为了探索海洋资源，必须对水下目标进行精确定位。提出了一种利用单目视觉进行水下圆目标三维位姿检测的方法。该方法仅需要单摄像机拍摄的一幅水下图像，便能从中快速地识别出圆特征，并对水下光折射造成的图像畸变进行补偿，从而估计圆目标的三维方向和位置。实验表明，利用该方法对水下圆柱体目标的方向检测误差为1.33%，位置检测误差为4.37%；通过移动和重定位该圆柱物体，证实了该方法的稳定性。