
一、產品定位與范疇
托普云農作物表型數據采集儀及配套系統是面向遺傳育種、植物生理學和作物學研究的國產化數字表型裝備體系,作物表型數據采集儀(TPZW-BX-1系列)。核心目標是以非接觸式機器視覺、多光譜/高光譜成像與深度學習算法,替代人工使用直尺、游標卡尺進行的破壞性/半破壞性測量,將株高、葉面積、莖粗、穗部性狀及冠層生理指標轉化為可追溯的結構化數字表型數據。
二、工作原理與技術架構
感知層:依據機型搭載工業級RGB可見光相機、多光譜(含NDVI等植被指數解算)、高光譜推掃成像、深度/RGB-D相機(三維點云重建)、紅外熱成像及微距測距傳感器,部分型號可擴展溫濕光氣象探頭。
采集層:通過手持原位拍攝、便攜桿俯拍或自動傳送/無人車跨壟掃描,獲取植物二維圖像、三維點云或多波段反射光譜數據。
解析層:內置自研AI算法(TP-AIPheno平臺),完成植株/葉片分割、背景去除、單株匹配與參數提取,自動計算形態(株高、冠幅、葉面積、莖粗、穗長、莖葉夾角等)與生理(葉綠素相對含量、水分脅迫指數、冠層溫度等)表型指標。
管理層:本地存儲或無線同步至Web端云平臺,支持按試驗小區、品種編號分組管理,圖像與數值結果可批量導出為標準格式文件。
三、主要功能
作物表型數據采集儀主要用于測量作物植株表型性狀數據,包含角度測量、長度測量、粗度測量、葉面積測量等功能。
1.超輕便設計:單人可操作使用。
2.多功能模式組合:長度、寬度、角度、粗度模式組合,功能*。
3.功能模式切換自如:7個功能模式可自由切換。
4.分批次分組測量:可根據種植小區行號分批次進行測量。
5.數據記錄:自動記錄測量數據,提高工作效率,測量精確度高。
6.數據導出:測量數據可通過U盤導出,無需再手工輸入。
四、典型產品簡述
| 產品名稱 | 代表型號 | 適用場景 |
| 作物表型數據采集儀 | TPZW-BX-1 | 大田逐株快速測長/角/粗/面積,單人操作 |
| 手持式植物表型采集分析系統 | TP-plant-SC | <1m矮稈作物、盆栽原位拍攝+手機App即時分析 |
| 便攜式高通量表型采集分析平臺 | TP-BX-2D/2DM/2DMG/2NT | 田間冠層俯拍,可選多光譜/高光譜/深度/熱成像 |
| 高光譜高通量表型成像系統 | TP-GTL-W等 | 傳送帶送入,自動二維/三維/高光譜批量掃描 |
| 無人車表型平臺 | 橫跨式高通量系統 | 大面積試驗田自動巡航、跨壟群體無損監測 |
五、科研與應用領域
作物遺傳育種:大規模株系/品系形態性狀高通量篩選(理想株型、抗倒伏莖粗、穗部產量構成因子)。
抗逆與生理研究:干旱/高溫/鹽堿脅迫下冠層溫度、光譜指數與生長動態時序監測。
種質資源鑒定:標準化記錄核心農藝性狀,建立數字化種質表型檔案。
植保與病理:病斑面積自動測算、早期間侵染熱異常識別。
教學與示范:為學生提供客觀、可重復的表型測量手段,降低人為讀數誤差。
六、學術價值與國產化意義
該系列裝備實現從傳感器模組、機械結構到AI解析算法的全鏈路國產化,國內田間數字化表型采集設備的短板。相較傳統人工測量,具有無損、高通量、可重復、抗主觀偏差的優勢,可與基因型數據聯動支撐基因型—表型關聯分析(GWAS、QTL定位),為分子設計育種與智慧栽培決策提供可靠的定量表型基礎。
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