航空发动机薄壁件具有刚度低、强度弱等特点,容易受外部激励的影响而产生振动,而长久的振动可能会导致薄壁件产生裂纹,甚至发生断裂以致发生重大的安全事故。因此,为保证航空发动机安全运行,对航空发动机薄壁件的振动进行监测是十分必要的。同时,由于航空发动机结构复杂,不同部位的机匣具有不同的结构形式和安装特点,并且机匣外部连接有非常复杂的管道结构,导致航空发动机薄壁件的振动模态十分复杂,在实际工况中常常表现为复杂的全向振动。然而,现有的非接触振动测量方法已无法满足其全向振动测量的需要。针对该问题,本文基于双目立体视觉和目标跟踪方法,提出了一种基于双目视觉与光流跟踪的薄壁件全向振动测量方法和一种基于虚拟双目视觉的薄壁件全向振动测量方法,并从理论分析和实验研究验证了两种全向振动测量方法的有效性,主要研究内容如下:首先,分析了相机的小孔成像模型以及坐标转换原理,建立了双目视觉测量模型,研究了目标物体三维世界坐标计算的过程;研究了左右相机内外参数矩阵的标定方法,并分析了现有各种标定方法原理与不足;分析了图像产生畸变的原因,研究了图像畸变矫正方法;研究了视觉测量过程中所需要的一些图像处理方法基础。其次,研究了基于极线约束原理的特征立体匹配方法和序列图像中特征跟踪方法,提出了一种基于双目视觉与光流跟踪的薄壁件全向振动测量方法,并设计了薄壁件振动测量实验方案;通过薄悬臂梁振动测量实验,验证了该方法的有效性;并在已知某一特征点的三个方向理论振动信息的前提下,结合相机的内外参数构建了该特征点的振动图像序列,利用该方法计算得到特征点的振动信息,并与理论振动信息进行比较分析,验证了该方法的准确性;实验结果分析表明,该方法能够准确测量薄壁件的全向振动位移信息。最后,研究了虚拟双目视觉测量原理,提出了一种基于虚拟双目视觉的薄壁件全向振动测量方法,并设计了虚拟双目视觉振动测量实验方案;利用相应的薄悬臂梁振动测量实验平台,进行了虚拟双目视觉测量系统标定实验获得相机的内外参数,并通过薄悬臂梁的全向振动测量实验验证了该方法的有效性,最后对两种全向振动测量方法进行了对比分析。本文研究了双目视觉全向振动测量技术的相关理论,提出了一种基于双目视觉与光流跟踪的薄壁件全向振动测量方法和一种基于虚拟双目视觉的薄壁件全向振动测量方法,并以薄悬臂梁为实验对象,进行了全向振动测量实验,实验结果表明,两种全向振动测量方法均能有效获取薄壁件的全场振动信息,为后续进一步进行航空发动机薄壁件健康监测、工作模态分析等提供有效的技术基础。