JPH08106564A - Metal piece discriminating device - Google Patents

Metal piece discriminating device

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JPH08106564A
JPH08106564A JP23980294A JP23980294A JPH08106564A JP H08106564 A JPH08106564 A JP H08106564A JP 23980294 A JP23980294 A JP 23980294A JP 23980294 A JP23980294 A JP 23980294A JP H08106564 A JPH08106564 A JP H08106564A
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JP
Japan
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metal piece
data
neural network
data string
input
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Pending
Application number
JP23980294A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Nakamura
光宏 中村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To shorten the time required for calculating feature amount by making the classification of a metal piece be recognized from the waveform data of the metal piece of an unknown classification by using a neural network where learning is completed. CONSTITUTION: The calculation that a metal piece 1 is discriminated from sensor waveforms 40A and 40B by using sensors 4A and 4B which are capable of detecting the distance up to the metal piece 1 and the projecting and recessing parts of the metal piece 1 is performed by using a neural network 12. The structure of this neural network 12 determines the range to be used for a discrimination of the sensor waveform data for which a sampling is performed, performs an N-division for the range and imparts the range to an input layer. A prescribed waveform signal is stored as data and the neural network 12 is made to learn this waveform signal data. When the data that the sensor signal waveform data obtained for the unknown metal piece 1 to be discriminated is worked is inputted in the neural network 12 where the learning is completed, a discrimination is performed because only the output showing the kind of the metal piece 1 shows a large value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は自動販売機などで使用さ
れる硬貨選別装置のように、コイルセンサを使用して金
属片の形状を識別する装置に関する。なお、以下各図に
おいて同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for identifying the shape of a metal piece using a coil sensor, such as a coin sorting apparatus used in a vending machine. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に最も近い従来技術としては、本
出願人の先願になる特願平6−113276号「金属片
識別装置」がある。次にこの先願の内容を簡単に説明す
る。図7は前記先願における4センサ型の硬貨選別装置
の構成例を示す。なお、同図(A)は装置全体の構成
図、同図(B)は硬貨通路のセンサ部分の横断面図であ
る。
2. Description of the Related Art As a prior art closest to the present invention, there is Japanese Patent Application No. 6-113276 "Metal Fragment Identification Device" which is a prior application of the present applicant. Next, the contents of this prior application will be briefly described. FIG. 7 shows a configuration example of a 4-sensor type coin sorting device in the above-mentioned prior application. Note that FIG. 1A is a configuration diagram of the entire apparatus, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a sensor portion of the coin passage.

【0003】同図において1は硬貨(以下では一般化し
て金属片ともいう)、2は硬貨通路、3は硬貨の通過方
向である。次に4(4A〜4D)は硬貨通路2の硬貨表
面と対向する壁面2a,2bに設けられたコイルセンサ
とも呼ばれるセンサで、硬貨1より径が小さいいわゆる
壺形のフェライトコアにコイルを入れたものとして構成
されている。このセンサ4A〜4Dは交番磁界を発生し
ている。この硬貨選別装置は硬貨1の特徴、例えば材質
・大きさ・厚さ・表面の模様などを抽出する。このため
センサはこのそれぞれの特徴に対して配置され、夫々別
々の検出回路5(5A〜5D)に接続されている。一般
にはこれらのセンサ4は金属片(硬貨)1の片面や両面
側に配置され、その接続方式(同相,逆相)や検出回路
方式が異なるものが使用されている。
In the figure, reference numeral 1 is a coin (generally referred to as a metal piece in the following), 2 is a coin passage, and 3 is a coin passing direction. Next, 4 (4A to 4D) is a sensor also called a coil sensor provided on the wall surfaces 2a and 2b facing the coin surface of the coin passage 2, and a coil is put in a so-called pot-shaped ferrite core having a smaller diameter than the coin 1. Is configured as one. The sensors 4A to 4D generate an alternating magnetic field. This coin sorting device extracts characteristics of the coin 1, for example, material, size, thickness, surface pattern and the like. For this reason, the sensor is arranged for each of these features and is connected to a separate detection circuit 5 (5A-5D) respectively. In general, these sensors 4 are arranged on one side or both sides of the metal piece (coin) 1 and have different connection methods (in-phase or anti-phase) and detection circuit methods.

【0004】図7の例では、センサ4A,4Bは夫々硬
貨通路壁面2a,2b上に(つまり硬貨1の両面側に)
互に対向して配置され、センサ4C,4Dは壁面2a上
に(つまり硬貨1の片面側に)配置されている。6(6
A〜6D)は夫々検出回路5A〜5Dで検出された波形
をサンプリングするA/Dコンバータ、7は夫々このA
/Dコンバータ6A〜6Dがサンプリングした波形デー
タを取込み、硬貨の凹凸などを表す特徴量等を計算し、
硬貨1の識別結果を出力するCPUである。また、8は
CPU7のこの計算のためのデータベース等を記憶する
メモリである。
In the example of FIG. 7, the sensors 4A and 4B are on the coin passage wall surfaces 2a and 2b, respectively (that is, on both sides of the coin 1).
The sensors 4C and 4D are arranged to face each other, and the sensors 4C and 4D are arranged on the wall surface 2a (that is, on one side of the coin 1). 6 (6
A to 6D) are A / D converters for sampling the waveforms detected by the detection circuits 5A to 5D, and 7 is the A / D converter.
The waveform data sampled by the / D converters 6A to 6D is taken in, and the feature amount representing the unevenness of the coin is calculated,
It is a CPU that outputs the identification result of the coin 1. Reference numeral 8 is a memory for storing a database and the like for this calculation of the CPU 7.

【0005】ところで前記先願の装置では金属片の表面
の特徴を検出できるように、金属片の距離と金属片の凹
凸を検出できるセンサとして、前記のように硬貨より径
が小さい壺形のフェライトコアにコイルを入れたセンサ
を用いる。しかしこのようなセンサの出力波形は、金属
片表面のセンサがセンシングする通過ルート,金属片と
センサのギャップの大きさのばらつきによって、同じ金
属片の波形でも異なって検出される。また、金属片の摩
耗,変形などの影響も受け易い。このような問題を防ぐ
ため、図6においては特にCPU7内にその機能を分担
する主要手段としての特徴量計算手段7Aと共に重み付
け計算手段7Bが設けられ、またメモリ8内には重み付
け関数8Aが格納されている。
By the way, in the device of the above-mentioned prior application, as a sensor capable of detecting the distance between the metal pieces and the unevenness of the metal pieces so that the characteristics of the surface of the metal pieces can be detected, as described above, a pot-shaped ferrite having a smaller diameter than a coin A sensor with a coil in the core is used. However, the output waveform of such a sensor is detected differently even with the same waveform of the metal piece, depending on the passage route of the sensor on the surface of the metal piece and the variation in the size of the gap between the metal piece and the sensor. In addition, the metal pieces are easily affected by wear and deformation. In order to prevent such a problem, in FIG. 6, a weighting calculation means 7B is provided together with a feature amount calculation means 7A as a main means for sharing the function in the CPU 7, and a weighting function 8A is stored in the memory 8. Has been done.

