Because of the limitation of GPS indoors there is a demand for alternative methods to accurately determine both position and orientation. Previous attempts at positional tracking has required an infrastructure of hardware and sensors to provide the path of an object or person. This is not a mobile solution to a mobile problem. This project aims to answer the question if it is possible to use an Inertial measurement unit sensor for this application. It will also create a prototype device that will demonstrate the capabilities of the proposed method. The goal of the project is to reach an accuracy of ±20 cm for position and ±5 degrees for rotation. A Kalman filter will be used to filter the output from the sensor in order to get more stable and accurate readings. The results show that it is possible to determine position of ±20 cm up to 100 cm with the proposed method. An inertial measurement unit is capable of measuring rotation accuracy of ±5 degrees and a prototype has been designed and manufactured to demonstrate the method.

Tato disertační práce se zabývá odhadem pózy kamery z korespondencí 3D a 2D přímek, tedy tzv. perspektivním problémem n  přímek (angl. Perspective- n -Line, PnL). Pozornost je soustředěna na případy s velkým počtem čar, které mohou být efektivně řešeny metodami využívajícími lineární formulaci PnL. Dosud byly známy pouze metody pracující s korespondencemi 3D bodů a 2D přímek. Na základě tohoto pozorování byly navrženy dvě nové metody založené na algoritmu přímé lineární transformace (angl. Direct Linear Transformation, DLT): Metoda DLT-Plücker-Lines pracující s korespondencemi 3D a 2D přímek a metoda DLT-Combined-Lines pracující jak s korespondencemi 3D bodů a 2D přímek, tak s korespondencemi 3D přímek a 2D přímek. Ve druhém případě je redundantní 3D informace využita k redukci minimálního počtu požadovaných korespondencí přímek na 5 a ke zlepšení přesnosti metody. Navržené metody byly důkladně testovány za různých podmínek včetně simulovaných a reálných dat a porovnány s nejlepšími existujícími PnL metodami. Metoda DLT-Combined-Lines dosahuje výsledků lepších nebo srovnatelných s nejlepšími existujícími metodami a zároveň je značně rychlá. Tato disertační práce také zavádí jednotný rámec pro popis metod pro odhad pózy kamery založených na algoritmu DLT. Obě navržené metody jsou definovány v tomto rámci.