随着互联网科技的迅速发展,基于位置的服务(Location Based Service,LBS)在信息社会中的作用愈发重要。特别是智能手机的极速普及,使得LBS在公共服务、智能交通、智慧医疗等各个领域得到了广泛的应用。全球定位系统(Global Positioning System,GPS)已经满足了人们在室外环境下的定位导航需要。但对于室内环境,仍然没有一种普适的室内定位解决方案。因此,室内定位关键技术的研究仍然是一个热点问题。为解决该问题,本文主要研究了基于智能手机的行人航位推算(Pedestrian dead reckoning,PDR)室内定位技术、地磁室内定位技术及相应系统。本文的主要工作如下:1)针对传统PDR算法长时间定位产生累积误差的问题,本文提出了一种蓝牙辅助修正PDR的室内定位系统及算法。该室内定位系统主要由地面蓝牙节点、智能手机和定位服务器组成。地面蓝牙节点一般部署在室内关键处(如转弯拐角,室内出入口、楼梯口等),智能手机安装有定位应用程序,定位服务器主要提供室内地图及其他定位服务。具体实现时,定位算法在没有收到地面蓝牙节点广播时,采用PDR算法进行定位;当待定位用户踩踏地面蓝牙节点触发蓝牙节点广播后,定位算法利用收到的蓝牙节点的坐标信息确定PDR的初始位置或进行位置校正,以消除PDR的累积误差。此外,在进行位置校正时,同步更新PDR定位的步长估计参数。实验结果表明本文所提蓝牙辅助PDR算法有效的修正了PDR的累积误差,在修正点处的定位误差为0,平均定位误差远远比传统的PDR精确。在布置地面节点合理的情况下(每40米左右一个地面蓝牙节点),该系统的平均定位误差为1.15m。2)针对室内某些复杂的区域或者某些特殊应用场景下不能布置地面蓝牙节点的问题,本文提出一种基于行人轨迹推算(PDR)和地磁信息融合的Follow-Lead(领路-跟随)室内导航算法,它由路径收集模块和导航模块组成。在路径收集过程中,利用PDR算法记录领路者的路径信息,并根据检测到的关键点(转弯、上下楼等)将路径元化成多段直线路径,最后将此路径传给跟随者。在导航过程中,利用基于PDR匹配算法和基于动态时间扭曲(Dynamic time warping,DTW)的地磁匹配算法将跟随者走过的路径与领路者的元化路径进行实时匹配,以提供及时的导航提示,关键动作匹配和潜在的路径偏移检测,确保跟随者能沿着领路者的路径达到相同的目的地。现场实验表明,该系统对关键动作的匹配率达100%,能在1.55s以内检测出80%的路径偏移事件和检测最大延迟物理距离为3.9 m内的路径错误。