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CFRP/Al蜂窝结构复合材料具有轻质、比强度高、稳定性好、耐腐蚀、隔音及隔热等特点,广泛应用于航空航天、高速列车、能源化工等行业。CFRP/Al蜂窝结构复合材料的制备工艺相对复杂,服役环境较恶劣,易产生脱粘、积水及塌陷等内部缺陷。红外热波无损检测技术具有非接触、直观、高效等优点,为CFRP/Al蜂窝结构缺陷的检测提供了一种可靠的方法。本文从CFRP/Al蜂窝结构缺陷巴克编码调制激励红外热波检测原理分析与仿真研究、巴克编码调制红外热波检测系统搭建、缺陷尺寸及类型探究、红外图像序列及图像处理算法等关键技术开展相关研究。分析了巴克编码调制激励CFRP/Al蜂窝结构试件的热流传递过程,建立了表面温度场分布一维解析模型;通过仿真分析了缺陷几何特征及类型对表面温度信号的影响与规律,探讨了巴克编码调制激励红外热成像检测CFRP/Al蜂窝结构缺陷的检测能力。搭建了卤素灯激励红外热波成像无损检测系统,并实现了 CFRP/Al蜂窝结构缺陷的高效、可靠性检测;通过实验研究,分析了缺陷几何特征和类型对试件表面温度信号影响与规律,验证了理论模型正确性,并与脉冲激励、正弦激励等传统方式作检测效果对比分析。研究了巴克编码调制激励红外图像序列3D匹配滤波算法,分析了四种特征匹配滤波算子,对红外热图序列进行了针对性处理与温度信号特征提取,并综合评价了不同算法在信噪比和缺陷探测能力方面的差异;通过直方图增强、对比度增强和滤波等方式,实现了对实验所得红外图像的增强,通过迭代阈值分割、Otsu阈值分割、分水岭算法及多结构形态学-PCNN混合算法,实现对红外图像的分割处理;基于经典边缘检测算子和遗传算法,实现了对蜂窝结构红外图像的缺陷边缘检测,并对比分析了不同算法的边缘检测效果。