随着时代的发展和科技水平的进步,人们对移动增强现实（Augmented Reality,AR）技术提出了更高的要求。然而,传统的增强现实只是将虚拟对象简单地叠加到现实世界的顶部,在存在遮挡的情况下无法真正使得虚拟对象与现实世界融合。针对传统移动增强现实的问题,本文设计实现了基于单目3D对象SLAM的移动增强现实系统,使用轻量级语义SLAM算法对周围的环境进行建图,将现实世界的物体表示为立方体的形式,构建带有语义对象信息的地图,从而解决增强现实的遮挡问题。充分考虑手持式设备存在不确定的初始化位姿,以及Android端设备配备的单目相机无法恢复绝对尺度的问题,本文提出了基于惯性传感器与3D对象融合的初始化算法,将视觉数据和惯性传感器的测量数据进行对齐来恢复3D对象的初始化位姿和绝对尺度,使得系统的准确度得到提升。在公开数据集和现实世界的实验表明,本算法能够取得较好的效果且能够保证足够的运算速度。基于改进的3D对象SLAM算法,本文设计了一套运行于Android移动终端的移动增强现实系统,根据系统的架构将系统分为2D检测模块、位姿初始化模块、3D立方体生成模块、SLAM融合模块和AR交互渲染模块,每一个模块包含若干子模块。对系统的功能测试和性能测试表明,系统能够实时对现实世界的环境构建地图,估计出相机的位姿,并实现可遮挡的增强现实效果,具有充分的有效性和稳定性。