颗粒追踪测速技术是一种追踪单颗粒运动轨迹的测量技术,是颗粒两相流动测量研究领域的常用技术。基于光场成像技术的光场相机能够记录空间中的光线信息,使用单台相机就可以实现空间三维信息的测量,现已逐渐成为众多应用场合的研究对象。在颗粒两相流动测量领域,基于光场相机成像系统的三维颗粒追踪测速技术的研究国内目前处于起步阶段。针对光场相机中单帧图像数据读取存储时间长导致的低帧率问题,本文提出基于异步延时采样模式的图像采集方法。使用光场相机采集流场中运动颗粒的图像时,参考单台传统相机较高帧率的重叠采样模式,用两台相同的光场相机基于异步时序进行图像采集,邻帧图像采集的延时时间可以根据实际情况调整,打破了光场相机低帧问题在三维颗粒追踪测速技术中的局限。针对光场相机三维重建速度较慢的问题,本文提出基于优化乘法代数重建算法的三维颗粒定位方法。深入研究空间中三维颗粒的光场成像模型,通过建立光线追踪矩阵确定颗粒在光场相机中的成像模型;根据乘法代数重建算法确定颗粒的三维位置,对重建算法中权重矩阵的计算方法进行优化,提高了颗粒图像的重建速度;通过选取合适松弛因子的方式提高颗粒图像的重建质量。最后,搭建了基于异步延时采样的光场相机颗粒追踪测量系统,采用颗粒追踪测速技术对流场中的离散颗粒进行追踪测量,用光场相机采集颗粒图像并进行三维重建空间定位以及轨迹测量,通过对颗粒图像数据的分析处理,计算得到颗粒的粒径及速度。