移动增强现实,即基于移动终端的增强现实,随着移动设备特别是智能手机的迅猛发展,近年来一直是移动计算和人机交互领域备受关注的热点之一。由于移动终端与普通计算机在性能上仍然存在一定的差距,并具有独特的硬件架构,目前应用于普通计算机平台的跟踪配准技术和交互方式均不完全适用于移动终端。本文针对移动终端在性能上的局限性和交互模式上的特殊性,研究了一种面向智能手机的多场景适用的移动增强现实系统,该系统将基于非视觉传感器的环境感知和基于机器视觉的跟踪配准技术有机的结合,应用于不同的场景,充分发挥二者的优势,增强用户对周围环境的感知。在户外大范围场景下,使用非视觉传感器对远距离目标进行感知,基于位置信息对目标进行跟踪配准,为用户提供其大致方位和距离信息；在室内小范围场景下,使用基于自然特征的跟踪配准方法对近距离目标进行跟踪配准,提供3D模型、视频等详细信息。并针对智能手机平台与普通计算机平台的差异,对在受限显示界面下增强信息呈现以及用户交互模式进行了研究,对移动增强现实系统实用化进行有益的探索和尝试。本文主要的贡献及创新点包括：(1)研究一种移动增强现实系统,实现了用户在多场景下对真实环境中的目标物感知能力的增强；(2)将基于非视觉传感器的环境感知与基于机器视觉的跟踪配准有机结合,分别应用于户外和室内场景,解决了单一跟踪配准技术在多场景下跟踪配准精度不高的问题；(3)在计算性能以及内存空间受限的手机平台上,实现了对平面物体实时性较高的基于自然特征的跟踪配准,同时完成对多种虚拟信息的虚实融合增强显示。