针对转子多维动态信号测量需要在多个位置采用不同种类的传感器进行分布测量以及难以通过单一传感器实现转子多动态参数同步测量等问题,提出一种基于面阵相机的转轴多维动态参数的视觉同步测量方法.首先,系统地描述了基于转轴端面标靶图案的三维振动位移和转速视觉测量原理,建立了转轴真实动态参数和标靶图案动态参数之间的内在联系.其次,推导了转轴振动三维位移和转速测量公式,联合转轴三维运动仿真模型验证了转轴动态参数的测量原理和算法正确性,通过仿真模型分析了影响系统测量精度的因素.最后,通过搭建转子测试平台,将视觉系统测得的转轴三维振动位移和转速分别与电涡流位移传感器和编码器的测量结果进行对比,验证了转轴多维动态参数端面视觉测量方法的有效性和可靠性.