Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are widely used for aerial photography and remote sensing applications. One of the main challenges is to stitch together multiple images into a single high-resolution image that covers a large area. Featurebased image stitching algorithms are commonly used but can suffer from errors and ambiguities in feature detection and matching. To address this, several approaches have been proposed, including using bundle adjustment techniques or direct image alignment. In this paper, we present a novel method that uses a combination of IMU data and computer vision techniques for stitching images captured by a UAV. Our method involves several steps such as estimating the displacement and rotation of the UAV between consecutive images, correcting for perspective distortion, and computing a homography matrix. We then use a standard image stitching algorithm to align and blend the images together. Our proposed method leverages the additional information provided by the IMU data, corrects for various sources of distortion, and can be easily integrated into existing UAV workflows. Our experiments demonstrate the effectiveness and robustness of our method, outperforming some of the existing feature-based image stitching algorithms in terms of accuracy and reliability, particularly in challenging scenarios such as large displacements, rotations, and variations in camera pose.


翻译:无人机(UAV)广泛应用于航拍摄影和遥感应用领域。主要挑战之一是将多幅图像拼接成覆盖大面积区域的高分辨率单幅图像。基于特征的图像拼接算法虽常用,但在特征检测与匹配中易受误差和模糊性影响。为此,已提出多种方法,包括使用光束法平差技术或直接图像对齐。本文提出一种新颖方法,结合IMU数据与计算机视觉技术,用于拼接无人机拍摄的图像。该方法包含多个步骤:估计无人机在连续图像间的位移与旋转、校正透视畸变、计算单应性矩阵,随后采用标准图像拼接算法进行图像对齐与融合。所提方法利用IMU数据提供的额外信息,校正多种畸变源,并可轻松集成至现有无人机工作流程。实验证明,该方法在精度和可靠性方面优于部分现有基于特征的图像拼接算法,尤其在位移大、旋转多、相机姿态变化大等挑战性场景中表现出卓越的有效性与鲁棒性。

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