本发明提供一种基于三维点云特征的船舶位姿估计方法，首先通过从6个方向获取目标船的三维点云数据，采用拼接方式获得目标船的完整点云库。构建目标船的点云模板库。计算待配准目标船舶点云的ISS3D特征点及其特征直方图，得到模板点云库中的特征点与待配准点云库中的对应特征点重合的初始坐标变换矩阵，实现点云在全局范围内的快速粗配准。采用ICP点云配准算法，在上步粗配准的基础上进行点云的精准配准，获得实现点云精准配准的坐标变换矩阵。最后利用精准坐标变换矩阵与点云模板库中船舶的初始位姿信息，完成对目标船进行六自由度的位姿估计。本发明提出基于点云特征的船舶位姿估计算法实验，通过实验数据对比，验证本发明的有效性。