在腔内手术场景下进行立体成像感知，腔内尺寸小、纹理少、蠕动形变大的
特点对感知系统的各个方面实施都带来了挑战。多目偏振视觉系统指带有偏振
滤镜的多目相机阵列，该系统有望从相机入射光的偏振信息中实现不依赖于特
征的立体成像，是目前具有工程化前景的方案。在系统制备上，偏振信息的同步
采集需要较多的相机目数，导致了相机标定中的不完整采样限制、偏振参数与相
机参数标定异步等问题。本文开展的工作主体包括两种针对不完整采样约束下
的新型标定方案以及偏振与相机参数的同步标定方法，并对有关的各种衍生问
题进行了相应讨论。本文的主要研究成果如下：
第一，针对相机标定中普遍存在的标定板非完整采集问题，提出了一种新型
标定图案设计框架以及生成算法，并给出此框架下生成的两类标定图案。该图案
设计流程将标定图案的诸多设计目标分解到特征图形、识别单元、图案原型三个
层次上分别实现。然后通过波函数坍缩算法以及迭代技巧的组合策略生成了分
别基于鞍点和角点的两类标定图案，相较传统标定图案有明显优势。
第二，结合生成的标定图案，开发了分别与两种标定图案相适配的图像处理
算法。标定图像需要经过特征检测、特征点排序、特征点识别三个步骤才能获得
供标定算法使用的匹配点对。对于特征检测环节，本文将基于模板的检测方法加
以改进，在检测过程中可同时获得特征点的图案坐标及状态。针对非完整采样样
本，本文基于生长棋盘格方法实现了相应的特征点排序算法。特征点识别则是
图案生成的逆过程。最后将图像处理算法与标定算法相结合对相机组进行标定，
验证了非完整样本利用给标定结果带来的精度等方面的提升。
第三，基于多目相机标定的结果，通过图像处理的方法实现了多个偏振滤镜
检偏角度参数与相机参数的同时标定，避免了可能的误差来源。此外从标定过程
的迭代优化步骤出发，本文试图用抗扰控制的思想，将优化问题转化为一个一阶
系统的镇定问题来处理，最后通过一个验证性实验测试了该优化策略的有效性。