1、激光導(dǎo)航技術(shù)是自走技術(shù)的一個(gè)重要分支，激光掃描儀以其測(cè)量精度高、采集速度快的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，本文是基于激光掃描儀的農(nóng)用機(jī)器人自走導(dǎo)航的研究與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一款用于果樹、玉米、甘蔗等高干作物中期植保的機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并通過大量的實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可靠性，為農(nóng)業(yè)機(jī)械化自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了可能，通過對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)，得出如下結(jié)論。
　　(1)激光掃描儀只是采集當(dāng)前環(huán)境的信息，自走的實(shí)現(xiàn)最終還是需要下位機(jī)來完成，所以

2、電機(jī)、電機(jī)控制器、通訊系統(tǒng)等各設(shè)備的選擇也很重要，選擇是否合理直接影響到最終結(jié)果的好壞。
　　(2)掃描儀采集到的環(huán)境信息并不能直接用算法來規(guī)劃路徑，需要經(jīng)過聚類處理，本設(shè)計(jì)采用K均值聚類算法，把一些列的有規(guī)律的點(diǎn)云聚類成用一個(gè)點(diǎn)來代替，這樣路徑規(guī)劃的算法才能識(shí)別點(diǎn)云的秸稈的位置，進(jìn)而規(guī)劃路徑。
　　(3)分析機(jī)器人的行走環(huán)境得出，路徑通常為直線或曲線，因此路徑規(guī)劃算法也要分為直線和曲線兩種形式，通過多次取中點(diǎn)的方法，先得到

3、一條中點(diǎn)的附近的一些列點(diǎn)，對(duì)直線路徑采用最小二乘法擬合直線路徑，曲線路徑的處理方法是首先計(jì)算起點(diǎn)附近的一條二次曲線，這條曲線一般是確定的不需要擬合，用不斷取切線的方法來擬合曲線路徑。這種方法來源于數(shù)學(xué)上無限分割的近似思想，試驗(yàn)證明這兩種方法擬合的路徑可行。
　　(4)路徑規(guī)劃完成之后，需要下位機(jī)來執(zhí)行控制命令，本設(shè)計(jì)采用模糊控制方法，模糊控制具有很好的魯棒性，給予了機(jī)器人自我判斷的自由，控制器的輸入是機(jī)器人的航向偏角和橫向偏差，輸

4、出是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的P WM控制指令，輸入和輸出都有NM（負(fù)大）、NB（負(fù)中）、NS（負(fù)?。?、ZE（零）、PS（正?。?、PB（正中）、PM（正大）七種指令。
　　(5)以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)，KILE軟件為平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證總體的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明直線行走最大的橫向誤差為0.13m，最大的角度誤差為37°，最大速度為0.24m/s，控制信號(hào)最大的傳輸距離為500m，無遮擋時(shí)甚至能達(dá)到1000m左右，實(shí)驗(yàn)證明整個(gè)導(dǎo)航