增强现实技术通过将计算机生成的感知信息或虚拟对象叠加到真实世界中,以实现对真实世界的增强,提供一种与真实世界交互的体验。触觉反馈通过使用触觉设备与虚拟环境进行交互来感知触觉信息,与人类感知信息的方式相同。视触觉增强现实技术结合增强现实技术与触觉反馈,在增强现实环境下加入力触觉感知,使操作者通过触觉设备在真实场景中与虚拟对象进行触觉交互。将视触觉增强现实技术应用于手功能康复领域,让患者在视觉和触觉的双重刺激下进行康复训练,改善手部运动功能障碍。此技术的应用不仅为患者提供了丰富的交互场景,还提供了真实的反馈力,提升了患者参与训练的积极性和主动性。本文依托于国家自然科学基金项目,结合计算机视觉和力/触觉渲染算法,开发了一个基于视触觉的增强现实手功能康复训练系统,并设计了不同反馈力的康复训练项目。本文的主要研究内容包括以下几个方面:首先,对视触觉增强现实技术的研究现状进行了分析和总结。本文提出了一种改进的ORB（Oriented Fast and Rotated BRIEF）和KLT（Kanade Lucas Tomasi）增强现实跟踪注册算法并基于此搭建增强现实环境。与目前基于自然特征的方法进行对比分析,结果表明本文的算法提高了系统的实时性。然后将触觉设备集成到增强现实环境中,提出对视触觉工作空间进行三维配准,基于视触觉空间的刚性转换对触觉设备触控笔的位置进行校准,将虚拟交互工具叠加到真实触控笔上;同时对触控笔的方向进行校准,融入触控笔的运动姿态,实现真实触控笔与虚拟交互工具的协同运动。触觉设备在场景中的出现占据了一定的位置,造成了视觉障碍,给进行触觉交互的操作者带来干扰。为实现更具真实感与沉浸感的增强现实环境,本文结合抠图算法和图像修复算法对触觉设备进行了移除和隐藏。其次,本文对所用3D Systems Touch触觉设备进行了运动学建模,建立了正逆运动学方程,对反馈力的计算方法提出改进,同时对触觉交互点与虚拟对象间产生的碰撞问题提出了解决方法。最后,本文将视触觉增强现实技术应用到康复领域中,基于所用触觉设备,结合增强现实技术设计了基于力反馈的手功能康复训练系统。该系统结合了基于反馈力的触觉渲染算法,设计了两个不同类型的康复训练项目:颠球训练和写字训练。颠球训练项目主要为了改善患者手部及腕关节的自由活动能力以及对手部力量的训练,写字训练主要锻炼患者手指的抓握能力以及力触觉感知能力。最后通过实验验证系统的可行性和实用性。