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激光除草靠不靠谱,关键不在激光在算法
阅读:17   更新时间:2026-07-31 15:00:00
很多人听到激光除草,第一反应是:哇,激光好厉害。但做研发的人都知道,激光反而不是最难的部分。激光技术发展了这么多年,各种功率、各种波长的激光器都已经很成熟了,花钱就能买到。真正难的是什么?是找草。你得先准确找到哪棵是杂草、它在什么位置、长到多大了,然后才能用激光去打。找不到、找不准、找得慢,激光再厉害也没用。所以说,激光除草的核心,其实是AI视觉识别算法。

这个问题难在哪里?我举几个例子你就懂了。首先,作物和杂草长得很像,很多时候都是绿色的叶子,而且不同生长阶段形态还不一样。刚发芽的作物和杂草,可能就差一点点细微的特征,人眼仔细看都未必能分清,更别说机器了。其次,田间的环境很复杂。阳光直射的时候有强光和阴影,阴天的时候光线暗,早晨有露水,下雨了有水珠,风吹的时候叶子还在动。这些都会影响图像识别的准确率。第三,设备是移动的,不是静止的。车在往前开,镜头在晃,你得在动态中定位和瞄准,这对算法的速度和精度都是巨大的考验。

所以你看,要把这件事做好,不是训练一个模型扔上去就行的。你需要大量的真实数据,不同地区、不同作物、不同季节、不同天气、不同生长阶段的数据。数据量不够,模型就会有盲区,一到现场就掉链子。而且数据的标注质量也很重要。标注错了,模型学的就是错的,效果自然好不了。很多团队做不好农业AI,不是算法能力不行,是数据积累不够。农业数据的采集太苦了,要跑很多地方、要蹲很久、要一张一张地标注,又累又慢,但这是绕不过去的坎。

算法层面呢?也有很多具体的工程挑战。比如推理速度。整个识别和定位的流程,从图像输入到激光出光,只有几毫秒的时间窗口。你算法再准,如果跑一秒钟才出结果,车都开出去老远了,早就打不准了。所以算法必须又快又准。怎么做到又快又准?这就需要算法工程师和硬件工程师紧密配合。用什么样的芯片?模型怎么裁剪和优化?哪些部分用硬件加速?哪些部分可以并行处理?这些都是系统工程,不是单靠算法就能解决的。

还有定位精度的问题。识别出杂草之后,激光头要精准地打到杂草的生长点上,打偏一点效果就差很多。动态定位精度能做到2毫米,这个数字看起来不大,背后是大量的技术积累。你要考虑机械振动、车辆颠簸、镜头畸变、激光发散角、延时补偿……每一个因素都可能带来零点几毫米的误差,加起来误差就大了。所以要做到2毫米的精度,就得把每一个误差源都找出来,一个一个地去校准、去补偿。这是个细活,也是个苦活,没有捷径可走,就是靠大量的实验和调试。

研发管理有一个很重要的概念,叫"技术成熟度"。一个技术从实验室到商业化量产,中间要经过好几个阶段。很多团队的问题就出在,实验室里效果不错,就以为大功告成了,结果一到现场就各种出问题。为什么?因为实验室的环境是可控的,光线、温度、背景都是理想状态。但田间的真实环境是不可控的,什么极端情况都可能遇到。实验室成功率99%,到了现场可能连90%都不到。所以研发不能只在实验室里做,必须尽早拿到真实场景中去测试,在实际应用中发现问题、解决问题。

创品设计的四力五维方法论里有一个"专业力",我觉得专业力很大程度上就体现在工程化能力上。把一个原理性的东西,变成一个可靠的、可量产的、用户能用得住的产品,这中间的差距是巨大的。很多创业团队不缺创意和技术,但缺工程化的经验和能力。产品原型做得很漂亮,一量产就出问题,一到现场就掉链子。工程化能力,是要靠一个项目一个项目积累出来的,是要踩过无数坑才能练出来的。这也是为什么专业的团队做产品效率更高,因为很多坑他们都已经踩过了,可以直接绕过去。

再说说技术路线的选择。激光除草这个赛道,不同团队选的技术路线可能完全不一样。比如激光类型,有用CO₂激光的,有用半导体激光的,各有优缺点。CO₂激光功率大,但体积也大、能耗高;半导体激光波长短,更容易被叶绿素吸收,效率更高,但单头功率有限。再比如识别方案,有用单目视觉的,有用双目视觉的,有用激光雷达的,也有多传感器融合的。不同的路线,成本不同,效果不同,适用场景也不同。没有绝对的好坏,关键是看你的产品定位和目标用户是什么。

