桥梁影响着国家经济的发展和人民生活的水平,在整个国家交通体系中起着重要的枢纽作用。随着桥梁的老化,结构损伤不断累积,桥梁的承载能力逐渐降低。为了保障桥梁能够正常使用及确保其安全性能,避免灾难性的垮塌事件发生,定期为桥梁进行安全检测是至关重要的一项任务,桥梁结构的健康监测与安全评估也成为近年来研究人员关注的热点问题。结构的振动测量是桥梁安全评估和健康监测的重要组成部分。本文借鉴了目前国内外对无人机测量和数字图像相关法(Digital Image Correlation,DIC)的研究成果,将两者结合起来提出一种基于无人机和DIC的新型视觉测量方法,对相关理论做出研究并针对实验室桥梁模型进行振动测量实验。该方法利用无人机灵活性高、能够在空中悬停的优点,克服了固定摄像机难以部署的问题;并利用DIC法非接触式全场测量的优点,弥补了传统接触式测量对桥梁检测的局限。为了验证无人机测量的可行性,本文通过传统加速度传感器测量、固定摄像机测量和提出的新测量方法同步采集钢网架结构的振动响应,分别导入动态信号测试软件解出对应的频响函数和结构的模态参数,并对三种测量方法的结果对比分析。实验表明,无人机方法与前两种测量方法所得结果基本一致,能够准确获得结构的固有频率。为了进一步研究无人机测量的适用性,对于跨度较长的结构进行分段测量,并利用振型拼接原理得到结构完整的模态振型。无人机受自身运动及环境的影响,拍摄的图像中存在无人机运动引起的虚假位移,通过选用固定参考点建立的平面单应性变换实现图像的几何校正。经对比证明,校正后得到的结构真实振动位移与固定摄像机测量结果吻合。无人机测量结果的好坏直接由单应性变换校正效果决定,现有的校正算法中,参考点适宜围绕待测目标点来选取,并与目标点保持在同一平面内。本文提出的新测量方法结合了无人机和DIC法在位移测量的优点,能够更加快速、高效的对桥梁进行检测,扩展了DIC法在桥梁健康监测方面的应用范围,对桥梁工程检测有着非常重要的实现意义。