精准农业是农业未来的发展方向,无人驾驶拖拉机已逐渐成为近年来科学技术研究的热点,所装备的自动导航技术是精准农业发展的重要载体,其中路径规划技术是拖拉机自动导航技术的关键组成之一。良好的田间作业路径规划可减少无效作业消耗,对实现作业地块全覆盖、实时避障具有重要意义。首先,本文选用GPS/BDS实际测量采集地块顶点坐标信息,进行二维建模。分析五种农机行走方式优缺点,选用梭形法作为拖拉机行走方式,比较最小转弯半径与作业宽度之间关系选择合适的地头转弯方式,且结合拖拉机不同工况因素求取最佳作业角。对需分割的凹形地块及复杂地块采用“扫线法”分割,按“自上而下,由右到左”的优化次序对分割子区域进行衔接,各子地块单独进行路径规划。其次,根据地块边界矢量终点横坐标之间关系判断地块边界的偏移方向,结合不同转弯的地头宽度构建实际作业区域。联合拖拉机、农机具等基本参数,采用几何推理法构建梨形、弓形转弯轨迹,按“自上而下、从左到右”将转弯与直线路径衔接为完整的全局作业路径。再次,利用激光雷达实时获取障碍物特征信息,对障碍物进行风险评估。对动态威胁障碍物,采用停车避障,对静态威胁小障碍物,在全局路径的基础上综合考虑农机固有参数限制,采用三段圆弧构建避障路径,并设计了多相邻静态小障碍物避障方法。选择合理切换条件,将离线规划的全局路径与实时规划的局部路径相结合形成完整的田间作业路径,保证田间作业路径全局最优性和局部实时性。最后,应用LabVIEW设计了无人驾驶拖拉机路径规划系统软件,实现完整田间路径规划算法,并在软件中设定地块、障碍物和相关参数信息进行不同工况下测试,且基于HT-1504D实车平台进行实车试验,验证算法有效性。试验结果表明,算法软件在不同地块模型、工况下均可以规划出相应的全局路径,并可根据障碍物信息实时规划出相应的局部避障路径,满足对地块的全区域覆盖、实时避障要求,具有较强的通用性和实用性,可作为参考路径供无人驾驶拖拉机在田间作业使用,具有现实意义。