KR101466819B1 - Apparatus for detecting electronic device and method thereof - Google Patents

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KR101466819B1
KR101466819B1 KR1020130074181A KR20130074181A KR101466819B1 KR 101466819 B1 KR101466819 B1 KR 101466819B1 KR 1020130074181 A KR1020130074181 A KR 1020130074181A KR 20130074181 A KR20130074181 A KR 20130074181A KR 101466819 B1 KR101466819 B1 KR 101466819B1
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KR
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harmonic
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electronic device
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신요안
김광열
김송강
임정환
조준경
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숭실대학교산학협력단
주식회사 엘트로닉스
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for detecting an electronic device. The apparatus for detecting the electronic device according to the present invention includes: a harmonic measuring unit to measure a harmonic component from reflected signals corresponding to a plurality of signals transmitted to a target object; a position selecting unit to select positions corresponding to a secondary harmonic component and a tertiary harmonic component on coordinates employing the secondary and tertiary harmonic components as axes; a grouping unit to classify the reflective signals having the selected position coordinates based on a fuzzy C-means (FCM) clustering algorithm; and a determining unit to select a group including the largest number of most reflective signals and to determine the inclusion of metal or the electronic device based on the harmonic components of the reflective signals included in the selected group. According to the present invention, noise and other surrounding interference signals can be efficiently removed from the reflective signals received from the target object through the optimal group obtained through the repeated grouping work, so that the metal and the electronic device can be selected with higher accuracy.

Description

전자 소자 탐지 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING ELECTRONIC DEVICE AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electronic device,

본 발명은 전자 소자 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 소자를 정확도 높게 구분하여 탐지 할 수 있는 전자 소자 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electronic device detection apparatus and method, and more particularly, to an electronic device detection apparatus and method that can detect electronic devices with high accuracy.

최근, 기업의 기밀 정보 등이 반도체 메모리를 구비한 휴대용 전자 기기(예를 들어, USB 메모리, 스마트폰, 모바일 폰, MP3, 카메라, 녹음기, 태블릿, 노트북 등)를 통해 외부로 유출되는 경우가 증가하고 있으며, 그로 인한 경제적 손실 또한 증가하는 추세이다.In recent years, there has been an increase in the cases where confidential information of an enterprise is leaked to the outside through a portable electronic device (for example, a USB memory, a smart phone, a mobile phone, an MP3, a camera, a sound recorder, a tablet, And the resulting economic losses are also increasing.

이에 기업 내에서 외부로 유출되는 휴대용 전자 기기(보다 구체적으로, 휴대용 전자 기기에 포함된 반도체 등의 전자 소자)를 탐지할 수 있는 기술이 개발되었다. 종래기술은 송신기가 출입자를 향해 1차 주파수(Fundamental Frequency) 신호를 송신하였을 때, 출입자가 소지한 물품에서 반송되는 2차 고조파(Harmonics) 및 3차 고조파 신호를 수신기를 통해 각각 수신한 후, 수신한 2차 고조파 및 3차 고조파 신호의 크기를 분석하여 해당 출입자가 소지한 물품이 반도체 등의 전자 소자를 포함한 휴대용 전자 기기인지 여부를 탐지한다.Accordingly, a technique has been developed that can detect portable electronic devices (more specifically, electronic devices such as semiconductors included in portable electronic devices) that are leaked to the outside from inside a company. In the prior art, when a transmitter transmits a fundamental frequency signal toward a passenger, the receiver receives a second harmonic and a third harmonic signal transmitted from an article carried by the passenger through a receiver, The size of a second harmonic and a third harmonic signal is analyzed to detect whether the article held by the user is a portable electronic device including an electronic device such as a semiconductor.

그러나, 종래기술은 단순히 2차 고조파 신호의 크기가 큰 경우 전자 소자로, 3차 고조파 신호의 크기가 큰 경우 금속으로 판단하기 때문에, 전자파로 인한 간섭 또는 주변 온도 등에 따른 다양한 변수들로 인해 고조파 신호의 크기가 영향을 받는 경우, 전자 소자를 금속 제품(예를 들어, 벨트, 동전, 열쇠 등)으로 오인하거나 금속 제품을 전자 소자로 오인하는 경우가 발생하게 된다.However, since the prior art simply judges that the second harmonic signal has a large size and the third harmonic signal has a large size, it is a metal. Therefore, due to various parameters such as interference due to electromagnetic waves, There is a case where the electronic device is mistaken as a metal product (e.g., belt, coin, key, or the like) or the metal product is mistaken as an electronic device.

