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近年来智能手机普及性大幅提升，手机逐渐成为生活的必需品完全融入人们的日常生活。伴随着IC行业的飞速发展，智能手机在硬件处理速度上的提高为增强现实AR系统在手机上的实现创造了条件。智能手机均配有彩屏和内置摄像头，硬件设备处理速度快，处理能力强，完全具备开发实现AR系统的条件。AR系统的实现基于目标标识物识别、手势识别和计算机视觉等相关先进的科技技术，智能终端上的AR应用可依靠智能终端所搭载的全球定位系统GPS来实现用户所在位置的精确定位。
本应用的开发平台采用Android操作系统，旨在研究移动设备上有标识物标记的增强现实应用，首先在现实场景中设置人为标识物，通过智能手机后置摄像头捕捉图像，分析获取到的数据，计算出其相对标识物的方向和位置，将虚拟三维模型准确实时地叠加在标识物上，最终实现虚实融合的效果。
本文研究的主要工作有:
(1)研究了Android系统的层次与架构，分析了Android上层应用基本组件的生命周期，并探讨了组件之间的逻辑关系，设计了本文基于Android系统的增强现实应用的总体框架。
(2)基于人工标识物的视觉跟踪系统的基础上，研究并分析了多种标志物检测算法的优缺点，找到了适合在Android平台上执行的方法，并采用KLT算法进行标识物跟踪，最终实现了本应用对标识物的检测以及跟踪注册的过程。实验表明本文采用的算法不仅能够实现对标志物快速的识别检测，且较好的客服了真实场景中光照和遮掩物的影响，鲁棒性较强。
(3)通过对现有可实现的相关方案分析讨论，规划了系统的具体实现流程;编程完成了Android手机实时视频流的捕捉，执行了OpenGL ES在智能终端上的画图，绘制了系统中使用的3维虚拟模型，实现了系统标识物上虚拟物体的叠加，为AR应用的后续开发提供了框架。
(4)在基于人工标识物存在的条件下，实现了本文的基于Android智能手机的增强现实的应用，同时对本应用展开测试，完成了在不同场景下的该系统显示效果测试，包括光照、复杂背景实验和遮掩物存在的情况，比较不同实验条件下的算法耗时，并且对前后端整体运行效果做出了分析。