在国内外光伏电站蓬勃发展的同时,光伏组件的维护显得十分重要。光伏板热斑问题作为光伏组件损失的主要成因,将有大量的检修需求。针对传统热斑检测方法高成本、低效率的问题,本文提出一种较为新颖的搭载可见和红外同光轴双相机并运用双轴稳定云台实现摆停凝视成像的热斑检测技术方案:其中,双轴稳定云台摆停凝视成像技术是在课题组已经积累多年的光机扫描和稳定平台控制技术基础上,基于目前市场上成熟的轻小型无人机云台和控制算法研制出来的;运用这种技术方案获取图像,进而结合红外可见图像复合判定方法,可以高效、快捷地完成光伏板热斑检测任务。本文研制了一套以多旋翼无人机为载体,同光轴可见光相机和红外相机为有效载荷的光伏板热斑检测系统。该系统通过间接调用新型云台内置控制算法,实现高效率热斑巡检的关键技术——大视场摆停凝视成像。系统集成了云台控制、图像采集、存储、GPS数据采集记录等功能模块。经过多次联调和实验逐一排除故障后,试验飞行证明该系统足以满足光伏板热斑检测任务需求。本文的研究内容及取得的研究成果主要包括:(1)研究分析并对比了各类光伏板热斑检测技术,结合当今的光伏产业和电子科学与技术发展现状,首次提出一种较为新颖的搭载可见和红外同光轴双相机并运用双轴稳定云台实现摆停凝视成像的热斑检测技术方案。(2)深入研究并总结介绍了课题组积累多年的光机扫描和稳定平台控制技术,并受此启发提出一种基于“稳定云台”设计的大视场“摆停”扫描面阵凝视成像技术方案。(3)根据系统的设计目标,基于各类商用产品技术参数的横向对比,本文选用合适的系统元部件,研制了一套无人机载可见红外双通道热斑检测系统,并通过对新型云台内置控制算法的间接调用,实现了大视场摆停凝视成像功能。(4)对研制的系统进行了静态联调、动态联调和模拟场景飞行试验,逐一排查并改良系统设计,最终进行了某光伏电站飞行试验,取得了足以满足光伏板热斑检测任务需求的可见红外双通道图像。(5)研究了可见光与红外图像的图像配准工作,论证试验了常规的基于SIFT和RANSAC的图像配准方法的可行性,并最终应用平行光管完成了可见红外双通道图像像素间的配准。