位于寒冷地区的桥梁常常受到冰、冻灾害的威胁,冰、冻灾害突出表现为冰凌撞击桥墩以及混凝土冻胀开裂而引发的桥梁结构损伤破坏。开展对流冰参数以及混凝土裂缝识别的研究,建立面向寒冷地区冰、冻灾害的测量技术对于保障桥梁结构安全性至关重要。传统的冰、冻灾害测量主要以现场人工测量为主,需要花费大量的人力物力,危险系数大而且精度比较低。随着计算机技术的兴起,机器视觉近年来也获得了前所未有的发展。和传统测量技术相对比,基于机器视觉的非接触式测量技术效率、精度更高,使得该方法在结构检测领域表现出越来越多的优势。因此,本文采用理论研究、室内试验以及现场测试等方法,针对寒区桥梁的冰冻害问题开展非接触式测量技术的研究。具体研究工作如下:(1)通过提取裂缝的宽度信息,探讨物距法和标尺法的适用范围,建立基于标尺法与物距法的裂缝宽度一体化识别方法。研究表明,基于标尺法与物距法的裂缝宽度一体化识别方法可以精确计算宽度大于0.10mm的裂缝。其中,对于宽度在0.10mm～0.20mm的裂缝,选用物距法效果更好;对于宽度大于0.20mm的裂缝选用标尺法效果更好。(2)通过提取裂缝的长度和形状信息,以实现混凝土裂缝的重构。研究表明,基于分区域像素面积统计的“双边缘骨架法”可以改善“中心骨架法”计算裂缝长度时存在的像素缺失和像素冗余问题。基于特征点关联的尺度不变特征变换(SIFT)匹配改进算法,可以解决图像配准时特征点的误匹配和不匹配问题。(3)通过将“标尺法”应用到流冰参数的大场景测量,探讨适用于流冰面积以及流冰速度的非接触式测量方法,建立面向寒区桥梁流冰参数的视频监控系统。对流冰前期的冰层厚度数据进行统计分析,并采用最小二乘法拟合冰层厚度随时间变化的函数关系,以实现对流冰期间冰层厚度的估算。研究表明,“标尺法”可以实现流冰面积以及流冰速度的精确测量,基于最小二乘法建立的冰厚与时间的关系方程能够对流冰厚度做出较为准确的估计。