1.一种隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，包括步骤：预设至少三个控制点，基于所述控制点确定基准终端的位置，所述基准终端发出的结构光与所述控制点重合；测量主站和测量从站根据所述基准终端发出的结构光，确定所述测量主站和测量从站中后视测量相机的三维坐标和姿态角，并将所述后视测量相机的三维坐标和姿态角转换为所述测量主站和测量从站中前视测量相机的三维坐标和姿态角；待测断面处预设测量终端，所述测量主站和测量从站通过其前视测量相机，分别获取左图像和右图像，将所述左图像和右图像中的结构光进行匹配，获取视差图，将所述视差图转换为深度图，通过所述深度图计算三维坐标点，由所述三维坐标点判断所述待测断面是否发生变形。
2.根据权利要求1所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，所述控制点为3个-10个，多个所述控制点中，至少有一个所述控制点与其他所述控制点不在同一个平面上。
3.根据权利要求1所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，所述后视测量相机的测点、摄影中心及相应的图像坐标点在空间中满足共线方程，所述共线方程为： ；其中， 为像点的像平面坐标； 为所述摄影中心，f为焦距； 为所述测量主站的物方空间坐标； 为所述测点的物方空间坐标； 为外方位角元素组成的方向余弦， 。
4.根据权利要求3所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，根据所述测量主站中所述前视测量相机和所述后视测量相机之间的第一旋转矩阵 和平移向量 ，得出所述测量主站中所述前视测量相机的三维坐标和姿态角；所述第一旋转矩阵 表示为： ；所述平移向量 表示为： ；其中， 分别表示所述测量主站中所述后视测量相机与所述前视测量相机在x、y、z三个方向上的位移差， 表示转置；通过下式将所述测量主站中所述后视测量相机的三维坐标转换为所述前视测量相机的三维坐标： ；其中， 为所述测量主站中所述前视测量相机的三维坐标， 为所述测量主站中所述后视测量相机的三维坐标， 为从世界坐标系到所述后视相机坐标系的转换矩阵， 表示对所述转换矩阵进行转置；通过下式将所述测量主站中所述后视测量相机的姿态角转换为所述前视测量相机的姿态角： ；其中， 为所述测量主站中所述前视测量相机的姿态角， 为所述测量主站中所述后视测量相机的姿态角；从所述世界坐标系到所述后视相机坐标系的所述转换矩阵 表示为： ；其中， 为所述后视测量相机相对于世界坐标系的偏航角，所述后视测量相机的俯仰角和翻滚角为0。
5.根据权利要求4所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，根据第二旋转矩阵和平移矩阵，使所述测量主站和所述测量从站中所述前视测量相机的光轴平行且成像平面共面；根据所述测量主站和测量从站中所述前视测量相机的三维坐标和姿态角，计算所述测量主站与所述测量从站之间的第二旋转矩阵和平移矩阵；所述第二旋转矩阵 表示为： ；所述平移矩阵 表示为： ；其中， 为所述测量从站中所述前视测量相机的姿态角， 为所述测量从站中所述前视测量相机的三维坐标。
6.根据权利要求5所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，所述测量主站和测量从站中前视测量相机矫正后，匹配点在同一水平线上，将所述测量主站和测量从站中前视测量相机采集的隧道检测线划分为左侧壁、拱部、右侧壁三个区域，所述左图像或右图像划分区域采用如下方式：第一步，将光点的图像坐标集记为P：{ }， 为光点，其中n为光点总数；对初始的图像坐标集进行窗口平均，平均后的点集记为A：{ }， 为平均后的点，其中m为窗口大小；根据窗口平均的点集，计算切向角，对于 和 ，j∈（1，2，...，n/m）， 为所述图像坐标集中的坐标点，所述切向角为 表示为： ；将所述切向角处于范围 范围内的划分为拱部点集 ，在此范围外左侧的划为左侧壁点集 ，右侧的划分为右侧壁点集 ；W为切向角的取值阈值；第二步：所述左图像中的左侧壁点集，与所述右图像中的左侧壁点集，纵坐标相同的可形成匹配点；所述左图像中的右侧壁点集，与所述右图像中的右侧壁点集，纵坐标相同的可形成匹配点；第三步：对于拱部点集，采用下列方式匹配：将所述左侧壁最右侧匹配点的深度值记为 ，所述右侧壁最左侧匹配点的深度值记为 ；对于所述左图像中拱顶点集 ，在所述右图像拱顶点集 中寻找匹配点， 为所述左图像中拱顶点坐标， 为所述右图像中拱顶点坐标；满足以下条件的为潜在匹配点集 ： ；其中， ， 和 分别为所述左图像和右图像中拱顶点数量，abs表示取绝对值， 为允许的纵坐标误差阈值；满足条件的匹配点多于1个，求潜在所述匹配点集 的均值坐标，作为所述左图像拱顶点的匹配坐标点。
7.根据权利要求6所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，将同一场景在所述右图像和左图像中的光点进行匹配后，即可获得视差图；将所述视差图转换为深度图，所述视差图与所述深度图之间的转换公式为： ；其中， 为深度， 为视差， 为基线长度， 和 分别为所述右图像和左图像中，对应的所述前视测量相机的主点的列坐标；通过所述深度图计算主站坐标系下的三维坐标点（X，Y，Z），公式如下： 。
8.根据权利要求7所述的隧道三维坐标测量及变形计算方法，其特征在于，所述三维坐标点在同一平面上，对所述三维坐标点集进行椭圆拟合，得到椭圆心坐标 ；以所述椭圆心坐标为中心，将隧道断面平面按角度进行H等分，计算每一分角度内所有光点坐标的均值，作为该角度对应的测点坐标，记初始时刻及当前时刻t时，某角度α对应的三维坐标点分别为 、 ；设拱顶区域范围为 ，所述拱顶沉降量 表示为： ；其中， 为拱顶区域的角度；周边收敛量 表示为： ；其中， ， 分别为隧道同一水平测线上左测点和右测点的三维坐标；根据所述拱顶沉降量和周边收敛量判断隧道的断面是否发生变形。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述隧道三维坐标测量及变形计算方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述隧道三维坐标测量及变形计算方法的步骤。
