由于微流控芯片技术具有微型化、集成化、高灵敏和分析快速等特点，在自然科学研究的多个领域和多个层次中得到了广泛地应用，逐渐成为了国家层面产业转型的潜在战略领域，蕴含着巨大的市场潜力。经过二十多年的快速发展，声学技术在微流控芯片中的应用实施广泛展开，对微流控芯片中声场的测量需求日益强烈。同时，由于微流控芯片内空间狭小，宏观测量手段难以开展。而基于机器视觉的声场测量技术，由于采用非接触式测量及含有丰富信息的特点，特别适合应用于微小空间内声场的测量。然而在微流控芯片中声学技术往往应用于液体环境，由于液体环境中存在光照不均、透光性差等问题，致使微尺度对象运动图像质量不佳；同时，该技术以液体环境中微尺度对象的运动学模型为核心，但其受力特性还未明确，难以建立模型。　　基于以上背景，本文开展基于机器视觉的声场测量技术研究。在分析液体环境中标准尺寸微球受力特性的基础上，建立液体环境中微球运动学模型，得到其运动状态与受力特性之间的定量关系，并利用微机器视觉技术实现对液体环境中微球运动过程信息的获取，以及采用Tracker软件实现对微球轨迹的自动跟踪，确定其相关的运动参数，从而根据实际测得的运动参数求出水平面上声场的声压分布，实现声场的测量。同时，采用MATLAB软件对三束平面波合成的二维驻波声场及超声辐射力场进行模拟仿真以验证合成声场捕获及驱动微球运动的能力，以及采用COMSOL软件对微球在声场中的运动轨迹进行模拟以验证所建立的运动学模型的正确性。最后，完成基于机器视觉的声场测量实验系统的研发，开展实验研究，证实所研发技术的可行性和有效性。