예를 들어, 실제적으로는 금속 제품이나 외부 전자파 및 내부 전자파의 간섭으로 인해 2차 고조파 신호의 크기가 3차 고조파 신호의 크기보다 크게 나타나는 경우, 종래기술에 의하면 해당 제품을 금속 제품이 아닌 전자 소자로 오인하게 된다. 그리고, 실제적으로는 전자 소자이나 외부 전자파 및 내부 전자파의 간섭으로 인해 2차 고조파 신호의 크기가 3차 고조파 신호의 크기보다 작게 나타나는 경우, 종래기술에 의하면 해당 제품을 전자 소자가 아닌 금속 제품으로 오인하게 된다.For example, when the magnitude of the second harmonic signal is larger than the magnitude of the third harmonic signal due to the interference of the metal product, the external electromagnetic wave and the internal electromagnetic wave, according to the prior art, . In practice, when the magnitude of the second harmonic signal is smaller than the magnitude of the third harmonic signal due to the interference of the electronic device, the external electromagnetic wave, and the internal electromagnetic wave, according to the prior art, .

이와 같이, 종래기술에 의하면 2차 고조파 및 3차 고조파의 크기가 전자파로 인한 간섭 또는 주변 온도 등 다양한 변수들에 영향을 받는 경우 전자 소자 탐지 능력이 현저히 낮아지는 문제점이 있었다.As described above, according to the related art, when the magnitudes of the second harmonic and the third harmonic are affected by various parameters such as the interference due to the electromagnetic wave or the ambient temperature, there is a problem that the electronic device detection capability is significantly lowered.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 특허공개번호 10-2009-0010457호(2009. 01. 30 공개)에 기재되어 있다.The technology of the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2009-0010457 (published on Jan. 30, 2009).

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전자 소자를 정확도 높게 구분하여 탐지 할 수 있는 전자 소자 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device for detecting an electronic device with high accuracy.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치는 대상 물체로 송신한 복수의 신호에 대응되는 반사 신호들로부터 고조파 성분을 측정하는 고조파 측정부; 2차 고조파와 3차 고조파 성분을 축으로 하는 좌표 상에 상기 반사 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파 성분에 대응하는 위치를 선정하는 위치 선정부; 상기 위치 좌표가 선정된 반사 신호들을 FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)에 기초하여 적어도 두 개의 그룹으로 그룹화하는 그룹핑부; 및 상기 그룹들 중 상기 반사 신호들이 가장 많이 포함된 그룹을 선택하고, 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들의 고조파 성분에 기초하여 금속 또는 전자 소자의 포함 여부를 판단하는 판별부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting an electronic device, including: a harmonic measurement unit for measuring a harmonic component from reflection signals corresponding to a plurality of signals transmitted to an object; A position selecting unit for selecting a position corresponding to a second harmonic and a third harmonic component of the reflected signal on a coordinate axis of the second harmonic and the third harmonic component; A grouping unit for grouping the reflected signals having the positional coordinates into at least two groups based on a fuzzy C-Means (Clustering Algorithm) clustering algorithm; And a determination unit for selecting a group including the most reflection signals among the groups and determining whether a metal or an electronic device is included based on the harmonic components of the reflection signals included in the selected group.

여기서, 상기 그룹핑부는, 상기 그룹들 내 상기 반사 신호들의 평균 좌표값을 기초로 각 반사 신호들의 소속 정도값을 산출하고, 산출된 소속 정도값들을 이용하여 계산된 목적 함수값과 기 설정된 임계치를 비교하여 상기 목적 함수값 갱신 여부를 결정할 수 있다.Here, the grouping unit may calculate a degree of membership of each reflection signal based on the average coordinate value of the reflection signals in the groups, and compare the objective function value calculated using the calculated membership degree values with a predetermined threshold value To determine whether to update the objective function value.

여기서, 상기 그룹핑부는, 상기 목적 함수값이 기 설정된 임계치보다 작으면, 상기 평균 좌표값들을 기준으로 그룹을 재편성하여 상기 판별부로 제공하며, 상기 목적 함수값이 상기 임계치보다 크면 상기 평균 좌표값들을 기준으로 그룹을 재편성한 후 상기 목적 함수값이 기 설정된 임계치보다 작을 때까지 상기 소속 정도값 산출 및 상기 목적 함수값 계산을 반복할 수 있다.Here, if the objective function value is less than a predetermined threshold, the grouping unit re-forms the group based on the average coordinate values and provides the group to the determination unit. If the objective function value is larger than the threshold value, , And the calculation of the membership degree value and the calculation of the objective function value may be repeated until the objective function value is less than a predetermined threshold value.

여기서, 상기 소속 정도값은 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.Here, the membership degree value can be calculated by the following equation.

