浙江托普云農科技股份有限公司研制的自動考種儀（TPKZ系列，含TPKZ-1-G/TPKZ-1-GK/TPKZ-2/TPKZ-3-L等型號），是以機器視覺成像、Otsu自適應閾值分割、凹點匹配分水嶺粘連分離算法及卷積神經網絡（CNN）深度學習分類為核心技術的國產科研級作物表型檢測裝備。系統通過非接觸式透射背光成像獲取脫粒籽粒、完整果穗、橫截面及豆莢的數字圖像，經像素標定與形態特征重構自動解算數量、粒型幾何參數、千/百粒重、穗部形態及品質分級指標，將傳統依賴游標卡尺與人工計數的主觀經驗性考種轉化為客觀、可重復、高通量的數字化表型數據采集過程，屬現代作物遺傳育種、種子質量檢驗與產量構成分析的關鍵工具。

一、系統構成與測量原理

硬件組成

成像單元：A3幅面2200萬像素高拍儀或1600 dpi平臺式透掃儀，配合超薄LED透射背光板（帶自動像素標定刻度），消除籽粒表面反光與投影陰影；部分型號配11英寸平板電腦集成1300萬像素攝像頭與便攜可調背光板，支持田間原位考種。

稱重模塊：考種背光板與高精度電子天平一體化設計，RS232串口自動傳輸稱量質量至軟件，無需手工錄入即可聯動計算千粒重/百粒重；獨立可視化OLED屏顯示實時重量。

輔助配件：透明種子托盤、玉米果穗定位槽、截面定位夾具、豆莢平鋪壓板；可選配條碼掃碼槍快速錄入品種編號。

成像與解算原理

將脫粒籽粒單層平鋪于背光托盤（或果穗/截面置于定位槽），高分辨率采集俯視圖像。軟件采用Otsu最大類間方差法區分目標與背景，對接觸粘連顆粒運用凹點匹配策略與分水嶺算法切割分離，逐粒提取最小外接矩形解算粒長、粒寬、長寬比、投影面積、周長及圓度；結合天平傳入的質量值按統計學公式自動推算千粒重（TKW）與百粒重。水稻結實率模塊依據透射光灰度差異區分實粒與空秕粒并計算結實率百分比；玉米果穗模塊提取穗軸輪廓解算穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數及左右穗緣角；深度學習分類器基于顏色空間（RGB/Lab）與形態差異自動標記飽滿粒、癟粒、破損粒及霉變粒。

二、核心檢測功能

1、高清成像，精準分析： A3幅面，2200萬像素，分辨率4896*3672的高拍儀。超薄的背光光源板，自然光與自帶全新超高LED補光燈，超薄透明并帶有自動標定功能的種子托盤，鋪上種子后無陰影，使粒型計算精準。

2、稱重背光一體式設計：考種背光板和稱重模塊一體化設計，考種的同時能夠直接對籽粒、果穗進行稱重，重量數據通過接口傳輸，輸入后自動換算成千/百粒重。

3、可視化稱重臺： 2.1英寸OLED稱重臺顯示屏能夠支持考種過程中對稱量的種子重量進行直觀感知，方便對稱量種子粒數進行取舍。

4、多用途顯示臺：顯示臺既可以連接電腦直接讀取種子重量，也可以單獨作為天平使用（稱重量程范圍：0～5kg）。

5、圖像檢索：可以任意放大、縮小、局部觀察功能，能精準顯示種粒外接矩形，方便查看結果。

6、深度學習：根據顏色或是形狀的不同對種子進行自學習和再學習，并實現自動分類識別。

7、輔助修正：用鼠標選擇分割/合并，來對識別錯誤的種子進行修正，以確保*正確。

8、目標區的個性化計數：對工作區視野中任選范圍或矩形范圍內的種子進行框選計數。

9、數據保存：圖像結果可保存，自動形成總報表，可導出excel表，具有追加保存的功能，并支持通過熱敏打印機將分析數據打印出來。

10、支持數據上傳至云平臺，可以保存查看和下載數據。

11、軟件加密：軟件采用動態二維碼加密+軟件鎖加密，防止丟失。

12、可選配掃碼槍：使用掃碼槍可快速添加品種名稱，節省用戶時間，提高實驗效率。

三、典型應用領域

作物遺傳育種與種質篩選：F?分離群體、RIL群體、關聯分析（GWAS）群體及核心種質的高通量考種，量化粒型、千粒重、穗部性狀的品種間差異，為QTL定位與分子標記輔助育種提供高密度表型數據。

種子企業與質檢機構：入庫原料、加工中間品及成品種子的數粒精度、尺寸均勻度、千粒重、異型粒比例快速檢測，滿足種子檢驗客觀性與溯源性要求。

栽培生理與產量構成研究：不同播期、密度、水肥及脅迫處理下精確量化穗粒數、千粒重及籽粒大小分布變化，解析產量形成機理。

專用加工原料篩選：依據批量籽粒大小、形狀、色澤均一性篩選符合制粉、榨油、釀造等特定加工需求的品種材料。

農業院校實驗教學：直觀演示種子形態學測量原理與圖像處理技術在農產品品質檢測中的應用。

四、學術價值評述

托普云農TPKZ系列自動考種儀以國產機器視覺與深度學習方案取代人工手數、游標卡尺測量及目測分級，克服了傳統考種效率低（大群體耗時占比超60%）、主觀誤差大（不同操作者差異顯著）及無法獲取單粒分布信息的局限，使作物考種從經驗描述進階為亞像素級可重復量化的數字表型參數，是作物育種室、種子質檢中心及表型組學研究中具代表性的本土化高通量考種裝備。

浙江托普云農科技股份有限公司專業研發生產供應（銷售）自動考種儀，廠家直銷，歡迎新老用戶了解咨詢！