CN103400444A - 一种流通硬币视觉清分检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种流通硬币视觉清分检测系统,其包括输币通道、信号处理和控制模块;输币通道上依次设有输币转盘、电磁特性检测机构、图像检测机构、踢币机构和出币斗;电磁特性检测机构包括电磁传感器,图像检测机构包括第一图像检测模块、硬币翻面机构和第二图像检测模块;第一图像检测模块和第二图像检测模块中皆包括图纹特征检测单元和表面质量检测单元,通过相机对所经过的硬币进行取景;硬币翻面机构的使得硬币两面皆能被检测到;信号处理与控制模块根据电磁传感器及各相机输出的信号,控制各踢币机构动作。本发明结合了电磁技术和机器视觉技术,对流通回笼硬币的电磁特性、图纹特征和外观形状进行检查,实现了自动清分,提高了硬币清分效率。
Description
技术领域
本发明涉及硬币清分技术领域,特别是一种可对已在市面流通过的硬币成品,进行检测清分的流通硬币视觉清分检测系统。
背景技术
目前国内常规硬币清分机具,只可对硬币进行普通鉴别,以及按直径大小进行清分归类,而无法实现对已在市面流通过的回笼硬币的版别识别或者残币处理,即将图纹不同的不同版别硬币进行分类、再将其中符合再次使用标准的硬币挑选出来,剔除那些残损、锈蚀、磨损的不合格品与外币和游戏机牌。在进行硬币回笼在投放的国家,在清分机进行清分后,还需要人工挑选出其中的残损硬币和外币等,清分效率极低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为:通过结合电磁技术和机器视觉技术,对流通硬币的电磁特性、图纹特征和外观形状进行检查,对不同版别硬币进行识别及分类,识别图纹不同的假币、外币、游戏机牌,识别流通旧硬币的残损程度,从而实现对回笼硬币的自动清分,提高硬币清分效率。
本发明采用的技术方案具体为:一种流通硬币视觉清分检测系统,包括输币通道、信号处理和控制模块;
输币通道上依次设有输币转盘、电磁特性检测机构、图像检测机构、踢币机构和出币斗;
信号处理与控制模块控制输币转盘的转动以输送硬币;
电磁特性检测机构包括设置于输币通道上的电磁传感器,电磁传感器的输出端连接信号处理和控制模块;
图像检测机构包括依次设置的第一图像检测模块、硬币翻面机构和第二图像检测模块;第一图像检测模块和第二图像检测模块中分别包括图纹特征检测单元和表面质量检测单元;图纹特征检测单元和表面质量检测单元中分别设有检测平台、相机和光源,光源投射至检测平台上,以使得相机取景器获取到位于检测平台上的硬币图像;相机的图像信号输出端连接信号处理和控制模块;
输币通道上依次设有一级传送皮带、二级理币皮带以及三级传送皮带;输币转盘、电磁特性检测机构、第一图像检测模块以及硬币翻面机构通过一级传送皮带连接;二级理币皮带设置于硬币翻面机构与第二图像检测模块之间;第二图像检测模块位于三级传送皮带上;
电磁特性检测机构、第一图像检测模块的图纹特征检测单元和表面质量检测单元,以及第二图像检测模块的图纹特征检测单元和表面质量检测单元之后的输送通道上分别设置有踢币机构,输送通道连接有与各踢币机构位置相应的出币斗;
信号处理与控制模块对电磁传感器及各相机取景器输出的信号进行处理,并根据处理结果控制各踢币机构动作。
本发明中,输币转盘利用离心力将回笼硬币送入输币通道,多枚硬币可在输币转盘出币口的限制下分散开来,以便后续检测。当硬币到达电磁传感器处时,电磁传感器即感测到硬币的电磁特性,并将电磁特性信息传输至信号处理与控制模块。对于不同材质和表面图纹的材质,其感应出的电磁信号也是不同的,信号处理与控制模块即可由此判断硬币是否为假币、外币或者游戏机牌等,进而控制踢币机构进行剔除。
当硬币到达第一图像检测机构时,第一图像检测机构的图纹特征检测单元和表面质量检测单元可分别对流经的硬币进行拍照,通过不同的拍照方式可分别侧重获取硬币的图纹特征和表面质量,信号处理与控制模块即可利用现有软件技术对获取到的图像信息进行处理和判断,进而对硬币进行分类,如不同图纹的各版别硬币、不同图纹的外币、游戏机牌、不符合图纹质量要求的硬币等。
