本研究以水稻农机仿真为研究对象,通过三维建模手段,建立了虚拟农机具模型;采用移动增强现实技术（Mobile Augmented Reality,简称MAR）,设计了移动端农机作业仿真应用,实现了使用手机对水稻博物馆中的农机相关作业图像和三维农机模型进行AR观察与交互的功能。（1）通过对水稻农机进行作业过程分析,确定农机作业仿真环节;结合水稻博物馆中的展品布局,建立符合博物馆参观的MAR导览流程以及常用的MAR人机交互方式;依据上述研究与分析,确定水稻农机虚拟仿真系统的整体开发流程。（2）通过提取农机相关作业图像和三维农机模型中的自然特征点,建立用于AR识别的自然特征点数据库,实现农机作业图像与农机模型的AR识别;针对单一AR识别引擎在识别目标发生损坏时,识别率大幅降低的问题,本研究采用二维黑白标识码设计了一种MAR辅助识别方案。该方案通过自适应阈值处理、比特位提取等过程实现标识码的快速查找,最终通过手机相机标定以及三维空间坐标转换方法实现了基于黑白标识码的MAR辅助识别。（3）利用三维虚拟建模技术建立作业相关的虚拟农机具三维模型;结合Unity3D引擎建立稻田虚拟天空、房屋以及水面等周边虚拟环境,通过实时光照烘焙技术对稻田虚拟环境进行场景烘焙。通过虚拟场景优化技术对虚拟仿真环境进行优化处理,保证了仿真系统在移动端的运行流畅度,完成水稻农机作业虚拟仿真环境的搭建。（4）设计了水稻农机虚拟仿真APP系统。利用屏幕自适应技术实现APP操作界面设计;根据AR预处理方法并结合着色器透明展示技术完成农机AR观察模块设计;通过对农机作业过程进行理论分析,设计相关作业仿真算法,实现农机作业过程的精准仿真,解决了因季节时令等问题导致水稻农机作业过程难以观察的问题。