大型柔性结构体在工业和民用生活领域被广泛地应用。柔性结构体因为固有的弹性作用,不可避免的会出现振动现象,然而这些振动会对结构的安全性能、结构的强度和使用寿命造成严重的损害。为此,本文提出了一种基于机器视觉的非接触测量方法,它可以实现多点振动的同步测量,也可以很好的解决测量的跨度大、测量环境危险、测量点多和测量传感器布置不方便等问题,是一种快速便捷的振动测量手段,有很好的实用性。首先,本文分析了目前研究现状并总结了存在的研究问题,提出了基于单目机器视觉的柔性体振动测量解决方案,搭建了实验所需要的机器视觉振动测量系统,选用张正友的相机标定方法作为相机内外参数的主要提取方法。另外,根据现场测试的实际情况,本文又设计了激光测距的标定方法和已知参照物尺寸的直接标定方法。在图像的预处理部分,本文选用快速中值滤波算法滤除图像噪声,并且采用ROI技术来降低图像运算冗余。在测量前,采用Hough直线提取算法提取了图像中标志性直线作为辅助线建立参考坐标。在图像处理算法部分,将目标振动跟踪分为目标的特征检测和目标动态跟踪算法两个方向进行研究。考虑到跟踪环境和目标的复杂性,设计了OSTU阈值、SURF描述子和Meanshift三种特征检测跟踪算法。在动态跟踪算法部分,为了解决目标跟踪丢失、相机平台振动的干扰和多目标同步测量问题,在跟踪算法中增加卡尔曼动态滤波方法,并设计了多特征融合目标跟踪算法。利用Opencv开源视觉框架完成相机标定算法、图像处理算法和振动分析软件系统的设计,在VS2013编程平台利用QT框架最终完成上位机视觉处理算法和应用软件的UI设计。最后,为了验证算法的准确性,本文设计了悬臂梁振动测量、钢丝绳横向振动测量和提升机实验台振动测量试验。将电测量系统与视觉测量结果进行对比分析,并对系统误差和测量精度进行了分析。