Figure 112013057578392-pat00001
Figure 112013057578392-pat00001

여기서, uij는 상기 소속 정도값, C는 상기 그룹의 개수, Xi는 j번째 그룹 내의 i번째 반사 신호 좌표값, Cj는 j번째 그룹의 평균 좌표값, m은 1보다 큰 상수이며, i는 반사 신호 개수로 N까지 실행 번호, j는 그룹의 개수 C까지 반복 횟수이다.C i is an i-th reflected signal coordinate value in the j-th group, C j is an average coordinate value of the j-th group, m is a constant larger than 1, u ij is the membership degree value, C is the number of groups, i is the number of the reflection signal up to N, and j is the number of repetitions up to the number C of groups.

여기서, 상기 목적 함수값은 다음의 수학식에 의해 계산될 수 있다.Here, the objective function value may be calculated by the following equation.

Figure 112013057578392-pat00002
Figure 112013057578392-pat00002

여기서, Jm은 m 번째 목적 함수값, Cj는 j 번째 그룹의 평균 좌표값이고, Xi는 i 번째 반사 신호 좌표값이다.Here, J m is the m-th objective function value, C j is the mean coordinate value of the j-th group, and X i is the i-th reflected signal coordinate value.

여기서, 상기 판별부는, 상기 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들이 2차 고조파 성분이 3차 고조파 성분보다 크면 전자 소자로 판단하고, 상기 3차 고조파 성분이 2차 고조파 성분보다 크면 금속으로 판단할 수 있다.Here, if the second harmonic component of the reflection signals included in the selected group is larger than the third harmonic component, the determination unit determines that the reflected signal is an electronic device. If the third harmonic component is larger than the second harmonic component, .

본 발명의 다른 실시예에 따른 대상 물체에 포함된 전자 소자 또는 금속을 감지하는 장치의 전자 소자 탐지 방법은, 상기 대상 물체로 송신한 복수의 신호에 대응되는 반사 신호들로부터 고조파 성분을 측정하는 단계; 2차 고조파와 3차 고조파 성분을 축으로 하는 좌표 상에 상기 반사 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파 성분에 대응하는 위치를 선정하는 단계; 상기 위치 좌표가 선정된 반사 신호들을 FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)에 기초하여 적어도 두 개의 그룹으로 그룹핑하는 단계; 상기 그룹들 중 상기 반사 신호들이 가장 많이 포함된 그룹을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들의 고조파 성분에 기초하여 상기 금속 또는 상기 전자 소자의 포함 여부를 판단하는 단계를 포함한다.The method for detecting an electronic element or an apparatus for detecting a metal included in a target object according to another embodiment of the present invention includes the steps of measuring a harmonic component from reflection signals corresponding to a plurality of signals transmitted to the object, ; Selecting a position corresponding to a second harmonic and a third harmonic component of the reflected signal on a coordinate axis of a second harmonic and a third harmonic component; Grouping the reflected signals into at least two groups based on a fuzzy C-Means (Clustering Algorithm) clustering algorithm; Selecting a group including the most reflection signals among the groups; And determining whether the metal or the electronic device is included based on a harmonic component of the reflection signals included in the selected group.

이와 같이 본 발명에 따르면, 반복적인 그룹핑을 통해 얻은 최적의 그룹을 통해 대상 물체로부터 수신한 반사 신호들의 잡음 및 기타 주변 간섭 신호를 효율적으로 제거하여 금속(Metal)과 전자 소자(Electronic device)를 높은 정확도로 선별할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently remove noise and other peripheral interference signals from reflection signals received from an object through an optimum group obtained through repetitive grouping, It is possible to expect an effect that can be selected with accuracy.

특히, FCM 알고리즘을 통한 그룹핑과 그룹 내 평균 좌표들을 이용하여 실시간으로 대상 물체에 포함된 전자 소자 또는 금속을 판별할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Particularly, the grouping through the FCM algorithm and the average coordinates in the group can be used to identify the electronic devices or metals included in the object in real time.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치의 전자 소자 탐지 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FCM 클러스터링 알고리즘을 이용한 그룹핑 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치의 판별부에서의 그룹 선정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an electronic element detection method of an electronic element detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a grouping method using an FCM clustering algorithm according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining the group selection in the discrimination unit of the electronic device according to the embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing an electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치(100)는 고조파 측정부(110), 위치 선정부(120), 그룹핑부(130), 판별부(140) 및 저장부(150)를 포함한다.1, an electronic device 100 according to an embodiment of the present invention includes a harmonic measurement unit 110, a position selection unit 120, a grouping unit 130, a determination unit 140, (150).

