虚拟全景系统(Virtual Panorama System,VPS)是虚拟现实中非常重要的一部分,本文所述系统能够通过捕捉载体的姿态来对全景图片进行旋转及切换等操作,以更加真实、立体的展现目标场景。虚拟全景技术主要包括基于图像建模和绘制的视觉技术以及基于惯性动作捕捉的跟踪技术两部分。由于虚拟全景系统给用户带来的沉浸感及真实性与载体姿态描述的准确性息息相关,本文将重点研究基于惯性动作捕捉的跟踪技术。基于惯性动作捕捉的跟踪技术是利用载体内置的陀螺仪和加速度计等惯性传感器的数据,对载体进行姿态解算的技术,本文主要研究数据处理及姿态解算的算法,取得的成果如下:基于时间序列分析的陀螺仪零点偏移动态补偿算法:通过时间序列分析的方法,根据陀螺仪输出数据的平稳性对零偏补偿因子进行相应的操作,实时跟踪陀螺仪的工作状态,对零偏补偿因子进行周期性的更新,有效的解决智能终端内置的MEMS陀螺仪不能在长时间工作的情况下准确描述载体姿态的问题。并通过MATLAB仿真实验对动态补偿和均值滤波算法的性能进行比较,验证动态补偿算法的性能优势。基于四元数的姿态解算算法:分析基于四元数的姿态解算算法的原理及优势,通过求解一阶龙格-库塔常微分方程计算载体四元数,实时更新载体姿态,并实现姿态解算子系统来对姿态解算算法的性能进行分析。基于波峰探测的步频检测算法:利用加速度计获取载体加速度,通过检测加速度值的波峰与波谷,判断用户是否步行了一步。并实现了步频检测子模块来对基于波峰探测的步频检测算法的性能进行分析。虚拟全景系统的设计与实现:完成虚拟全景系统的总体设计,包括分析系统的用户需求、设计系统功能模块以及软件的整体架构,并在安卓平台上实现了该系统。最后通过制作校园全景实例来对系统进行功能模块测试及效果展示。