多视点光学定位系统因其可以减少手术中的定位盲区、获得更大的视野范围，已成为弥补光学定位中光线遮挡弊端的一种有效解决方案。本文提出基于重建精度最优的多视点光学定位算法，以解决光学定位中光线遮挡问题。算法首先通过分析各视点中光学定位标记物数量判断各视点与手术器械的光线遮挡情况；然后根据平行式立体视觉测量精度分析模型，分析平行式多视点的结构及标记物与相机之间的位置关系对三维测量精度的影响；最后选择重建精度最优并且不存在遮挡的视点对手术器械定位。实验结果表明，当存在某视点光线遮挡时，所提算法能实现手术器械的精确定位和实时跟踪。

为了克服常规平行式成像系统拍摄的三维公共场景较小、无水平正视差导致三维再现只能处于屏幕前方、容易引起视疲劳等问题，提出了一种改进的平行式三维成像方法.在图像传感器中，以读出像素阵列中的部分未送入显示的预留像素为基础，借鉴离轴平行式显示技术，利用预留像素将读出像素阵列中用于显示的部分在水平方向进行相应偏移，最终送入3D显示器完成显示.在建立的数学模型上分析与推导，实现了水平视差P>0，使人眼感受的立体景象处于屏幕后方，增强了立体视觉效果.选用752×582分辨率的CCD在自行研制的640×480@120 Hz系统上进行实验验证，证实了水平正视差产生的可行性，且三维公共场景夹角从常规的29°最大增大到34°，为设计出合适的正负视差及提高立体效果的研究提供了新方法.