本公开提供了一种三维数据增强、模型训练检测方法、设备及自动驾驶车辆，涉及数据处理领域，具体涉及深度学习、自动驾驶等领域，包括：获取原始二维图像和原始二维图像匹配的真值标注数据；根据目标变换元素对原始二维图像和二维真值标注数据变换得到变换二维图像和变换二维真值标注数据；根据目标变换元素对原始内参矩阵变换得到变换内参矩阵；根据变换内参矩阵对三维真值标注数据进行二维投影得到投影真值标注数据；根据变换二维图像、变换二维真值标注数据和投影真值标注数据生成三维增强图像数据。本公开实施例能够提高三维样本数据的多样性，进而提高三维目标检测的精度和召回率。