。
[0086]构建步态识别模型中的描述子提取函数的处理流程如下:
[0087]依次经过如下处理过程:构建网络拓扑、输入经预处理的原始采样阵列、预训练、耦合训练以及降维，最终输出描述子提取函数。
[0088]如图8所示，为本发明另一种实施例中的设备层的相控阵振子阵列的原理图，下面结合图8对本发明进行说明。
[0089]振子阵列是将多个振子有机排列形成一个相控阵列，通过电信号进行控制，改变阵列中相邻振子的相位差，即可改变最大干涉条纹出现的方向，可实现360°扫描，从而提供基于触感的方向提示，配合导航模块，可实现自动指路等功能。
[0090]进一步地，终端设备模块还包括:GPS模块，三轴陀螺仪，三轴加速度计和UWB定位模块。
[0091]如图9所示，为本发明另一种实施例中的多模导航协同工作的处理流程图，下面结合图9对本发明进行说明。
[0092]多模导航协同工作的处理流程为:
[0093]首先，探测可用GPS卫星的数量；
[0094]根据所探测到的可用的GPS卫星的数量，执行相应的操作；具体地，若探测到的GPS的卫星的数量大于或等于4颗时，输出GPS定位数据；
[0095]否则，则进入双足导航模式。
[0096]根据所探测到的可用的GPS卫星的数量，执行相应的操作；具体地，若探测到的GPS的卫星的数量大于或等于4颗时，输出GPS定位数据；若探测到的GPS的卫星的数量小于4颗时，则继续进入双足导航模式，重复上述过程。
[0097]具体而言，当双脚上具有穿戴式智能设备，双脚交替运动时，通过UWB定位模块实现自定位。
[0098]如图10所示，为本发明另一种实施例中的实现UWB双足自定位的原理图。
[0099]如图11所示，为本发明另一种实施例中的进行双足自定位的处理流程图，下面结合图11对本发明进行说明。
[0100]进行双足自定位的处理流程为:
[0101]首先，检测双脚的运动情况；
[0102]其次，判断双足是否同时运动，根据判断结果，执行相应的操作；具体地，若双足同时运动，则任取一脚作为相对基准去测量自由脚相对基准脚三个定位基点的距离；求解联立方程；根据加速度计及历史信息排除其中一个解；并进行冗余定位；若确定为冗余定位，则测量自由脚相对基准脚所有其它三基准组合的距离，求解联立方程，根据加速度计及历史信息排除其中一个解，并进行误差修正，叠加位移矢量，最终输出位置信息；若确定不是冗余定位，则直接叠加位移矢量，输出位置信息。
[0103]若双足只有一只脚运动，则取固定脚作为相对基准去测量自由脚相对基准脚三个定位基点的距离；求解联立方程；根据加速度计及历史信息排除其中一个解；并进行冗余定位；若确定为冗余定位，则测量自由脚相对基准脚所有其它三基准组合的距离，求解联立方程，根据加速度计及历史信息排除其中一个解，并进行误差修正，叠加位移矢量，最终输出位置信息；若确定不是冗余定位，则直接叠加位移矢量，输出位置信息。
[0104]具体而言，穿戴式智能设备用于导航，包括:
[0105]根据三轴陀螺仪和三轴加速度计提供惯性进行导航；和/或，
[0106]根据UWB定位模块提供的自定位能进行导航；和/或，
[0107]根据GPS模块进行线路修正。
[0108]具体而言，工作时，在室外无遮挡的情况下，以GPS为主，可以提供精度达到米级的定位导航功能，在室内或信号被遮挡的地方则通过陀螺仪和加速度计提供惯性导航，以及通过UWB定位模块提供的自定位能进行导航，当有信号时再通过GPS信号不断修正。由于惯性导航和UWB定位模块的定位原理不同，误差来源相互独立，因此可以用来相互矫正，从而提高了定位精度。其中UWB定位模块的三角定位方式，可以提供精度达到厘米级的定位导航功能，通过多步叠加，可消除随机误差。走路时，以静止的脚作为定位基准，测量运动脚相对于静止的脚的三个定位基点的距离，求解相应的联立方程，可得到关于定位平面镜像对称的两个解，再根据加速度计给出的运动信息排除其中的一个解，双脚交替即可实现自定位，叠加位移矢量，再配合地图，即可实现导航功能。通过多种导航方式的有机结合，可实现高精度全天候地定位导航功能。
