一种无人艇实时避碰和目标跟踪方法，针对无人艇的运动特性和无人艇路径规划过程中需要遵守国际海上规则公约且会受到风浪流干扰等特点以及无人艇目标跟踪过程对速度平滑性的要求，构建了海事规则和转向避碰模型、自适应跟踪模型、无人艇运动学模型以及无人艇能耗模型。之后，为无人艇设定了航行和目标跟踪两种工作模式。针对两种工作模式设定相应中终点条件，并在算法中加入多种约束条件，再利用最小二乘和G2O图优化算法，计算得到最优路径。本发明可以应用于无人艇的路径规划领域，可以实时得到一条考虑了航行时间、碰撞风险、国际海上规则公约、能耗、无人艇的运动学限制、速度/加速度限制等约束条件的最优平滑轨迹。