做研发最忌讳的就是盲目追新,什么技术热就用什么。最新的技术不一定是最适合的。你要综合考虑性能、成本、可靠性、供应链成熟度等各种因素,选择最适合的技术方案。比如你做的是面向中小农户的低成本设备,非要用最顶级的传感器和最贵的激光器,那成本就下不来,农民买不起,产品就卖不出去。反过来,你做的是高端机型,目标是大型农场,为了省成本用了性能不够的传感器,结果效果不好,用户也不会买账。技术路线的选择,本质上是一个产品决策,不是一个纯技术决策。

还有一个研发中经常遇到的问题,就是迭代速度。农业产品有一个很麻烦的地方,就是季节性。作物的生长是有周期的,你错过了这个生长季,可能就要等明年才能再测。所以农业AI的迭代周期特别长,别的领域一个月可以迭代好几个版本,农业可能一个季度才能迭代一个版本。这就要求研发团队有更高的效率,每一次田间测试都要最大化地获取数据和经验,不能浪费时间。同时也要想办法缩短迭代周期,比如建设温室试验田、去不同气候带的地区测试、用模拟数据补充真实数据等等。

中国团队在激光除草这个领域追得这么快,我觉得有几个原因。首先是场景驱动,中国的农业场景太丰富了,从东北的大田到南方的丘陵,从大田作物到经济作物,各种场景都有,需求非常旺盛。有需求就有动力,企业愿意投入。其次是人才储备,这些年AI和机器人在中国发展很快,积累了大量的算法和工程人才,技术基础是有的。第三是供应链优势,激光器、摄像头、芯片这些关键零部件,在中国都能找到成熟的供应商,而且成本可控。第四是政策支持,从中央到地方都在推智慧农业,有政策红利。这几个因素加在一起,就形成了中国速度。

但我们也要清醒地看到,我们在一些底层技术上还是有差距的。比如高端的工业级激光器,核心技术还是掌握在国外手里。比如AI芯片,我们虽然也在做,但和最先进的水平还有差距。比如一些核心算法,原始创新大多还是来自国外。我们现在的优势,更多是在应用层面和工程化层面,就是把已有的技术用好、用透、用出规模来。这当然也很了不起,但如果想真正引领这个行业,最终还是要在底层技术上有所突破。

从研发管理的角度来看,我对团队的要求一直是:既要仰望星空,也要脚踏实地。仰望星空,就是要关注前沿技术,要知道全球最先进的水平在哪里,要敢于去挑战最难的问题。脚踏实地,就是要把每一个工程细节做好,把每一个Bug修好,把每一个场景吃透,不能好高骛远。技术突破是一点一滴积累起来的,不是喊口号喊出来的。今天优化一个百分点的准确率,明天降低一毫秒的延迟,后天解决一个现场的小问题,积累得多了,就是巨大的进步。

