振动位移测量是工程建筑结构健康监测的重要手段之一,尤其对于多自由度地震模拟试验和长、大、高、柔结构的相对位移测量更具有特殊意义。现有的工程测振传感器,多属于惯性式结构,接触式测量。振动位移一般通过速度的一次积分或加速度的二次积分获得,难免存在一定误差;此外,这类传感器对于小型模型试验,易带来质量效应;对多自由度振动测量,转动影响严重。据此现状,本文提出设计了一种基于数字图像处理技术的光学相对位移测量方法和系统。克服了一般惯性式振动传感器存在的缺点。本文的研究工作和主要成果包括以下几个方面:1.通过资料查询和文献整理,深入了解和分析了现有工程测振领域的研究现状;列举了主要的测量方法以及所使用的相关传感器的工作特性;指出了位移测量中,现有惯性式、接触式传感器存在的一些问题。2.对光学测量方法的进行了深入研究,提出了一种基于数字图像处理技术的光学位移测量方法;依据该测量方法,设计并实现了一套适用于振动台以及大型结构位移测量的光学测量系统。3.验证了该光学系统的工程实用性和测量精度。先后进行了计算机模拟仿真试验;在小型振动台进行了该系统与941B拾振器的振动比测,取得了理想结果。4.该光学位移测量系统在大型桥墩静力试验的位移测量中得到应用,测量结果与拉线式位移计测得的数据一致。5.对测量数据和波形进行了仔细研究,给出了该测量系统的技术指标和一些亟待解决的问题;结合这些问题,为未来实现大型结构的多摄像头、多维度测量系统奠定了一定基础。本文设计的基于数字图像处理技术的光学位移测量系统具有结构简单、成本低、测量精度高等特点。该测量系统将有效的改进现有的位移测量方式,为工程振动测量提供了一种新仪器。