고조파 측정부(110)는 복수의 1차 주파수 f0를 대상 물체에 송신하고, 대상 물체로부터 1차 주파수에 대응하여 반사되는 반사 신호로부터 2차 고조파 및 3차 고조파가 포함된 고조파 성분들을 측정한다. 이때, 대상 물체로부터 수신되는 반사 신호는 nf0로, 기본 주파수의 n(n은 자연수)배 신호가 된다. The harmonic measurement unit 110 measures a plurality of harmonic components including a second harmonic and a third harmonic from a reflection signal reflected corresponding to the primary frequency from a target object by transmitting a plurality of primary frequencies f 0 to the object . In this case, the reflection signal received from the object is to nf 0, n of the fundamental frequency is the (n is a natural number) times the signal.

여기서, 2차 고조파는 1차 주파수의 2배수가 되는 주파수이고, 3차 고조파는 1차 주파수의 3배수가 되는 주파수이다.Here, the second harmonic is a frequency that is twice the primary frequency, and the third harmonic is a frequency that is three times the primary frequency.

위치 선정부(120)는 고조파 측정부(110)가 측정한 반사 신호를 수신하고, 수신된 반사 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파 성분에 대응하는 X 좌표와 Y좌표를 갖는 위치 좌표를 선정한다. 이때, 위치 선정부(120)는 하기의 도 4에 나타낸 바와 같이, X축이 3차 고조파 신호의 크기를 나타내고 Y축이 2차 고조파 신호의 크기를 나타내는 그래프 상에서 반사 신호의 성분별 X, Y 좌표를 선정한다. The position selecting unit 120 receives the reflection signal measured by the harmonic measuring unit 110 and selects position coordinates having an X coordinate and a Y coordinate corresponding to a second harmonic and a third harmonic component of the received reflected signal . At this time, as shown in Fig. 4 below, the position selecting unit 120 determines the position of the second harmonic signal on the X-axis and the Y-axis according to the component of the reflected signal on the graph, Select the coordinates.

그룹핑부(130)는 2차 고조파 및3차 고조파 상에 위치하고 있는 신호들에FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)을 적용하여 최적의 그룹으로 그룹핑한다.The grouping unit 130 groups the signals located on the second harmonic and the third harmonic by applying an FCM (Fuzzy C-Means) clustering algorithm to the optimal group.

판별부(140)는 그룹핑부(130)에 의해 그룹핑된 그룹들 각각에 포함된 반사 신호들의 개수를 기초로 가장 많은 반사 신호를 포함하는 최적의 그룹을 선택하고, 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들의 성분에 따라 대상 물체에 금속 또는 전자 소자가 포함되어 있는지 여부를 판별한다. The determination unit 140 selects an optimal group including the most reflection signals based on the number of the reflection signals included in the groups grouped by the grouping unit 130, It is determined whether or not a metal or an electronic device is included in the object according to the component.

이때, 판별부(140)는 판별된 그룹에 포함된 반사 신호들이 2차 고조파 신호들인 경우에, 대상 물체에 전자 소자가 포함되어 있는 것으로, 반사 신호들이 3차 고조파 신호들인 경우에 대상 물체에 금속이 포함되어 있는 것으로 각각 판단한다. 여기서, 판별부(140)는 최적의 그룹외의 그룹들은 잡음 및 기타 주변 간섭 신호에 의한 것으로 판단하여 삭제하거나 무시한다.In this case, when the reflection signals included in the discriminated group are second harmonic signals, an electronic device is included in the object, and when the reflection signals are third harmonic signals, Are included. Here, the determining unit 140 determines that the groups other than the optimal group are due to noise and other peripheral interference signals and deletes or ignores them.

여기서, 전자 소자는 P-N 접합의 반도체를 포함하는 소자로, 예를 들어, USB 메모리, 스마트폰, 모바일 폰, MP3, 카메라, 녹음기, 태블릿, 노트북이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 현존하는 모든 전자 소자뿐만 아니라 앞으로 개발될 모든 전자 소자가 포함될 수 있다. 여기서, 금속은 반사 신호의 성분을 분석하였을 경우, 2 차 고조파 성분이 다른 성분보다 크게 나타나는 특징을 갖는다.Here, the electronic device is a device including a PN junction semiconductor, for example, a USB memory, a smart phone, a mobile phone, an MP3, a camera, a recorder, a tablet, and a notebook, Not only devices, but all electronic devices to be developed in the future can be included. Here, when the components of the reflected signal are analyzed, the second harmonic component of the metal is characterized by being larger than the other components.