当硬币被输送至一级传送皮带的末端,随着传送皮带的继续运行,硬币将被送至硬币翻面机构进行翻面,翻面后的硬币再通过第二图像检测机构的检测和辨别,使得硬币的两面皆经历了图像检测和辨别过程,可进一步保证硬币的分类鉴别准确率。
作为一种改进,本发明输币转盘与电磁特性检测机构之间还设有压币机构,压币机构包括设置于输币通道上方及两侧的限制板,形成压币通道,压币通道的高度等于一枚硬币的高度,压币通道的宽度等于一枚硬币的直径。压币通道可保证同时仅允许一枚硬币通过,在输币转盘出币口限制的基础上,保证输币通道上各硬币依次排列被输送鉴别。限制板可采用陶瓷材质,以避免对所经过的硬币造成损伤。
本发明还包括人机接口界面,信号处理与控制模块连接人机接口界面。人机接口界面可利用现有软件技术设置清分进程控制按钮,并可显示本发明的清分过程,和清分过程中的各种判别处理信息。
进一步的,信号处理与控制模块包括图像处理器、信号处理器和控制器;图像处理器可选用现有的图像处理工业计算机,信号处理器可选用现有处理器芯片,控制器可选用PLC可编程控制器。控制器控制输币转盘的转动以及踢币机构的踢币动作;电磁传感器的输出端连接信号处理器;相机取景器的输出端连接图像处理器,图像处理器对接收到的图像信息进行处理,并输出至信号处理器;信号处理器对接收到的信号进行处理,并根据处理结果向控制器输出对应各踢币结构的踢币指令。
更进一步的,本发明一级传送皮带位于二级理币皮带的上方,二级理币皮带与三级传送皮带表面持平;硬币翻面机构包括弧形挡板,弧形挡板一端位于一级输送皮带端部的上方,另一端连接二级理币皮带。当硬币被传送至一级传送皮带的末端时,硬币将呈抛物线脱离一级传送皮带,到达弧形挡板,然后随弧形挡板滑落至二级理币皮带。弧形挡板的弧度可按照所判别硬币的质量范围、形状特征等抛物线影响因素,来计算所需弧度,保证弧形挡板对硬币的硬性撞击损伤降低到最小,同时避免碰撞瞬间造成的硬币再翻转或翻转偏移。进而保证硬币经过第二图像检测机构时,其在上的面与经过第一图像检测机构时相反。使得硬币两面皆得到检测判别,提高检测准确率。
作为另一种改进,二级理币皮带上设有硬币导向杆,硬币导向杆一端连接弧形挡板的下端,另一端朝向三级传送皮带。硬币导向杆连接在弧形挡板与三级传送皮带的同一侧,使得从弧形挡板滑落的硬币能够沿着硬币导向杆依次到达三级传送皮带。
本发明中电磁传感器为电涡流传感器,其采用涡流技术对硬币的电磁特性进行获取,在检测过程中无需接触到硬币,可保证对硬币本身无损伤,且鉴别精确度较高。图像检测模块中的图纹特征检测单元可采用现有的低角度环形光获取硬币的图纹特征,表面质量检测单元可采用现有的同轴光检测硬币的表面质量。
本发明的有益效果为:结合了电磁技术和机器视觉技术,高自动化的对流通回笼硬币的电磁特性、图纹特征和外观形状进行检测和判别,能够对不同版别硬币、图纹不同的假硬币、外币、游戏机牌以及旧硬币残损程度进行识别。填补了流通硬币回笼环节中机器视觉识别领域的空白,使得回笼硬币的处理不仅仅依靠直径清分技术和电磁特性的假币判别,同时将原先由人工处理的挑选外币、残损币的工作由机器来完成;大大提高了识别精度、提高工作效率。
附图说明
图1所示为本发明的系统结构示意图;
图2所示为本发明的原理结构框图。
具体实施方式
以下结合说明书和附图对本发明做进一步说明。
如图1所示,本发明的流通硬币视觉清分检测系统,包括输币通道、信号处理和控制模块;
输币通道上依次设有输币转盘2、压币机构3、电磁特性检测机构4、图像检测机构、踢币机构和出币斗14;信号处理与控制模块包括图像处理器、信号处理器和控制器;图像处理器选用现有的图像处理工业计算机,信号处理器选用现有处理器芯片,控制器选用PLC可编程控制器。控制器控制输币转盘的转动以及踢币机构的踢币动作。
