黄亚群，李星宇，任莹莹，田 润，张怀雄，苏 茜

(1.云南大学 信息学院，云南 昆明 650091；2.中国科学院大学 计算技术研究所，北京 石景山 100190；3.中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410083)

太阳影子定位技术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[1]。为保证根据物体的太阳影子变化精确地确定拍摄地点和拍摄日期，关键在于分析影子长度关于各个参数的变化规律，建立太阳影子定位的数学模型。将直杆在阳光下产生的影子轨迹近似代替太阳运动的轨迹，根据相对运动的原理，将地球绕太阳自转和公转的运动简化为地球不动太阳绕地球转动，并将太阳绕地球的运动看作在近圆形的轨道上运行。首先，建立影子长度随日期、当地标准时间、目标所在经度和纬度及直杆长度变化的动态数学模型，从而计算并绘制太阳影子长度的变化曲线；其次，考虑影子长度随当地标准时间(北京时间)的变化曲线，以直杆所在经度和纬度及直杆长度为决策变量，以实际影子长和计算影子长之差的平方和最小为目标函数，建立太阳影子定位的非线性规划模型，结合曲线拟合选取初值，对视频信息进行预处理后提取相关数据，从而得到视频拍摄地点和日期。

1 影子长度变化模型

以直杆在阳光下产生的影子轨迹近似代替太阳运动的轨迹，并根据相对运动的原理，将地球绕太阳自转和公转的运动简化为地球不动，太阳绕地球转动，于是太阳绕地球在近圆形的轨道上运行。……