随着超声辐射力理论研究的日益深入以及应用实施的广泛开展,对声势阱力学特性的定征具有强烈的需求。而基于机器视觉的超声辐射力检测技术,由于信息量丰富及采用非接触的检测方式,特别适合应用于声势阱力学特性的定征。然而,超声辐射力往往在液体,特别是水环境下产生和应用,即声势阱特性定征必须在液体环境下进行,由于液体环境中视觉成像存在诸多问题,致使机器视觉对液体环境下微小目标的识别与跟踪存在技术障碍；同时,液体环境下声致运动学模型的建立是该技术有效实施的核心内容,微尺度目标对象的受力情况和特性在理论层面上还未明晰,加之超声辐射力的标定还未有一种有效的手段。为此,本文结合浙江省重点自然基金项目“基于声操纵的三维自动微装配理论与实践(No.Z1110393)”,开展基于机器视觉的声势阱力学特性定征关键技术的研究。在分析水环境中微尺度目标对象受力特性的基础上,建立水环境中球形微尺度目标对象声致运动学模型,并利用微机器视觉技术实现对水环境中微尺度目标对象的识别与跟踪,确定其相关的运动参数,从而根据实测的运动参数反求出微尺度目标对象所受超声辐射力,实现了声势阱力学特性的定量定征。同时,完成基于机器视觉的超声辐射力检测实验平台的开发,开展实验研究,证实所研发技术的可行性与有效性。具体内容包括：第一章,论述开展声势阱力学特性定征研究的重要意义,总结超声辐射力相关理论与技术的研究现状及其发展趋势,明确基于机器视觉的超声辐射力检测的关键技术及其存在的问题,为本文的研究指明方向。第二章,根据尺度效应分析水环境中球形微颗粒受力特性,推导任意声场中微颗粒所受超声辐射力的理论表达式,并利用牛顿第二定理建立水环境中微颗粒声致运动学模型,为本文的研究奠定必要的理论基础。第三章,在建立水环境下微机器视觉成像模型以及分析相关视觉图像特性的基础上,发展了一种改进型水下视觉图像对比度增强方法,实现水下视觉图像的预处理。同时,结合全局阈值以及形态学开与闭运算等手段,利用基于模板匹配的目标识别算法和亚像素点形心法有效识别与精确定位微尺度目标对象,进而通过帧差法完成相关运动参数的估计。第四章,开展基于机器视觉的声势阱力学特性定征技术研究。根据水环境中微颗粒声致运动学模型以及视觉估计所得的运动参数,反求得到超声辐射力,并结合入射声波相位调控手段和“往返式”定征策略,实现声势阱力学分布特性的定征,并利用基于平滑滤波器的可视化技术友好表征定征结果。同时,还给出声势阱综合性能评价指标,以满足声势阱定量评价的需求。第五章,在明确总体技术方案的基础上,完成关键模块的设计开发,实现基于机器视觉的超声辐射力检测实验平台的集成。同时,利用该平台完成声势阱力学分布特性定征的实验研究,并对定征结果进行可视化和定量评价,证实了本文方法的可行性与有效性。第六章,对全文的研究工作进行总结,对以后更深入的研究进行展望。