【0006】図6の装置を用いて、ある金属片識別する
場合の手順は以下の通りである。ここで、(2)項以下
が現実に未知の金属片を識別する際のCPU7の動作手
順となる。 (1)予め前記のセンサ出力から既知の各種の金属片の
通過ルートのばらつきの影響を含む複数の特徴量を計算
するが、特に金属片とセンサのギャップa1 ,a2 ,a
3 ,・・・am ごとに、各特徴量の大きさと、その検出
頻度との関係を求め、この実測データを基に特徴量を変
数とし、その出現頻度を図8に示すような特徴量の関数
としての重みで表す重み付け関数8Aを作成し、前記の
ようにメモリ8に格納しておく。なお、この重み付け関
数8Aは金属片の種類,特徴量の種類,センサの数,ギ
ャップの種類の夫々ごとに存在する。なお、各特徴量は
金属片の通過速度の変動要因に左右され難いもので構成
されている。また、金属片の摩耗,変形が起こってもそ
の影響を吸収できるように重み付け関数8Aの重みの頻
度分布を図9に示すように広げて作成しておく。また、
各ギャップ時のサンプリング信号レベルも予めメモリ8
に記憶しておく。これは波形の正規化に利用する。
The procedure for identifying a metal piece using the apparatus shown in FIG. 6 is as follows. Here, the item (2) and subsequent items are the operation procedure of the CPU 7 when actually identifying an unknown metal piece. (1) A plurality of characteristic quantities including the influence of variations in the passage routes of various kinds of known metal pieces are calculated in advance from the sensor output. Particularly, the gaps a 1 , a 2 , a between the metal pieces and the sensor are calculated.
3, each · · · a m, the size of each feature quantity, obtains a relationship between the detected frequency and the feature amount is variable based on this measurement data, the feature amount as shown in FIG. 8 the frequency of occurrence A weighting function 8A represented by a weight as a function of is created and stored in the memory 8 as described above. The weighting function 8A exists for each of the metal piece type, the feature amount type, the number of sensors, and the gap type. It should be noted that each feature amount is configured so as not to be easily influenced by the variation factor of the passing speed of the metal piece. Further, the frequency distribution of the weights of the weighting function 8A is widened as shown in FIG. 9 so that the influence of wear and deformation of the metal pieces can be absorbed. Also,
The sampling signal level at each gap is also stored in the memory 8 in advance.
To memorize it. This is used for waveform normalization.

【0007】(2)識別したい金属片を金属片通路に通
過させたときのセンサ波形から上記特徴量を計算する。 (3)この特徴量の1部からギャップの情報を抽出し、
このときの金属片のギャップを予め用意した複数のギャ
ップの中から金属片の推定ギャップに最も近いan とみ
なす。
(2) The above characteristic amount is calculated from the sensor waveform when the metal piece to be identified is passed through the metal piece passage. (3) Extract the information of the gap from a part of this feature amount,
Regarded as closest a n to the estimated gap of the metal pieces from a plurality of gaps prepared in advance gaps of the metal pieces in this case.

【0008】(4)実測のセンサ波形の信号レベルは、
(3)項で求めたギャップan の場合のサンプリング信
号レベルと少し異なるので、センサ実測波形の信号レベ
ルを該信号レベルと一致させるように実測波形を増幅又
は減衰して正規化する。 (5)上記の正規化した波形から各特徴量を抽出し、こ
の各特徴量と夫々の特徴量に対応する既知の種類の金属
片(例えば50円)についての、ギャップanの重み付
け関数を用いて実際に金属片がギャップan を取ったか
のように特徴量ごとの重み付けを行う(つまり重みを求
める)。
(4) The signal level of the actually measured sensor waveform is
Since it is slightly different from the sampling signal level in the case of the gap a n obtained in the item (3), the actually measured waveform is amplified or attenuated and normalized so that the signal level of the actually measured waveform of the sensor matches the signal level. (5) Each feature amount is extracted from the above-mentioned normalized waveform, and a weighting function of the gap a n is calculated for each feature amount and a known type of metal piece (for example, 50 yen) corresponding to each feature amount. The weighting is performed for each feature amount (that is, the weight is obtained) as if the metal piece actually took the gap a n .

【0009】(6)(5)項のように重み付けを行った
各特徴量ごとの重みの総和を既知の金属片の種類ごとに
求め、重みの総和がスレショルドレベルを越えた場合
に、識別対象の金属片はその重み付け関数に対応する種
類の金属片と同種類であると識別する。 (7)また、(6)項のように重みの総和があるスレシ
ョルドレベルを越えた金属片の種類が複数個あった場合
には、重みの総和が最大の場合の重み付けを行った金属
片の種類と同種類であるとする。
(6) The sum of the weights for each feature quantity weighted as in the items (5) is obtained for each type of known metal piece, and when the sum of the weights exceeds the threshold level, the identification target The metal piece of is identified as the same kind as the metal piece of the type corresponding to the weighting function. (7) Further, when there are a plurality of types of metal pieces whose total sum of weights exceeds a certain threshold level as in the item (6), the weighted metal piece of the case where the total sum of weights is maximum is It is assumed to be the same type as the type.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述のように先願の装
置では、金属片の推定ギャップに最も近い予め用意した
ギャップan の信号レベルに一致するように正規化した
センサ波形から各特徴量を抽出し、この各特徴量と夫々
の特徴量に対応する既知の種類の金属片(例えば50
円)についての、ギャップan の重み付け関数を用いて
実際に金属片がギャップan を取ったかのように特徴量
ごとの重み付けを行い、この重み付けを行った各特徴量
ごとの重みの総和を既知の金属片の種類ごとに求め、重
みの総和がスレショルドレベルを越えた場合に、識別対
象の金属片はその重み付け関数に対応する種類の金属片
と同種類であると識別している。
As described above, in the device of the prior application, each feature amount is obtained from the sensor waveform normalized so as to match the signal level of the gap a n prepared closest to the estimated gap of the metal piece. Is extracted, and metal pieces of a known type (for example, 50 pieces) corresponding to the respective characteristic quantities and the respective characteristic quantities are extracted.
Known for a circle), the weighting of each feature quantity as really or metal pieces took gap a n with a weighting function of the gap a n, the sum of the weights of each feature quantity making this weighting Each of the metal pieces is obtained, and when the sum of the weights exceeds the threshold level, the metal piece to be identified is identified as the same kind as the metal piece of the type corresponding to the weighting function.

