发布时间：2025-12-02
科技日报讯（记者张景阳）记者11月26日获悉，内蒙古草业技术创新中心联合西北农林科技大学成功研制出我国首台苜蓿田间智能除草机器人。这款机器人可针对苜蓿苗期实施“激光+机械”除草，每秒处理40株杂草，每小时清除杂草量突破万株，清理率超98%。
当前，我国苜蓿种植面积已超3000万亩，但苗期杂草危害导致其产量降幅超30%。杂草防除长期依赖人工与化学手段，人工成本高、化学污染大，市场对高效绿色除草技术需求迫切。针对这些行业难题，内蒙古草业技术创新中心提出“株间激光+行间机械”智能除草机器人方案。该方案融合机械工程、人工智能、导航定位等多领域技术，形成“感知—决策—执行”一体化除草系统，有效破解复杂环境中杂草快速识别、高效除草以及精准导航三大难题。
围绕户外光照多变导致图像失真、幼苗与杂草形态颜色相似难以区分，以及早期杂草目标过小易被忽略等问题，研发团队构建了基于2000多张不同环境标注图像的轻量化杂草识别模型，并利用全卷积网络实现像素级定位，有效提升杂草识别精度与抗干扰能力，为机器人除草作业提供有效定点坐标。
“通过动态特征增强算法，机器人实现了激光点云与视觉图像空间配准，确保复杂场景下的连续作业能力。”内蒙古草业技术创新中心特聘教授牛子杰介绍，苜蓿田多为垄作模式，机器人需沿作物行实现厘米级跟踪，并应对地块边界掉头等场景。有了导航与机器视觉技术的帮助，即便在光照多变、杂草干扰及垄作模式下，机器人也可完美实现厘米级导航，精准规划路径，稳定自主行走。
此外，为满足激光除草快速响应、机械模块在遇障时可及时避障等需求，科研团队创新采用“株间激光+行间机械”协同模式。该模式通过高速通信与实时调度内核处理坐标信息，结合高精度振镜与可调制激光系统，实现了毫秒级响应与能耗动态控制，在确保精准除草的同时，有效降低系统能耗。
原载于《科技日报》
