基于太阳阴影轨迹间几何约束的经纬度估计方法研究

本项目采用基于投影日晷原理的几何测量分析方法进行经纬度估计问题研究，探索太阳阴影轨迹之间存在的几何约束关系，阐明基于该约束的度量纠正矩阵估计所需的最少太阳阴影观测次数问题，克服现有的同类方法在估计度量纠正矩阵时存在几何约束冗余的缺陷。本研究建立度量纠正后的太阳阴影轨迹、立竿位置与经纬度之间的关系，据此提出相应的经纬度估计算法，能够避免已有的几何测量方法对太阳方位估计的依赖并使得在立竿物体移动的情况下经纬度估计成为可能。本研究通过分析数据噪音、透视畸变程度等多种因素对经纬度估计效果的影响以检验算法的鲁棒性并明确其适用范围。本项目估计的相机校准参数和地理位置信息能够为场景理解等计算机视觉任务提供重要线索。

本项目主要取得的主要成果包括以下三种，第一项成果是相机经纬度估计，通过研究地面物体的阴影轨迹，可以评估出相机的参数和经纬度，这个成果主要是通过投影日晷原理得到阴影轨迹，从而得到相机的几何约束。第二项成果是基于光照一致性约束的图像防伪检测技术，该技术是考虑太阳阴影属于常见的场景信息，这些自然现象中蕴含着丰富的几何关系,通过这些光照一致性，我们对室外带有阴影的图像进行鉴定，从而判断出图像是否被伪造过。第三项成果是我们提出了一种有效的特征匹配算法：基于三角形约束的特征匹配算法，我们能够提高匹配点的正确率，同时又增加正确匹配的点的个数。本项目已经完成项目计划书的要求进行，并且取得了良好的科技成果。同时在本项目的研究过程中一共发表学术论文20篇，其中发表SCI检索的期刊论文7篇，发表国际会议论文13篇，并且获得了并获得2010 ICPR 的 Piero Zamperoni 最佳学生论文奖,授权的国家发明专利1项。本项目的研究成果能够为场景理解等计算机视觉任务提供重要线索.