【0011】しかしながらこのような識別処理は多量で
複雑であるため、高速なCPUあるいはDSP(デジタ
ルシグナルプロセッサ)等を用いて高速演算すれば可能
ではあるが、例えば自動販売機の硬貨識別装置などの量
産装置ではコストアップにつながるため実際の製品化に
は利用し難いという問題がある。そこで本発明は、表面
形状の特徴量を用いる金属片の識別を汎用の安価なCP
U等で実現できる金属片識別装置を提供することを課題
とする。
However, since such identification processing is large in quantity and complicated, it is possible to perform high-speed calculation using a high-speed CPU or DSP (digital signal processor). For example, a coin identification device of a vending machine, etc. There is a problem that mass production equipment is difficult to use for actual commercialization because it leads to cost increase. Therefore, the present invention is a general-purpose and inexpensive CP for identifying a metal piece using the surface shape feature amount.
An object is to provide a metal piece identifying device that can be realized by U or the like.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の金属片識別装置は、種類を識別すべき
平板状の金属片(1など)が通過する金属片通路(2な
ど)と、前記通路の壁面(2a,2bなど)にこの通路
を挟んで前記金属片の夫々表裏の面に対向するように配
置され、通過中の金属片の表面の凹凸までの距離に応じ
て出力が変化する2つのセンサ(4A,4Bなど)と、
金属片の前記の通過に基づいて前記の各センサから得ら
れる信号波形(40A,40Bなど)を夫々一定時間ご
とにサンプリングする回路(A/Dコンバータ6A,6
Bなど)と、前記信号波形のこのサンプリングに基づく
データ列、又はこのデータ列を所定間隔で間引いたデー
タ列の前記2つのセンサ分を合わせてなるデータ列(1
2Aなど)(以下第1のデータ列という)を入力層(1
21など)に入力し、所定の複数種類の金属片を夫々示
す信号(金属片種別信号12Bなど)を出力し得る出力
層(123など)から、識別対象の当該の金属片の種類
を示す信号を出力する学習済のニューラルネットワーク
(12など)とを備えたものとする。
In order to solve the above-mentioned problems, a metal piece identification device according to a first aspect of the present invention is a metal piece passage (2) through which a flat plate-like metal piece (1 or the like) whose type is to be identified passes. Etc.) and the wall surfaces (2a, 2b, etc.) of the passage so as to face the front and back surfaces of the metal piece with the passage interposed therebetween, depending on the distance to the unevenness of the surface of the passing metal piece. Two sensors (4A, 4B, etc.) whose output changes by
Circuits (A / D converters 6A, 6) for sampling the signal waveforms (40A, 40B, etc.) obtained from the above-mentioned sensors based on the passage of the metal piece at fixed time intervals, respectively.
B)) and a data sequence based on this sampling of the signal waveform, or a data sequence obtained by thinning out the data sequence at a predetermined interval for the two sensors (1)
2A, etc.) (hereinafter referred to as the first data string) in the input layer (1
21) to output signals (metal piece type signals 12B, etc.) indicating respective predetermined types of metal pieces, from an output layer (123, etc.), which indicates the type of the relevant metal piece to be identified. And a learned neural network (12, etc.) for outputting

【0013】また、請求項2の金属片識別装置は、請求
項1に記載の金属片識別装置において、前記ニューラル
ネットワークの入力層に入力する第1のデータ列に関わ
るセンサの信号波形領域を、前記金属片通路の通過の際
の当該金属片の前端から後端までの特徴を表す微小な凹
凸を含む平板面に対応する領域(〜間など)に限定
し、且つこの領域の信号波形の最大値と最小値が前記第
1のデータ列の夫々正規化された最大値(1.0)と最
小値(0.0)となるように、前記サンプリング回路の
出力データに加工を行う手段(データ加工部11など)
を備えたものとする。
A metal piece identifying device according to a second aspect is the metal piece identifying device according to the first aspect, wherein the signal waveform region of the sensor relating to the first data string input to the input layer of the neural network is: It is limited to a region (between, etc.) corresponding to a flat plate surface including minute irregularities representing the characteristics from the front end to the rear end of the metal piece when passing through the metal piece passage, and the maximum of the signal waveform of this area. Means for processing the output data of the sampling circuit such that the value and the minimum value become the normalized maximum value (1.0) and minimum value (0.0) of the first data string, respectively (data Processing part 11 etc.)
Shall be provided.

【0014】また、請求項3の金属片識別装置は、請求
項1又は2に記載の金属片識別装置において、前記サン
プリング回路の出力データから前記2つのセンサの信号
波形の差に相当する第2のデータ列を求め、前記第1の
データ列と第2のデータ列とを合わせ、前記ニューラル
ネットワークの入力層への入力とするようにする。
Further, a metal piece identifying device according to a third aspect is the metal piece identifying device according to the first or second aspect, which corresponds to a difference between signal waveforms of the two sensors from output data of the sampling circuit. Is obtained, and the first data sequence and the second data sequence are combined and used as an input to the input layer of the neural network.

【0015】また、請求項4の金属片識別装置は、請求
項1又は2に記載の金属片識別装置において、前記サン
プリング回路の出力データから前記2つのセンサの信号
波形の和に相当する第3のデータ列を求め、前記第1の
データ列と第3のデータ列とを合わせ、前記ニューラル
ネットワークの入力層への入力とするようにする。
Further, a metal piece identifying device according to a fourth aspect is the metal piece identifying device according to the first or second aspect, which corresponds to a sum of signal waveforms of the two sensors from output data of the sampling circuit. Is obtained, and the first data sequence and the third data sequence are combined and used as the input to the input layer of the neural network.

【0016】また、請求項5の金属片識別装置は、請求
項3に記載の金属片識別装置において、さらに前記サン
プリング回路の出力データから前記2つのセンサの信号
波形の和に相当する第3のデータ列を求め、前記第1の
データ列と第2のデータ列と第3のデータ列とを合わ
せ、前記ニューラルネットワークの入力層への入力とす
るようにする。
Further, a metal piece identifying device according to a fifth aspect is the metal piece identifying device according to the third aspect, further comprising the third data corresponding to the sum of the signal waveforms of the two sensors from the output data of the sampling circuit. A data string is obtained, and the first data string, the second data string, and the third data string are combined and used as an input to the input layer of the neural network.

