陕西苹果园以传统密植栽培模式为主,随着果树树龄的增长,不少传统密植果园出现了郁闭现象,果园树枝茂密相互遮挡、空间狭小、封闭,果树最低枝杆离地不到1.2米,现有的果园机械大多为大中型,体积偏大难以进入果园开展作业;农业部苹果全程机械化科研基地已经针对郁闭型果园研发了微型果园机械,但其智能化水平较低。因此,为提高现有微型果园机械的智能化水平,本文研究适合于郁闭型苹果园的组合导航定位系统,开发相应郁闭型果园机器人的自主行走控制系统,并开展其果园性能试验研究。本论文的主要研究内容和结论如下:1.针对郁闭型果园环境,设计基于GNSS导航定位技术和惯性导航定位技术的组合导航定位系统,并完成其静态性能试验。试验结果表明:系统的冷启动平均时间为28.2s,热启动的平均时间为3.8s;航向角零位漂移标准差的均值为0.097°,横滚角零位漂移标准差的均值为0.021°,俯仰角零位漂移标准差的均值为0.013°,可以满足果园作业的实际使用需求。2.以自主研发的微型果园机械为机械本体对自主行走控制系统硬件进行搭建,包括导航定位系统、上位机控制系统、下位机控制系统、数传电台。3.通过对果园机器人运动过程的分析,建立果园机器人的运动学模型;使用Simulink组件对建立的运动学模型进行仿真验证,仿真结果表明:本研究所建立的运动学模型可以对果园机器人的运动过程进行有效模拟,达到了预期的运动（即行驶）目标。4.对自主行走控制系统的软件进行设计,包括目标路径的设定,路径追踪策略的设计,滞环控制算法的设计以及上位机控制系统和下位机控制系统程序的编写。设计基于滞环控制的路径追踪控制算法;对控制算法进行仿真验证,仿真结果表明:本研究所设计路径追踪控制算法具有一定的有效性;使用Simulink组件和C语言编写上位机控制系统与下位机控制系统的程序。5.对果园机器人进行果园实车试验。果园机器人可以按照设定的目标路径,在郁闭型果园内进行直线与转向运动,试验结果表明:行驶过程中第一个转弯的路径追踪平均误差为0.18m,直线的路径追踪平均误差为0.06m,第二个转弯的路径追踪平均径误差为0.17m,试验结果表明本研究所设计的自主行走控制系统具有一定的有效性,可以满足果园作业的实际使用需求;对果园机器人路径追踪有关参数进行单因素影响试验,通过实车试验对定位点到达判距、行驶速度、航向角误差阈值、定位点间距等参数对路径追踪精度的影响进行初步研究。