使用线阵CCD的纬斜检测装置

　　一、纬斜检测装置

　　布料的纬斜会导致服装的变形，直接影响服装质量，布料在印染后都要经过整纬处理，其它的织物同样存在整纬的问题，纬斜检测是整纬设备中非常重要的装置。现在比较广泛使用的是旋转探头式光电纬斜检测装置，这种装置采样光电透射原理，用步进电机旋转检测探头，步进电机每转一个步距角检测一次，比对检测信号电平确定织物的角度。由于采样机械旋转扫描，因而系统误差会增大，装置复杂，寿命较短。本设计采样线阵 CCD 作为检测器件，没有机械传动，由此具有寿命长，检测精度高，成本仅为光电旋转式的 40%，颇具竞争的优势。

　　基于线阵 CCD 等纬斜检测装置系统原理框图如图 1(a)，光源发出的光线透过被测织物经光学系统在 CCD上成像，见图 1(b)，为说明纬斜检测原理，没考虑经线的影响，这个图像信号经可编程模拟比较器进行二值化处理，通过比较标准图像和处理后的被检测图像之间的差异得到纬线的纬斜角，检测结果可以模拟量输出，也可以数字量输出;根据织物的幅宽、检测精度等要求，一般采样 2、3、4、5、6、个探头进行检测，检测范围在±12°之间;以 2 个探头(G1,G2,△U)为例，如果检测结果 G1=2° AND G2=2° 那么纬斜为+2°; 如果 G1=2°AND G2=-2° 那么为纬上弯，夹角为 2°; 如果 G1=-2° AND G2=2° 那么为纬下弯，夹角为+2°。

　　二、线阵 CCD 的信号特征

　　1、线阵CCD的原理

　　图像透过光学透镜成像在CCD器件受光窗面上，受到光线照射的CCD像素中产生光生电荷，光生电荷的多少与光的强度成正比;图像信息以光生电荷的形式储存在像素中。在CCD读出时钟脉冲的作用下将电荷移位至输出电路，输出电路将电荷转换成电压信号输出;CCD输出的信号为模拟量，但这些信号在时间关系上又受精确，稳定的时钟脉冲控制，并在时钟脉冲的作用下移位输出，类似于移位寄存器，实际上我们在纬斜的检测中只关心每个像素是否有电荷或无电荷，也就是纬线在CCD上的成像位置;为了将图像信息提取后进行有效处理通常采用二值化的方法，纬线在CCD上成像的地方为1，没成像的地方为0.

　　2、二值化的处理

　　目前，关于线阵CCD输出信号二值化处理方法主要有固定阈值法、浮动阈值法、微分法，根据图像环境及检测精度选择不同的处理方法。纬斜检测环境固定，背景单一，光源稳定，适合选用固定阈值法。所谓固定阈值法，是利用模拟电压比较器，比较器的同相输入端接CCD的输出信号Uio，反相输入端接一个固定电平，即参考电压URFE，当Uio>URFE时，UO=1，当Uio<URFE时，UO=0，将模拟量变成数字量；也可以用软件比较的方法实现二值化，这种方法须占用一定的CPU的带宽，常用于信息量较少的情况。