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肠道是免疫和解毒的重要器官,不健康的饮食习惯导致肠道疾病的发病率逐年提高。内窥镜诊疗系统在面对狭窄弯曲的肠道环境时,对内窥镜的操作、病灶的定位以及病灶尺寸的精准判断十分依赖医生的经验。而且肠道内窥镜诊疗系统需要医师人工操作,由于学习曲线长和个体化差异大,在诊治过程中患者因肠壁的接触碰撞往往需要忍受极大的痛苦。全自主导航的内窥镜诊疗系统能够根据肠道内部结构尺寸规划合理的运动方案,降低内窥镜系统对肠道的碰撞,减轻患者医治过程中的痛苦,对外科手术技术的发展具有里程碑的意义。全自主导航的内窥镜诊疗系统实现精准导航需要准确的三维肠道地图,研究人体肠道内部场景的三维重建不仅可以辅助内窥镜诊疗系统进行全自主导航,同时也可以帮助医生临床诊断。本文面向全自主导航的内窥镜诊疗系统的自主导航作业要求,提出了一种构建人体肠道内部结构环境体素地图的方法,同时实现内窥镜位姿的准确估计。本文的主要工作如下:（1）研究基于特征点法的单目 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）各模块的算法理论,在此基础上针对单目SLAM尺度不确定的问题,提出一种利用标定盒辅助的术中在线恢复单目SLAM尺度信息的方法。基于特征点法SLAM估计内窥镜位姿,同时构建具有尺度信息的肠道内部结构稀疏特征点地图。（2）针对单目SLAM方法构建的稀疏特征点地图无法用于手术器械导航作业规划的问题,提出基于三角剖分的稠密地图构建方法,实现对稀疏的肠道特征地图稠密化。使用光线投射算法对稀疏特征地图进行更新,基于OctoMap构建具有稠密几何信息的肠道体素地图。（3）针对肠道体素地图肠道壁位置模糊以及存在孔洞的问题,对肠道体素地图进行优化。提出径向线段搜索法用于遍历肠道径向体素,将肠道体素地图径向厚度大于一个体素的肠道壁进行数据融合,同时对肠道壁上的孔洞进行填补,实现肠道体素地图的模型优化,提高肠道地图的精确度。（4）分别构建模拟肠道、离体直线型猪肠道以及离体C型猪肠道的体素地图,验证本文所提方法的有效性。最后,对肠道稠密点云地图、内窥镜轨迹及肠道体素地图进行误差评估,验证所提出构建肠道体素地图方法的准确性。