Video 计算机视觉-计算出相机在移动时所指向的角度？

我有时会在我的摩托车头盔上挂上摄像机，然后四处兜风。很明显，我的头稍微动了一下，然后转了个弯，等等。除原始原稿外，所有原稿将在一个序列中（无切割）

给定这样一个视频，是否有可能找出/猜测每个帧相对于前一帧指向哪个方向，从而全局地找出每个帧指向哪个方向

我想这应该可以使用特征检测（SIFT？）和/或图像稳定中使用的相同类型的东西？但是我没有计算机视觉方面的经验，所以我不确定这是否是不可能的，以前是否已经做过，或者是否已经有了一个图书馆。所以这个问题

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我有很多Python经验，还有一些gstreamer和C经验。开源解决方案更可取，并且“在linux上运行”是一项要求。我很想自己编写代码，但我不知道是否已经完成了任何数学/算法（如果是，什么？

如果您不想实现完整的运动结构算法（这是一项大任务），我会尝试以下想法：

首先从一帧到下一帧跟踪兴趣点。筛选或冲浪可能是一个好的开始。大多数兴趣点不会移动太远，一旦处理了前两帧，就可以很好地估计下一帧中每个兴趣点的位置，所以这应该是可能的

一旦在两个帧之间建立了特征对应关系，每个特征点的移动（大约）是两个组件的总和：一个组件远离消失点（即自行车的运动方向），另一个组件与每个点相同（相机的方向改变）

从数学上讲，这意味着点p在时间t1的位置是：

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其中v是消失点，d是远离图像中消失点的运动速度（取决于对象与观察者的距离和自行车的速度），m是相机的运动。这是n个点的2*n个方程和4+n个未知数，这意味着如果你有4个或更多的点，你可以找到一个（近似）解。

你可以搜索“运动中的结构”。不过，这是一个更复杂的问题：它试图重建相机的运动、方向和跟踪特征的深度。这个问题太笼统了，可能不适合堆栈溢出。谷歌搜索“SfM”、“SaM”、“SLAM”等。