【0017】[0017]

【作用】金属片までの距離と金属片の凹凸を検出できる
センサを用い、センサ波形から金属片を識別する計算は
ニューラルネットワークを用いて行う。このニューラル
ネットワークの構造は、サンプリングされたセンサ波形
データの内、識別に用いる範囲を決め、その範囲をN分
割して入力層に与える。出力層の数は、識別する金属片
の種類の数(表裏を含めて識別する場合にはその倍)と
する。中間層は試行錯誤で最適値を求める。そしてニュ
ーラルネットワークに学習を行わせるには、識別する目
標となる既知の金属片の複数枚、また摩耗状況の違うも
の、キズの有るものと無いものを用意し、実際に通路を
数多く通過させ、その波形信号をデータとして蓄え、こ
の波形信号データをニューラルネットワークに学習させ
る。
Operation: A sensor capable of detecting the distance to the metal piece and the unevenness of the metal piece is used, and the calculation for identifying the metal piece from the sensor waveform is performed using the neural network. The structure of this neural network determines a range to be used for identification among the sampled sensor waveform data, divides the range into N, and gives the divided range to the input layer. The number of output layers is the number of types of metal pieces to be identified (double the number when identifying the front and back sides). The optimum value for the middle layer is obtained by trial and error. And in order to let the neural network learn, prepare multiple pieces of known metal pieces to be identified, those with different wear conditions, those with scratches and those with no scratches, and actually pass many passages, The waveform signal is stored as data and the neural network is made to learn this waveform signal data.

【0018】学習の完了したニーラルネットワークに対
し、識別すべき未知の金属片について得られたセンサ信
号波形のデータ又はこのデータを加工したデータを入力
すると、ニューラルネットワークの出力のうち、その金
属片の種類を表す出力のみが大きな値を示すことにより
識別を行う。
When the data of the sensor signal waveform obtained for the unknown metal piece to be identified or the data obtained by processing this data is input to the learned neural network, the metal piece in the output of the neural network is input. The identification is performed by showing a large value only in the output indicating the type.

【0019】[0019]

【実施例】図1は本発明の一実施例としての硬貨選別装
置の要部の構成図で、この図は図6に対応している。図
1の上部は金属片(硬貨)通路2を上から見た断面図で
あり、図1の下部は金属片識別装置の機能ブロック図で
ある。本発明に関わるセンサは硬貨通路2を挟んで対向
する4A,4Bの2つのセンサである。なお、センサ4
Aをセンサ#1、センサ4Bをセンサ#2とも夫々呼
ぶ。このセンサは前述のように金属片の径より小さい壺
形コアを用い、金属片の表面の凹凸によって出力が変化
するような磁気コイルセンサである。センサ4A,4B
は夫々検出回路5A,5Bに接続され、検出された波形
は夫々A/Dコンバータ6A,6Bでサンプリングさ
れ、データ加工部11を経由し、又は直接CPU7に取
り込まれる。CPU7には予め学習を完了したニューラ
ルネットワーク12が組み込まれており、加工された、
又は直接の入力データはニューラルネットワーク12へ
入力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of the essential parts of a coin sorting apparatus as an embodiment of the present invention, and this figure corresponds to FIG. The upper part of FIG. 1 is a cross-sectional view of the metal piece (coin) passage 2 as viewed from above, and the lower part of FIG. 1 is a functional block diagram of the metal piece identifying device. The sensors according to the present invention are two sensors 4A and 4B that face each other with the coin passage 2 in between. Note that the sensor 4
A is also referred to as sensor # 1 and sensor 4B is also referred to as sensor # 2. As described above, this sensor is a magnetic coil sensor which uses a pot-shaped core smaller than the diameter of the metal piece and whose output changes depending on the unevenness of the surface of the metal piece. Sensor 4A, 4B
Are respectively connected to the detection circuits 5A and 5B, and the detected waveforms are sampled by the A / D converters 6A and 6B, respectively, and are taken into the CPU 7 via the data processing unit 11 or directly. The CPU 7 incorporates the neural network 12 which has been learned in advance and is processed.
Alternatively, direct input data is input to the neural network 12.

【0020】図2はニューラルネットワーク12の入,
出力信号の説明図である。同図において、制御回路10
は図1のA/Dコンバータ6,データ加工部11,CP
U7を含み、またCPU7はメモリを含んでいる。ニュ
ーラルネットワーク12への入力信号12Aは、A/D
コンバータ6Aのサンプリングデータ又はこのデータを
所定間隔で間引いたデータからなる、センサ(#1)4
Aの出力波形40Aを時系列的にN分割したデータ列
と、A/Dコンバータ6Bのサンプリングデータ又はこ
のデータを所定間隔で間引いたデータからなる、センサ
(#2)4Bの出力波形40Bを時系列的にN分割した
データ列とを合わせたものである。つまり入力点数は2
Nである。
FIG. 2 shows the input of the neural network 12.
It is explanatory drawing of an output signal. In the figure, the control circuit 10
Is the A / D converter 6, data processing unit 11, CP of FIG.
U7, and CPU7 includes memory. The input signal 12A to the neural network 12 is A / D
Sensor (# 1) 4 consisting of sampling data of converter 6A or data obtained by thinning this data at predetermined intervals
The output waveform 40B of the sensor (# 2) 4B is composed of a data string obtained by time-sequentially dividing the output waveform 40A of A into N and sampling data of the A / D converter 6B or data obtained by thinning this data at predetermined intervals. This is a combination of a data string that is serially divided into N. In other words, the number of input points is 2
N.

【0021】また、ニューラルネットワーク12からの
出力信号としての金属片種別信号12Bは、所定の複数
の金属片の種類(さらに必要に応じてその表裏がどちら
側の壁面に対向するか)を夫々特定する信号からなる。
この例では図4で述べる入力層,中間層,出力層の各ニ
ューロン数が夫々22,22,11であるような構造の
ニューラルネットワークが示されている。この入力層の
ニューロン数が入力信号12Aの前記入力点数に対応
し、出力層のニューロン数が前記金属片種別信号12B
の種別数に対応する。
Further, the metal piece type signal 12B as an output signal from the neural network 12 respectively identifies a predetermined plurality of kinds of metal pieces (further, if necessary, which side of the wall faces the front and back sides). It consists of a signal.
In this example, a neural network having a structure in which the numbers of neurons in the input layer, the intermediate layer, and the output layer described in FIG. 4 are 22, 22 and 11, respectively is shown. The number of neurons in the input layer corresponds to the number of input points of the input signal 12A, and the number of neurons in the output layer corresponds to the metal piece type signal 12B.
Corresponding to the number of types.

