1.一种隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,包括步骤:提取隧道轮廓图像中的隧道轮廓,生成光条轮廓图;将所述光条轮廓图转化为具有形态几何一致性的轮廓线,生成预处理轮廓图;对所述预处理轮廓图进行视觉矫正,去除所述预处理轮廓图中轮廓的几何畸变,生成矫正图像;将所述矫正图像与预设的基准图像进行对齐,以消除所述矫正图像的轮廓错位,生成对齐图像;所述基准图像为历史时刻无变形的隧道图像;对所述对齐图像与所述基准图像的特征点进行角度分箱采样,量化所述对齐图像与所述基准图像的差异,基于所述差异判断隧道轮廓是否发生变形;对所述对齐图像与所述基准图像的特征点进行角度分箱采样,从所述对齐图像中提取所有白色像素点的坐标信息,形成特征点集,以所述基准图像的特征点集为基础,采用最小二乘法拟合特征区域的外接圆,针对所述对齐图像与所述基准图像的特征点,计算其相对于外接圆的拟合圆心的角度,均匀划分为多个角度箱,筛选出所述对齐图像与所述基准图像中均存在特征点的角度箱,作为共有角度箱,对每个所述共有角度箱,计算所述基准图像与所述对齐图像中代表性点的欧式距离,基于所述共有角度箱数量和欧式距离判断隧道是否发生变形。
2.根据权利要求1所述的隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,对所述隧道轮廓图像进行滤波,去除所述隧道轮廓图像中的高频噪声,生成滤波图像,提取所述隧道轮廓图像中的潜在光条边缘,生成边缘图像;增强隧道轮廓图像中光条与背景的灰度变化,生成灰度梯度图像,将所述滤波图像、边缘图像和灰度梯度图像进行拼接,生成拼接图像;对所述拼接图像进行编码和解码,提取所述拼接图像中的轮廓特征,生成所述光条轮廓图。
3.根据权利要求2所述的隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,基于多个编码模块对所述拼接图像进行编码,提取所述拼接图像中的多尺度特征,所述编码模块包括依次连接的残差组块、卷积层、归一化层和激活层;所述残差组块包括依次连接的卷积块、变形卷积块、第一卷积归一块、注意力块、叠加块和激活块;所述卷积块包括依次连接的卷积层、归一化层和激活层,所述变形卷积块包括依次连接的变形卷积层、归一化层和激活层,所述第一卷积归一块包括依次连接的卷积层和归一化层,所述变形卷积层在卷积核每个采样点增加偏移量,捕捉光条的局部边缘细节。
4.根据权利要求3所述的隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,基于多个与所述编码模块对应的解码模块,对编码后的特征进行解码,所述解码模块包括门控跳跃连接组块和残差组块,通过所述门控跳跃连接组块融合所述编码模块对应阶段的特征,利用所述残差组块重建光条的精细边缘;所述门控跳跃连接组块将所述编码模块与所述解码模块特征拼接后经激活模块生成门控权重,保留与当前阶段匹配的有效特征。
5.根据权利要求4所述的隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,消除所述光条轮廓图中的噪声,生成噪声消除图,提取所述噪声消除图中的单像素轮廓,生成保持原始拓扑结构的骨架图,将所述骨架图中的单像素中心线转化为宽度一致和轮廓连续的标准光条,生成所述预处理轮廓图。
6.根据权利要求5所述的隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,对所述预处理轮廓图进行视觉矫正中,基于相机内参消除镜头光学特性导致的固有畸变;将描述相机空间姿态的欧拉角转换为旋转矩阵,表征空间旋转关系;基于所述旋转矩阵和所述相机内参,计算图像平面到目标平面的透视变换矩阵;基于所述透视变换矩阵将像素坐标重映射,输出矫正图像。
7.根据权利要求6所述的隧道轮廓图像矫正及变形计算方法,其特征在于,对所述矫正图像与预设的所述基准图像进行对齐中,对当前所述矫正图像中轮廓区域与所述基准图像分别生成多层降采样金字塔;从最低分辨率开始,逐层在所述基准图像金字塔中搜索当前图像金字塔对应层的最佳匹配位置,获取偏移量;将各层所述偏移量按分辨率权重融合,得到最终平移偏移量;基于所述最终平移偏移量生成平移矩阵,对当前所述矫正图像执行变换,生成所述对齐图像。
8.一种计算机设备,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7中任一项所述方法的步骤。
9.一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7中任一项所述的方法的步骤。