本发明公开了基于机器视觉导航的无人划线车在线寻优控制方法及系统，属于系统控制领域，本发明基于机器视觉导航的无人划线车在线寻优控制方法包括以下步骤：采集路面的水线图像；进行水线检测，获取水线；基于检测出的水线，选择车辆当前位置的监测点，计算车辆的运行偏差与运行偏差变化率，选择车辆预测位置的监测点，计算车辆的预测运行偏差及预测偏差变化率；根据车辆的预测运行偏差和预测偏差变化率进行设计非线性增量PID控制；对区域内的非线性PID控制增量的参数进行学习；本申请实现了划线车的机器视觉实时导航，根据跟踪误差与误差变化率设计前馈控制器与非线性增量PID控制器，实现基于机器视觉导航的划线车路径跟踪控制。