惯性导航技术具有不受地域限制,不依赖于外部信号,可实时、高精度地输出姿态和位置信息等特点,已成为移动机器人自主定位与导航技术的研究热点。将惯性元器件固联在全向移动机器人或者自动引导车(AGV)上,可搭建捷联式惯性导航系统,该系统结构简单、体积小、维护方便、精度较高,便于与其他导航方式组合,有着良好的应用前景。本文以微惯性测量单元(MIMU)为基础,基于全向移动机器人平台设计了惯性导航系统,包括对MIMU进行误差建模研究及验证,设计扩展卡尔曼滤波器(EKF)融合加速度计、陀螺仪和磁力计的输出,实现四元数状态更新,从而解算全向移动机器人姿态信息并实验验证精度。首先,结合全向移动机器人的应用环境及其自身特点,完成了惯性导航系统的总体方案设计。以MIMU为核心,设计惯性导航硬件系统,并完成MPU9250 I2C通信方案配置、GPS模块配置、蓝牙模块配置等控制系统的软件代码实现。然后,分析MIMU的主要误差来源,完成系统误差建模；利用分立标定法(静态多位置标定和角速率标定)对加速度计进行标定：接着利用标定后的加速度计信息完成陀螺仪的误差标定；综合利用椭圆拟合法和分立标定法完成对磁力计的标定；并分别实验验证,实验结果表明标定效果理想；针对地磁场不断变化的情况,提出一种磁力计的快速标定方法。最后,设计扩展卡尔曼滤波器,实现四元数状态更新后解算载体姿态信息并实验验证精度；对加速度计输出进行平滑处理,降低全向移动机器人运动时的振动噪声干扰；针对地磁场不断变化的特点,设计自校正程序,减小漂移误差；进行机器人静态及动态实验验证本惯性导航系统的精度。