【0022】なお、図2ではデータ加工部11により、
センサ出力波形40A,40Bの頂上部分の山と谷の間
の波形のみを取出して正規化した波形のデータをニュー
ラルネットワーク12に入力する場合を示している。学
習が完了しているニューラルネットワーク12は、入力
された上述の波形データ列を使って出力を計算する。出
力信号12Bは金属片の種類を示すものであり、ある特
定の出力だけが1となり、他の出力が0となる。(実際
には1,0にはならず、1に近い値,0に近い値とな
る。) 以下にこのニューラルネットワーク12の構成とその特
徴について発明の順に説明する。
In FIG. 2, the data processing unit 11 causes
The case where only the waveforms between the peaks and valleys of the peak portions of the sensor output waveforms 40A and 40B are extracted and normalized waveform data is input to the neural network 12. The neural network 12 that has completed learning calculates the output using the above-mentioned waveform data string that has been input. The output signal 12B indicates the type of metal piece, and only one specific output becomes 1 and other outputs become 0. (Actually, it does not become 1,0 but a value close to 1 and a value close to 0.) The structure and features of the neural network 12 will be described below in the order of the invention.

【0023】1)請求項1に関わる発明(第1発明とい
う)について:図3は金属片1の通過時のセンサ検出波
形の説明図である。この例では便宜上センサ4Bが示さ
れており、同図(B)は金属片1が金属片通路2上を矢
印3の方向に、センサ4Bの前を通過して行く際の前後
方向の位置を示し、同図(A)はこのときセンサ4Bが
出力する検出波形を示す。そして、同図(B)の〜
の位置と同図(A)の波形上の位置〜は夫々対応し
ている。
1) Regarding the invention relating to claim 1 (referred to as the first invention): FIG. 3 is an explanatory diagram of a sensor detection waveform when the metal piece 1 passes. In this example, the sensor 4B is shown for the sake of convenience. In FIG. 1B, the position in the front-rear direction when the metal piece 1 passes over the metal piece passage 2 in the direction of arrow 3 and in front of the sensor 4B is shown. The same figure (A) shows the detected waveform output by the sensor 4B at this time. Then, in FIG.
The positions (1) to (4) on the waveform in FIG.

【0024】なお、この図3(B)では金属片1とセン
サ4Bとの図の上下方向の距離が変って行くように見え
るが、これは金属片1の重なりで位置の変化が判り難く
なることを防ぐ為にわざと上下方向の位置をずらして画
いたもので、実際の上下方向の距離はほぼ一定である。
この図3に示すように金属片1がセンサ4Bの前を通過
すると、金属片1の表面の凹凸により検出波形40Bは
その凹凸に近い波形となる。この波形40BはA/Dコ
ンバータ6Bにより周期tでサンプリングされ、サンプ
リング時刻ごとのデジタル値としてメモリ上に記憶され
る。
In FIG. 3 (B), the vertical distance between the metal piece 1 and the sensor 4B seems to change, but it is difficult to see the change in position due to the overlapping of the metal pieces 1. To prevent this, the vertical position is intentionally shifted, and the actual vertical distance is almost constant.
As shown in FIG. 3, when the metal piece 1 passes in front of the sensor 4B, the detection waveform 40B becomes a waveform close to the unevenness due to the unevenness of the surface of the metal piece 1. The waveform 40B is sampled by the A / D converter 6B at a cycle t and stored in the memory as a digital value at each sampling time.

【0025】この検出波形40Bは金属片1とセンサ4
Bとの位置関係によって変化する。位置から増加を始
め、位置で最大となり、〜までは金属表面の距離
の変化により凹凸波形を検出する。位置〜はと
の逆となる。第1発明ではニューラルネットワーク12
へ入力する波形のサンプリングデータとしては図3
(A)に示すように、この波形の増加を開始する位置
から波形の減少を終了する位置までの値とする。
This detection waveform 40B is obtained by the metal piece 1 and the sensor 4.
It changes depending on the positional relationship with B. The uneven waveform is detected by starting to increase from the position, reaching the maximum at the position, and changing to the distance of the metal surface up to. Position ~ is the opposite of. In the first invention, the neural network 12
Waveform sampling data to be input to
As shown in (A), the value is from the position where the increase of the waveform starts to the position where the decrease of the waveform ends.

【0026】なお必要に応じて、入力点数を減らす場合
にはサンプリング時刻を間引いて(例えば2つおきに取
り出す)入力とする。そして金属片1のセンサ通過速度
がばらつく場合を考慮して位置〜位置の間をN個に
均等分割し、この波形データ列をさらにセンサ4A,4
Bについて合わせたものをニューラルネットワーク12
への入力12Aとする。
When the number of input points is to be reduced, the sampling time is thinned out (for example, every two bits are input) as necessary. Then, considering the case where the sensor passing speed of the metal piece 1 varies, the position-to-position is equally divided into N pieces, and this waveform data string is further divided into the sensors 4A, 4
Neural network 12 is the combination of B
The input is 12A.

【0027】次にニューラルネットワーク12について
説明する。ニューラルネットワーク12は図4(A)に
示すように一般に、入力層121,中間層122,出力
層123の多段に構成されている。夫々の層121〜1
23はニューロン124と呼ばれる人間の脳細胞を模し
た素子で構成され、各層間のニューロン124は全て結
合されている。そのニューロン間の結合度は同図(B)
に示すように、重みW i (i=1,2,3,・・・)と
呼ばれる結合の強さを表すパラメータ(電気回路での抵
抗に相当する)を持つ。
Next, regarding the neural network 12
explain. The neural network 12 is shown in FIG.
Generally, as shown, the input layer 121, the middle layer 122, the output
The layers 123 are configured in multiple stages. Each layer 121-1
23 represents a human brain cell called a neuron 124
All the neurons 124 between each layer are connected.
Have been combined. The degree of connection between the neurons is shown in FIG.
As shown in i(I = 1, 2, 3, ...)
A parameter that represents the strength of the coupling called (the resistance in an electrical circuit).
Equivalent to).

【0028】また、ニューロン124自身は出力を出す
ためのしきい値を持つ、例えば中間層122のニューロ
ン124に着目した場合、前層(この場合入力層12
1)の各ニューロンの出力をX1 ,X2 ,・・・また、
前層の各ニューロンと着目ニューロン間の結合度として
の重みを前記出力X1 ,X2 ,・・・に夫々対応してW
1 ,W2 ,・・・とすると、着目ニューロンに対する入
力の総和(積和演算)Yは下記(1)式で表され、着目
ニューロンのしきい値をθとすると、着目ニューロンの
出力Zは、例えば下記(2)式のようなシグモイド関数
を用いて表される。
The neuron 124 itself produces an output.
With a threshold for
When focusing on the input layer 124, the front layer (in this case, the input layer 12
The output of each neuron in 1) is X1, X2,···Also,
As the degree of connection between each neuron in the previous layer and the neuron of interest
The weight of the output X1, X2,, W respectively corresponding to
1, W2, ..., input to the target neuron
The total sum of forces (sum of products operation) Y is expressed by the following equation (1).
If the threshold value of the neuron is θ,
The output Z is, for example, a sigmoid function like the following equation (2).
Is represented by.