压币机构3包括设置于输币通道上方及两侧的限制板,形成压币通道,压币通道的高度等于一枚硬币的高度,压币通道的宽度等于一枚硬币的直径。压币通道可保证同时仅允许一枚硬币通过,在输币转盘出币口限制的基础上,保证输币通道上各硬币依次排列被输送鉴别。限制板可采用陶瓷材质,以避免对所经过的硬币造成损伤。
电磁特性检测机构4包括设置于输币通道上的电磁传感器,电磁传感器为电涡流传感器,其采用涡流技术对硬币的电磁特性进行获取,在检测过程中无需接触到硬币,可保证对硬币本身无损伤,且鉴别精确度较高。电磁传感器的输出端连接信号处理器;信号处理器对电磁信号进行处理,从而鉴别硬币,控制踢币机构的踢币动作。
图像检测机构包括依次设置的第一图像检测模块、硬币翻面机构和第二图像检测模块;第一图像检测模块包括图纹特征检测单元6和表面质量检测单元7;第二图像检测模块包括图纹特征检测单元12和表面质量检测单元13。图纹特征检测单元和表面质量检测单元中分别设有检测平台、相机和光源,光源投射至检测平台上,以使得相机取景器获取到位于检测平台上的硬币图像;相机取景器的输出端连接图像处理器,图像处理器对接收到的图像信息进行处理,并输出至信号处理器;信号处理器对接收到的信号进行处理,并根据处理结果向控制器输出对应各踢币机构的踢币指令。
输币通道上依次设有一级传送皮带5、二级理币皮带9以及三级传送皮带11;输币转盘2、压币机构3、电磁特性检测机构4、第一图像检测模块以及硬币翻面机构8通过一级传送皮带5连接;二级理币皮带9设置于硬币翻面机构8与第二图像检测模块之间;第二图像检测模块位于三级传送皮带11上;一级传送皮带5位于二级理币皮带9的上方,二级理币皮带9与三级传送皮带11表面持平;硬币翻面机构8包括弧形挡板,弧形挡板一端位于一级输送皮带5末端的上方,另一端连接二级理币皮带9。当硬币1被传送至一级传送皮带5的末端时,硬币1将呈抛物线脱离一级传送皮带5,到达弧形挡板,然后随弧形挡板滑落至二级理币皮带9。弧形挡板的弧度可按照所判别硬币的质量范围、形状特征等抛物线影响因素,来计算所需弧度,保证弧形挡板对硬币的硬性撞击损伤降低到最小,同时避免碰撞瞬间造成的硬币再翻转或翻转偏移。进而保证硬币经过第二图像检测机构时,其在上的面与经过第一图像检测机构时相反。使得硬币两面皆得到检测判别,提高检测准确率。
二级理币皮带9上设有硬币导向杆10,硬币导向杆10一端连接弧形挡板的下端,另一端朝向三级传送皮带11。硬币导向杆10连接在弧形挡板与三级传送皮带11的同一侧,使得从弧形挡板滑落的硬币能够沿着硬币导向杆依次到达三级传送皮带。
电磁特性检测机构4、第一图像检测模块的图纹特征检测单元6和表面质量检测单元7,以及第二图像检测模块的图纹特征检测单元12和表面质量检测单元13之后的输送通道上分别设置有踢币机构,输送通道连接有与各踢币机构位置相应的出币斗14。
本发明还可设置人机接口界面,信号处理与控制模块连接人机接口界面。人机接口界面可利用现有软件技术设置清分进程控制按钮,并可显示本发明的清分过程,和清分过程中的各种判别处理信息。
在应用时,输币转盘利用离心力将回笼硬币送入输币通道,多枚硬币可在输币转盘出币口的限制下分散开来,以便后续检测。当硬币到达电磁传感器处时,电磁传感器即感测到硬币的电磁特性,并将电磁特性信息传输至信号处理与控制模块。对于不同材质和表面图纹的材质,其感应出的电磁信号也是不同的,信号处理与控制模块即可由此判断硬币是否为假币、外币或者游戏机牌等,进而控制踢币机构进行剔除。
当硬币到达第一图像检测机构时,第一图像检测机构的图纹特征检测单元和表面质量检测单元可分别对流经的硬币进行拍照,通过不同的拍照方式可分别侧重获取硬币的图纹特征和表面质量,信号处理与控制模块即可利用现有软件技术对获取到的图像信息进行处理和判断,进而对硬币进行分类,如不同图纹的各版别硬币、不同图纹的外币、游戏机牌、不符合图纹质量要求的硬币等。
当硬币被输送至一级传送皮带的末端,随着传送皮带的继续运行,硬币将被送至硬币翻面机构进行翻面,翻面后的硬币再通过第二图像检测机构的检测和辨别,使得硬币的两面皆经历了图像检测和辨别过程,可进一步保证硬币的分类鉴别准确率。
