基于IMU-Camera的相对位姿标定电子稳像方法研究

本篇硕士学位论文主要探讨了IMU-Camera相对位姿标定方法及其在电子稳定技术中的应用。IMU-Camera系统是指将惯性测量单元（IMU）与相机紧密集成，用于精确测量和跟踪相机的运动状态。传统的电子稳定技术主要依赖于图像之间的灰度信息来估计运动和姿态，但这种方法易受光照、遮挡、色调变化等因素影响，导致特征提取困难和不稳定。 论文首先介绍了IMU-Camera相对位姿标定的必要性，即通过IMU提供的加速度数据以及世界坐标系与相机坐标系之间的旋转关系，通过四元数方法确定两者间的精确旋转关系。这样可以消除图像采集过程中外部因素带来的不确定性，提高电子稳像的精度和可靠性。 接着，论文着重于描述了一种基于IMU-Camera相对位姿标定的电子稳像方法。该方法包括三步：一是使用IMU的数据进行初始的相对位姿标定；二是通过时间同步确保标定后的IMU和相机在同一个参考系下同步运动；三是利用IMU的旋转矩阵来计算两帧图像间的单应性关系，从而通过逆映射实现图像的稳定。 为了验证其有效性，作者对本文提出的算法与当前流行的方法进行了多场景下的性能对比实验。实验结果显示，基于IMU-Camera标定的电子稳像方法在各种复杂环境中表现出更高的鲁棒性和广泛的应用价值。其优势在于能克服传统方法的局限，提供更稳定、准确的图像稳定效果，特别是在光线条件差、遮挡频繁等情况下，显示出显著的优势。 这篇论文不仅深入研究了IMU-Camera系统的关键技术，还展示了其在实际应用中的潜力，对于提升电子稳定系统的性能和稳定性具有重要的理论和实践意义。