【0029】[0029]

【数1】 Y=Σ(Wi ・Xi ) ・・・(1) Z=1/(1+EXP(−Y+θ)) ・・・(2) シグモイド関数(2)式の出力Zは、入力の総和Yがし
きい値θより充分大きいと1.0、充分小さいと0.
0、Yとθの両者が等しいときには0.5となる。従っ
て、入力の総和Yがしきい値θを越えると出力Zが有意
な値を持つ。
[Number 1] Y = Σ (W i · X i) ··· (1) Z = 1 / (1 + EXP (-Y + θ)) ··· (2) output Z of the sigmoid function (2) is, of input If the sum Y is sufficiently larger than the threshold value θ, it is 1.0, and if it is sufficiently small, it is 0.
When both 0, Y and θ are equal, it becomes 0.5. Therefore, when the total sum Y of the inputs exceeds the threshold value θ, the output Z has a significant value.

【0030】従って、入力層121にある入力12Aを
入れると、ニューラルネットワーク12はその重みとし
きい値に基づいた計算を行い、最終的には出力層123
からある値12Bが出力される。ニューラルネットワー
ク12の学習とは、入力層121に学習させたいデータ
(以下学習データという、本実施例の場合には既知の金
属片についての前記A/Dデータ変換されたN個の波形
データ列12A)を入力し、その時の出力層123の出
力12Bが希望する値(以下教師データという、本実施
例の場合には出力層123の夫々の出力12Bは、その
金属片の種類を示しているため希望する種類の出力のみ
が1で他は0)12Cになるように各ニューロン間の重
み及び各ニューロンのしきい値を調整することである。
この学習のため学習データ12Aと教師データ12Cの
組を数多く用意し、すべてのデータの組でニューラルネ
ットワーク12の出力12Bと教師データ12Cの差1
2Dが或る一定値以下になることを学習が完了したとし
ている。
Therefore, when the input 12A in the input layer 121 is input, the neural network 12 performs the calculation based on the weight and the threshold value, and finally the output layer 123.
To output a certain value 12B. The learning of the neural network 12 means the data to be learned by the input layer 121 (hereinafter referred to as learning data, in the case of the present embodiment, N waveform data strings 12A converted from the A / D data of a known metal piece). ) Is input, and the output 12B of the output layer 123 at that time has a desired value (hereinafter, referred to as teacher data, each output 12B of the output layer 123 in the present embodiment indicates the type of the metal piece. The weight of each neuron and the threshold value of each neuron are adjusted so that only the desired type of output is 1 and the others are 0) 12C.
For this learning, a large number of sets of learning data 12A and teacher data 12C are prepared, and the difference 1 between the output 12B of the neural network 12 and the teacher data 12C is 1 for all data sets.
Learning is completed when 2D becomes a certain value or less.

【0031】ここで、学習データ12Aと教師データ1
2Cは識別する既知の種類の金属片1を実際に金属片通
路2のセンサ4A,4Bの部分に通過させて得る。セン
サ部を通過する時には金属片1は回転するため、ランダ
ムに数多くのデータを学習に用いる。また、金属片の摩
耗状況の違いやキズの有無などの影響を取り除くため
に、様々な摩耗やキズの状態の現実に使用され得る同一
種類の金属片を数多く用意してデータを得る。
Here, the learning data 12A and the teacher data 1
2C is obtained by actually passing a piece of metal 1 of a known type to be identified through the portion of the sensor 4A, 4B of the metal piece passage 2. Since the metal piece 1 rotates when passing through the sensor unit, a large amount of data is randomly used for learning. Further, in order to remove the influence of the difference in the wear state of the metal pieces and the presence or absence of scratches, many pieces of the same type of metal that can be actually used in various wear and scratch states are prepared and data is obtained.

【0032】以上のように学習を行ったニューラルネッ
トワークを使うことにより、センサ波形から金属片を識
別する。 2)請求項2に関わる発明(第2発明という)につい
て:この第2発明では図3のセンサ波形40Bにおいて
位置〜まで、及び〜までの波形データは使わ
ず、位置〜までの波形データを使用する。そして図
1のデータ加工部11により、図5に示すように位置
〜の波形データの中で最小値と最大値を求め、それが
ニューラルネットワーク12の入力12Aの最大値
(1.0)と最小値(0.0)になるように正規化して
ニューラルネットワーク12へ入力する。
By using the neural network learned as described above, the metal piece is identified from the sensor waveform. 2) Regarding the invention related to claim 2 (referred to as a second invention): In the second invention, the waveform data of the positions up to and are not used in the sensor waveform 40B of FIG. To do. Then, as shown in FIG. 5, the data processing unit 11 of FIG. 1 finds the minimum value and the maximum value in the waveform data of the position to, which is the maximum value (1.0) and the minimum value of the input 12A of the neural network 12. The value is normalized so as to be a value (0.0) and input to the neural network 12.

【0033】このように、金属片表面の凹凸部分のセン
サ波形を拡大することにより、その凹凸の特徴を強調し
て識別することが可能になる。 3)請求項3,4,5に関わる発明について:図6は金
属片通路2上を通過する金属片1の位置関係を示す。こ
こで、金属片通路2の幅をD,金属片1の表面を平均し
た厚さをdとする。また、センサ4の検出する信号はセ
ンサ4と金属片1との距離に対してリニアに変化する範
囲で使用するものとする。
In this way, by enlarging the sensor waveform of the uneven portion on the surface of the metal piece, it becomes possible to emphasize and identify the features of the unevenness. 3) Regarding the invention relating to claims 3, 4 and 5, FIG. 6 shows the positional relationship of the metal piece 1 passing on the metal piece passage 2. Here, the width of the metal piece passage 2 is D, and the average thickness of the surface of the metal piece 1 is d. The signal detected by the sensor 4 is used within a range in which it linearly changes with respect to the distance between the sensor 4 and the metal piece 1.

【0034】また、金属片通路2の両側に配置されたセ
ンサ4A,4Bに対する金属片の通過方向(図の左右方
向)の位置がxで、金属片通路壁面2a,2bから金属
片1までの金属片の厚み方向(図の上下方向)の距離が
yのときの検出信号波形40A,40Bの値を夫々Va
(x,y),Vb(x,y)とし、また金属表面はx方
向に対して表面の凹凸の形状により変化するが、金属片
1の厚さをxの関数d(x)とする。
Further, the position in the passage direction of the metal piece (left-right direction in the figure) with respect to the sensors 4A, 4B arranged on both sides of the metal piece passage 2 is x, and the metal piece passage wall surfaces 2a, 2b to the metal piece 1 are located. The values of the detection signal waveforms 40A and 40B when the distance in the thickness direction of the metal piece (vertical direction in the figure) is y are respectively Va.
(X, y), Vb (x, y), and the thickness of the metal piece 1 is a function d (x) of x, although the metal surface changes depending on the shape of the surface unevenness in the x direction.

