超 声波测量与避障控制子系统以及轨迹运动控制子系统。
[0035] 优选地，所述中央监控子系统包括接收用户指令、采集状态数据、运行控制算法、 发送指令。
[0036] 优选地，所述接收用户指令包括通过总线接口和用户界面接收用户指令、通过手 持遥控板接收控制指令。
[0037] 优选地，所述采集数据状态包括采集来自运动控制模块的导向机构的角位移、采 集来自机构导航控制模块的，采集来自激光定位导航控制模块的位置坐标和转角位移，采 集和监控来自超声波控制模块的障碍距离。
[0038] 优选地，所述运行控制算法包括系统自诊断程序、任务协调与分配子例程、速度位 置纠偏轨迹控制算法例程、运行超声波障碍保护例程、循环通信与数据采集例程、监控例程 等。
[0039] 优选地，所述监控例程包括监控割草机实际速度、位移、角度、轨迹数据状态。
[0040] 优选地，所述发送指令包括向运动控制模块发送差动控制和实时转角位移采集指 令；向超声波控制模块发送定时测控命令；向激光定位导航控制模块发送采集位置数据命 令。
[0041] 优选地，所述分布式信标激光扫描定位子系统包括接收指令与数据信息、激光扫 描云台运动控制与数据处理。
[0042] 优选地，所述接收指令和信息包括接收中央监控模块的激光位置测试指令、接收 远程信标控制模块的激光扫描到信标信号、接收反射激光、接收电子罗盘的在垂直面内的 摆动角度，以便测量激光头和信标之间的距离。
[0043] 优选地，所述激光扫描云台运动控制和数据处理包括云台水平面360度转动控 制、云台垂直面上下30度范围摆动控制、基于电子罗盘的车体视角补偿控制。
[0044] 优选地，所述云台水平360度转动控制是由伺服电机、增量编码器、套筒、轴承和 回转支架组成的闭环运动控制。
[0045] 优选地，所述云台垂直30度范围摆动控制是由伺服电机、增量编码器、曲柄摇杆 机构组成的闭环运动控制。
[0046] 优选地，所述超声波测量与避障控制子系统根据超声波传感器对前后障碍物的距 离进行自动测量，通过阈值门限控制防撞、避障。
[0047] 优选地，所述运动控制子系统包括刀盘旋转运动的直流调速控制、刀盘自动升降 的伺服电机运动控制、车体运动轨迹差动驱动的伺服电机控制。
[0048] 与现有自动割草机的定位导航与轨迹控制技术相比，本发明的受益是：
[0049] (1)可以实现草坪图像到运动轨迹坐标数字化。依据用户草坪美化指标订制割草 图案，通过计算机图形处理，草坪参数匹配，生成草坪轨迹坐标，经串行通信接口，下载草坪 轨迹坐标到精密自动割草机的中央监控模块。
[0050] (2)可以实现系统的自诊断。启动中央监控、信标控制、激光定位导航位置测控、超 声波控制和相关通信的自诊断。
[0051] (3)割草机自动完成智能化循环工作任务。割草机经姿态和位置初始化后，通过遥 控启动"智能割草"按钮，割草机自动行走到预设运动轨迹的起点。割草机自动调整刀盘高 度，启动刀盘旋转，开始进入精密自动割草工作循环。割草机自动行走过程中，自动测量实 时位置坐标和转角位移，判断运动趋势，依据预设轨迹坐标进行自动纠偏和轨迹控制，实现 割草机轨迹控制目标，修剪出预设的轨迹图形，达到对草坪的修剪和美化。割草机完成轨迹 运动后，自动回到割草的轨迹起点和原始转角位移，完成本轮自动割草循环任务。
【附图说明】
[0052] 图1是本发明所述精密自动割草机水平坐标和角度位移测量原理图；
[0053] 图2是本发明所述精密自动割草机云台垂直角度补偿原理图
[0054] 图3是本发明所述精密自动割草机硬件结构图
[0055] 图4是本发明所述精密自动割草机功能模块分解图
[0056] 图5是本发明所述精密自动割草机实时监控流程图
[0057] 图6是本发明所述分布式信标激光定位控制流程图
【具体实施方式】
[0058] 如图3,本发明提供的系统分为三个部分7个模块。所述第一部分安装在割草机 的车体上，包括中央监控、运动控制、激光定位导航和超声波控制4个模块，各模块之间通 过RS485总线组成主从式接口，其中，中央监控模块为主机，其余为从机。所述第二部分包 括手持遥控模块1个，通过红外接口和中央监控模块通信。所述第三部分包括分布式远程 信标控制模块2个，其中：一个远程信标控制模块安装在远程信标装置1内，另外一个远程 信标控制模块安装在远程信标装置2内。两个模块功能结构完全相同。每个远程信标控制 模块通过各自的无线射频接口与激光定位导航模块建立数据通信联系。
[0059] (2)模块分解（图4)
[0060] 1)中央监控模块
[0061] 所述中央监控模块硬件包括中央处理器、程序存储器、数据存储器、RS232接口、 RS485接口，基于LCD触摸屏人机界面和红外接口。本模块是整个割草机系统的控制中枢。
[0062] 所述中央监控模块软件包括接收指令与采集数据、运行算法、发送指令与数据。
[0063] 所述接收指令和采集数据包括通过串行接口接收PC机预设运动轨迹数据、通过 人机界面设置相关运动参数、接收手持遥控板的控制指令、采集来自运动控制模块的导向 机构的角位移、采集来自激光定位导航模块的割草机位移坐标和转角位置、采集来自超声 波控制模块的障碍距离。
[0064] 所述运行算法包括系统自诊断程序、任务协调与分配子例程、速度位置纠偏轨迹 控制算法例程、运行超声波障碍保护例程、循环通信与数据采集例程、监控例程等。监控割 草机实际速度、位移、角度、轨迹数据状态。
[0065] 所述发送指令与数据包括向运动控制模块发送差动控制与实时转角位移采集指 令、向超声波控制模块发送定时测控命令、向激光定位导航模块发送采集位置数据命令。向 各个模块发送指令，以便接收各个子模块的状态数据，状态数据包括割草机角位移、位置、 万向轮转角位移和超声波障碍距离等。
[0066] 2)激光定位导航模块
[0067] 所述激光定位导航模块硬件包括控制器、电子罗盘、伺服运动控制器4、伺服驱动 器4、立式伺服电机（自带编码器）、伺服运动控制器5、伺服驱动器5、卧式伺服电机（自带 编码器）、激光扫描收发器、射频无线通信接口、RS485通信接口等。
[0068] 所述激光定位导航控制模块软件包括接收信息、激光扫描云台运动控制与数据处 理。所述接收信息包括接收中央监控模块的激光位置测试指令、接收远程信标控制模块的 激光扫描到信标信号、接收反射激光、接收电子罗盘的在垂直面内的摆动角度，以便测量 激光头和信标之间的距离。
[0069] 所述激光扫描云台运动控制与数据处理包括云台水平面360度转动控制、云台垂 直面上下30度范围摆动控制、基于电子罗盘的车体视角补偿控制、激光扫描信标信号的接 收和激光测距。
[0070] 所述云台水平面360度转动控制是：由伺服运动控制器4产生控制信号，发