曹志国，熊 智，丁一鸣，李婉玲，王钲淳

(南京航空航天大学自动化学院, 南京 211106)

0 引言

随着社会的飞速发展，日常生活以及国防等领域对行人导航系统的需求日益增加。在室内环境下，卫星信号由于遮挡和多路径效应不可用，无法满足室内定位的精度需求。因此，迫切需要研究一种不依赖全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的室内行人导航技术。随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术的发展[1]，MEMS惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)凭借体积小、功耗低、质量小、便于携带等优点，使得以MEMS-IMU为基础的室内行人导航方法得到了广泛的关注和研究[2-4]。尽管如此，基于低成本IMU的行人惯性导航系统航向角发散[5-6]这一关键问题尚未完全解决。

为了抑制行人惯性导航系统的航向角发散，国内外学者已经提出了许多解决方法，其中具有代表性的算法主要有三种[7]，即启发式漂移补偿方法、基于预设特征的方法和基于同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)的方法。启发式漂移补偿方法通常假定行人在室内沿着平行建筑物内墙的方向行走[8-10]，此类方法的缺点在于需要先验地图信息，而先验地图信息往往难以获得。基于地标的方法通过将行人运动过程中采集到的WiFi或磁信号与事先建立的指纹库进行匹配，辅助行人导航系统定位[11-12]，而这类指纹库需要提前部署设备，且需要进行维护。SLAM技术是指装载单一或多种传感器的运动主体，在没有环境先验信息的条件下，在运动过程中构建环境地图的同时估计自身的实时运动[13]。近年来，随着计算机硬件处理能力的快速提升，SLAM技术发展迅速，目前已经有多种不同框架的SLAM方法[14-15]。……