道路交通建设作为我国的经济命脉,在国家发展中起着举足轻重的作用,交通工程的规模和数量都与日俱增。我国交通建设逐渐由大规模建设向建养并重过渡,因此运营阶段的维护和检测将逐渐成为工作重点。桥梁挠度监测是桥梁安全性评价的一项重要指标,传统的位移挠度测量设备多数是接触型的,一定程度上依赖人力且成本较高,实际工程中有局限性。随着机器视觉的兴起,有着低成本、高精度、非接触优点的图像测量方式被越来越多的领域所应用。本文旨在研究基于视觉图像测量桥梁挠度的方法,具体研究内容如下:(1)通过分析数字图像处理相关的基础理论和方法,对数字图像进行预处理,包括数字图像的灰度化、数字图像的二值化、数学形态学边缘检测、数字图像的进一步去噪,使图像数字化。(2)为了提高桥梁测量的计算速度,提出了桥梁的视频图像感兴趣重点区域(ROI)处理方法。然后通过对图像三种特征提取(LBP特征、SIFT和ORB)进行比较,选择符合实际工况的ORB特征匹配。最后运用图像相关匹配的粒子群算法进行图像相关搜索,为了进一步提高桥梁挠度测量精度,采用双三次插值法的亚像素位移搜索方法,实现桥梁挠度的快速、高精度测量。(3)数字图像的摄像空间理论,实现空间坐标与相机坐标的转化,运用张氏棋盘法对非测量相机进行检校实验,得出相机的内外参数,获取图像与实际距离的转换系数。在前文研究图像的特征提取和图像特征匹配的基础上,提出了基于视觉图像的桥梁挠度提取方法。通过模拟桥梁静态位移和动态位移的实验,证明本文方法可用于桥梁挠度的实际测量,满足桥梁测量的精度要求。(4)基于本文研究内容,初步设计了基于视觉图像的桥梁挠度测量监测系统。相比较于传统的接触式桥梁挠度测量,本文所提算法实现了基于机器视觉的非接触式桥梁挠度测量,提高了精度的同时,节约了工程成本,达到了实时监测测量及其预警的效果。相比已有的图像测量算法,本文所提的图像重点区域处理方法、改进的粒子群算法和亚像素搜索算法,在实现挠度测量的同时,提高了图像处理的计算速度。本文提出的图像测量方法实现了桥梁低成本、实时、高精度的挠度测量,但该方法未能解决实际应用中相机安装位置以及环境等外界因素对相机振动的影响,提高测量结果的精度,仍需要进一步的改进。