增强现实是智能时代极具前沿的计算机视觉应用技术,已逐渐应用到各个领域,其中通信网运维系统就是一个重要的研究方向。三维注册和虚实融合是实现增强现实的关键技术。三维注册是根据3D-2D点对实时估计相机位姿并获得虚拟物体相对于真实场景的位置;虚实融合是根据三维注册信息匹配出对应的虚拟物体,实现虚拟信息与真实场景的融合叠加。现有的增强现实技术在应用到通信网运维系统中时会面临图像识别延时较大、位姿估计误差大、以及人机交互响应较慢等问题。本文围绕在实际的运维系统中融合了增强现实技术时,如何解决图像识别、位姿估计以及移动端呈现技术开展研究。本文主要研究工作如下:（1）提出一种基于等间隔圆环描述符的改进SIFT（Scale Invariant Feature Transform）算法。针对传统SIFT算法精度低和数据冗余问题,采用由三个等间隔的圆环组成的圆形描述符代替矩形描述符,从而改善了算法的旋转不变性。根据参考点与关键点的距离对圆环设置不同的权值,可以提高算法的精度。改进的SIFT算法为三个圆环区域分配三个阈值,并通过构建算法数学模型匹配出最佳的阈值。实验分析证明,相比于传统的SIFT算法,改进后的算法在精度、计算时间效率、匹配正确率和旋转不变性等方面都有较大改善。（2）提出了一种基于期望收敛的POSIT-DLS（Pose from Orthography and Scaling with Iterations-Direct Least Squares）相机位姿估计技术。针对迭代法相机位姿估计技术计算时间较长而非迭代法精度又比较低的问题,对传统的POSIT算法进行优化,改进后的算法每次迭代的输入由之前部分迭代输出的期望决定,构造哈希表存储部分输入与输出的键值对,使用布隆过滤器优化哈希表,从而提高算法精度和时间效率。采用直接最小二乘法求出相机位姿初始值后,通过改进的POSIT算法快速精确地估计相机位姿。实验测试结果表明,相比于POSIT等大部分迭代法,改进后算法明显提升了计算时间效率,而相比于大部分非迭代法,则明显提升了算法精度。（3）设计并实现基于增强现实的通信网智慧运维功能。采用本文提出的改进SIFT图像识别算法和DLS-POSIT相机位姿估计技术,在实际通信网运维场景中设计和实现了以下功能:构造三维虚拟仿真模型,开发通信网智慧运维移动端软件,以手持设备系统为运行平台实现虚实融合、人机交互、三维注册等增强现实操作,开发基于Springboot的交互式网页,实现Web端远程监测与虚拟信息展示及后台支撑。软件测试结果表明,本文设计的基于移动端和Web端的两种不同架构的AR应用程序功能正常,有较高的兼容性和鲁棒性,用户体验良好。