本发明公开了一种刚体运动捕捉方法及装置、AGV位姿捕捉系统。获取光学标志在各个图像中成像的二维位置信息；根据已知刚体在上一时刻的位姿信息预测得到已知刚体上的光学标志在当前时刻的预测三维位置信息；将已知刚体上的光学标志的预测三维位置信息转换为预测二维位置信息；将已知刚体上的光学标志的预测二维位置信息与成像的二维位置信息进行匹配，确定已知刚体上的光学标志在各个图像中成像的二维位置信息；将已知刚体上的光学标志在各个图像中成像的二维位置信息转换为三维位置信息；根据预先存储的已知刚体上的光学标志之间的位置关系及三维位置信息，确定已知刚体在当前时刻的位姿信息。本发明解决了运动捕捉系统的工作效率较低的问题。