本发明涉及一种基于结构差异感知的类别级六自由度物体位姿估计方法，包括：将深度图输入至目标检测分割网络进行识别，并根据识别结果得到物体实例的观测点云，并基于物体实例的观测点云选择目标物体对应的类别先验；提取观测点云和类别先验的特征，得到实例几何特征和类别几何特征；将实例几何特征和类别几何特征输入信息交互增强模块，得到增强的实例几何特征和类别几何特征；再通过所述语义动态融合模块进行语义和几何信息的融合，得到实例融合特征和类别融合特征；基于类别融合特征得到实例NOCS模型；通过匹配网络将实例NOCS模型和观测点云进行匹配，并根据相似性计算得到目标物体的6D位姿和大小。本发明能够提高6D位姿估计的准确性。