榫卯结构是中国古代建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。在中国建筑史上,榫卯是最早具有科学设计意义的语言,它通过阴阳交互、凹凸错落的连接方式,拥有很好地结构稳定性,充分彰显了我国早期卓越的科学成果,并蕴含了古人的精神价值和丰富的想象力。在当今的中国,科技与经济得到迅速的发展,在科技方面移动互联网越来越受到人们的重视;随着经济的好转中国也进入了自己的―文艺复兴‖,越来越多的传统技艺重新回到人们的视线中,这其中包括对榫卯的研究,如何使用高新技术对榫卯展开研究与应用成为一个很好的研究方向。本文将面向移动应用,以二维榫卯线图为研究对象,研究榫卯结构的三维重建及移动端的增强现实实现。面临的问题一方面是从二维转换三维缺少维度信息和隐藏信息,需要完善线图拓扑结构,寻找到z维度坐标;另一方面是通过手机获取真实图像会根据自然环境、拍摄时间、拍摄角度等不同对图像成像造成影响。为解决上述问题,对基于单视榫卯线图进行三维重建和增强现实系统的研究工作主要包括以下几个方面:为解决缺少隐藏信息和维度信息问题,本文使用推测隐藏结构算法完善线图拓扑结构,弥补由单一视角观察目标物体的局限性导致线图重要信息缺失的问题;使用基于性质的回路搜索改进算法识别线图可见面,减少无效回路、降低干扰、提高搜索效率,并解决特殊榫卯线图回路搜索问题。为适应由移动设备采集的图像在旋转变换、尺度缩放、仿射变换等方面的影响,并尽可能保持精度高、鲁棒性好且速度快的用户体验。本文通过图像处理、三维注册和虚实结合几个模块实现增强现实系统。通过分析在噪音影响下的实验结果得出相关结论。