近年来,人们对绿化要求的提高促进了草坪机械需求量的迅猛增长。传统割草机器人实现了修整草坪一些基本操作,但依旧存在智能化水平低、工作效率低等缺点。最近一种差分定位技术的测量方法被广泛地应用于移动机器的控制中。本文采用差分定位技术研发了一款智能环保的割草机器人来代替传统半人工化、污染大的机器人。本课题首先对割草机器人导航平台进行搭建,设计割草机器人运动、割草和避障模块。其次,在平台上添加卫星导航模块和惯性导航模块,通过组合导航的方式完成对割草机器人路径规划。其主要研究工作包括:1.综合考虑市场需求、设计成本、操作难易等因素,确定割草机器人技术指标以及设计方案;方案包括平台设计、卫星导航设计、惯性导航设计、导航信息融合、工作地界测量以及路径规划等几个部分。2.根据各部分控制和电压需求特性,选择适当的控制器与电源,设计控制器与外围元件连接电路以及电压转换电路,并制作PCB电路板;设计割草机器人运动模块、割草模块、避障模块等以满足割草机器人的基本功能,并对各功能模块进行测试。3.对差分定位技术进行分析,利用高精度差分接收机和电台搭建卫星导航平台,读取差分定位数据并应用于移动平台,开展了平台静态和动态精度测试,借助MATLAB仿真平台对定位精度进行相关仿真,试验结果表明定位精度达到厘米级。4.通过对惯性导航原理的分析,选用加速度计传感器和陀螺仪传感器作为惯性导航传感器,借助仿真平台对割草机器人进行位姿检测与仿真,并编写惯性导航程序;采用卡尔曼滤波数据融合算法将卫星导航和惯性导航两者相结合,实现割草机器人的组合导航。5.确定机器人工作地界测量方案,提出全覆盖式割草机器人路径规划方式改进措施,对传统的往复式和回行式规划方式进行改进,减少割草机器人漏割和车轮单侧磨损现象发生,提高机器人利用效率。