基于改进CVFH和CRH特征的随机堆放活塞位姿估计方法，包括离线处理以及在线识别：离线处理先通过对Kinect进行离线标定，之后通过活塞的CAD模型自动渲染生成多视角点云，计算其点云特征，最后通过对点云和特征进行索引生成离线模板库；在线识别是对随机堆放的活塞进行位姿估计，首先使用标定好的Kinect对活塞点云进行采集和矫正，然后对点云进行预处理和分割，对于分割后的点云，计算其点云特征并与模板库进行初始配准，之后以该位姿为初值，通过ICP算法对点云进行精确配准，得到点云的精确位姿，对于生成的精确位姿，通过假设验证算法剔除错误匹配，最终完成活塞位姿的估计以及输出；本发明具有时间复杂度低，匹配模版获取方便，位姿估计准确率高的优点。