鲁晓晓，王子延

太阳影子定位有关研究

鲁晓晓1，王子延2

（1.火箭军武汉指挥学院，武汉 430012；2.火箭军工程大学，西安 710025）

分析视频中物体的太阳影子变化，来确定视频拍摄的地点和日期。首先对视频进行处理，得出各时间点的像素，通过影长的像素和直杆的像素的对比，得出影子长度，其次确定影响影子长度的变化的各种因素，通过对影子形成原因的分析，初步确定影响影子长度变化最主要的因素为直杆的长度、太阳高度角这两个因素。利用几何关系和各因素的定义，可以推导出影响影子长度变化的函数关系式。结合数据确定约束条件，利用最小二乘的思想，建立以影子长度偏差最小和影子角度偏差最小为目标的多目标非线性规划模型。通过搜索算法，编写MATLAB程序，得出各时间点的经纬度。经过检验和优化之后，确定最优解并得出若干个可能地点。

影子长度；太阳高度角；多目标非线性规划；视频处理

0 引言

如何确定视频的拍摄地点和拍摄日期是视频数据分析的重要方面，太阳影子定位技术就是通过分析视频中物体的太阳影子变化，确定视频拍摄的地点和日期的一种方法。下面我们就介绍太阳影子定位方法。

1 建立影子长度模型

影子是一种光学现象，其产生主要与太阳和直杆有关，故影子长度的变化也与二者有关。影子长度与太阳、直杆的关系如图1所示。

图1 影子长度与太阳、直杆的关系

其中，L代表是直杆的高度，h代表的是太阳高度角。……