浙江托普云农科技股份有限公司研制的玉米株高测量仪(典型型号TPYM-G-1图像识别型、TPZW-G-1位移传感型),是一套专为大田玉米及其他直立作物设计的便携式株高与穗位高数字化采集设备,以机器视觉刻度识别或机械位移传感取代传统皮尺人工测量,消除主观读数误差,实现抗倒伏育种与栽培生理研究中株高性状的标准化、高通量获取。
一、系统构成与工作原理
硬件组成
伸缩测量杆:带精密印制刻度或集成位移导轨的铝合金可伸缩,作为垂直基准参照。
采集与处理终端:TPYM-G-1型配安卓智能终端及专用APP,通过摄像头采集杆身刻度图像;TPZW-G-1型配内置位移传感器的主机与滑动测头,带液晶屏就地显示。
定位附件:上、下定位指针/滑块,分别对准植株最高生长点与地表基准面或雌穗着生节位。
供电与存储:内置可充电锂电池,支持脱机存储或U盘/APP端数据暂存。
测量原理
图像识别法(TPYM-G-1):将测量杆垂直立于被测植株旁,移动终端拍摄杆身刻度,软件通过OCR与边缘检测算法自动解析上下定位指针对应的刻度值,差值即为株高或穗位高,自动扣除基准面偏移。
位移传感法(TPZW-G-1):滑动测头沿导轨从地面(零点)上移至植株顶端或穗位节点,高精度直线位移传感器将机械位移量直接转换为数字信号,主机实时显示并存储数值,辅以声光提示确认采样点。
二、核心检测功能
1、应用范围广泛:玉米株高仪适用于玉米、水稻、小麦、油菜、芝麻、大豆、高粱、棉花、各种果树等以及株高范围在100~3800mm内的作物。
2、产品轻量化:主机重量1.2kg,无其他辅助设备,主机可固定在固定杆上,用户可自行调节高度方便查看,产品测量时占地空间非常小,对测量场地无要求,适合户外田间测量。
3、株高和穗位测量可自由切换:产品集成了株高和玉米穗位两种测量功能,可通过系统内的模式切换,即可实现测量同一植株的株高和穗位或者测量处理多个株高,之后测量穗位两种方式,用户可根据测量需求自由切换,轻松操作。
4、数据查看方便、记录效率高:玉米株高测定仪主机上内嵌了一块3.5寸高清全彩液晶屏,方便测量过程中的数据呈现及用户查看及查询;同时,主机每次测量按下记录的时候会有声音提示,大大提升了用户体验和降低漏记频率。
5、内置大容量电池,满足长时间测量:测量仪内置大容量可充电锂电池,一次充满电,便可长时间移动式测量,无繁杂连接线缆限制。
6、产品操作方便:产品集测量、数据记录、导出于一体,闭环流程提高了工作效率;实际测量时,用户设定完成后,只需根据测量时使用的指针,按下对应按钮,完成测量和记录。
7、数据导出方便:玉米株高仪自带U盘,接口为通用USB接口,数据记录直接存储在U盘中,当用户完成了测量后,只需将U盘插入与笔记本电脑或台式机电脑的USB接口中将测量数据导出,数据记录格式为Excel文件。
8、数据保护系统*:产品系统设有误操作保护,避免用户错误操作导致测量数据的丢失或删除。同时用户也根据需要备份好数据,清空数据库,避免数据被做他用。
三、典型应用领域
玉米遗传育种:高代品系比较试验(RCT)与产量鉴定中快速获取群体株高分布,筛选适宜株高及抗倒伏基因型。
抗倒伏与栽培生理研究:不同密度、氮肥水平或胁迫(干旱、风灾)条件下动态监测株高增长速率与穗位高变化,量化倒伏风险因子。
品种区域试验:为DUS测试及省/国家区试提供可重复、可追溯的数字化株高与穗位高证据。
无人机/遥感表型校验:作为地面真值(Ground Truth)设备,校验多光谱或激光雷达平台反演的大田株高估算精度。
四、学术价值评述
该仪器以国产数字化方案替代人工皮尺测量,克服了对植株倾斜度的人为估读偏差、不同操作者间的系统误差及大样本考种效率低下的局限,使玉米株高与穗位高从粗放经验记录提升为具备毫米级分辨力的标准化定量参数,是玉米育种与作物生理表型研究中具实用价值的本土化地面测定工具。
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