动态特性分析是解决机械结构动力学问题的重要手段,而这需要通过振动测试获取准确的振动响应数据。传统的振动测试技术主要采用加速度传感器,安装、测试较为麻烦,对于轻质、柔性结构易造成附加质量,从而严重影响测试精度。论文研究基于双目相机的振动测试技术,通过多角度摄影建立结构的三维测试模型,并基于计算机视觉实现多测点跟踪,获得振动位移响应,实现非接触式测量。论文的主要工作有:研究了双目相机的成像原理以及两种三维重建方法:立体匹配和线-线交汇法,并通过空间点测距试验对两种方法进行比较;研究了Iterative Closest Point(ICP)相机位姿估计方法,用于估计相机的运动,实现对多次测量结果的坐标转换,解决使用三维重建方法对物体进行几何建模时所遇到的二次测量问题;研究了High-Speed Tracking with Kernelized Correlation Filters(KCF)和Color Names(CN)核相关滤波视觉跟踪算法,并在此基础上融合多特征、多尺度提出了MMK跟踪算法,实现了亚像素级多目标跟踪;搭建了双目视觉振动测试系统,并分别基于Qt和Matlab环境开发了测试分析软件。采用该系统对某天线以及自主搭建的GARTEUR飞机模型进行了三维建模与运行状态模态试验。结果表明,该测试系统达到了预期效果,在工程实际中对于质量轻、柔度大的结构具有明显的应用价值。