本发明公开了一种基于在线式相机的桥梁位移转角同步实时监测方法和系统，利用红外阵列靶标多特征点作为视觉输入构建相机与运动目标坐标系的几何关系，并针对传统质心法无法做到多点一一对应持续匹配跟踪以及靶标受到环境干扰局部精度不足从而造成整体解算误差大的问题，提出了一种基于质心阵列自适应独立搜索和坐标系转换矩阵提纯优化的运动目标相对位移和转角测量算法，有效提高结果解算精度和鲁棒性。此外还开发了一套监测系统，通过嵌入式处理平台边缘计算直接输出给终端用户桥梁位移和转角数据，从而实现桥梁动态位移和转角的全天候、无线、实时监测。