电子元器件与信息技术|5科技前瞻·基于ARM的广角相机畸变校正系统设计赵子国，闵祥涛中国电波传播研究所，山东青岛266107摘要：广角相机以其能提供更大的视场而得到了广泛的应用，但因较大的视场角使相机的畸变加重，为了更加真实反映客观世界，需对广角相机进行畸变校正。传统畸变校正一般采用图像处理方法，且基于PC端，本文实现了一种基于ARM平台的广角相机畸变校正系统，通过搭建嵌入式Linux平台，采用图像处理方法，建立标定数学模型，计算出相机内外参初始值，加入畸变模型并运用非线性方法进行优化，得到内参、畸变系数的最优值，代入畸变校正模型完成了对广角相机图像的畸变校正，取得了较好效果，提升了系统实时性，具有一定工程应用价值。关键词：广角相机；畸变校正；ARM；图像处理中图分类号:TP391文献标志码:ADOI:10.19772/j.cnki.2096-4455.2022.12.0020引言相机光学系统在设计、加工及装配过程中，由于加工误差及工艺水平的影响，使得成像系统不能在整视场满足针孔成像模型，进而导致原始图像发生扭曲、变形，不能真实客观地反映3D物理世界的空间位置信息[1]。特别对于90°至120°左右的广角相机，畸变更加严重。目前，国内外学者已经对广角相机的图像畸变校正做了大量的研究工作，探索出了如张正友标定法等效果较好的校正方法，但国内的相关研究主要是对预采集完成的图像在PC端软件进行畸变校正，缺少对广角相机进行实时校正的研究。在一些需现场更换镜头的场景，传统基于PC端软件的校正难以满足实时性需求。本文设计了一种基于ARM的广角相机畸变校正系统，将相机畸变校正算法在ARM中实现，无需借助PC机即可完成，提升了校正系统的实时性。1系统原理1.1畸变校正原理本文使用棋盘格标定板，采用数字图像处理方法进行相机畸变校正。首先通过角点匹配建立畸变图像与标定板的映射变换矩阵。然后根据映射变换矩阵计算出相机内外参，将其作为后续优化的初始值。其次，加入相机畸变模型，完善变换矩阵，通过非线性优化方法得出相机内参及畸变系数的最优值。最后，利用相机内参及畸变系数的最优值对畸变图像进行畸变校正。1.1.1映射变换矩阵（1）坐标系建立。像素坐标系：以数字图像左上角为坐标原点，以像素为单位建立的直角坐标系，如图1（a）中O0-UV坐标系。图像物理坐标系：原点定义在相机光轴与图像平面的交点，采用实际物理长度单位，如图1（a）中O1-XY坐标系。相机坐标系：以相机光心O为原点，Xc、Yc分别平行于x轴和y轴，Zc与光轴重...
