增强现实技术(AR-Augmented Reality)是随着虚拟现实技术(VR-Virtual Reality)迅速发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是一种将真实场景同虚拟场景融合的技术。本文的主要研究目标是利用一种新的定标模板完成增强现实的理论分析和软件开发工作。该模板由平面上四对外圆半径相同而内圆半径不相同的同心圆组成,使用基于同心圆的摄像机定标算法进行三维注册,基于DirectShow开发了视频数据采集模块,基于Direct3D开发了虚拟物体的渲染输出模块。本论文可分为两部分,第一部分包括了前三章,论述了摄相机定标中所涉及的相关射影几何知识,摄像机定标算法一直是计算机视觉领域的研究热点,而射影几何学为摄像机定标提供了关键的数学基础。并详细分析了ARToolKit增强现实开发包的功能以及主要功能模块的实现方法,说明了其定标模板和定标算法中存在的不足。第二部分提出一种新的定标模板,并详细论述了基于同心圆的摄像机定标算法原理。本文利用定标模板上的四个同心圆,找到圆心的像,进而计算圆环点的像,最后求得单应性矩阵。实验结果表明了我们的算法在增强现实系统中是切实可行,并达到了预期效果。