近年来,随着农药的大量使用,农药污染问题日益严峻,我国生态环境遭到极为严重的破坏,为加大农药污染问题的监管和治理力度,开发农药残留快速现场检测设备已刻不容缓。本文依据农药残留快速现场检测要求,设计了一种基于机器视觉的有机磷类农药残留检测系统,并对其关键技术进行深入分析和研究,具体研究内容如下:(1)基于农药残留检测卡酶抑制反应原理及图像本身特点,完成了机器视觉采集装置的结构设计,具体包括:工业相机的选型、工业相机镜头的选型和光源的选型等工作,从而完成了机器视觉平台的搭建。(2)利用已搭建好的机器视觉平台,获取农药残留检测卡的彩色图像,并研究高斯噪声、瑞丽噪声、伽马噪声、指数噪声、均匀分布噪声、椒盐噪声6种噪声概率密度分布函数,研究结果表明:农药残留检测卡的噪声为椒盐噪声,进而利用数字图像处理技术对检测卡的噪声进行滤波去噪,完成检测卡图像的预处理。(3)对农药残留检测卡的目标区域进行分割处理,对Sobel算子、Roberts算子、Log算子、Laplacian算子和Canny算子的边缘检测效果进行了实验对比研究,结果表明Canny算子对检测卡的边缘检测效果最好,并利用Hough变换完成农药残留检测卡目标区域的提取。(4)为探究图像信息与农药残留浓度的具体关系,本文采用RGB颜色空间模型,将检测卡目标区域的颜色信息转化成具有数字信号特征的R、G、B三通道像素值。利用粒子群算法和遗传模拟退火算法建立农药残留预测模型,结合检测卡本身特点将R、B两个通道的像素值作为预测模型的输入,农残浓度作为输出。通过对两种预测模型拟合优势度的分析,发现基于遗传模拟退火算法的浓度预测模型更适用浓度预测。(5)利用Matlab GUI建立有机磷类农药残留检测系统的人机交互式界面,完成农药残留检测仪器样机的开发。