本发明提出了一种基于多尺度异源特征自适应融合的三维目标检测方法，主要解决现有技术在单一传感器数据下对低分辨率三维目标检测精度低的问题，其方案为：建立训练、测试样本集；对点云进行体素初始化和关键点采样；构建三维体素特征编码模块编码体素特征；构建三维候选框估计模块估计三维候选框；构建图像特征编码网络编码图像特征；构建异源特征融合模块融合体素特征、图像特征和关键点特征；构建关键点权重估计模块对关键点作二分类；建立输出层，构建三维目标检测模型并对其训练；使用训练好的模型对点云中的三维目标进行检测。本发明改进了对低分辨率三维目标的表征能力，提高了三维目标的检测精度，可应用于机器人导航、三维建模、自动驾驶与虚拟现实。