[0109]本发明实施例所提供的位于足底的穿戴式智能设备实现了智能导航。即使在有遮挡物存在的情况下亦可实现导航功能，而且不依赖外界的定位基站，并能实现体感控制，提供相应的提示信息。通过GPS定位，在地图上设定目的地，在当前位置和目的地之间自动寻找最优路径，在有建筑物或树木遮挡的地方，则通过陀螺仪和加速度计提供惯性导航。在需要转弯的地方或偏离既定方向时，通过振子阵列产生指向修正方向的振动，提供触感提示，解放了用户的双手和双眼，更加安全和便捷。
[0110]如图12所示，为本发明另一种实施例中的穿戴式智能设备的三维虚拟人机界面示意图，下面结合图12对本发明进行说明。
[0111]本发明实施例提出的是一个通用的穿戴式计算框架，足底计算机作为中枢提供基础服务，结合其它附件可实现更多的功能。例如，基于UWB定位模块提供的定位服务，结合智能手环、手表或戒指以及智能眼镜，可构建一种新型的三维虚拟人机界面。由于足底相对于人体的位置基本固定，且通常与地面重合，因此适合作为定位的基准面。双足6个UWB基准点可以提供多个三角形进行三角定位，选取适当数量的组合，利用冗余信息，可实现极高精度的三维定位。可以以双足平面为基准，在人体周围建立高精度的坐标系。例如，在智能手表或手环等设备中也嵌入一个UWB部件，则可测量该设备在足面坐标系中的位置及运动，利用这些信息可构建一种人机界面，以实现各种手势控制。例如，当有电话呼入时，将手臂扬起至口耳的位置即为接听。更为通用的是，可通过手表运动在足底平面上的投影来实现鼠标功能，精度能做到厘米级，实现了选择菜单等功能。如果再加入眼镜附件，还可实现虚拟键盘功能；需在眼镜中也嵌入一个UWB部件，以便得到眼镜在足底坐标系中的质点位置，同时加入陀螺仪测量眼镜相对于坐标轴的旋转；在视网膜适当的位置上投射出一个键盘，如九宫格键盘，按键可以做的很大。根据前面的位置及角度信息，可推出该虚拟键盘在足底坐标系中的位置，利用手表或手环在相应位置的前进动作与后退动作，可实现对虚拟键盘的操作。
[0112]在本发明所提供的实施例中，配合眼镜式显示器，可在跑步机上实现虚拟健身。如在谷歌地图上选择某个地点作为健身场所，自动下载相应的谷歌街景，上传至眼镜，并利用运动传感器测量双脚的相对运动，根据运动信息自动更新街景画面，可一边在室内健身，一边浏览湖光山色。
[0113]如图13所示，为本发明另一种实施例中的构建基于UWB定位的三维虚拟人机界面的处理流程图，下面结合图13对本发明进行说明。
[0114]基于UWB定位的虚拟UI的处理流程如下:
[0115]检测双脚的运动状态；
[0116]根据运动状态为各定位基点分配权重；
[0117]根据精度要求确定最小冗余度K ；
[0118]取K个权重最闻的二基点组合；
[0119]—方面，若结合智能眼镜构建一种新型的三维虚拟人机界面的处理流程如下:计算眼镜上定位模块到定位基点的距离；
[0120]求解联立方程组；
[0121]根据先验信息求得唯一解；
[0122]误差修正；
[0123]输出眼镜在足底坐标系中的位置；
[0124]结合陀螺仪的信息确定眼镜在坐标系中的取向；
[0125]根据位置及方向信息在适当的位置投影UI ；
[0126]判断UI元素是否被点击，最终输出控制信息。
[0127]另一方面，若结合智能手表或手环构建一种新型的三维虚拟人机界面的处理流程如下:
[0128]计算手表或手环等上面的定位模块到定位基点的距离；
[0129]求解联立方程组；
[0130]根据先验信息求得唯一解；
[0131]误差修正；
[0132]输出手表或手环等在坐标系中的位置及运动信息；
[0133]判断Π元素是否被点击，最终输出控制信息。
[0134]进一步地，终端设备模块还包括无线充电模块，其利用电磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电能，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能