海洋蕴含各种资源,但由于水体介质对光波的吸收和散射特性,使得水下能见度低,对水下资源的勘测工作难度极大。传统的可见光成像探测技术在水下成像领域中的应用较为广泛,但传统的光电探测技术获取到的水下图像退化严重、模糊不清,图像包含的信息较少,早已不能满足研究学者们的需求。获取到对比度高、分辨率高的水下图像已经成为该领域亟需解决的问题。与传统的可见光成像相比,偏振成像能减少杂散光、散射光的影响,可在一定程度上将目标物与背景区分开来,使得获取到的图像具有更好的使用价值。为了更加快速的获取得到目标物的信息,可通过图像增强的方法来提高偏振成像质量。本文围绕偏振成像探测系统的研制与图像处理方式开展研究工作,分析了已有偏振成像探测系统的工作原理及各类偏振成像探测系统的优缺点,在此基础上完成了本文六相机偏振光学成像系统的设计,并进行了样机装配。通过对样机采集到的图像进行图像融合处理,最终得到效果较好的清晰的复原图像。本文研究内容如下所述:（1）针对现有偏振成像系统结构与成像原理的分析与比较,以及成像的应用需求,完成本文六相机偏振光学成像探测系统的参数设计与成像元器件的选择。（2）根据光学系统设计结果及偏振片的选型,利用Solid Works软件进行成像探测系统外壳的机械结构设计,并完成偏振成像系统装配与参数验证。该结构不存在机械转动结构,可靠性、稳定性较好,且不受时间变化与环境变化的影响,适用于各种成像环境。（3）使用装配完成的样机进行水下图像采集实验,并对采集到的图像进行配准裁剪、图像融合处理。并对清晰度、对比度、信息熵等评价指标进行计算,实验结果显示处理完成后的图像与源图像相比较,对比度、清晰度都有所提升。验证了本文设计六相机偏振光学成像系统的实用性与可行性,证明了本文研究工作的应用价值。