本发明公开了一种检测物体复合运动的运动速度的方法，包括：光嫁接装置将嫁接涡旋光束照射在被测物体上；其中，嫁接涡旋光束为两个环路半径相同且拓扑荷数不同的半环涡旋光组成；被测物体在嫁接涡旋光束的正投影的光斑内做复合运动；光电倍增管接收被测物体反射的回波信号；频谱分析仪将回波信号进行傅里叶变换，得到回波信号的多普勒频谱；后台终端根据回波信号的多普勒频谱确定被测物体的线速度大小和旋转角速度大小。本发明利用不同拓扑荷数涡旋光对被测目标旋转运动与线性运动响应的差异性，对复合运动进行解耦，适用于对线性运动、旋转运动及复合运动目标的检测。