（一）、项目总体介绍

机场草坪传统除草方式普遍依赖人力手持式或手推式除草机完成除草作业，除草作业劳动强度大，除草效率低；大型拖拉机牵引式或骑乘式除草机则存在着除草功能单一、环境污染严重等问题。市场上现有的智能除草机器人往往面向欧美家庭小型草坪，无法直接应用于机场草坪这样的中大型草地，并且无法满足机场草坪的除草、搂草、收草等多种功能需求。目前，市场上尚未出现面向机场草坪这样中大型草坪的具有智慧除草、割收一体的智能除草装备。

本项目面向机场草坪开发了基于多源传感融合的智能导航定位、路径规划及自动避障算法，设计了模块化的创新结构与系统集成方案，实现了割草+搂草+收纳+打包的一体化功能，开发了基于手机APP+车载终端的智能除草作业管理系统，智能除草效率高达5000 m²/h，实现了中大型草坪无人值守的智慧除草新模式。

目前，本项目产品已完成样机试制，已申报5项发明专利，2项实用新型专利，2项软件著作权（已授权），查新报告及权威部门的检测报告均表明本项目产品具有领先可靠的智能除草功能；本项目产品已经在盐城南洋国际机场、纤境园林工程得到应用，应用报告证明了本项目产品具有稳定可靠的智能割收一体功能。

图1 机场智能除草装备实物图

综上所述，本项目产品已具备替代进口设备、实现国产量产的条件；项目关键技术已实现专利保护，具有较强的市场竞争力。

（二）、市场背景与市场规模

近些年，随着亚太地区新兴经济体家庭可支配收入的增加和人们对园艺活动的兴趣不断提升，亚太地区草坪绿化面积快速增长，对割草机产品的需求保持10%以上的速度增长，增速高于全球整体增速。从市场规模分布来看，国内割草机市场需求较小，自主品牌产品主要以出口为主。当前全球割草机80%的需求在美国和欧洲。从国内市场出口现状来看，据统计，2023年中国割草机行业出口数量为2159万台，出口金额为23.37亿美元，出口数量及出口额保持逐年增长态势。

数据显示，近几年，随着全球经济的不断发展，全球城镇化水平越来越高，全球园林绿化面积不断增加，包括市政绿化、公园绿地绿化、校园球场绿地绿化以及其他住宅和商业建筑区域草坪绿化面积越来越大，另外一些高端活动场所如高尔夫球场和其他大型公园草坪项目越来越多，全球市政公司、商业机构、学校和景观服务提供商等机构对割草机的采购量常年维持高位且保持10%-20%的速度增长。2023年，全球割草机需求规模已达2000亿元；根据权威部门的相关统计，2024年全球割草机市场规模将超过2500亿元，且以年均25%的速度在高速增长。

图2 市场规模增速图

图3 当前智能除草机市场现状

（三）、关键技术与创新

1、技术难点

本项目的技术难点在于：

（1）传统的扫地机器人普遍采用单一的导航定位方式，而目前主流的激光雷达、视觉等单一导航方式都无法直接应用于户外环境中。

（2）机场大型草地除草、搂草、收草等工序离散化，工序繁琐，严重依赖人力，导致人力成本高昂。

（3）由于严重依赖人力，因此缺乏智能化作业管理控制系统，缺乏智能化交互手段，导致除草效率低下。

图4 技术难点

2、关键技术

针对上述技术难点，采用了人工智能算法、多源传感融合策略、机械结构创新设计、智能化交互等技术，实现了面向机场大型草地无边界智能割收装备。

图5 关键技术解决方案示意图

3、技术先进性

（1）传统除草作业主要依靠人力完成，劳动强度大，部分设备使用燃油为动力对环境有污染，智能化、自动化程度低；本作品采用自主开发的智能控制系统实现除草作业的无人值守，自动持续作业，大大提高了除草作业的自动化、智能化、信息化程度，大幅提升了作业效率，降低了劳动强度，保护了环境。

（2）本作品采用的基于激光雷达、视觉相机、北斗导航等的多源传感技术是行业内尚未应用的方案。传统割草设备需要人力操作，本作品基于多源传感技术实现了自主导航、智能定位、路径规划、精准避障，实现面向大型草地的连续化除草作业和无人值守。

4、技术创新性

（1）本作品提出了基于多源传感信息的特征融合策略，实现了自主导航、智能定位、路径规划、精准避障，开创了无边界智能除草新模式。

（2）本作品提出了模块化的创新结构与系统集成方案，实现了割草+粉碎+收纳一体化功能，相对于传统除草设备大大提高除草工作效率。

（3）本作品开发了面向无人值守的智能除草控制系统，实现了高效率、 低强度的智慧除草，实现了除草作业自动化、信息化和智能化。

（四）、商业模式

除了整机定制销售这一传统商业模式外，本项目团队还开创了共享租赁和第三方草地修护管家服务业务这两种新兴商业模式。根据第三方统计机构的相关统计结果显示，目前针对中大型草地的修护养护服务的市场规模年均高达350亿元。

本项目能够提供的各类不同用户需求的产品类型，现有产品包括LJ400型和HJ1200型，未来布局产品包括定制化管家服务平台和下一代激光智能除草设备等。本项目将从初创期的产品销售盈利逐步向未来的服务销售盈利模式的转变，最终成为中大型草坪智能修护服务商。

图6 盈利模式示意图

图7 项目财务预测图

（五）、项目团队

团队成员涉及计算机科学、电气自动化、财务管理、市场营销等专业，拟分别组建研发部、营销部、财务部等关键部门，共同运营公司创业初期的成长。

图8 项目团队核心成员

（六）、社会价值

（1）填补行业空白

本产品突破国外先进技术封锁，采用车体框架结构，配备了激光雷达、深度视觉相机、超声波传感器，采用多源传感融合控制系统实现自主行驶，创新的刀盘结构和分离式收纳箱，实现了割草的同时粉碎和包装，依托中央控制系统实现割草作业全流程的无人值守。

