本发明公开了一种单目摄像机与三维激光雷达联合标定及在线优化方法。所述方法通过标定平台与数据采集装置的几何关系，根据相似三角形原理求出标定点在摄像机坐标系下的深度坐标，解决了单目摄像机成像过程中的深度信息丢失问题。在标定过程中，标定基准点的定位准确，操作简便。本发明设计的包括圆形几何形状的联合标定平台，能够降低在三维点云数据中进行边缘检测的难度，有效提高标定的精度。标定完成后，根据投影关系构建三维点云与二位RGB图像之间的相关性优化目标，并采用BOBYQA优化算法进行标定参数的局部最优搜索，实现在线误差纠正。