增强现实(AR)是虚拟现实技术的一个重要发展方向，是新一代的人机交互技术，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。增强现实技术通过计算机产生虚拟信息与真实世界融合，增强了人们对真实世界的感受。为了实现虚实世界无缝隙融合的目的，增强现实需要实时精确地跟踪用户视角的变化，因此跟踪技术是增强现实的一项关键技术，跟踪问题的解决将会极大促进增强现实技术的发展和应用。本文主要围绕增强现实中的跟踪问题进行研究，论文的主要内容如下：　　 1.分析了增强现实中基于平面标记的跟踪系统所存在的问题。利用增强现实中广泛使用的ARToolKit开发工具，进行了真实的增强现实实验，并在Matlab环境下进行了仿真，证实了姿态跳变问题和虚拟物抖动问题的存在，并对这些问题进行了分析。分析结果对改进基于平面标记的增强现实系统具有一定的参考价值。　　 2.利用不等式机器证明理论及不等式机器证明软件DISCOVERER工具箱，分析了增强现实中基于4个基准点的跟踪系统P4P问题。首先对PnP问题进行了系统总结，推导化简得到P4P问题的系统方程组，最后详细分析了一个特殊情况下的P4P问题，给出了该情况下解的完全分类。研究结果对实际应用具有一定的参考价值。基于这些分类判别条件，在实时的增强现实系统中，可以很好地避开不稳定点，为实时决策提供依据，从而提高系统的稳定性和准确性。　　 3.总结了无标记增强现实系统中的跟踪方法和策略，通过比较各种不同的跟踪方法，选择Sift不变量特征算法作为跟踪器设计的基础，然后通过估计单应矩阵来得到姿态估计，给出了一种简单的跟踪器设计思路。针对增强现实中图像噪声的干扰问题，考虑边缘和纹理特征的保护要求，在增强现实的图像预处理中采用基于偏微分方程(PDE)的图像复原方法。实验结果表明此方法在去除图像中噪声的同时，成功保留了边缘和纹理等重要图像特征，为解决增强现实跟踪问题打下了较好的基础。