1.一種基于深度攝像頭的隧道三維建模系統(tǒng)，其特征是：包括深度攝像頭裝置、旋轉(zhuǎn)裝置，所述深度攝像頭裝置包括麥克風(fēng)組件、紅外攝影機(jī)、彩色攝像頭和紅外攝像頭，所述深度攝像頭裝置搭載在所述旋轉(zhuǎn)裝置上，所述旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)深度攝像頭裝置進(jìn)行豎直方向上的180°的旋轉(zhuǎn)，采集隧道上半周的圖像；
所述旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置有角度傳感器，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)角度，同時(shí)旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置有仰角控制器，控制深度攝像頭裝置的采集角度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度攝像頭的隧道三維建模系統(tǒng)，其特征是：所述深度攝像頭裝置設(shè)置于支架上，所述支架固定于旋轉(zhuǎn)裝置上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度攝像頭的隧道三維建模系統(tǒng)，其特征是：所述深度攝像頭裝置設(shè)置有防水外殼。
4.基于如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)的建模方法，其特征是：包括以下步驟：
(1)獲取深度攝像頭裝置采集的深度信息和圖像信息；
(2)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行采樣、浮點(diǎn)化、平滑化處理，從圖像中獲取深度攝像頭裝置的移動(dòng)軌跡；
(3)建立大規(guī)模虛擬空間，按照采樣間隔將采集好的信息融合到虛擬空間中，形成三維模型。
5.如權(quán)利要求4所述的建模方法，其特征是：所述步驟(1)中，搭載在全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)上的深度攝像頭隨著機(jī)器的前進(jìn)而獲取隧道的深度和彩色信息，其中重復(fù)拍攝到的部分可作為照片信息的優(yōu)化，即為不斷地添加隧道信息，并不會(huì)設(shè)置冗余度的下限。
6.如權(quán)利要求4所述的建模方法，其特征是：所述步驟(2)中，按照閾值設(shè)置對(duì)深度影像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在閾值范圍之外的數(shù)據(jù)設(shè)置距離為無(wú)效。
7.如權(quán)利要求4所述的建模方法，其特征是：所述步驟(2)中，通過(guò)使用交互型的配準(zhǔn)算法在攝像頭移動(dòng)時(shí)不斷獲取其姿勢(shì)，對(duì)于姿勢(shì)追蹤使用將從重建對(duì)象計(jì)算得來(lái)的點(diǎn)云與從深度影像數(shù)據(jù)中獲取的點(diǎn)云進(jìn)行配準(zhǔn)，或者單獨(dú)的使用比如對(duì)同一場(chǎng)景的不同視場(chǎng)角的數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。
8.如權(quán)利要求4所述的建模方法，其特征是：所述步驟(2)中，根據(jù)深度攝像裝置的移動(dòng)速度設(shè)置平滑化參數(shù)的大小，將從已知姿勢(shì)攝像頭產(chǎn)生的深度影像數(shù)據(jù)融合為代表攝像頭視野范圍內(nèi)的景物的立方體，這種對(duì)深度數(shù)據(jù)的融合是逐幀，連續(xù)進(jìn)行的，最后，從傳感器視點(diǎn)位置對(duì)重建立方體進(jìn)行光線投射，采用光線投影算法計(jì)算得到的點(diǎn)云，再計(jì)算其法向量，用帶法向量的點(diǎn)云和下一幀的輸入圖像配準(zhǔn)，計(jì)算下一幀輸入圖像的位姿。
9.如權(quán)利要求4所述的建模方法，其特征是：所述步驟(3)中，在建模過(guò)程中采用離線處理的方式，采用回環(huán)檢測(cè)和回環(huán)優(yōu)化，根據(jù)回環(huán)優(yōu)化的結(jié)果，更新點(diǎn)的坐標(biāo)，使得回環(huán)的地方兩次重建的結(jié)果對(duì)齊。
10.如權(quán)利要求9所述的建模方法，其特征是：所述步驟(3)中，當(dāng)相機(jī)旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)的距離超過(guò)閾值的時(shí)候，將當(dāng)前幀加入做關(guān)鍵幀并且進(jìn)行回環(huán)檢測(cè)，回環(huán)檢測(cè)首先通過(guò)尋找匹配的關(guān)鍵幀，如果存在匹配的圖像，將在內(nèi)存中存儲(chǔ)的匹配圖像的SURF特征點(diǎn)和深度圖像重新索引出來(lái)。給定兩幀圖像的SURF描述子Ui和Um，用FLANN來(lái)建立SURF的匹配關(guān)系，如果能夠匹配上的SURF點(diǎn)數(shù)量不超過(guò)設(shè)定閾值，則認(rèn)為這不是一個(gè)有效的匹配，通過(guò)匹配建立SURF的匹配關(guān)系，通過(guò)上一步建立的SURF間的匹配，用RANSAC算法估計(jì)兩幀之間的位姿，得到位姿后再用LM算法優(yōu)化重投影誤差優(yōu)化相機(jī)位姿，用ICP再優(yōu)化計(jì)算得到的位姿，如果匹配點(diǎn)之間的誤差小于設(shè)定閾值，則認(rèn)為這是一個(gè)有效的回環(huán)。