또한, 금속은 예를 들어, 철, 금, 은, 알루미늄, 구리, 스테인리스, 아연, 주석, 마그네슘 등이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 모든 종류의 금속이 포함될 수 있다. 또한, 금속은 상기 기술한 금속으로 제조된 물건을 포함한다. 예를 들어, 벨트 중 금속으로 이루어진 부분, 동전, 열쇠 등의 금속 제품이 포함될 수 있다. 여기서, 금속은 반사 신호의 성분을 분석하였을 경우, 3 차 고조파 성분이 다른 성분보다 크게 나타나는 특징을 갖는다.The metal may be, for example, iron, gold, silver, aluminum, copper, stainless steel, zinc, tin, magnesium, etc., but is not limited thereto and may include all kinds of metals. Also, the metal includes articles made of the above-described metals. For example, metal products such as parts made of metal, coins, keys, etc., may be included in the belt. Here, when the components of the reflected signal are analyzed, the third harmonic component of the metal is characterized by being larger than the other components.

저장부(150)는 고조파 측정부(110)에 의해 측정된 복수의 반사 신호들을 저장한다.The storage unit 150 stores a plurality of reflection signals measured by the harmonic measurement unit 110.

다음은 도 2 내지 도 4을 통해 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치의 전자 소자 탐지 방법에 대하여 상세히 설명한다.2 to 4, a method of detecting an electronic element in an electronic element detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치의 전자 소자 탐지 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an electronic element detection method of an electronic element detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치의 고조파 측정부(110)는 대상 물체로부터 1차 주파수 신호를 송신한 후 반사되는 반사 신호들로부터 2차 고조파 및 3차 고조파가 포함된 고조파 성분들을 측정하고(S200), 위치 선정부(120)는 반사 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파 성분에 대응하는 위치를 선정한다(S202).As shown in FIG. 2, the harmonic measuring unit 110 of the electronic device detecting apparatus according to the embodiment of the present invention extracts a second harmonic and a third harmonic from a reflected signal after transmitting a first frequency signal from a target object, (S200). The position selecting unit 120 selects a position corresponding to the second harmonic and the third harmonic components of the reflected signal (S202).

그룹핑부(130)는 FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)을 이용하여 수신된 반사 신호들을 적어도 두개의 그룹으로 그룹핑한다 (S204).The grouping unit 130 groups the received reflection signals into at least two groups using a FCM (Fuzzy C-Means) clustering algorithm (S204).

이때, 본 발명의 실시예에 적용된 FCM 클러스터링 알고리즘에 대하여 도 3을 통해 상세히 후술한다.The FCM clustering algorithm applied to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

판별부(140)는 그룹핑부(130)에 의해 그룹핑된 그룹들 각각에 포함된 반사 신호들의 개수를 확인하고, 그룹들 중 가장 많은 반사 신호들 포함하고 있는 그룹을 선택한 후 해당 그룹 내 포함된 반사 신호들의 성분을 기초로 대상 물체에 금속 또는 전자 소자가 포함되어 있는지 여부를 판별한다(S206).The determining unit 140 determines the number of the reflected signals included in each of the groups grouped by the grouping unit 130, selects a group including the largest number of the reflected signals among the groups, It is determined whether a metal or an electronic device is included in the object based on the components of the signals (S206).

이러한, 판별부(140)의 금속 또는 전자 소자 판별에 대하여 하기의 도4를 통해 설명한다.The determination of the metal or electronic element of the determination unit 140 will be described with reference to FIG.

다음은 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 따른 그룹핑부에 적용된 FCM 클러스터링 알고리즘에 대하여 상세히 설명한다.The FCM clustering algorithm applied to the grouping unit according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FCM 클러스터링 알고리즘을 이용한 그룹핑 방법을 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a grouping method using an FCM clustering algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 그룹핑부(130)는 X축이 3차 고조파 신호의 크기를 나타내고 Y축이 2차 고조파 신호의 크기를 나타내는 그래프 상에서 임의의 세 좌표값을 선정하고(S300), 세 좌표값을 기준으로 반사 신호를 세 개의 그룹으로 그룹핑한다(302). 3, the grouping unit 130 according to the embodiment of the present invention calculates an arbitrary three-coordinate value on the graph indicating the magnitude of the third harmonic signal on the X axis and the magnitude of the second harmonic signal on the Y axis (S300), and the reflected signals are grouped into three groups based on the three coordinate values (302).

이때, 그룹핑부(130)는 세 좌표값과 각 반사 신호의 거리를 기초로 세 좌표값과 가까운 거리에 위치하고 있는 반사 신호들을 묶어 세 개의 그룹으로 분할한다. 여기서, 반시 신호들은 하나의 그룹에 필수적으로 속하게 된다.At this time, the grouping unit 130 divides the reflection signals located at a distance close to the three coordinate values into three groups based on the three coordinate values and the distance of each reflection signal. Here, the anti-clock signals are necessarily included in one group.

