基于在线学习的多事例弱监督火星表面形态检测方法，属于机器视觉物体检测领域。本发明针对现有弱监督物体检测方法检测精度低和收敛于局部最优解的问题。包括对火星远景图像采用选择性搜索算法生成多个侯选框；采用VGG16网络模型对火星远景图像进行图像特征的提取；进而得到每个候选框的全连接特征；弱监督检测网络中，输入候选框的全连接特征，通过分类和检测分支判断每个候选框的类别和对候选框的位置信息进行打分，最后将两分支的得分相乘得到候选框的得分作为事例级标签；K级精细化网络层以多事例学习网络或者前一级分支的每个候选框的得分作为监督信息，对网络其他优化分支进行训练，并进行后向传播计算。本发明用于火星表面地形和目标的检测。