结构的动态位移实测数据是结构动态检测和分析中极其有价值的原始数据。土木工程中对于大型结构的动态位移实时检测一直是一个棘手问题,现有的仪器和技术都有其局限性。而且对于动态位移而言,信息量特大,其测量设备和数据处理均较复杂,多用现代高新技术,仪器昂贵,使用条件严格,要做到自动化、实时化还有不少问题,正处于发展阶段。因此发展一种远距离、非接触的高精度观测手段,并且能够实现自动跟踪、实时处理并输出,能够直接应用于工程实践中达到良好的效果的实时动态监测系统是非常必要的工作。本文探讨了基于图像处理技术的实时动态位移监测系统的实现。根据理想光学系统成像原理,结合现有的摄像机标定基本原理和方法,并且考虑轴对称和非轴对称畸变,提出了一种基于区域生长法的曲面拟合的自动标定方法。在曲面拟合中采用三次多项式,其求解简单且精度高,克服了传统的标定方法的标定过程费时费力的缺点。该方法确定了物空间坐标系与像素坐标系之间的对应关系,通过测量目标图像的像素位移,利用该对应关系就可以得出目标物在物空间坐标的实际位移量。在野外场景比较复杂的情况下,要达到实时动态跟踪的目标,要求算法简单快捷,而且要保证跟踪的稳定性和精度,因此目标识别方法不宜采用传统的形心跟踪算法和目标识别跟踪算法。提出采用窗口形心跟踪算法,其识别精度高,鲁棒性好。然后通过形心搜索法实现动态位移的检测,所谓形心搜索法是,首先在待测目标上固定人工标志让其随目标运动,利用变形前图像与变形后图像当中相应的标记形心处的位移增量来测量目标的位移量的方法。试验和现场检测数据表明,此方法的精度能够达到亚像素级别。在Windows XP环境下,采用Visual C++ 6.0开发了基于图像处理技术的动态位移监测系统,可实现结构的静态、动态位移测量。通过试验和工程应用,证明了其可靠性和有效性,能够实现各种不同的距离和量程的监测中。