近年来,高温环境下结构位移测量问题在高速地面交通、冶炼、航空、航天和燃油发动机等领域普遍存在。机电装备结构在承受几百甚至上千度高温和复合外力多重因素作用下,产生的位移、变形测量问题具备挑战性。如今,机器视觉技术和数字图像相关方法得到了快速的发展,使得视觉测量技术得到更为广泛、成熟的应用。视觉测量作为一种非接触位移测量方法,为极端环境下结构微位移测量提供了可行性。论文针对高温环境下的结构微位移测量提出了一种非接触视觉测量方法。设计了图像处理系统和微位移模拟实验平台。图像处理系统以VS2013作为编程开发平台,基于OpenCV库与Qt框架设计了图像处理模块与用户界面模块。基于SURF特征点检测算法开发了核心的微位移测量程序。图像处理系统负责对采集到的位移图像进行分析,输出位移检测结果;微位移模拟实验平台负责模拟被测器件受压产生轴向微位移,并通过位移平台上精确的位移读数来检验图像处理系统检测结果的精度及可靠性。论文针对模拟现场实验环境,利用自主设计研制的微位移实验台及图像处理系统进行轴向位移模拟实验,完成工业相机以及微位移检测系统的标定,使用不同分辨率的工业相机进行轴向局部位移与轴向全局位移模拟实验检测,验证了图像处理系统的测量精度及可靠性。最后,进入现场实验环境,针对被测器件在处于冷吹和开机工作的不同工况下,完成结构微位移的检测及数据分析。实验室模拟实验与现场实验结果表明,本文研制的视觉测量和图像处理系统可以实现高温环境下结构微位移的检测,达到了预期的测量功能目标和精度要求。