综述：无人地面车辆除草方法效率与模型的技术研究综述

（编辑推荐）本文系统综述了近20年无人地面车辆（UGV）在除草领域的应用，涵盖机械、化学、激光和热力除草模型，重点探讨了导航精度、杂草检测技术（如CNN、RNN）及环境经济影响，为精准农业（Precision Agriculture）发展提供了关键见解。

　　

引言

杂草作为作物生产的关键生物限制因素，通过竞争养分、水分和阳光降低产量。传统除草方法如化学广播喷洒存在环境风险和抗药性隐患，而无人地面车辆（UGV）和无人机（UAV）的引入为精准除草提供了创新解决方案。UGV凭借其地面近距离操作优势，可整合机械、化学、激光和热力等多种除草模式，显著减少人力依赖和除草剂用量。

材料与方法

研究通过ScienceDirect和Web of Science数据库系统检索2004-2024年间68篇文献，筛选标准包括UGV除草效率、模型及技术应用。结果显示，机械除草占比最高（41%），其次为靶向化学喷雾（31%），激光和热力除草分别占12%和3%。

结果与讨论

3.1 除草模型与效率

热力除草：通过火焰或蒸汽破坏杂草细胞结构，但能耗高达23,500 MJ/ha。例如，丙烷燃烧器对阔叶杂草的防控效率达100%（LPG剂量43-87 kg/ha），但受限于深根杂草和恶劣天气。
激光除草：CO₂激光器通过破坏膜蛋白实现精准灭草，如WeLASER机器人日均处理9.6公顷，效率达65-90%。静态激光除草原型命中率97%，但需多次处理。
化学除草：靶向喷雾系统如Asterix机器人减少90%除草剂用量，而微喷系统在生菜试验中实现98%杂草控制。
机械除草：旋转刀片和指状除草器等工具在有机农业中表现优异，如BoniRob机器人除草率93.86%，但土壤扰动较大。

3.2 技术与环境挑战

• 导航与检测：深度学习算法（如YOLOX）提升杂草识别精度，但复杂地形和作物密度仍影响性能。
• 可持续性：激光和热力方法虽无化学污染，但高能耗；机械除草成本低但效率较慢。

未来趋势

研究方向将聚焦混合除草系统开发、低功耗激光技术及多模态传感器融合，以应对不同农业场景需求。UGV的广泛部署需解决田间多样化条件（如土壤类型、天气）下的稳定性问题，推动精准农业向更高效、环保方向发展。

（注：全文严格依据原文数据及结论，未添加非文献支持内容。）