本发明公开了一种自动可变跟踪模态的多目标在线跟踪方法，步骤如下：首先使用目标检测算法获取各目标检测数据；根据当前帧检测进行轨迹初始化以及基于几何关联特征图的轨迹预处理；利用卡尔曼滤波预测目标在当前帧上的预测位置，根据基于几何关联特征图训练模态选择器确定当前跟踪模态(简易或复杂)；最后目标根据对应的跟踪模态选择不同跟踪器进行目标关联，得到当前帧的多目标跟踪轨迹。本发明通过对多目标的检测数据进行在线的交互分析，实现了不同交互遮挡条件下的跟踪模态自动确定，将复杂的多目标跟踪问题进行解耦，使不同跟踪难度的目标自适应的选择对应的跟踪模态高效地进行数据关联，在保证跟踪精度下，提高了跟踪算法的效率。