本发明提出了一种目标对象的运动轨迹预测方法、系统及设备，涉及目标跟踪技术领域。该方法包括：基于目标对象反射的多个超声波回波数据得到对应的粒子数据；基于粒子数据将粒子的状态转换为特征表示，得到对应的粒子特征；利用粒子滤波器使用粒子特征进行粒子滤波处理，在进行粒子滤波处理时包括：利用注意力机制对粒子权重计算进行动态调整，得到对应的粒子权重，粒子权重是根据粒子特征中包括的观测数据和粒子状态之间的相似程度进行计算的；以及基于粒子特征计算对应粒子的状态转移和重采样，得到对应的状态序列，并基于状态序列进行预测目标对象的预判轨迹。其能够提升粒子滤波器的精度和实时性，即提高其轨迹预测的精度，同时提升其实时性。