利用超宽带技术展示圣经

Qorvo半导体 2021-06-08 12:52

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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。

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 Qorvo DW1000 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。

MotB 证明详细准确的定位数据可以改变博物馆以及其他公共场所与游客互动的方式，眼见为实，自己去体验吧。