增强现实,是以虚拟现实为基础而发展起来的新技术。它结合了计算机图形图像技术、空间定位技术、可视化技术以及交互技术等,通过将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实的场景中,从而实现对真实环境的增强,给用户提供一种全新的感官体验。近年来,移动智能手机硬件设施发展迅速,其具备快速的处理器、多种传感器、GPS、高像素级的内置摄像头以及较大存储空间等优点,是实现增强现实技术的理想平台。国内外已有一些将增强现实技术引入到户外和室内导览、导航领域的尝试,提高用户对增强信息多样化的感知体验。本文基于Android系统进行开发,深入探究移动增强现实系统的相关技术,将基于传感器和基于图像自然特征的两种跟踪注册方式相结合,以南京信息工程大学校园为例,设计并实现一个适用于户外场景和室内场景的增强现实导览系统。本文的主要研究内容包括以下几个方面:首先,本文详细分析了移动增强现实导览系统的功能需求,在此基础上进行系统总体架构设计和主体模块设计。系统设计了户外和室内两种应用模式,将基于传感器和基于图像自然特征的跟踪注册方式相结合,充分发挥它们在不同场景中的跟踪注册优势。针对户外模式下兴趣点的跟踪注册,本文采用传感器与GPS相结合,延长GPS的定位时间间隔,在保证跟踪中注册实时性的同时减少了电量的消耗。针对室内模式下的跟踪注册,本文结合ORB算法与FREAK算法的思想,利用ORB算法进行图像特征点检测,通过FREAK算法计算特征点描述符,通过暴力匹配器进行描述符的匹配,完成对兴趣点的跟踪注册。并且进行了相关测试,验证了该方法的快速和鲁棒性。本文实现了一个基于增强现实的校园导览系统。增强的兴趣点涉及校园内所有教学楼和标志性建筑以及一些室内的特殊兴趣点,增强信息包含文本、图片、视频等方式。最后通过对系统应用的综合性能进行测试,验证了本系统的实时性、稳定性以及实用性。