利用超宽带技术展示圣经

概述

圣经博物馆 (MotB)位于华盛顿特区，可生动展示圣经的历史、影响和故事。利用前沿技术，MotB 的游览体验不同于世界上任何其他博物馆。它的创新型“数字指南”具有以下关键特性：

定制的现场解说可为游客提供相关知识，同时根据游客的位置和兴趣，有效地引导他们在最佳时间参观展品、剧院和景点。

自然主动的导航可引导游客至工件和陈列品区域，并远离拥挤区域。

视觉增强（如视频、交互式 3D 对象和增强现实）可作为工件和陈列品区域的补充。

专门针对团队领导者的功能，使他们能够精确定位家庭成员或团队成员的位置，便于制定时间限制，协调用餐时间，并在整个行程中与团队成员进行沟通。

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无线技术的挑战环境

MotB 位于华盛顿国家广场附近，由仓库改建而成。不幸的是，该建筑为混凝土和重型钢结构，该环境会产生麻烦的阴影和盲区，对所有无线技术极具挑战性。

另一个挑战就是博物馆内的高密度人群，尤其是大型旅游团体聚集在特定地点时。此类聚集使得第一代电子指南非常不可靠。

选择适当的技术

为了创建指南，博物馆考察了从 GPS 到 Bluetooth®，再到 Wi-Fi 等各种竞争性定位技术。这些技术无法提供有效导览所需的稳定、精确定位，因此博物馆未予考虑。

MotB 选择了Ciholas的解决方案，该解决方案采用了 Qorvo（前身为 Decawave）的 UWB 技术。实践证明，该技术在各种挑战环境中既准确又可靠。

什么是超宽带？一种专用于实现精准定位和安全通信的技术。

所有数字指南的核心均基于 QorvoDW1000芯片的 UWB 收发子系统，它包含一个集成式 UWB 天线和一个专用微处理器，用于处理 UWB 通信和计算。

此外，附加的 FM 无线电接收器可实现 ADA 音频传输，可通过使用 UWB 定位功能将 ADA 音频调谐至适当的通道。平板电脑和其他电子产品均放置在定制的注塑成型的塑料外壳中，且带有集成把手和手环支架。

在基础设施侧，为应对博物馆布局挑战，Ciholas 安装了近 600 个 UWB 锚点，以覆盖 7 层楼 43,000 平方米的建筑面积。

所有锚点均与运行超宽带系统的博物馆地下室服务器相连。这些服务器负责管理锚点网络，执行锚点同步，执行定位计算，记录系统数据和性能，并管理数字指南更新程序。

源自数字指南的数据分析可形成热图，显示游客在哪些位置花费的时间最多。

定位

为解决游客密度高的问题，Ciholas 利用了 Qorvo UWB 芯片的灵活性。因为每个设备都需要在指南应用中使用自己的位置，所以数字指南可以实现“导航模式”定位，以降低延迟和网络拥塞，并提高可靠性。导航模式就像室内 GPS 一样，与锚点发出的 UWB 信号相协调。指南利用这些数据以每秒 10 次的速度计算其位置，即使是速度最快的博物馆游客也足够。它们还支持在任何给定区域无限次数地定位指南，这样即使最庞大的团队也能获得出色的体验。

数字指南还可以在“跟踪模式”下运行。这样，服务器就可以计算设备的位置，并将其用于分析和其他系统。该系统的一个关键组成部分是定位引擎，称为 VML。在现实世界中，UWB 信号可能被部分或全部遮挡，这种情况在博物馆中经常发生，而此时 VML 尤其有效。VML 算法可检测并缓解这些遮挡，限制不良数据对输出的影响，同时实现最佳性能。

展望未来

MotB 的数字指南系统已经可以满足游客的需求，并且可以提供进一步发展的机会：

数字分析将使博物馆能够开发热图，以更好地了解游客驻足观看的内容以及他们在不同地点停留的时间。同样，博物馆可以识别哪里发生拥堵。这样，博物馆馆长就能够管理客流量、识别受欢迎的陈列品、发现问题区域和通知游客即将举行的活动，持续改善游客体验。

数据还可以实现新的导向功能。通过了解游客行程以及他们的兴趣，指南可以为游客创建个性化行程服务。更妙的是，利用实时拥塞数据，指南可以重新安排行程，以创造最佳体验。

审核编辑 黄昊宇