钢构件的疲劳监控是钢结构健康监控系统的重要组成部分，而在近年图像采集和数据远程传输技术迅速发展的大环境下，将非接触式数字图像测量和识别技术应用于疲劳监测的研究和进展，受到各方专业人士的关注。为实现通过对数字图像中某种参数变化的识别，在出现可辨识的裂纹之前监测到疲劳异常的目标，设计并加工了Q345qD试件进行疲劳试验。试验过程中采用ARAMIS非接触式三维光学测量系统对观测区域进行动态连续拍照，获得疲劳全过程图像，并将图像在测量系统内部转换为数字作为检测量。对比分析疲劳全过程图像所能够获取的力学指标和获取方法，确定数字图像应变及位移参数的形态和应用可行性；对比静载试验中电测应变片与图像应变测量结果，确定非接触式数字图像测量满足应用精度要求；研究试件疲劳过程的应变和位移变化规律，对图像的各种数据进行疲劳过程敏感性分析，研究最优参数指标，确定特征点数据提取方案；验证数字图像技术应用于疲劳监测的可行性和实施方案，兼顾客观性和自动化。研究表明，通过ARAMIS三维数字图像测量系统能够非接触动态采集测量表面的图像数据，获取其中任意点的三维应变值和位移值满足精度要求；采用提取截面线均值方法能够有效获取钢构件截面名义应变；通过ARAMIS三维数字图像测量系统能够动态采集测量表面的应变图像数据，获取其中任意点的三维应变值和位移值，由位移指标得到的疲劳异常信息相对较晚，不适合作为疲劳监测的测量参数；确定采用数字图像的应变参数进行疲劳监测具有可行性，提出可在应变等值云图上截取最大应变特征值作为疲劳监测数值系列。所得到的测量数据客观有效、实施性强，是数字图像应用于疲劳监测的最优测量参数。