增强现实技术(Augmented Reality,,简称AR)是把虚拟的物体叠加到现实世界的图像上,实现人与虚拟物体的交互,这些虚拟物体可以是文字,图片,3D模型或视频等等。ARToolKit是一套基于C语言的增强现实系统开发包,是实现增强现实技术的工具之一,也是目前的一个研究热点,借助它可以很容易的进行增强现实系统的开发。ARToolKit采用计算机视觉技术,能够实时的精确地计算出用户的视点,从而将虚拟物体精确地叠加到现实世界图像上,另外ARToolKit算法便于移植,尤其是在移动设备上的移植。本文分析了ARToolKit算法流程,设计并实现了将恐龙虚拟视频叠加到现实世界的桌面人机交互系统,并研究了标记检测识别时位图图像匹配算法和数学模型。本文首先介绍了AR的基本概念,主要研究现状,分析了ARToolKit算法流程,总结了基于ARTooKit算法的其他移植版本与相应平台技术。其次本文研究了标记检测识别时位图图像匹配计算放法,分析其他图像匹配计算方法,对几种图像匹配计算方法进行比较,选取合适的计算方法,提高了匹配结果的精准值,并对匹配结果进行仿真。最后本文研究了增强现实技术在恐龙博物馆中的应用前景,并根据一个基于ARToolKit算法的FLARToolKit开发包,设计了一个基于恐龙图样矩形标记检测识别的桌面人机交互增强现实系统。