增强现实是一种实时计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术,其目标是在屏幕上对现实世界进行虚拟信息的增强并进行互动,以便人们更好地理解真实世界。移动增强现实虽然以其便携性、良好的互动性以及极佳的用户体验而受到越来越多的关注,但是不能跨手机系统运行,相比之下,web增强现实具有跨平台性。此外,为了能让增强现实在复杂的环境中得以应用,本文设计并实现了一套基于自然标志物的web增强现实系统,该系统包括摄像机标定、目标检测以及模型渲染三个部分。对现有的摄像机标定算法以及目标检测算法进行了深入的研究并对其提出改进。角点检测的精确度会直接影响摄像机标定的结果,通过分析Harris算法在检测标定图片角点中的不足,并在此基础上对算法进行了改进。根据棋盘格角点以及非棋盘格角点的位置信息提出一种去除非棋盘格角点的算法,从而对Harris算法的精度进行了改进,使得改进的Harris算法拥有较高的精度,摄像机标定的准确性也得以提高。目标检测是增强现实系统能持续稳定地进行三维注册的关键,本文主要使用ORB算法以及RANSAC算法实现目标检测。通过分析发现,RANSAC是反复从数据集中选择部分子集去估计模型、测试估计模型,并从中找出最优模型的算法,这种算法十分耗时,使系统运行效率低下。为了加快RANSAC算法的计算速度,提出了一种基于RANSAC算法的改进:根据特征点具有位序相似的特点,剔除RANSAC算法要迭代的数据集中的误匹配点对,有效地减少了估计最佳适应模型的次数,减少算法运算时间,提高了系统的实时性。本文把以上两种改进算法应用到web增强现实系统中,并对代码效率进行了优化,从而达到增强现实的效果。实验表明,本系统可以良好地适应自然标志物的缩放、旋转以及遮挡变化,具有良好的鲁棒性。