（长安大学，陕西 西安 710046）

0 引 言

在隧道工程建设过程中，岩体原有平衡被破坏导致应力场与应力重新分布[1]，常出现坍塌、冒顶、突水突泥、岩土断裂、形变等地质灾害。其中，围岩形变因其持续时间长、危害程度大、整治费用高成为隧道建设安全最艰难的挑战之一。现有的隧道围岩形变测量方法主要有隧道围岩形变现场测量方法，可以分为接触式测量与非接触式测量两种，接触式测量方法如精密水准仪、钢尺收敛计、巴塞特收敛系统[2]，测量仪器需要与侧面接触，对施工造成一定影响，并且测量精度受人工读数影响严重。非接触测量方式以全站仪测量、三维激光扫描测量[3-6]为主，测量精度较高，但仪器在使用过程中仍需人工调试与操作，且价格昂贵，测量数据需进行复杂处理，无法实时直观反映围岩形变。因此，本文提出了基于双目立体视觉的隧道围岩形变监测系统。双目立体视觉是一种模拟人眼的计算机视觉，它根据左右摄像头的相对位置计算出物体的体积、距离等信息[7]，近年来被广泛应用于测量领域，如桥梁裂缝、物体距离、位姿测量等。基于双目立体视觉的隧道围岩形变监测系统可以实现隧道围岩图像实时采集与传输，通过灰度化、特征点识别、三维计算等图像处理算法可以从图像获取的二维平面信息中恢复形变的三维信息，具有非接触性、连续性、高精度性、实时性等优点。

1 监测系统设计

基于双目立体视觉的隧道围岩形变测量系统由图像采集模块、图像传输模块、图像处理及可视化模块、数据管理模块以及智能预警模块组成，每个模块的主要功能如下。……