1.一种用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:在监测区域架设图像采集系统,通过所述图像采集系统采集初支区域或者掌子面区域的结构光图像,对采集的所述结构光图像进行矫正,得到目标结构光图像,基于所述目标结构光图像进行深度信息计算,得到深度图;分别提取所述初支区域的基准图像的第一特征点和目标结构光图像的第二特征点,对所述第一特征点和第二特征点进行匹配计算,得到第一匹配特征点;基于所述深度图,计算所述第一匹配特征点的三维坐标,并根据所述第一匹配特征点的三维坐标构建初支区域三维模型;获取所述掌子面区域的第二匹配特征点,基于所述深度图,计算所述第二匹配特征点的三维坐标;计算所述掌子面区域的多个结构面,并根据所述第二匹配特征点的三维坐标计算所述掌子面区域的三维变形坐标;基于所述掌子面区域的三维变形坐标计算所述掌子面区域的变形量,获取所述掌子面区域的变形趋势;其中,所述图像采集系统包括结构光源发射装置和图像采集装置。
2.如权利要求1所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述图像采集装置包括双目相机,所述对采集的所述结构光图像进行矫正的步骤包括:使用所述双目相机拍摄棋盘格,采集多幅标定图;在所述标定图上提取标志点;根据所述标志点计算所述双目相机的相机内参;基于所述相机内参对所述结构光图像进行矫正。
3.如权利要求2所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述基于所述目标结构光图像进行深度信息计算,得到深度图的步骤包括:对所述目标结构光图像进行像素点匹配,确定每个像素的视差值,得到视差图;基于所述视差图计算每个像素的深度值,得到所述目标结构光图像的深度图。
4.如权利要求3所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述基于所述视差图计算每个像素的深度值的步骤包括:基于所述双目相机的焦距f、基线长度b与视差值s,可得每个像素的深度值: ;其中,所述基线长度b为所述双目相机的左相机光心位置和右相机光心位置之间的距离。
5.如权利要求1所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述提取所述初支区域的基准图像的第一特征点和目标结构光图像的第二特征点的步骤包括:选取所述基准图像中的网格交点作为第一初筛点,并滤除错误的第一初筛点后,形成所述第一特征点;选取所述目标结构光图像中的网格交点作为第二初筛点,并滤除错误的第二初筛点,形成所述第二特征点。
6.如权利要求5所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述滤除错误的第二初筛点的步骤包括:对所述目标结构光图像进行滤波,并对滤波后的图像进行下采样;对下采样后的图像进行二值化处理,并进行上采样恢复至原尺寸;对上采样后的图像进行边缘检测和轮廓检测。
7.如权利要求1所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述获取所述掌子面区域的第二匹配特征点的步骤包括:分别提取所述掌子面区域的基准图像的第三特征点和所述掌子面区域的目标结构光图像的第四特征点;对所述第三特征点和第四特征点进行匹配计算,得到所述第二匹配特征点。
8.如权利要求1所述的用于监测隧道变形的方法,其特征在于,所述计算所述掌子面区域的多个结构面的步骤包括:对所述掌子面区域的目标结构光图像进行线段检测;基于所述深度图计算所述线段的倾角;基于所述倾角对所述掌子面结构面进行分组,得到所述掌子面的结构面。
9.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的用于监测隧道变形的方法。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至8中任意一项所述的用于监测隧道变形的方法。