten van UAntwerpen en imec in de Nucleus-tent op het Sound of Science-wetenschapsfestival, toen de onderzoekers aan de aanwezige vrijwilligers vroegen om de zaal te verlaten, weer te betreden, te gaan zitten en recht te staan. 

Voor het experiment in de Nucleus-tent werden vrijwilligers ingezet, waardoor de onderzoekers precies wisten hoeveel mensen er zich op elk moment in de omgeving bevonden. Dat is anders tijdens ​‘ongecontroleerde’ experiment op muziekfestivals. Dan is er geen ​‘ground truth’: er zijn geen geverifieerde gegevens over het werkelijke aantal aanwezige mensen. Dat maakt het moeilijk om de efficiëntie van de MensenMassaMeter heel precies te evalueren. De oplossing: andere, minder accurate gegevens gebruiken, en die dienst laten doen als imperfecte ground truth.

Dat gebeurde tijdens het MensenMassaMeter-experiment in 2018 op Tomorrowland. Het experiment werd uitgevoerd in een speciale VIP-omgeving, waar mensen enkel binnen mochten nadat ze hun armbandje lieten scannen. Dat leverde dus een aantal op. Al was dat niet 100% correct, want personeelsleden werden niet gescand en de MensenMassaMeter hing maar op één van de vele verdiepingen. Toch vormde dit uiteindelijk de eerste acceptabele ground truth voor een grote omgeving waar zich duizenden festivalgangers bevonden.

En wat bleek? Ook tijdens het Tomorrowland-experiment werden sterke lineaire correlaties gevonden tussen de gemiddelde signaalverzwakking en het aantal mensen dat zich in de omgeving bevindt.

Kom mensen tellen op de Dag van de Wetenschap

Tijdens de Dag van de Wetenschap geven doctoraatsstudenten Stijn Denis en Abdil Kaya in ​‘The Beacon’ een live demonstratie van de tagloze lokalisatietechniek en vertellen ze je alles over de MensenMassaMeter. 

The Beacon (UAntwerpen/​imec) — ²⁴⁄₁₁ — 11u tot 17u — Sint-Pietersvliet 7 — 2000 Antwerpen
Contact: dfl.​idlab@​uantwerpen.​be