그리고 나서, 그룹핑부(130)는 각 그룹의 평균 좌표값 C1, C2, C3를 각각 선정하고(S304), 선정된 C1, C2, C3 각각을 이용하여 각 그룹에 포함된 반사 신호들에 대해 다음의 수학식 1을 이용하여 소속 정도값을 산출한다(S306).Then, the grouping section 130 using the average coordinate values C 1, C 2, selected for the C 3, respectively, and (S304), the selected C 1, C 2, C 3, respectively for each group included in each group The membership degree values are calculated for the reflection signals using the following equation (1) (S306).

Figure 112013057578392-pat00003
Figure 112013057578392-pat00003

여기서, uij는 소속 정도값, C는 그룹의 개수, Xi는 j번째 그룹 내의 i번째 반사 신호 좌표값, Cj는 j번째 그룹의 평균 좌표값, m은 1보다 큰 상수이며, i는 반사 신호 개수로 N까지 실행 번호, j는 그룹의 개수 C까지 반복 횟수이다.Here, u ij are membership degree value, C is the number of groups, X i is the i-th reflected signal coordinate values in the j-th group, C j is the average coordinate value of the j-th group, m is a large constant greater than 1, i is The number of the reflected signal up to N is an execution number, and j is the number of repetitions up to the number C of groups.

그룹핑부(130)는 산출된 소속 정도값들을 이용하여 다음의 수학식 2와 같이 그룹별 목적 함수값을 계산한다(S308).The grouping unit 130 calculates an objective function value per group using the calculated membership degree values as shown in Equation (2) (S308).

Figure 112013057578392-pat00004
Figure 112013057578392-pat00004

여기서, Jm은 m 번째 목적 함수값, Cj는 j 번째 그룹의 평균 좌표값이고, Xi는 i 번째 반사 신호 좌표값이다.Here, J m is the m-th objective function value, C j is the mean coordinate value of the j-th group, and X i is the i-th reflected signal coordinate value.

그룹핑부(130)는 계산된 목적 함수값이 기 설정된 기준 임계치보다 작은지 여부를 판단한다(S310). The grouping unit 130 determines whether the calculated objective function value is smaller than a preset reference threshold (S310).

상기 S310 단계의 판단 결과, 기 설정된 기준 임계치보다 작지 않은 경우에, 그룹핑부(130)는 C1, C2, C3 를 기준으로 가까운 거리에 위치하고 있는 반사 신호들을 묶어 재 그룹핑을 수행한다(S312).As a result of the determination in step S310, if it is not less than the preset reference threshold value, the grouping unit 130 groups the reflection signals located near the C 1 , C 2 , and C 3 and performs regrouping ).

그리고, 그룹핑부(130)는 재 그룹핑된 그룹의 평균 좌표값 C1, C2, C3 를 재선정한 후(S314), 상기 S306 내지 S310 단계를 반복 수행한다.Then, the grouping unit 130 reselects the average coordinate values C 1 , C 2 , and C 3 of the re-grouped group (S314), and repeats the steps S306 to S310.

상기 S310 단계의 판단 결과, 기 설정된 기준 임계치보다 작은 경우에, 그룹핑부(130)는 현재 C1, C2, C3 값을 최종 평균값으로 선정한다(S316). 이때, 그룹핑부(130)는 최종 평균값들을 기준으로 새롭게 그룹을 생성하여 판별부(140)로 제공한다.The selection is determined in the step S310, the group is smaller than the set reference threshold value, the grouping unit 130 is the current C 1, C 2, C 3 the mean value as the final value (S316). At this time, the grouping unit 130 generates a new group based on the final average values and provides the group to the determination unit 140.

이렇게 선정된 C1, C2, C3 값은 새로운 대상 물체를 판별하는 경우에, 임의의 세 좌표값 대신 이용할 수도 있다.The selected values of C 1 , C 2 , and C 3 may be used in place of arbitrary three-coordinate values in the case of discriminating a new object.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 탐지 장치의 판별부에서의 그룹 선정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining the group selection in the discrimination unit of the electronic device according to the embodiment of the present invention.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 판별부(140)는 X축이 3차 고조파 신호의 크기를 나타내고 Y축이 2차 고조파 신호의 크기를 나타내는 그래프 상에서 X 좌표와 Y좌표값을 기초로 금속 또는 전자 소자에 대한 판별을 수행한다.As shown in FIG. 4, the determining unit 140 according to the embodiment of the present invention determines the X-coordinate and the Y-coordinate value on the graph in which the X-axis represents the magnitude of the third harmonic signal and the Y- To perform a discrimination for a metal or an electronic device.

