一种基于机器视觉的车道局部几何结构和车辆位置估计方法，属于智能车辆领域。本发明将车辆前方道路的图像进行边缘检测，利用在图像坐标中车道标线的变形模板，用最大后验概率估计计算变形模板的参数，用粒子群优化算法来计算该最大后验概率估计，根据计算出的最大后验概率估计结合摄像机参数计算车道的宽度和曲率，以及车辆距离车道中心的距离和车辆中心线与车道中心线的夹角。本发明能在道路图像对比度差或者阴影严重的情况下准确估计车道宽度、车道曲率、车辆在车道中的横向偏离距离以及车辆纵向中心线与车道中心线的夹角(头向角)。