大型结构的动态位移是工程结构力学特性分析的基本参数,为评估结构物的稳定性、耐久性和可靠性提供有价值的信息。同时也是结构健康监测领域的难点及研究热点。但是,由于大型结构现场环境的局限性,运用传统的传感器如加速度传感器、位移传感器、激光传感器或全球定位系统等,已不能满足大型结构建筑物动态位移监测的要求。为更准确、方便的获得结构的动态位移或变位信息,急需另外一种高效的、实时结构动态位移及变形监测技术。采用机器视觉技术对建筑物进行位移变形监测是结构健康监测发展的一个新的突破与热点。近年来已得到发展并应用于结构位移监测,但仍存在诸多不足。因此,本课题基于大型结构动态位移监测的应用需求,重新优化系统配置,采用工业数码相机、高倍变焦镜头,结合改进后的目标动态跟踪算法,实现远距离、非接触的动态位移监测。另外,对系统软件部分进行更新优化,基于LabVIEW编程语言,采用模块化方式进行开发,形成了一套完整的、远距离、非接触式的实时动态位移监测系统一“视觉位移跟踪系统”。该系统被运用于振动台结构振动模型实验、昂船洲大桥中跨影响线监测及高速铁路道岔尖轨位移测量。实验结果证明,该系统具有良好的操作性及稳定性,并具有高采样率、高精度、非接触及实时性等优点,可以应用到大型结构的动态位移及变位监测。