该论文的研究目的是通过对图像导航手术系统中光学三维定位技术的研究，为图像导航手术中手术器械定位系统提供一个快速定位方案。 怎样实现对目标的快速检测是该文的研究重点。为此先后设计了多个定位标识器，对其中三类实现了快速检测。其中最为有效的是一种基于对比度和颜色特征和形状特征的快速检测方法。该方法使用人工神经网络构造颜色分类器，利用对比度和颜色特征对图像进行分块搜索，得到一系列初始目标，然后对它们进行特征提取，进一步对目标进行识别。实验证明，该方法可以准确、实时地检测目标。 双目立体视觉中对应点提取和匹配是一个难点，为此从定位标识器的设计入手，并进行了多次实验，设计出使特征点的提取和匹配变得简便又准确的定位标识器。 摄像机的标定精度直接影响定位系统最终的定位精度。针对摄像机标定过程中复杂的成像和畸变模型，使用了基于BP神经网络的立体视觉摄像机标定方法，并利用实际数据对其进行了实验测试。结果表明该方法可以获得较高的标定精度。 通过以上研究，建立了一套光学三维定位实验系统。该系统能在0.22秒内完成图像尺寸为1280×960像素的一帧图像中目标点的三维定位，在1.5-2m3的工作范围内对空间目标点进行定位的平均误差精度为2.27mm，实验结果表明系统所用的方法是有效可行的。