研究者原创性地提出使用无人机的可见光和红外光双光谱融合技术来对叶片进行智能巡检，该方法可以减少巡检人员的工作负荷和风险，可以同时发现叶片表面缺陷和内部缺陷，并快速定位缺陷位置，实现快速巡检。

风力机叶片是主要由梁、腹板、蒙皮组成的复合材料梁壳结构，成型工艺复杂，技术含量较高。风力机工作后，在运行过程中会面临各种恶劣环境的考验，加上长期使用过程中受到的交变载荷的作用，容易出现断裂、褶皱、砂眼、分层、蒙皮鼓包、雷击损伤等。如果不定期对风力机进行巡检，轻则会因为叶片损伤降低风力机发电效率，重则导致叶片折断，甚至风力机倒塌，造成重大损失。目前常用的叶片巡检方式（如图1所示）主要有目视法、人工巡检、无人机可见光巡检。

研究者提出基于可见光和红外光双光谱融合技术开展野外运行的缺陷叶片检测技术路线。为了验证红外光识别叶片缺陷的能力，以及在不同拍摄角度和距离对成像效果和缺陷显示的影响，分别在地面和空中开展了相关实验。

选一地面放置叶片，叶片存在梁帽褶皱缺陷（叶片内外部缺陷如图2所示），通过现场勘察，缺陷为贯穿状态，在叶片的内表面有布层的发白现象。使用红外相机按不同距离对缺陷进行拍摄，观察不同距离对拍摄效果的影响。

将红外相机对叶片按3米、5米、7米、10米距离分别进行拍摄，得到红外照片如图3所示：

从图中可以看出，采用红外相机拍摄，拍摄距离为3米、5米时效果最好，7米、10米时图像开始变得模糊且容易和其他位置混淆，可以看出相机的拍摄距离对清晰度影响较大，本相机推荐拍摄距离为3至5米。另一方面，从红外图像中可以清晰地看到叶片分层缺陷的外轮廓范围，说明叶片缺陷可以用红外识别。

项目开展了拍摄角度对对红外成像特征的影响研究。选取具有明显分层特征的叶片，分别按照拍摄角度为45°及90°的方法进行拍摄，如图4所示：

从图中可以看出，拍摄角度为45°时缺陷不明显且缺陷周边边缘不清晰；拍摄角度为90°时，缺陷明显，因此为了尽可能的分析红外特征缺陷面积，应当采用90°垂直拍摄。

实验结果表明，采用拍摄距离和不同拍摄角度进行拍摄和对比，可以发现拍摄角度和距离对红外特征成像效果影响非常大，选取适当的距离和角度拍摄，可以获得清楚地红外缺陷特征，方便进行缺陷识别。

项目对野外缺陷叶片开展了有针对性的检测研究。通过无人机搭载可见光/红外光双光镜头进行数据采集。通过无人机巡检过程中拍摄到一处叶片修补后的图像6可以明确测得叶片维修后叶片不连续和积胶情况。

通过无人机巡检过程中拍摄到一处接闪器鼓包位置，可见光照片及红外照片如图7 所示：

从可见光照片可以看到，叶片接闪器周围有明显的鼓起，可以判断此处存在缺陷；红外照片反映了接闪器内部的缺陷情况，对可见光发现的缺陷与红外照片进行对比验证，通过红外照片可以发现，除了接闪器周围区域外，叶片表面温度均匀，温度为-6.7℃，叶片接闪器温度为-9.2℃，低于周边叶片表面温度2.5℃，接闪器周边的鼓包处温度为-4.2℃，高于叶片表面周边温度1.5℃。从红外照片上可以很清楚地看到颜色的不同，蓝色部分为鼓包缺陷的范围。

通过以上外场巡检可见光与红外照片进行对比发现，可见光只能看到叶片表面的浅层缺陷，可以对缺陷进行定位；红外光可以发现叶片内部缺陷的特征，两者结合可以更好的完成叶片缺陷的定位与识别。以上研究可以初步得出结论，针对在役运行叶片的双光融合缺陷研究方向展现出了重要的定性/定量研究价值和应用价值。