增强现实(Augmented Reality, AR)技术是在真实的视频图像中叠加虚拟物体,并通过跟踪与注册技术,使用户可以与其进行良好互动的一种技术。随着人们对其研究的不断深入,增强现实技术已经开始应用在生活娱乐、医学、军事与工业生产等众多领域。虚实注册技术是增强现实的核心技术之一,它实时地计算观察者的位置和方向,然后确定虚拟物体在二维图像上的投影位置,最后将虚拟物体实时地叠加到该位置之上,使得虚拟场景能够与真实世界无缝融合。随着计算机视觉技术和计算机图形学的快速发展,基于视觉的虚实注册方法以其设备简单、成本较低及注册精度高等优点已成为当今研究的焦点。　　针对当前基于计算机视觉的三维注册技术研究现状,本文主要围绕图像特征点提取与匹配技术、目标跟踪技术、三维模型导入技术以及基于标识物的与基于单应性矩阵的虚实注册等技术进行研究与实践。　　本文研究工作主要集中于虚实注册技术方面,主要研究内容如下:　　(1)在已知人为标识的三维注册系统中,分别对wrl、3ds、mqo、obj四种三维模型进行建模,然后利用OpenCV与ARToolKit开发工具,实现在多个标识下,导入wrl、3ds、mqo、obj四种不同类型三维模型或动画。虚实融合效果实时、稳定,与ARToolKit相比,提高了三维注册系统的精确性,增强了ARToolKit的实用性和应用范围。　　(2)提出了一种基于SURF与光流法相结合的增强现实跟踪注册方法。采用光流法对移动对象区域进行跟踪,利用SURF算法仿射、尺度不变性及运算速度快的优点对该区域进行特征提取与匹配,减少了特征提取与匹配的区域和运算时间。然后对相邻帧图像之间的特征点进行匹配,求出它们之间的单应性矩阵,最后利用此矩阵获取三维注册信息并完成注册,在保持注册精确性的同时降低了系统运算时间。实验结果表明该方法达到了实时跟踪与准确注册的效果,并且在环境变化时保持了较好的鲁棒性。