送给伺 服驱动器4,控制立式伺服电机（自带增量编码器4)带动激光扫描收发器水平转动，控制激 光扫描收发器扫描到指定的信标。
[0071] 所述云台垂直面上下30度范围摆动控制是根据所接收到的电子罗盘的数据，伺 服运动控制器5产生伺服运动控制信号，发送给伺服驱动器5,控制卧式伺服电机（自带增 量编码器5)驱动曲柄摇杆机构，实现激光扫描收发器的摆动，确保激光发射线方向保持水 平。
[0072] 所述基于电子罗盘的车体视角补偿控制是：将电子罗盘安装在激光定位导航控制 板上，控制板内嵌于控制箱中，车体在垂直面的上下视角的角位移可以用电子罗盘获得，控 制器定时读取电子罗盘的磁角位移，存储到数据存储器中，发送给伺服运动控制器5,伺服 运动控制器5根据电子罗盘的角位移，控制云台实现垂直面摆动补偿运动控制，进行激光 扫描收发器的转角位移补偿，控制激光发射线与水平面保持平行。提高激光扫描的"中吧 率"和激光水平测量距离的准确性。
[0073] 所述激光扫描信标信号的接收是：首先，激光扫描收发器发射激光，定时采集激光 反射信号和激光扫描标志信号。当激光扫描到规定信标时，激光扫描标志信号被置" 1"，反 之为"0"。
[0074] 所述激光测距是：割草机收发器与信标之间的水平距离&1的测量是通过激光收发 器发射激光、扫描信标，反射激光扫描到标志信号来进行的。当激光收发器捕捉到&1后，控 制器将测得的参数及时存储。激光定位导航控制模块中的控制器根据两次扫描到的信标所 测得的&1值，计算激光收发器位置D (X，y)和割草机机体的转角，为中央监控模块提供及时 的割草机机体位置状态数据信息。
[0075] 3)远程信标控制模块
[0076] 远程信标控制模块硬件包括远程信标、信标控制器、激光反射感应器阵列和射频 无线通信接口等外围电路。
[0077] 所述激光感应器阵列是有多个非晶硅电池板叠合而成的激光感应接收装置，内置 在远程信标内，并用半透明薄膜覆盖，防止其他光源照射到板上，发生误操作。
[0078] 所述伺服运动控制器4是用来控制云台在两个远程分布式信标间来回摆动，当其 上的激光扫描收发器正对着其中一个远程远程信标时，该远程信标反射水平方向激光信 号，同时，激光反射柱内的激光感应器阵列因接收到激光发射信号，自身电压升高，
[0079] 所述信标控制器用来接收激光感应器电压信号的状态变化，激光扫描标志到信号 置" 1"，激光导向模块读取到该标志信号后，开始测量和捕捉激光扫描发送器和信标之间的 距离值，有效解决了伪测距问题保证实时测量精度。
[0080] 所述远程信标控制软件是通过激光感应器感应接受到的激光发射信号，信标控制 器定时采集激光反射信号，存储和发送激光扫描标志信号。
[0081] 4)超声波控制模块
[0082] 超声波控制模块硬件包括超声波传感器、超声波控制器和通信接口。
[0083] 超声波控制模块的软件是通过超声波传感器对障碍物的距离进行自动测量，通过 阈值门限控制防撞、避障。
[0084] 5)运动控制模块
[0085] 运动控制模块包括刀盘运动控制、刀盘自动升降、车体差动行走运动控制和导向 轮转角测控单元。
[0086] 所述刀盘运动控制单元硬件包括直流调速控制器、直流驱动器、直流电机、联轴器 和刀盘等。
[0087] 所述刀盘运动控制软件通过直流调速器的PWM非对称方波来控制直流电机的转 动转速，为割草主运动提供主切削力。
[0088] 所述刀盘自动升降单元硬件包括伺服运动控制器3、伺服驱动器3、升降伺服电机 (自带增量编码器3)、齿轮齿条机构。
[0089] 所述刀盘自动升降单元软件通过伺服电机和增量编码器的闭环控制，控制齿轮齿 条机构，再通过移动副导向引导刀盘的升降运动，实现对割草深浅的调节。
[0090] 所述车体差动行走运动控制单元硬件包括2个伺服运动控制单元，分别控制2个 车轮的差动运动驱动。其中，左轮控制单元包括伺服运动控制器1、伺服驱动器1、左轮伺 服电机（自带增量编码器1)、同步带减速器1、左车轮等，用于控制和驱动左车轮的旋转。右 车轮控制单元的控制原理、结构和器件数量和左车轮控制单元完全相同。
[0091] 所述车体差动行走运动控制单元软件是两个控制器在中央监控指令的统一协调 下，结合预设运动轨迹和当前割草机机体的坐标位移和转角位移，通过联动控制进行差速 控制运动，实现割草机的轨迹进给运动。
[0092] 所述导向轮转角测控单元硬件包括绝对编码器和译码计数器等。
[0093] 所述导向轮转角测控单元软件是通过绝对编码器测量车体转动相对位移，产生A、 B双向脉冲，并发送到16位译码计数器的脉冲输入点，译码计数器内部有4倍频和辨向功 能，可直接接收A、B两相脉冲，并将A、B转化为数字转角位移量，通过RS485接口发送到中 央监控模块。中央监控模块的中央处理器检测编码器的位置时，可定时从译码计数器读取 编码器的实际位置，再向伺服控制器发送轨迹运动命令。
[0094] (3)控制系统软件工作流程的实现
[0095] 1)中央监控子系统工作流程的实现
[0096] 中央监控子系统是割草机工作任务指令发布、数据通信及状态数据采集、关键算 法和计算，监控界面实现的协调中枢，其工作流程如图5所示。首先，计算机将预先处理的 轨迹坐标通过RS232接口下载到自动精密割草机的中央监控系统的存储器中，以便规划运 动轨迹，然后通过用户界面进行割草机各个模块的初始化参数设置，重新启动系统，系统自 检程序开始运行，对系统硬件状态进行诊断，确保硬件及其存储器的状态准备就绪，系统自 诊断结束后，通过界面输入相关控制参数，如：割草机加速度、速度、工作模式、刀具最大转 速等。系统设置有效后，系统开始诊断各模块通信是否正常，若通信不正常，则给出解决问 题向导，若通信正常，割草机的控制任务交给遥控器控制，此时，用户使用遥控器按键，选择 自动或手动工作模式。如果选择手动工作模式，则使用遥控器的按键来实现割草机的轨迹 控制和速度的切换，如果选择自动工作模式，则割草机的轨迹控制由系统的自动导航和轨 迹运动控制程序运行来进行。这时，系统按高到底的优先级依次采集：超声波障碍信息、当 前车体位移坐标、车体转角位移、万向轮转角位移、计算当前车体速度和加速度，以便判断 车体的运动趋势和运动轨迹坐标偏移情况，然后中央控制器向运动控制模块发送命令，启 动刀盘转动，启动刀盘升降系统。系统以最高的优先级采集和判断超声波障碍距离信息，以 便系统判断是否启动避障控制程序，重新修正轨迹坐标，以执行避障、防撞操作。当系统没 有障碍或者障碍问题解决后，系统开始启动自动轨迹补偿运动智能控制算法，并及时向运 动控制模块发送差动轨迹运动控制命令，割草机按照程序设定的轨迹，实现割草过程中的 轨迹运动，满足轨迹运动按预设轨迹坐标运行。当割草机未达到轨迹终点时，返回到上一步 的数据采集，实时数据采集的顺序仍然是从超声波避障测量优先。当割草机到达轨迹终点