天空光偏振模式是否包含三维姿态信息的探究
图像与视频处理
2020-12-17 v1 计算机视觉与模式识别
光学
摘要
我们之前的工作已表明，广泛用于偏振天空光导航、描述天空光偏振模式的 Rayleigh 模型不包含三维（3D）姿态信息[1]。然而，仍有必要进一步探究天空光偏振模式是否包含 3D 姿态信息。因此，本文提出一种社会蜘蛛优化（SSO）方法估计三个欧拉角，该方法基于模板匹配（TM）考虑偏振图像间各像素的差异，以充分利用所捕获的偏振信息。此外，为探究此问题，我们不仅使用了偏振角（AOP）与偏振度（DOP）信息，还使用了光强（LI）信息。于是，建立了一个天空模型，其结合 Berry 模型与 Hosek 模型以充分描述天空中的 AOP、DOP 和 LI 信息，并考虑了四个中性点、地面反照率、大气浑浊度与波长的影响。仿真结果表明，SSO 算法可估计 3D 姿态，且所建天空模型包含 3D 姿态信息。但当存在测量噪声或模型误差时，3D 姿态估计精度显著下降。尤其在野外实验中，估计 3D 姿态极为困难。最后，对结果进行了详细讨论。
引用
@article{arxiv.2012.09154,
title = {Exploration of Whether Skylight Polarization Patterns Contain Three-dimensional Attitude Information},
author = {Huaju Liang and Hongyang Bai and Tong Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.09154},
year = {2020}
}