行人导航近年来一直是研究的热点,依靠GPS、信号基站等外界信号源的行人定位方式,可以满足行人的基本定位需求。但对于森林、矿井等信号差的环境,基于惯性传感器的导航方式成为定位的首选。经典的行人捷联惯性导航与行人航迹推算不能满足多步态复杂的行人运动,在此基础上,本文设计研究了一种在行人下肢多个部位安装惯性传感器的基于多点运动特性和惯性导航的行人定位系统。该系统体积小,便于安装,可以在不同步态下对行人进行定位导航,不需要借助外界定位信号源。本文根据足部的运动特点,设计了基于足部零速检测的行人惯性导航系统,通过修正算法去除系统的位置与速度误差;根据腰部的运动特点,设计了基于计步算法的行人航迹推算系统,并对航向角进行滤波处理,减小迈步方向误差。此外,本文针对行人下肢多点运动特性,进行了多传感器三维步长解算的研究。通过互补滤波解算得到小腿与大腿的姿态,并根据行人的下肢长度,解算得到每一步行人的矢量步长,从而实现三维平面的定位。本文还区分了行人的行走与跑步状态,并根据行人所处的状态,决策不同的行人导航方式,并且可以跟随行人运动不同而进行切换,完成行人不同步态交互的定位。本文设计实现了可以安装在行人下肢各部位的硬件电路系统与显示行人位置信息的手机端、电脑端软件系统。硬件系统分别安装在行人脚面、小腿、大腿和腰部位置,使用Wi Fi通讯实现硬件之间、软硬件之间数据的无线传输。硬件电路解算得到的行人定位信息,通过Wi Fi发送到手机或者电脑端,通过地图界面清晰地显示行人所在位置与运动状态,系统功能稳定。设计相关试验对算法及系统进行整体性的测试与分析。试验结果表明本文所提出的腿部姿态解算三维步长的方法能够较为准确的解算行人的步长信息,步长计算的准确度达到96%以上;所设计实现的多惯性传感器系统可以在行走、跑步状态下实现较为准确的行人定位,行人行走状态下的定位精度达到95%以上,跑步状态下精度达到92%以上。可以在不同运动状态下满足行人基本的定位需求。