增强现实(AR)是指一类将虚拟物体融入真实世界的技术。随着时代的进步,技术的突飞猛进,人们希望获得更自然的人机交互体验。而硬件方面迅猛发展,得以实现图像的实时性处理,使得这一愿望成为现实。这项技术有着十分广泛的应用领域。在导航领域,使得室内导航的可视化,更新导航体验。在铁路领域,增强现实技术为机车维护提供便利。手机等移动设备在逐渐成为生活不可或缺的一部分。然而要在移动端实现增强现实需要面对设备计算性能有限、内存空间少等方面的限制。这些限制会造成系统延迟、三维注册不精确的问题的发生。本文主要完成以下研究工作:(1)针对移动端有限的性能以及内存容量,研究一种可以快速识别提取现实场景特征的算法,该算法需要计算复杂度小,内存占用量少。本文通过对近年来提出的相关特征识别算法进行比较,提出了一种基于ORB(orientedFASTandrotated BRIEF)算法移动端特征识别算法。该算法对特征匹配过程进行提纯,减少误匹配,速度快、内存使用少,满足本文提出了基于移动端无标识增强现实系统的设计要求。(2)为了实现准确的虚拟物体三维注册,本文对单应性矩阵的计算过程进行改进,提出基于改进的单应性矩阵算法的注册方法。经过实验验证,该方法在满足实时性的条件下,提高注册准确度,符合移动端无标识增强现实系统对精度要求。(3)实现基于移动端的室内导航增强现实系统。采用Unity3D引擎,利用其可发布多平台应用的特性,研究该引擎与C++混编的机制,充分利用语言的高效性与引擎的便捷性,实现系统的设计开发。本文对提出的算法进行了相关实验测试,实验表明本文设计的无标识增强现实系统在时间上满足实时性要求,同时具备良好的注册精度。同时对本文设计的基于移动端的室内导航系统进行了实际测试,结果达到预期的增强现实效果。