本发明公开了一种基于线性拟合的目标点云3D边界框拟合方法，包括以下步骤：1)地面点过滤；2)平面检测与分割；3)参照面优化；4)线性拟合；5)3D边界框的确立。本发明首先剔除了目标点云中的地面点，避免地面点对最终拟合结果的影响，使拟合的结果更精确。本发明利用车身侧面获得的激光点在XYO平面上的投影近似直线的特性，得到了与车身长度非常相近的3D边框长度，然后根据车辆相邻面互相垂直的关系，得到3D边界框的矩形底面，最后根据车身高度，得出3D边界框。本发明的计算方法简单，且拟合出的3D边界框与车体真实尺寸非常接近，准确度更高，在自动驾驶领域有很好的应用前景。