激光除草这个行业,现在还处在早期,技术迭代很快,格局也还没有定。谁能最终跑出来,现在还不好说。但有一点是肯定的:最终胜出的,一定是那些既懂技术又懂产品、既有创新能力又有工程化能力、既能快速迭代又能稳扎稳打的团队。这对所有在这个赛道上的企业来说,既是挑战,也是机会。
还有一个研发组织的问题。激光除草机是一个跨学科的复杂产品,机械、电子、光学、软件、算法,哪个领域缺了人都不行。怎么把不同专业背景的人组织起来,高效协作,是研发管理的大课题。很多团队的问题不是技术不行,而是协作不行。各干各的,接口不对,信息不通,最后整合的时候一团糟。
所以现在越来越多的团队采用敏捷开发的模式,快速迭代、小步快跑、持续集成。每周甚至每天都有新的版本出来,大家随时可以看到整体的进展。问题发现得早,解决成本就低。传统的瀑布式开发,前面搞半年设计、后面搞半年开发、最后整合测试,一整合发现全是问题,改都来不及。智能装备这种变化快、不确定性高的产品,一定是敏捷开发更合适。
当然,敏捷开发不是乱开,也得有章法。需求管理、版本规划、质量保障、发布流程,这些基础的东西还是得有。只不过节奏更快、反馈更及时、调整更灵活。研发管理的艺术,就在秩序和灵活之间找平衡。太秩序了,就僵化;太灵活了,就混乱。找到那个最佳平衡点,团队的效率就能发挥到最大。
中国的研发团队现在有一个很大的优势,就是迭代速度快。为什么能这么快?因为人多、场景多、市场反应快。一个需求提出来,很快就能验证;验证有效果,很快就能规模化。这种快速迭代的能力,是很多国外团队比不了的。激光除草这个赛道,国外的团队可能一年迭代一个版本,我们一年迭代三五个版本。用不了几年,差距就追上来了,甚至反超。迭代速度,就是这个时代的研发竞争力。
再聊聊数据飞轮这个概念。什么叫数据飞轮?就是你用户越多,积累的数据就越多;数据越多,算法就越准;算法越准,产品就越好;产品越好,用户就越多。这样形成一个正向循环,越转越快,后来者就很难追上了。激光除草这个行业,数据飞轮效应会非常明显。因为算法的效果高度依赖数据量和数据多样性,谁家设备铺得多、数据积累多,谁家的算法就会越来越好,差距会越拉越大。
这也是为什么中国企业在这个领域有优势的原因之一。因为我们的市场大、应用场景多、数据丰富。同样的算法,在美国可能只有几千台设备在跑,在中国可能有几万台甚至几十万台在跑。数据量差一个数量级,迭代速度和算法效果的差距就会非常大。这就是规模的力量。技术上的差距可以靠研发来追,但规模带来的数据优势,是很难追的。
所以从研发战略的角度来说,早期的市场投放速度非常重要。你越早把设备铺到用户田里,越早开始积累真实数据,你的数据飞轮就转得越快。哪怕早期的产品还不完美,也没关系,只要核心功能可用,就应该尽快推向市场,在应用中迭代。当然这不是说可以牺牲品质,而是说不要追求完美再发布。完美是敌人,快速迭代才是正道。这就是互联网思维在农业科技领域的体现:先上线、再迭代、用数据驱动产品优化。
最后聊聊研发的初心。很多技术人员做着做着,就陷入了细节里,忘了为什么出发。今天调这个参数,明天修那个bug,日复一日,很容易迷失。我觉得时不时地回到田间地头去看看,是很有必要的。看看农民在田里辛苦劳作的样子,看看你的设备真真切切地帮他们减轻了负担、提高了效率,那种满足感是什么都换不来的。
技术本身是没有温度的,但技术的应用是有温度的。你写的每一行代码、调试的每一个算法,最终都会变成实实在在的生产力,落到具体的人和具体的土地上。想到这一点,那些枯燥的调试和测试,就都有了意义。农业科技的研发,不只是一份工作,更是一份事业。你做的东西,是在帮农民过上更好的生活,是在让这个国家的农业变得更先进、更高效。这份价值感,是很多行业给不了的。
所以我常常跟团队说,做农业科技要有敬畏心。你做的每一个决定,都可能影响一季的收成、影响一个农户的收入。不能有半点马虎、半点侥幸。认真对待每一行代码、每一个零件、每一次测试,对技术负责、对用户负责、对土地负责。这是研发人员的本分,也是我们这个行业的尊严。
最后再说说人才的问题。农业AI这个领域,现在最缺的就是既懂AI又懂农业的复合型人才。搞AI的人不懂农业,不知道田间地头是什么情况,做出来的东西不接地气;懂农业的人不懂AI,不知道技术能做到什么程度,提不出好的需求。两边的人能对上话,已经不容易了;要能深度配合、共同创新,就更难了。
怎么解决这个问题?一方面靠培养,学校里开相关的专业,企业内部做跨领域的培训。另一方面靠实践,就是把不同背景的人放到一起,在真实项目中摸爬滚打,慢慢就磨合出来了。磨合的过程可能很痛苦,鸡同鸭讲的情况会很多,但只要坚持下来,产生的化学反应是非常惊人的。因为交叉领域的创新,往往就是在不同背景的人的碰撞中产生的。
中国在这方面其实有优势。因为我们的教育体系培养了大量的工程师和技术人才,总量足够大。只要给他们机会去跨界、去实践,很快就能成长起来。而且中国人的学习能力和适应能力是很强的,很多做互联网AI的人转去做农业AI,上手非常快。这种人才的快速流动和迭代,也是中国农业科技能够快速追赶的重要原因。
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