近些年来,我国高铁建设加速成网,高铁成为人们出行的首要选择。高铁的修建一般采用“以桥带路”的方式,因此桥梁结构在高铁线路中占比极大。随着高铁运行时对桥梁的冲击,桥梁结构造成的损伤逐渐累积,严重时会造成重大安全事故。为保证高铁的安全运行,需要对高铁桥梁动态位移进行监测或定期检查。目前传统接触式测量方法效率低、成本高、架设困难,本文采用基于商用相机采集图像的方法,通过对两种基于特征点检测算法的设计优化,实现桥梁结构动位移的非接触测量,该方法具有高效、快速、准确的特点,主要的研究内容如下:(1)研究计算机视觉的实用测量方法。在对目前常用的三种计算机图像采集方式进行对比分析的基础上,采用单目视觉测量方式进行桥梁结构动态位移测量,明确实际物理距离与像素距离比例关系,确定相关转换系数计算公式,在传统视觉靶标的基础上总结适用于土木结构位移测量的靶标设计原则,提出一种新型圆形靶标并应用于实际桥梁模型动态位移测量。(2)两种桥梁位移测量识别方法的理论研究。针对SURF特征点算法进行多约束特征点提纯优化,有效剔除错误匹配点,并用此方法进行感兴趣区域定位提取;针对Harris角点检测算法进行优化设计,采用Forstner算子以及奇异值分解进行错误点剔除,并与最小二乘法拟合椭圆中心结合精确定位靶标中心,并提取其亚像素坐标,保证转换成位移时程曲线后的精度。(3)基于桥梁模型的动位移实验室测量研究,分别采用本文优化的两种算法进行结构位移测量,与传统位移计测量结果进行比较分析,验证两种方法的可行性与准确性,并进行相应评估与误差分析。结果表明两种算法满足测量精度要求,为后续工程实际应用提供理论支撑。本文采用商用相机进行桥梁动位移图像采集,利用两种算法进行桥梁动位移辨识并进行实验验证,结果表明两种方法精度均较高,满足实际工程测量需要,可为后续同类工作和实际应用提供借鉴参考。