随着数字化时代的来临,面向个人的基于位置服务的需求正在不断增加。如何提供可靠的个人定位服务成为近年来导航定位领域的研究热点之一。本文针对室内外个人导航技术进行了研究,从系统硬件、系统软件、个人导航算法三个方面,设计并实现了应用于足部的个人导航系统。本文的主要研究内容和成果如下:本文参考了当前室内外主流的个人导航方案,设计了以TMS320C6748为核心,以SD卡作为存储方式,以Wi-Fi作为无线通信方式,包含九轴IMU、Wi-Fi、GPS、气压计的个人导航系统,并给出了系统硬件设计框架。本文设计了基于SYS/BIOS实时操作系统的多线程导航软件,以提高CPU解算资源的利用率。根据导航系统的功能需求,对软件系统进行了模块划分,并设计了各个模块线程间的配合方式。通过Starterware软件库,SYS/BIOS组件和PDK驱动等工具,对软件系统进行了具体设计。通过软件功能验证实验说明了系统软件满足功能需求。对软件进行了负载分析,当系统只运行驱动相关的软件时,系统负载低于3%。针对室内外的个人导航场景,根据行人行进过程的物理规律,本文对基于卡尔曼滤波的航位推算算法展开了研究。本文使用捷联惯性导航算法更新了导航信息,并在步点时刻,使用卡尔曼滤波算法进行零速修正与姿态修正。通过椭球面拟合的方式标定了磁罗盘,修正了磁罗盘误差,将磁罗盘数据转换到单位球面上。设计了多条件步点检测算法以进行准确的步点检测。提出了通过协方差矩阵修正量测噪声阵来改善修正效果的方法,解决了随迭代次数增加卡尔曼滤波修正效果不断降低的问题。本文对个人导航系统进行了系统实验,分别从站立、踏步、正常行进、直线往返行进四个方面检验了导航系统的导航能力。实验结果表明,导航解算结果能够正确反映行人足部的姿态、速度、位置变化过程。导航算法的位置误差与行走的距离和行走的步数呈正相关,位置误差与行进距离的相对误差约为5%。本文设计的个人导航系统能够获取室内外的导航信息,并实现了导航功能,提供了一种行人在室内外环境可行的导航方案,具有一定的应用价值。