玉米收获机械化的快速发展,提高了收获效率,节省了劳动力,有效地解决了抢收玉米和抢种小麦的矛盾。近年来,随着虚拟现实技术迅速兴起和农业机械化的不断推进,虚拟现实技术广泛应用于农业的发展生产,成为了推动农业农村现代化发展的重要手段。在玉米收获装备研发和试验的过程中,存在玉米收获试验受季节限制、玉米收获装备研发需要在田间进行大量试验、虚拟现实技术在玉米收获装备的研发和试验方面的应用较少等问题。基于此,本论文开展了基于Unity3D的玉米果穗收获机虚拟仿真设计与收获试验,设计了三行玉米果穗收获机并模拟其收获作业,进行仿真试验和收获性能评估,为玉米收获试验需要在田间大量进行和受季节限制等难题提供了解决方法。本论文的主要研究内容如下:（1）进行了玉米果穗收获机虚拟仿真系统的总体设计。首先,对比当前流行的虚拟仿真平台,确定仿真系统的开发工具;其次,对包括玉米果穗收获机、玉米植株和虚拟收获场景在内的虚拟仿真系统关键模块进行总体设计;最后,确定仿真试验实现的技术流程、设计相关收获功能和试验,完成玉米果穗收获机仿真试验的总体设计。（2）设计了玉米果穗收获机、植株及虚拟收获环境。玉米果穗收获机的设计包括整机设计和关键零部件的设计,构建玉米果穗收获机三维模型并进行简化处理,提高仿真效率,降低对计算机硬件的要求。虚拟收获环境的设计主要包括玉米植株的设计和虚拟收获场景的设计,建立玉米植株模型并对玉米果穗收获机模型进行材质设计和渲染处理。设计收获场景和小地图导航等,形成完整的玉米果穗收获机虚拟收获环境。（3）实现了虚拟环境下玉米果穗收获机的收获作业和相关功能。设计了玉米果穗收获机和植株的物理组件,使其获得与现实相符合的物理特性;编写程序实现了玉米果穗收获机的运作、相机跟随、第一人称漫游、UI面板显示操作说明和实时显示玉米收获数量等功能;设计了玉米果穗收获机收获作业行为并确定交互规则。（4）进行了玉米果穗收获机在虚拟环境下的观察试验和仿真试验。试验表明:当玉米果穗收获机行进速度较低时,收获玉米较慢,植株飞出的状况也比较少;反之,植株飞出现象较明显。以漏果率为评价指标,探究收获机行进速度、玉米种植密度和割台高度三个因素对收获机收获性能的影响,根据单因素试验和正交试验结果,利用响应曲面法确定了影响漏果率的最优参数组合为:收获机行进速度2.986m/s,玉米种植密度6.904棵/m2,割台高度0.425m。对最优参数进行试验验证得到平均最低漏果率为2.17%。