避障路径规划与跟踪控制作为果园智能农机装备的关键技术,直接影响到智能农机装备作业的安全性,也关系到果园生产效率、果农的增收致富、乃至我国农业机械化水平的发展。为提升丘陵地区宜机化改造后的果园生产作业装备自动化、智能化程度,本文针对履带式无人作业平台在丘陵果园内避障路径规划和路径跟踪控制问题开展研究。本文主要研究内容及研究结论如下:（1）基于二次规划优化果园全局参考路径。人工提前采集的全局预存路径存在噪点,无法直接用于避障路径规划与跟踪控制。本文构建果园全局预存路径优化数学模型,考虑平滑性、均匀性和偏移量约束,使用二次规划求解得到优化后的全局参考路径。在给定路径偏移量硬约束为0.1m的前提下,优化后的全局参考路径点间距标准差减小,分布更均匀,同时具有更好的平滑性,准确地为后续避障路径规划和跟踪控制提供基础信息。（2）基于反演模型构建动态栅格地图。采用Bresenham’s算法作为反演模型的算法,将激光雷达实时获取的履带式无人作业平台周围点云信息进行二维投影并将投影结果栅格化,得到栅格地图占用值,构建动态栅格地图以显示障碍物信息,用于后续避障路径的动态规划。（3）基于栅格地图的避障路径动态规划。基于Frenet坐标系,在动态栅格地图中以全局参考路径为基准进行横纵向路径点采样,构造路径曲线平滑性代价、与全局参考路径距离的偏移量代价、与障碍物距离的安全代价,使用动态规划算法遍历所有采样点,获得代价最小的避障路径采样点序列,并使用五次多项式曲线连接采样点得到避障路径,保证曲率连续。对该算法进行仿真实验,结果表明,该算法生成避障路径时间为219ms,避障路径满足履带式无人作业平台的运动学约束。（4）基于预瞄的改进纯跟踪控制算法。针对基于预瞄的纯跟踪控制算法无法兼顾跟踪控制精度和控制稳定性的问题,加入双层PID闭环反馈,第一层为横摆角速度-纵向速度双PID闭环反馈,确保履带式无人作业平台在果园中以恒定作业速度,稳定行驶作业;第二层为电机转速PID闭环反馈,保证履带式底盘的驱动电机准确执行电机转速指令。经MATLAB/Simulink仿真验证,加入反馈控制后,路径跟踪过程中横向误差和航向误差均优于原算法,电机转速稳定变化,在外界干扰下,履带式底盘能以较为稳定的速度行驶。（5）果园道路实验。为验证本文提出的避障路径规划算法及跟踪控制算法有效性和可行性,选取宜机化改造后的果园进行实验。实验结果表明,在有障碍物的工况下,无人作业平台能自主规划一条连续、平滑安全的避障路径,实现避障功能。路径跟踪实验结果显示,加入闭环反馈控制后,路径跟踪平均横向误差为8.51cm、平均航向角误差为9.1°,相较于基于预瞄的纯跟踪控制算法分别提高24.36%、20.18%,横向误差和航向误差的标准差均有所减小,同时纵向速度稳定,横摆角速度误差减小,电机转速平稳变化。实验结果表明所设计的履带式无人作业平台能稳定准确地跟踪该路径行驶,控制精度满足农机在果园田间进行无人作业的要求。