구체적으로, 판별부(140)는 그룹핑부(130)로부터 수신한 그룹1, 그룹2, 그룹3 각각에 포함된 반사 신호들의 개수를 확인하고, 가장 많은 반사 신호를 갖는 그룹 1이 실제 반사 신호라고 판단한다. 이때, 나머지 그룹 2, 3은 잡음 및 기타 주변 간섭 신호들로 판단하여 삭제하거나 무시한다. Specifically, the determination unit 140 identifies the number of the reflection signals contained in each of the group 1, the group 2, and the group 3 received from the grouping unit 130, and determines that the group 1 having the largest number of reflection signals is an actual reflection signal . At this time, the remaining groups 2 and 3 judge noise and other peripheral interference signals to be deleted or ignored.

그리고, 선택된 그룹 1이 포함된 반사 신호들의 성분(2차 고조파 신호)을 기초로 대상 물체가 전자 소자를 포함하고 있다고 판단한다. 한편, 그룹 내 포함된 반사 신호가 3차 고조파 신호이면, 판별부(140)는 대상 물체에 금속이 포함된 것으로 판단한다.Then, it is determined that the target object includes the electronic device based on the component (second harmonic signal) of the reflection signals including the selected group 1. On the other hand, if the reflection signal included in the group is the third harmonic signal, the determination unit 140 determines that the metal is included in the object.

즉, 판별부(140)는 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들이 2차 고조파 성분이 3차 고조파 성분보다 크면 전자 소자로 판단하고, 상기 3차 고조파 성분이 2차 고조파 성분보다 크면 금속으로 판단한다. That is, if the second harmonic component of the reflection signals included in the selected group is larger than the third harmonic component, the determining unit 140 determines that the reflected signal is an electronic device. If the third harmonic component is larger than the second harmonic component,

이와 같이 본 발명에 실시예에 의하면, 전자 소자 탐지 장치는 대상 물체로 송신한 신호에 대응되는 반사 신호를 수신하여, FCM 알고리즘을 통한 그룹핑과 그룹내 평균 좌표들을 이용하여 실시간으로 대상 물체에 포함된 전자 소자 또는 금속을 정확도 높게 판별할 수 있는 큰 장점이 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the electronic device detects a reflection signal corresponding to a signal transmitted to a target object, and receives the reflected signal corresponding to a signal included in the target object in real- There is a great advantage that the electronic device or the metal can be highly accurately discriminated.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 전자 소자 탐지 장치 110: 고조파 측정부
120: 위치 선정부 130: 그룹핑부
140: 판별부 150: 저장부100: Electronic element detecting device 110: Harmonic measuring part
120: position selection unit 130: grouping unit
140: discrimination unit 150:

Claims (12)

대상 물체로 송신한 복수의 신호에 대응되는 반사 신호들로부터 고조파 성분을 측정하는 고조파 측정부;
2차 고조파와 3차 고조파 성분을 축으로 하는 좌표 상에 상기 반사 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파 성분에 대응하는 위치를 선정하는 위치 선정부;
상기 반사 신호들을 FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)에 기초하여 적어도 두 개의 그룹으로 그룹화하는 그룹핑부; 및
상기 그룹들 중 상기 반사 신호들이 가장 많이 포함된 그룹을 선택하고, 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들의 고조파 성분에 기초하여 금속 또는 전자 소자의 포함 여부를 판단하는 판별부를 포함하며,
상기 그룹핑부는,
상기 그룹들 내 상기 반사 신호들의 평균 좌표값을 기초로 각 반사 신호들의 소속 정도값을 산출하고, 산출된 소속 정도값들을 이용하여 계산된 목적 함수값과 기 설정된 임계치를 비교하여 상기 목적 함수값 갱신 여부를 결정하는 전자 소자 탐지 장치.A harmonic measurement unit for measuring a harmonic component from reflection signals corresponding to a plurality of signals transmitted to an object;
A position selecting unit for selecting a position corresponding to a second harmonic and a third harmonic component of the reflected signal on a coordinate axis of the second harmonic and the third harmonic component;
A grouping unit for grouping the reflected signals into at least two groups based on a fuzzy C-Means (FCM) clustering algorithm; And
And a discrimination unit for selecting a group containing the most reflection signals among the groups and determining whether a metal or an electronic device is included based on harmonic components of the reflection signals included in the selected group,
The grouping unit,
Calculating a degree of belonging value of each reflection signal based on an average coordinate value of the reflection signals in the groups, comparing the objective function value calculated using the calculated degree of membership degree values with a predetermined threshold value, Electronic device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 그룹핑부는,
상기 목적 함수값이 기 설정된 임계치보다 작으면, 상기 평균 좌표값들을 기준으로 그룹을 재편성하여 상기 판별부로 제공하며,
상기 목적 함수값이 상기 임계치보다 크면 상기 평균 좌표값들을 기준으로 그룹을 재편성한 후 상기 목적 함수값이 기 설정된 임계치보다 작을 때까지 상기 소속 정도값 산출 및 상기 목적 함수값 계산을 반복하는 전자 소자 탐지 장치.The method according to claim 1,
The grouping unit,
If the objective function value is smaller than a predetermined threshold value, re-forming the group based on the average coordinate values and providing the group to the determination unit,
If the objective function value is larger than the threshold value, re-form the group based on the average coordinate values, and then calculate the degree of belonging value and calculate the objective function value until the objective function value is less than a predetermined threshold value. Device. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 소속 정도값은 다음의 수학식에 의해 산출되는 전자 소자 탐지 장치:
Figure 112014076180999-pat00005

