增强现实技术(Augmented Reality,简称AR)是20世纪90年代初兴起的一种计算机图形图像处理技术,它是将计算机产生的附加信息融合到使用者所看到的真实世界景象中,增强了使用者对真实场景的感知能力。由于其虚实结合的优点,在医疗、工业等领域得到具有广阔的应用发展前景。本论文的研究目的是将增强现实技术应用医疗外科手术导航中,使得医生能够医生在计算机屏幕上同时看到病人体表和内部的病灶组织,提高手术的完成质量。目前,我国在这方面的研究还处在起步阶段。本论文在增强现实技术的基础上,开发了一套基于视觉的增强现实虚实配准的试验系统,针对算法的需要和实验环境,设计了一系列简单实用的实验,制作了摄像机定标所需的标定模板和一些简单实用的测试模板,并对虚实配准系统进行了标定和测试实验,同时,编制了相应的应用软件。在现有的实验条件下,系统能较好地完成空间点的立体定位。在摄像机定标的基础上,实现了计算机生成的虚拟物体与摄像机拍摄的真实场景图像之间的配准,从而验证了本论文提出的基于视觉的虚实配准算法的可行性。配准过程中提出的半自动提取标志点和虚实合成显示的方法,提高了配准精度。本论文主要研究立体视觉定位、摄像机标定、畸变校正、虚实配准、虚实合成显示等技术,其中虚实配准是本文研究的重点也是实验的关键环节,各个部分均给出了具体的实现步骤,从实践上论证了整个增强现实系统实现的基本过程。目前限于实验条件等客观因素,本论文初步建立的系统还处于试验阶段,要实现实用化还有很多工作要做。