随着机械化和信息化技术的深入推广,精准农业成为当下全球农业的发展热点。无人驾驶拖拉机是精准农业的重要组成部分,障碍物识别及避障技术作为无人驾驶拖拉机的关键技术之一,近年来已成为科研人员的研究热点。本文以HT-1504D型拖拉机为研究平台,对无人驾驶拖拉机障碍物识别及避障方法展开研究。首先,阐述了国内外无人驾驶拖拉机与障碍物检测及避障技术的研究现状,分析了现有研究中存在的问题和不足,明确了本文研究方向。其次,构建了无人驾驶拖拉机试验平台,分析了定位及环境感知模块的硬件组成与工作原理;在不影响拖拉机原有的机械式离合和全液压转向系统人为操作的前提下,采用推杆电机配套定滑轮组的方案设计了一套离合自动控制系统;采用三位四通比例换向阀等电磁阀设计了一套自动液压转向系统。以HT-1504D型拖拉机为样机搭建了研究平台;再次,建立了无人驾驶拖拉机避障坐标模型,经过点云的解析、去噪、去地面、聚类等处理后,分析数据相关性评估系数来获得障碍物的绝对位置和运动状态。设计了一种基于雷达监测区域分层的无人驾驶拖拉机避障策略,由近及远雷达监测区域分层为紧急制动区、障碍避让区和障碍探测区,基于农田中无人驾驶拖拉机作业特征、障碍物类型对人工势场法进行改进,设计了基于改进人工势场的局部避障路径规划方法。依托研究的无人驾驶拖拉机障碍物检测方法、避障策略,开发了上位机与下位机的控制算法,并且依托离合、电磁阀等硬件控制要求对下位机控制电路、控制器进行了开发。最后,对各设备进行标定、调试后,根据田间作业情况分别模拟了静态障碍物和动态障碍物进行实车试验。试验结果表明所设计的障碍物识别及避障方法能够满足拖拉机作业过程中的避障要求,验证了其功能性和有效性,为无人驾驶拖拉机的作业安全提供了保障。