本发明涉及一种基于投影条纹的转轴径向振动位移视觉测量装置及方法，包括投影灯，二维相机和图像处理单元；所述投影灯将条纹投影至被测结构表面，用以测量待测结构的多维空间位移信息；所述二维相机对待测结构表面的投影条纹传感器进行图像采集，并将采集到的条纹信号序列由数据线传输至图像处理单元；所述图像处理单元实时分析条纹信号序列，以获得结构的多维振动信息。本发明实现结构多维振动的测量，有效降低了硬件成本，提升了数据处理效率，实现了对振动信号高效率、高精度测量。