随着现代科学技术的发展,人们对定位与导航的信息需求日益增多。尤其在室内环境下,GPS无法使用,而基于无线通信的定位方式,需要预装设备。为此,国内外很多机构研究基于惯性传感器的局部定位方法,以适应室内陌生环境的需要,比如灭火、反恐、救援等。本文采用9轴的传感器MPU9250,搭建航姿参考系统(AHRS),放置在人的脚上,研究行走定位算法。主要工作包括以下几个方面:(1)介绍了基于梯度下降法的姿态解算算法。相对于传统的卡尔曼滤波,梯度下降法的精度稍低,但运算速度更快,参数调节更方便。(2)人体行走的相对位移主要通过加速度数据双重积分得到。由于加速度计精度有限,误差积分后累计非常快。为此,采用零速更新方法,当人的脚处于站立相时,速度为零,据此来校正加速度数据。实验证明,经过零速更新以后,定位效果有明显的改观。(3)融合高度数据,提高定位精度。实验发现,由于加速度计带宽限制,脚向下触地的加速度测量值偏小。经双重积分以后,垂直方向的位移正向漂移非常严重。为此,增加高度计芯片BMP180,采用互补滤波器,融合两者的高度信息,提高定位算法的估计精度。(4)传感器的静态标定。在静态下,陀螺仪、加速度的偏置量并非是0,误差累计会严重影响定位精度。标定前后的对比发现,陀螺仪和磁力计的标定尤其重要。加速度计的误差被零速更新算法部分消除,对静态标定的需求反而不是很大。本文的定位算法研究,已经成功完成了多次实例验证,未来将进一步探讨算法优化和在线运行问题,尽早实现人体行走定位的工程应用。