三维重建是计算机视觉研究的重要课题，摄像机标定是三维重建中关键的步骤。因此对三维重建和摄像机标定相关理论和实验方法研究已成为计算机视觉领域的研究热点。摄像机自标定方法仅通过图像信息求解摄像机内参数，灵活性强，潜在应用范围广，其中基于圆环点的摄像机标定方法是目前自标定中研究的一个热点；分层重建方法，充分利用了场景的几何性质与不同射影空间之间等价关系，灵活简洁。因此摄像机自标定方法和分层三维重建方法具有很大的理论意义和实用价值。　　 本文首先介绍了摄像机自标定和分层三维重建的发展及其关键技术；其次在摄像机自标定理论的基础上，分析平面圆环点在自标定方法中的应用，主要是根据平面圆环点的性质，研究了平面几何图形结构与圆环点之间的关系，利用几何成像的射影不变性，线性求解圆环点图像坐标，进而实现摄像机自标定；然后在分层重建基本框架的基础上，提出了一种利用平面图像对特殊场景进行仿射重建和度量重建的方法。最后用VC++6.0平台的OpenCV程序提取图像特征点坐标，利用Matlab平台实现了基于平面的摄像机自标定和三维重建方法。　　 本文的主要研究内容如下：　　 (1)在拉盖尔定理的基础上，利用等边三角形的特殊角度关系求解出平面圆环点图像坐标，从而实现摄像机线性自标定的方法。　　 (2)分析二次曲线的性质，结合初等几何理论，求解二次曲线平行切线上灭点坐标，根据两线的正交性，实现摄像机线性自标定。　　 (3)在(2)中问题的基础上，利用射影几何中拉盖尔定理，确定平面圆环点图像坐标，实现摄像机线性自标定，并将两种方法的实验结果进行分析比较。　　 (4)基于特殊场景信息，利用平面图像实现了场景的仿射和度量重建，并对实验结果进行分析。