我国的果树种植面积和水果的产量逐年增加,随之而来的是果园管理工作量的增多。对于一些果园,比如荔枝和龙眼果园,在除草的工作上主要还是依靠果园管理人员使用背着的挂式割草机或手推式割草机完成。为了提高果园割草作业的自动化水平,节省劳动力,促进科学技术应用到农业机械中来。本论文设计研究了一款基于激光雷达的果园割草机器人,在已有的割草机平台上,设计了行驶控制系统以及路径规划方法,实现了模拟果园环境下的自主行走。本文主要研究内容如下:1)设计并搭建割草机器人的行驶控制系统。分析果园环境的特点从而得出割草机的功能需求,设计了行驶控制系统的框架,对传感器等硬件的选型和相应控制程序的编写。最终搭建一套基于激光雷达的果园割草机行驶控制系统。2)设计路面不平度检测机构。由于果园路面为凹凸不平,防止发生侧翻等意外而损坏设备,本文结合割草机本体的机械结构参数以及果园路面情况设计了一套路面不平度检测机构。并且针对这些路面设计相应的行走路径控制策略。3)确定割草机器人路径规划方案。通过分析移动机器人路径规划方法和果园环境的特点,设计出的方案为结合单元分解法和基于传感器局部路径规划的遍历方法。单元分解法主要是针对当果园里存在有比较大的障碍物或者是凹坑和凸起时将果园区域分解为一些互相不重合的单元,基于传感器的局部路径规划主要是基于激光雷达等传感器对环境进行感知,以实现割草区域的遍历割草。4)利用搭建起来的割草机器人平台进行试验。试验结果表明,激光雷达能识别并提取到果园边界和终点的位置信息,基于电子罗盘的行走试验中,直线行走的平均偏差为1.76°,航向角10°、20°、30°的纠正试验中的平均偏差分别为1.56°、1.8°、1.84°。在行距为90cm换行转弯试验中,角度平均偏差为1.98°,换行距离平均偏差为5.4cm,最大偏差为9cm。电子罗盘的角度平均偏差基本符合2°的测量误差范围,但在单个试验中,有个别试验结果超出这测量误差,最大的偏差为3.8°。总的来说直线行走和掉头转向等动作能满足要求,路径规划的方案上能实现割草区域的遍历割草。