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美国LaserWeeder激光除草机器人

Carbon Robotics企业解读

企业名称： Carbon Robotics。

创立时间与地点： 由Paul Mikesell于2018年在美国西雅图创立。

产品推出： 2021年4月，推出首款激光除草机器人Autonomous LaserWeeder；2022年2月，发布新的LaserWeeder设备。

合作客户： Bowles Farming Co.、Braga Fresh、Carzalia Valley Produce、Duncan Family Farms、Grimmway Farms、Mercer Ranches、Terranova Ranch、Triangle Farms。

业务范围： 业务已覆盖全球71个国家和地区。

LaserWeeder激光除草机器人解读

1．机器人设备构成

（1）物理规格

● 整体尺寸是宽为6.1米、长为3米、高为2.7米，重量达4309千克

● 具有6米覆盖宽度的可升降除草机

● 牵引装置为三点悬挂

● 可调节行距

（2）传动系统

● 前置式PTO驱动发电机

● 54千瓦康明斯柴油QSF2.8

●4个液压驱动发动机

● 284升燃料容量

（3）自主导航

● 前后视差驱动摄像头

● 计算机视觉犁沟模型

● 小于15厘米的GPS定位精度

● 用于障碍物检测的LiDAR传感器

（4）人工智能

● 由Nvidia GPU提供支持

● 12个高分辨率摄像机瞄准杂草

● 基于深度学习的作物和杂草计算机视觉模型

（5）除草模块

● 有8个独立的除草模块

● 150瓦CO ₂ 激光器，精度为3毫米

● 每50毫秒触发一次

● 照明在所有条件下都有效

2．技术应用

（1）硬件

● 30个150瓦CO ₂ 10.6微米激光器，带跟踪摄像头

● 9个LED灯条和12个高分辨率摄像机

（2）软件

● AI/ML动态深度学习模型

● 精密计算机视觉软件

● ISOBUS触摸屏显示标准

3．工作方式

（1）巡逻

昼夜运行，使用GPS和计算机视觉引导机器人系统保持在田地范围内导航犁沟，并自动转向下一行

（2）确认

高分辨率摄像机实时扫描田地、作物和杂草。使用机器学习技术识别作物中的侵入性杂草

（3）破坏

使用8个同时运行的激光模块，可以快速杀死田地中出现的杂草

4．表现

（1）除草效率

能去除杂草多达200000株/小时

（2）除草精确度

精确度很高

（3）除草能力

能去除高达99%的杂草

（4）覆盖范围

速度为1.6千米/小时

（5）工作时长

全天候工作

5．应用场景

（1）应用范围

适用80公顷到1万公顷的中耕作物

（2）应用产品

可杀死西蓝花、胡萝卜、花椰菜、甜菜、香菜、羽衣甘蓝、生菜、菠菜、西红柿等特种作物间的杂草

产品技术优势解读

1．相比于其他除草技术的优势

（1）激光除草技术

● Carbon Robotics利用人工智能和激光技术为特种作物提供无农药、免耕作的杂草控制方案

● 高分辨率摄像机将图像实时传送给机载计算机

● 计算机利用视觉模型识别农作物和杂草

● 高功率激光会杀死杂草，而不会伤害有价值的农作物

● 激光除草在任何天气条件下都可以昼夜工作

● 可提高作物产量并降低现代农业的总成本，为可再生和有机农业提供可持续发展的途径

（2）其他除草方法利弊比较

● 使用除草剂除草会影响作物的健康，而激光除草更安全，并且比除草剂更高效，可以提高作物产量

● 使用人工除草，人工成本高昂且效率较低，激光除草有助于应对劳动力短缺带来的挑战

● 使用机械除草容易损害作物，激光除草是一种非接触式方法，不会伤害作物

● 允许农民使用更少的除草剂，并减少人工去除杂草的劳动，同时降低成本，提高作物产量

2．其他优势

（1）提高作物产量和质量

激光可以保证土壤中的微生物不受干扰，避免了除草剂对土壤的破坏，为土壤修复和健康的农业生产铺平了道路，从而保证作物更健康，产量更高

（2）整体成本降低

自动化机器人能够使农民降低体力劳动成本（占农业总投入的28.2%），并减少除草剂和化肥等的使用量

（3）再生农业实践

农民使用的传统农药（如除草剂）会使土壤恶化，并对人类和其他哺乳动物的健康造成危害，激光驱动的自主杂草管理解决方案减少或消除了农民对除草剂的需求

（4）有机农业的经济途径

不需要除草剂、不增加体力劳动的杂草管理解决方案为农民提供了一条更现实的途径，可以将他们种植的作物归为有机作物

视频解析

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