【0035】いま仮に、金属片1が通路2の中心を通過
したとすると、位置xにおける各センサ4A,4Bの検
出信号波形の値Va,Vbは次式(3)で表される。
Assuming now that the metal piece 1 passes through the center of the passage 2, the values Va and Vb of the detection signal waveforms of the sensors 4A and 4B at the position x are expressed by the following equation (3).

【0036】[0036]

【数2】 Va(x,y)=Vb(x,y) =Va((D−d(x))/2) ・・・(3) また、金属片1の中心が通路2の中心からLcだけずれ
て通過したとすると、各センサ4A,4B夫々の検出信
号波形の値Va,Vbは次式(4),(5)で表され
る。
## EQU00002 ## Va (x, y) = Vb (x, y) = Va ((D-d (x)) / 2) (3) Further, the center of the metal piece 1 is from the center of the passage 2. Assuming that the signals have passed by Lc, the values Va and Vb of the detection signal waveforms of the respective sensors 4A and 4B are expressed by the following equations (4) and (5).

【0037】[0037]

【数3】 Va(x,y)=Va((D−d(x))/2−Lc)・・・(4) Vb(x,y)=Va((D−d(x))/2+Lc)・・・(5) ここで、センサ4A,4Bは距離yに対してリニアな範
囲で利用することから、式(4),(5)は夫々次式
(6),(7)のように書換えることができる。
## EQU3 ## Va (x, y) = Va ((D-d (x)) / 2-Lc) (4) Vb (x, y) = Va ((D-d (x)) / 2 + Lc) (5) Since the sensors 4A and 4B are used in a linear range with respect to the distance y, equations (4) and (5) are expressed by the following equations (6) and (7), respectively. Can be rewritten as

【0038】[0038]

【数4】 Va(x,y)=Va((D−d(x))/2)−Va(Lc)・・・(6) Vb(x,y)=Va((D−d(x))/2)+Va(Lc)・・・(7) 従って、式(6)と式(7)の和及び差をとると、次式
(8),(9)が得られる。
## EQU00004 ## Va (x, y) = Va ((D-d (x)) / 2) -Va (Lc) (6) Vb (x, y) = Va ((D-d (x )) / 2) + Va (Lc) (7) Therefore, the following equations (8) and (9) are obtained by taking the sum and difference of equation (6) and equation (7).

【0039】[0039]

【数5】 |Va+Vb|=2Va((D−d(x))/2) ・・・(8) |Va−Vb|=2Va(Lc) ・・・(9) ここで、差の(9)式は金属片の厚み方向の通路中心か
らの位置ずれLcのみ関数であり、和の(8)式はDが
既知であるから厚さdのみの関数となる。
## EQU5 ## | Va + Vb | = 2Va ((D-d (x)) / 2) ... (8) | Va-Vb | = 2Va (Lc) ... (9) Here, the difference (9 ) Is a function only for the positional deviation Lc of the metal piece from the center of the passage in the thickness direction, and the equation (8) of the sum is a function only for the thickness d because D is known.

【0040】従って、第1発明又は第2発明でニューラ
ルネットワーク12に入力した信号波形にさらにセンサ
4A,4Bの波形信号の差を追加して学習させることに
より、金属片が通過する位置がその厚み方向にばらつい
てもニューラルネットワークがその位置ずれLcを判別
して補正することが可能となる。この学習を行わせるに
は、前記の学習に加え識別対象の金属片の通路中心から
の位置ずれLcを様々に変化させて行う。
Therefore, by adding the difference between the waveform signals of the sensors 4A and 4B to the signal waveform input to the neural network 12 in the first invention or the second invention to learn, the position where the metal piece passes is the thickness. Even if there is a variation in the direction, the neural network can determine and correct the positional deviation Lc. In order to perform this learning, in addition to the above learning, the positional deviation Lc of the metal piece to be identified from the center of the passage is variously changed.

【0041】また、第1発明又は第2発明でニューラル
ネットワーク12に入力した信号波形にさらにセンサ4
A,4Bの波形信号の和を追加して学習させることによ
り、ニューラルネットワークによる金属片の厚みの判別
が容易又は可能となり、特に第2発明の場合、センサ波
形を正規化したことによる厚さの識別ができなくなる問
題点を解決することができる。この学習を行わせるに
は、前記の学習に加え特に識別対象の金属片の厚みのば
らつきの様々なものを選んで行う。
The signal waveform input to the neural network 12 in the first invention or the second invention is further added to the sensor 4.
By adding and learning the sum of the waveform signals of A and 4B, it becomes easy or possible to determine the thickness of the metal piece by the neural network. Particularly, in the case of the second invention, the thickness obtained by normalizing the sensor waveform The problem that cannot be identified can be solved. In order to perform this learning, in addition to the above-described learning, particularly various variations in the thickness of the metal piece to be identified are selected.

【0042】また、さらに第1発明又は第2発明でニュ
ーラルネットワークに入力した信号波形にセンサ4A,
4Bの波形信号の差及び和を追加して学習させることに
より、ニューラルネットワークの金属片に対する識別能
力をより高めることができる。
In addition, the signal waveform input to the neural network according to the first or second invention is added to the sensor 4A,
By additionally learning the difference and the sum of the waveform signals of 4B, it is possible to further enhance the discrimination ability of the neural network with respect to the metal piece.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば金属片の表面の凹凸を検
出できるセンサを金属片通路を挟んで対向させ、この通
路に金属片を通過させたときの波形データと金属片の種
別との関係を予め既知種別の金属片を用いてニューラル
ネットワークに学習させ、この学習済のニューラルネッ
トワークを用いて未知の種別の金属片の波形データから
その金属片の種別を識別させるようにしたので、センサ
波形データから特徴量を計算するに要する膨大な時間を
大幅に短縮できる。また、対向するセンサ出力の差や和
もニューラルネットワークに学習させるようにしたの
で、金属片の通過位置のばらつきや厚さの違いも識別で
きる。
According to the present invention, the sensors capable of detecting the unevenness of the surface of the metal piece are opposed to each other across the metal piece passage, and the waveform data and the type of the metal piece when the metal piece is passed through the passage are classified. Since the neural network is made to learn the relationship in advance using a known type of metal piece, and the learned neural network is used to identify the type of the metal piece from the waveform data of the unknown type of metal piece, the sensor The enormous amount of time required to calculate the feature amount from the waveform data can be significantly reduced. Further, since the neural network is made to learn the difference and the sum of the sensor outputs facing each other, it is possible to identify the variation in the passing position of the metal piece and the difference in the thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例としての金属片識別装置の要
部構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a metal piece identifying device as an embodiment of the present invention.

