基于PTAM(Parallel Tracking And Mapping)的人体内腔三维建模方法具有系统结构简单、高实时性等特点,可以应用于部分腹腔和颅腔手术的三维测量,对人体胸腹腔内部三维重建具有重要作用。为此,本文针对PTAM人体内腔三维建模方法展开研究,主要对PTAM系统构建与误差分析,内腔图像预处理、特征点检测与匹配设计等方面进行分析和研究。首先,对应用于PTAM三维重建技术中的摄像机基本成像模型进行分析研究。建立PTAM系统数学模型,分析系统模型中结构参数与被测对象之间的内在关系;结合内腔环境特点,构建PTAM三维重建系统。针对本文所设计的三维重建方法,对摄像机标定方法展开研究,完成了摄像机标定过程。其次,本文针对内腔环境的复杂性和特殊性,检测内腔图像中存在的镜面反射区,对图像进行预处理;深入研究图像特征点检测与匹配中的Harris算法、FAST算法和SURF算法,设计仿真实验验证了以上算法的优缺点。针对内腔血管特征,本文设计了一种基于血管方向梯度的特征点检测方法,该方法能较好的检测血管特征信息,将该方法与FAST算法应用于内腔特征点检测,并采用SURF算法进行特征点匹配,实验结果表明结合后的算法满足系统对实时性和稳定性的要求。最后,本文设计了基于PTAM的人体内腔三维建模方法,针对本文所设计的摄像机标定方法和特征点检测与匹配方法进行实际实验。完成了基于PTAM的三维重建方法中摄像机的标定过程;实现了PTAM特征追踪和地图构建过程:地图完成初始化后,使用基于血管方向梯度的特征点检测算法和FAST算法检测内腔图像特征点,并通过SURF算法完成特征点匹配;通过不断将新的关键帧中的特征点加入到初始化地图中,构建内腔三维地图模型。实验结果呈现了内腔环境中三维地图信息,验证了本文所提出的基于PTAM的三维建模方法在实际应用中的前景。