汽车安全性能是汽车最重要技术指标。本文依据美国FMVSS 214和FMVSS 216等机动车安全标准和在研究乘用车碰撞规律的基础上,研制了具备侧面碰撞试验和车顶碰撞试验等相关汽车零部件试验的乘用车车身结构件安全性试验台。同时,基于数字图像处理技术和摄影测量学三维测量原理,本文开发了试验台的三维图像测量系统,测量车身标识点在碰撞试验过程中的动态位移。运用该系统,能实现试验过程定性分析和定量分析的结合,对研究以及提高汽车碰撞安全性有着重要的意义。本文所做工作主要有以下几个方面:1.通过研究FMVSS214和FMVSS216等机动车安全标准以及乘用车碰撞规律的基础上,本文提出了试验台的总体设计方案,详细说明了试验台的系统构成及关键技术和分析了试验台的工作原理。2.完成了试验台台架和车顶试验的整车调整固定装置的刚度校核以及稳定性分析。运用有限元方法校核试验台台架刚度和分析整车调整固定装置压杆稳定性,分析结果表明了试验台结构设计的合理性。而且试验台结构简单,调整方便。3.建立了一个包含畸变校正的摄像机模型和实现了车身标识点三维空间坐标的测量。本文采用两步法标定摄像机,首先利用旋转矩阵的正交性和摄像机参数间的约束关系,从投影矩阵中分离求解摄像机的参数,然后将计算结果代入摄像机模型,采用优化算法求解摄像机参数的最优解。利用建立的摄像机模型,运用最小二乘法求解,得到车身标识点的空间三维坐标。通过已知空间点的测量实验,证明了所建立摄像机模型的正确性。4.建立了车身标识点识别及其成像中心图像坐标提取算法。以算法的通用性和实时性为目标,本文通过运用图像背景差分法快速识别和提取车身标识点。在此基础上,对图像进行灰度化和二值化,设计基于数学形态学的噪声消除算法,消除噪声点的干扰,完成图像的预处理。然后采用基于质心的亚像素定位方法,准确提取车身标识点成像中心图像坐标。通过运用基于灰度的图像匹配相关系数法,实现了标识点在序列图像中的跟踪及其成像中心图像坐标提取,为实现标识点三维空间坐标的精确测量作好准备。5.完成了试验台图像测量系统的硬件设计,并以VC++软件作为开发平台,基于类封装的思想开发了图像测量系统软件,该软件包括:视频文件播放和回放模块、视频文件格式转换模块、图像处理模块、图像测量模块和主程序模块。最后通过对一具体汽车碰撞试验实例的分析,验证了该试验系统达到了设计要求的可靠性和准确性。