【図2】同じくニューラルネットワークの入出力信号の
説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram of input / output signals of the neural network.

【図3】同じく金属片の位置とセンサ検出波形との関係
の説明図
FIG. 3 is an explanatory view of the relationship between the position of the metal piece and the sensor detection waveform.

【図4】同じくニューラルネットワークの構造の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of the neural network.

【図5】同じくセンサ検出波形の加工の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of processing of a sensor detection waveform similarly.

【図6】同じくセンサ出力の解析表現の為の変数の説明
FIG. 6 is an explanatory diagram of variables for analytical expression of sensor output.

【図7】従来の金属片識別装置の要部構成例を示す図FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a main part of a conventional metal piece identifying device.

【図8】図7の重み付け関数の一例を示す図8 is a diagram showing an example of the weighting function of FIG.

【図9】同じく重み付け関数の他の例を示す図FIG. 9 is a diagram showing another example of the weighting function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金属片(硬貨) 2 金属片通路(硬貨通路) 2a,2b 壁面 3 通過方向 4(4A,4B) センサ 4A センサ#1 4B センサ#2 5(5A,5B) 検出回路 6(6A,6B) A/Dコンバータ 7 CPU 10 制御回路 11 データ加工部 12 ニューラルネットワーク 12A ニューラルネットワークの入力信号 12B ニューラルネットワークの出力信号(金属片種
別信号) 40(40A,40B) センサ出力波形 121 入力層 122 中間層 123 出力層 124 ニューロン
1 metal piece (coin) 2 metal piece passage (coin passage) 2a, 2b wall surface 3 passing direction 4 (4A, 4B) sensor 4A sensor # 1 4B sensor # 2 5 (5A, 5B) detection circuit 6 (6A, 6B) A / D converter 7 CPU 10 Control circuit 11 Data processing unit 12 Neural network 12A Neural network input signal 12B Neural network output signal (metal piece type signal) 40 (40A, 40B) Sensor output waveform 121 Input layer 122 Intermediate layer 123 Output layer 124 neuron

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】種類を識別すべき平板状の金属片が通過す
る金属片通路と、 前記通路の壁面にこの通路を挟んで前記金属片の夫々表
裏の面に対向するように配置され、通過中の金属片の表
面の凹凸までの距離に応じて出力が変化する2つのセン
サと、 金属片の前記の通過に基づいて前記の各センサから得ら
れる信号波形を夫々一定時間ごとにサンプリングする回
路と、 前記信号波形のこのサンプリングに基づくデータ列、又
はこのデータ列を所定間隔で間引いたデータ列の前記2
つのセンサ分を合わせてなるデータ列(以下第1のデー
タ列という)を入力層に入力し、所定の複数種類の金属
片を夫々示す信号を出力し得る出力層から、識別対象の
当該の金属片の種類を示す信号を出力する学習済のニュ
ーラルネットワークとを備えたことを特徴とする金属片
識別装置。
1. A metal piece passage through which a flat plate-like metal piece whose type should be identified passes, and a metal piece passage disposed on the wall surface of the passage so as to face the front and back surfaces of the metal piece with the passage interposed therebetween. Two sensors whose output changes according to the distance to the unevenness of the surface of the metal piece inside, and a circuit for sampling the signal waveforms obtained from the respective sensors based on the passage of the metal piece at fixed intervals. And a data string based on this sampling of the signal waveform, or the data string thinned out at a predetermined interval.
A data string (hereinafter, referred to as a first data string) formed by combining two sensors is input to the input layer, and the output layer capable of outputting a signal indicating each of a plurality of predetermined types of metal pieces is used to identify the metal to be identified. A learned piece of neural network that outputs a signal indicating the type of piece, the piece identification device.
【請求項2】請求項1に記載の金属片識別装置におい
て、 前記ニューラルネットワークの入力層に入力する第1の
データ列に関わるセンサの信号波形領域を、前記金属片
通路の通過の際の当該金属片の前端から後端までの特徴
を表す微小な凹凸を含む平板面に対応する領域に限定
し、且つこの領域の信号波形の最大値と最小値が前記第
1のデータ列の夫々正規化された最大値と最小値となる
ように、前記サンプリング回路の出力データに加工を行
う手段を備えたことを特徴とする金属片識別装置。
2. The metal piece identifying device according to claim 1, wherein the signal waveform area of the sensor relating to the first data string input to the input layer of the neural network is passed through the metal piece passage. The area of the metal piece is limited to the area corresponding to the flat plate surface including minute irregularities representing the characteristics from the front edge to the rear edge, and the maximum and minimum values of the signal waveform in this area are normalized respectively in the first data string. A metal piece identifying device comprising means for processing the output data of the sampling circuit so as to obtain the maximum value and the minimum value.
【請求項3】請求項1又は2に記載の金属片識別装置に
おいて、 前記サンプリング回路の出力データから前記2つのセン
サの信号波形の差に相当する第2のデータ列を求め、前
記第1のデータ列と第2のデータ列とを合わせ、前記ニ
ューラルネットワークの入力層への入力とするようにし
たことを特徴とする金属片識別装置。
3. The metal piece identifying device according to claim 1, wherein a second data string corresponding to a difference between signal waveforms of the two sensors is obtained from the output data of the sampling circuit, and the first data string is obtained. A piece of metal identifying device characterized in that a data string and a second data string are combined and used as an input to an input layer of the neural network.
【請求項4】請求項1又は2に記載の金属片識別装置に
おいて、 前記サンプリング回路の出力データから前記2つのセン
サの信号波形の和に相当する第3のデータ列を求め、前
記第1のデータ列と第3のデータ列とを合わせ、前記ニ
ューラルネットワークの入力層への入力とするようにし
たことを特徴とする金属片識別装置。
4. The metal piece identifying device according to claim 1, wherein a third data string corresponding to a sum of signal waveforms of the two sensors is obtained from output data of the sampling circuit, and the first data string is obtained. A metal piece identifying device characterized in that a data string and a third data string are combined and used as an input to an input layer of the neural network.
【請求項5】請求項3に記載の金属片識別装置におい
て、 さらに前記サンプリング回路の出力データから前記2つ
のセンサの信号波形の和に相当する第3のデータ列を求
め、前記第1のデータ列と第2のデータ列と第3のデー
タ列とを合わせ、前記ニューラルネットワークの入力層
への入力とするようにしたことを特徴とする金属片識別
装置。
5. The metal piece identifying device according to claim 3, wherein a third data string corresponding to a sum of signal waveforms of the two sensors is obtained from output data of the sampling circuit, and the first data is obtained. A metal piece identifying device, characterized in that a row, a second data row and a third data row are combined and used as an input to an input layer of the neural network.
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