本发明结合了电磁技术和机器视觉技术,高自动化的对流通回笼硬币的电磁特性、图纹特征和外观形状进行检测和判别,能够对不同版别硬币、图纹不同的假硬币、外币、游戏机牌以及旧硬币残损程度进行识别。填补了流通硬币回笼环节中机器视觉识别领域的空白,使得回笼硬币的处理不仅仅依靠直径清分技术和电磁特性的假币判别,同时将原先由人工处理的挑选外币、残损币的工作由机器来完成;大大提高了识别精度、提高工作效率。
Claims (7)
1. 一种流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,包括输币通道、信号处理和控制模块;
输币通道上依次设有输币转盘、电磁特性检测机构、图像检测机构、踢币机构和出币斗;
信号处理与控制模块控制输币转盘的转动以输送硬币;
电磁特性检测机构包括设置于输币通道上的电磁传感器,电磁传感器的输出端连接信号处理和控制模块;
图像检测机构包括依次设置的第一图像检测模块、硬币翻面机构和第二图像检测模块;第一图像检测模块和第二图像检测模块中分别皆包括图纹特征检测单元和表面质量检测单元;图纹特征检测单元和表面质量检测单元中分别设有检测平台、相机和光源,光源投射至检测平台上,以使得相机取景器获取到位于检测平台上的硬币图像;相机的图像信号输出端连接信号处理和控制模块;
输币通道上依次设有一级传送皮带、二级理币皮带以及三级传送皮带;输币转盘、电磁特性检测机构、第一图像检测模块以及硬币翻面机构通过一级传送皮带连接;二级理币皮带设置于硬币翻面机构与第二图像检测模块之间;第二图像检测模块位于三级传送皮带上;
电磁特性检测机构、第一图像检测模块的图纹特征检测单元和表面质量检测单元,以及第二图像检测模块的图纹特征检测单元和表面质量检测单元之后的输送通道上分别设置有踢币机构,输送通道与各踢币机构位置相应处分别连接有出币斗;
信号处理与控制模块对电磁传感器及各相机取景器输出的信号进行处理,并根据处理结果控制各踢币机构动作。
2. 根据权利要求1所述的流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,输币转盘与电磁特性检测机构之间还设有压币机构,压币机构包括设置于输币通道上方及两侧的限制板,形成压币通道,压币通道的高度等于一枚硬币的高度,压币通道的宽度等于一枚硬币的直径。
3. 根据权利要求1所述的流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,还包括人机接口界面,信号处理与控制模块连接人机接口界面。
4. 根据权利要求1所述的流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,信号处理与控制模块包括图像处理器、信号处理器和控制器;控制器控制输币转盘的转动以及踢币机构的踢币动作;电磁传感器的输出端连接信号处理器;相机取景器的输出端连接图像处理器,图像处理器对接收到的图像信息进行处理,并输出至信号处理器;信号处理器对接收到的信号进行处理,并根据处理结果向控制器输出踢币指令。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,一级传送皮带位于二级理币皮带的上方,二级理币皮带与三级传送皮带表面持平;硬币翻面机构包括弧形挡板,弧形挡板一端位于一级输送皮带端部的上方,另一端连接二级理币皮带。
6. 根据权利要求5所述的流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,二级理币皮带上设有硬币导向杆,硬币导向杆一端连接弧形挡板的下端,另一端朝向三级传送皮带。
7. 根据权利要求1至4任一项所述的流通硬币视觉清分检测系统,其特征是,电磁传感器为电涡流传感器。
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