本发明涉及一种面向3D多目标追踪的运动补偿优化方法及系统，其方法包括：步骤S1：分别获得观测点物体在第t帧和第t+1帧的局部坐标系的数据(θ，vf)；步骤S2：计算物体在第t帧和第t+1帧的航向角差Δθ，并根据物体在第t帧和第t+1帧的前进速度和计算物体在第t帧时刻、第t+1帧的局部坐标系下，经过运动补偿后的位置步骤S3：根据物体运动补偿后的位置结合运动预测，更新物体在第t+1帧时刻、第t+1帧的局部坐标系下的位置步骤S4：根据检测得出第t+1帧的物体包围框并与物体运动预测后的位置进行数据关联，确定物体包围框的最终位置。