托普云农大豆表型检测仪(型号TPD-BX-1)是浙江托普云农科技股份有限公司研制的科研级大豆表型采集与分析设备,融合便携式成像终端、背光均匀照明与移动端机器视觉算法,实现对大豆植株原位形态性状(分枝夹角、茎粗)及收获后籽粒性状(粒数、千粒重)的一体化定量解析,适用于大豆遗传育种、品种筛选、产量预测及表型组学研究。
一、系统构成与工作原理
硬件组成
原位夹持成像装置:压板与转轴柄一体式连接的便携式手机/平板固定支架,可将移动终端定位于植株旁固定距离,减小风扰并保障重复拍摄视角一致。
均匀背光板:超薄LED透射背光板,用于籽粒平铺拍照时消除表面反光与阴影,获取高对比度二值化图像。
数据采集终端:预装专用APP的高清触屏移动设备(或兼容用户自有智能手机),负责图像采集、自动标定与即时运算。
测量原理
原位性状测量:将植株茎秆或分枝固定于夹持装置参照线,移动终端拍摄植株分枝结构,软件通过像素标定自动解算分枝夹角(0°~180°)与茎粗尺寸。
籽粒计数与千粒重:将脱粒大豆平铺于背光板上拍照,基于图像处理与粘连分离算法自动识别单粒并统计总数;结合电子天平测得的样品质量,按统计学公式自动换算千粒重。
视角畸变校正:内置比例尺自动矫正模块,对任意拍摄高度与透视变形进行几何校正,消除手持拍照引入的系统误差。
二、核心检测功能
1、一体式连接:压板和转轴柄一体式连接,方便固定作物茎部,减少风吹草动对作物角度拍摄的影响。
2、大豆表型检测系统拍照识别自动去杂质:成像清晰,数粒准确。
3、数粒速度快:1000粒以下种子识别只需1秒。
4、数粒范围广:种子范围能测10粒以上,8000粒以下的种子。
5、自动换成千粒重:可通过识别的种子粒数,输入重量,可自动换算出千粒重。
6、高度不固定:不限制用户拍照的高度,操作简单,使用方便。
7、比例尺自动矫正:任意手机可拍照,且拍摄成像视角可以被自动矫正,避免了拍照变形误差。
8、智能修正:触摸屏幕可进行修正,使结果更精准,可达*。
9、数据查看:数据查看多样化,拍照分析后即可查看结果,也可在历史记录中查看数据报表。
10、数据导出和共享:大豆表型检测仪支持数据修正、查询、编辑和导出,数据可导出Excel格式,并可分享至微信、QQ或者钉钉,便于多应用方式查看数据。
11、重复性数值误差较小:手机和作物之间固定距离设置,重复性拍摄夹角角度无差异。
硬件配置:
1、大豆夹角手持装置:便携式手机固定装置
2、背光板:超薄发光背光板
3、数据采集器:超大彩色屏手机
三、典型应用场景
大豆遗传育种:大批量种质资源的分枝夹角、茎粗、千粒重等性状高通量筛选与QTL关联分析。
产量构成解析:结荚习性、株型构型参数量化,服务于高产与适宜株型育种目标。
品种区试与DUS测试:为品种比较试验及特异性–一致性–稳定性测试提供可重复的数字化表型证据。
栽培与抗逆研究:不同播期、密度、肥力或胁迫条件下株型与籽粒性状变化的定量评估。
四、学术价值评述
该仪器以国产化便携式图像分析方案替代传统目测估读与人工数粒,解决了田间原位分枝夹角难以量化、考种计数效率低且主观偏差大的瓶颈,使大豆关键农艺性状从经验描述转为可重复的数字表型参数,是当前大豆育种与表型组学研究中具实用价值的本土化检测工具。
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