该装备填补了国内外无边界智能除草装备的空白，极大的推动了我国人工智能技术和高端装备智能制造技术的发展，对于降低割草劳动强度、提高园林工具装备整体智能化水平具有重要意义，建议尽快推广普及应用。

（2）拥有自主知识产权高端智能除草装备

本产品在开发过程中，拥有无边界智能除草机器人领域的3大核心技术，在该领域形成技术壁垒，目前申请了11件知识产权，成为我国园林装备领域内拥有自主知识产权的高端智能装备，有力的促进和推动了我国高端智能制造装备的发展。

当前，本项目团队已经开始着手谋划下一代智能装备的关键技术专利布局，同时加速推进下一代智能机器人产品技术链的创新研发。

（3）取代同类竞品，市场前景广阔

该装备实现基于人工智能的智慧割草，自主规划割草路径，导航定位精度达10mm，平均留茬高度2cm，漏割损失率2%，5000 平米全流程割草时长约1 h；在关键性能指标上已超越并能够替代现有除草装备；该装备集成了人工智能技术、机器视觉技术及自动化控制技术，实现割草收纳全流程的自动化与智能化，具有重要创新意义和工程应用价值。

当前，国家各类十四五规划都已明确提出要大力推进我国园林装备的自主创新水平和智能化进程，预计十四五期间国家和地方在园林装备领域投资总额将达到1万亿人民币，未来市场空间可期。

图8 项目社会价值简图

（七）、发展规划与前景

本项目团队瞄准智慧园林应用场景，聚焦中大型草坪智能修护养护需求，从市场调研切入，详细分析了当前除草机市场的技术现状和市场应用前景；紧扣当前各类除草机的技术痛点，从除草、搂草、收纳等实际需求出发，完全自主突破核心技术，创新研发了具有除草、粉碎、收纳于一体的无边界智能除草一体机。

本项目作品瞄准智慧园林应用场景，聚焦于中大型草坪修剪维护细分领域，立志做全球草地智能修护的领军者；对于未来的发展规划，我们团队有着清晰的规划，如下图所示，是智能割草一体机未来3-5年面向不同细分市场的发展规划。

（1）未来2-3年专注于中大型除草场景

未来2-3年内，依托目前研发的智能除草一体机，重点拓展市政绿化、机场草坪、球场草坪、私人庭院等中大型草坪除草场景，满足市场上中大型草坪的智能化除草及智能修护养护需求。

（2）未来4-6年专注于中大型农田/果园场景

未来4-6年内，以本项目作品研发的智能除草一体机为基础，聚焦大型割捆一体化智能装备，研发面向农田、果园、牧场等中大型草坪智能修剪与维护需求的智能除草装备，重点攻克农田、草场、牧场不同场景下复杂环境识别、多类型作物筛检等关键技术，满足市场上中大型草坪智能养护的需求。

（3）未来7-8年专注于拓展农林草智慧修护养护服务场景

未来7-8年内，团队将进一步聚焦于复合型智慧农林草场景下的除草、收纳、采摘等综合养护需求，研发农林草复合场景下的综合智能养护装备+智慧养护服务，满足智慧农园林综合修护与智能养护的需求，立志成为中大型智慧农林草产业装备供应商+修护服务商的领军者！

图9 项目未来产品技术迭代规划路线

图10 项目未来发展策略规划路线

（八）、教育维度

在创新创业教育方面，项目团队主要依托江苏省数字孪生与智能制造工程技术中心，在学校一系列创新创业教育和政策的支持下，勇于创新，不断追求更完善的装备，逐步取得进步。

本项目的教育维度主要体现在以下几个方面：

（1）专创融合

团队成员在专业学习、专业实践中掌握技术创新和创业精神，学校通过政策支持、经费支持、平台搭建等不断提供完善的项目指导、项目路演、专家对接、知识产权对接、政府产学研引导基金商谈等，帮助项目不断成长。

（2）产教融合

项目指导老师将包含国家自然科学基金项目在内的纵向、横向课题，转化为教学案例、实践案例，引导团队成员勇于实践，团队在指导老师的指导下不断突破自我，先后获批国家级大学生创新训练计划项目，参加智能制造行业协会创新创业大赛获得全国三等奖，这些宝贵经历帮助项目和成员实现共同成长。

（3）人才培养

本项目团队成员采用传、帮、带的模式，历经3届毕业生，团队成员最多高达30人。已毕业的成员大多任职于地方装备制造企业或园林工程企业，现都已成长为技术骨干；部分团队成员考取了国内985、211等知名高校的研究生，实现了高质量就业。

（4）教育教学反哺

项目团队积极拓展市场营销资源，并努力将客户与母校对接，积极协助共建校外大学生实践基地，先后与盐城南洋国际机场、江苏长虹智能装备集团、北京聚龙科技发展有限公司等一批行业内龙头企业共同建立了校外大学生实践基地。另一方面，项目团队还在指导老师的鼓励下，承担了每学年大一新生的《创新创业导论》课程的讲解，目前已完成近2000名新生的教学。

综上所述，项目团队在学校、指导老师的帮助下，通过自身努力奋斗，掌握了一系列扎实的专业知识和实践技能，并依托学校相关政策与经费，逐步将项目真正落地，下一步将努力开拓市场资源，挖掘潜在的市场客户，真正实现大型草机智能除草装备的市场化，也实现创新创业教育的闭环。