本文针对传统接触式测量方法应用于浮空器蒙皮变形测量时出现的接触影响、应变量程小等问题,引入数字图像相关方法进行了研究,并且根据蒙皮的柔性大应变特性,对其中初值估计算法、亚像素搜索算法等关键问题进行了优化改进,最后,以本文提出的数字图像相关理论为基础,搭建了蒙皮变形测量系统。本文的具体内容有:1.提出了一种基于SURF特征点匹配的初值估计方法。该方法引入SURF特征点匹配,将特征点与子区关联求解,不仅能有效地规避物体表面旋转、大变形引起的退相关效应,提高匹配精度,还能避免人机交互引入的不稳定因素,提高系统的自动化程度。经过实验验证,其过程容易实现,实验结果也非常稳定准确。2.提出了基于混合遗传算法的亚像素位移搜索算法,提高了亚像素搜索算法的精度。本文综合了具有良好搜索能力但精度较低的遗传算法与局部搜索能力较强的共轭梯度算法,根据共轭梯度算子与遗传算法的不同结合方式,提出了三种基于混合遗传算法的亚像素位移搜索算法:内嵌CG混合遗传算法,精英CG混合遗传算法以及并列CG混合遗传算法,并对这三种算法进行了原理性分析与算法实现。经过实验验证,后两种算法具有更高的精度和更良好的稳定性。3.基于本文提出的数字图像相关方法相关理论搭建了浮空器蒙皮测量系统,并对蒙皮试件进行了拉伸测量实验验证。实验结果说明本文提出的数字图像相关方法可有效进行蒙皮变形测量。