通过地面到卫星图像匹配实现精确的 3 自由度相机地理定位

我们解决地面到卫星图像地理定位问题，即通过将地面拍摄的查询图像与带有地理标签的卫星图像大规模数据库进行匹配，来估计相机的纬度、经度和朝向（方位角）。我们的先前工作将上述任务视为纯图像检索，通过选择与地面级查询图像最相似的卫星参考图像。然而，这种方法常产生粗粒度位置估计，因为检索到的卫星图像的地理标签仅对应图像中心，而地面相机可位于图像内任意点。为进一步巩固我们先前的研究发现，我们提出一种新颖的几何感知地理定位方法。一旦确定查询图像的粗粒度和朝向，我们的新方法能够实现查询图像的细粒度定位，精度可达卫星图像的像素级。此外，我们提出一种新的几何感知图像检索流程以提高粗定位精度。除会议工作中采用的极坐标变换外，该新流程还通过几何约束投影变换将卫星图像像素映射到地面视图中的地面平面，以突出道路结构等信息区域，用于跨视角地理定位。大量定量与定性实验证明了我们新提出框架的有效性。相较于最先进方法，我们在位置召回率方面也显著提升了粗定位结果性能。