四川是我国粮食主产区之一，有着“天府粮仓”的美誉。但四川省地形条件复杂，丘陵山区的耕地面积占全省耕地面积的78%，耕地细碎、坡地多，长期以来“无机可用、有机难用”等问题突出，以及农忙季熟练机手短缺、用工成本高，耕地的作业效率低、需人工补插等行业痛点，使得四川省丘陵地区主要农作物机械化率仅50%，山区不足40%，经济作物机械化发展严重滞后。
四川省农科院遥感与数字农业研究所研发出全地形全覆盖L3级智能插秧系统，攻克了不规则田块全覆盖作业、耦合位置/时间的秧爪精准智能控制等关键技术，系统性解决了丘陵山地不规则田块全覆盖无人智能插秧这一难题。
通过建立低成本可复制的高精度地块边界数据采集体系，该系统可以获取到作业农田地理信息数据，结合数据处理平台实现田块边界的智能提取、复核和仿真验证。系统还构建数据驱动的全地形全覆盖智能插秧作业体系，依托地块专属身份信息与农机实时定位，实现一键地块检索和路径规划。通过地形精确定位补偿、秧爪耦合地形独立控制、高精度高效率位置/时间耦合决策控制等技术，支持任意形状田块的智能插秧作业。
图源：四川省农科院遥感与数字农业研究所
全地形全覆盖L3级智能插秧系统采用四大关键核心技术，助力作业能力全方位升级。
一是高精度水田边界智能提取算法。运用深度学习大模型，设计提示点自动生成和优化模块，实现了水田边界智能提取，保障每个田块的独立性，显著提升边界识别精度和处理效率。
二是T3地形(指坑洼、起伏等复杂水田地貌)精确定位补偿算法。针对坑洼水田作业场景，实时高频进行T3地形定位补偿,确保机器安全平稳运行。
三是秧爪耦合地形独立控制及全覆盖路径规划算法。自主研发任意形状地块边界内缩闭合、小夹角收边和独有的耦合时间与空间的秧爪独立控制等算法，实现任意形状田块的智能化、无死角插秧作业。
四是高精度高效率控制算法。通过自主研发的控制算法，在直线作业时实现厘米级精度的全油门自动驾驶，保障交接行稳定与作业效率最大化，临近地块边界时秧盘自动升起并完成U形掉头，提升作业连续性与智能化水平。
图源：四川省农科院遥感与数字农业研究所
据测算，全地形全覆盖智能插秧系统相较于传统人工驾驶、自动驾驶(辅助直行或自动调头)模式，单台机器可节省1名专业机手，作业效率提升20%，插秧覆盖率≥98%，无需人工补插，有效缓解农忙季“高薪难聘专业机手”的行业困境。若计入传统模式下所需的人工补插成本，其节本效益更为显著，单台机器年均节省人工成本2.5万~3万元。
四川省农业科学院遥感与数字农业研究所党委书记黄平表示，该系统自2025年4月投用以来，已在四川省眉山、宜宾、德阳等地推广，实现收益近千万元。它为智慧农业在复杂地形场景的规模化推广应用提供了可复制、可落地的技术范式，加快智慧农业建设，为全面推进乡村振兴注入强劲的数智化动力。
编辑 | 薛加怡
责编 | 辛玮媛 赵宁宁
主编 | 杨公元
来源 | 四川省农业科学院遥感与数字农业研究所、四川日报、央广网、四川农村日报等
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