여기서, uij는 상기 소속 정도값, C는 상기 그룹의 개수, Xi는 j번째 그룹 내의 i번째 반사 신호 좌표값, Cj는 j번째 그룹의 평균 좌표값, m은 1보다 큰 상수이며, i는 반사 신호 개수로 N까지 실행 번호, j는 그룹의 개수 C까지 반복 횟수이다.The method according to claim 1 or 3,
Wherein the belonging degree value is calculated by the following equation:
Figure 112014076180999-pat00005

C i is an i-th reflected signal coordinate value in the j-th group, C j is an average coordinate value of the j-th group, m is a constant larger than 1, u ij is the membership degree value, C is the number of groups, i is the number of the reflection signal up to N, and j is the number of repetitions up to the number C of groups. 제4항에 있어서,
상기 목적 함수값은 다음의 수학식에 의해 계산되는 전자 소자 탐지 장치:
Figure 112013057578392-pat00006

여기서, Jm은 m 번째 목적 함수값, Cj는 j 번째 그룹의 평균 좌표값이고, Xi는 i 번째 반사 신호 좌표값이다.5. The method of claim 4,
Wherein the objective function value is calculated by the following equation:
Figure 112013057578392-pat00006

Here, J m is the m-th objective function value, C j is the mean coordinate value of the j-th group, and X i is the i-th reflected signal coordinate value. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 판별부는,
상기 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들이 2차 고조파 성분이 3차 고조파 성분보다 큰 영역에 위치하면 전자 소자로 판단하고, 상기 3차 고조파 성분이 2차 고조파 성분보다 큰 영역에 위치하면 금속으로 판단하는 전자 소자 탐지 장치.The method according to claim 1 or 3,
Wherein,
If the reflection signals included in the selected group are located in a region where the second harmonic component is larger than the third harmonic component, it is determined to be an electronic device. If the third harmonic component is located in a region larger than the second harmonic component, Electronic device detection device. 대상 물체에 포함된 전자 소자 또는 금속을 감지하는 장치의 전자 소자 탐지 방법에 있어서,
상기 대상 물체로 송신한 복수의 신호에 대응되는 반사 신호들로부터 고조파 성분을 측정하는 단계;
2차 고조파와 3차 고조파 성분을 축으로 하는 좌표 상에 상기 반사 신호의 2차 고조파 및 3차 고조파 성분에 대응하는 위치를 선정하는 단계;
상기 반사 신호들을 FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링 알고리즘(Clustering Algorithm)에 기초하여 적어도 두 개의 그룹으로 그룹핑하는 단계;
상기 그룹들 중 상기 반사 신호들이 가장 많이 포함된 그룹을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들의 고조파 성분에 기초하여 상기 금속 또는 상기 전자 소자의 포함 여부를 판단하는 단계를 포함하며,
상기 그룹핑하는 단계는,
상기 그룹들 내 상기 반사 신호들의 평균 좌표값을 기초로 각 반사 신호들의 소속 정도값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 소속 정도값들을 이용하여 계산된 목적 함수값과 기 설정된 임계치를 비교하여 상기 목적 함수값 갱신 여부를 결정하는 단계
를 포함하는 전자 소자 탐지 방법.A method of detecting an electronic element or a metal contained in a target object,
Measuring harmonic components from reflected signals corresponding to a plurality of signals transmitted to the object;
Selecting a position corresponding to a second harmonic and a third harmonic component of the reflected signal on a coordinate axis having a second harmonic and a third harmonic component;
Grouping the reflected signals into at least two groups based on a Fuzzy C-Means (FCM) Clustering Algorithm;
Selecting a group including the most reflection signals among the groups; And
Determining whether the metal or the electronic device is included based on the harmonic component of the reflection signals included in the selected group,
Wherein the grouping comprises:
Calculating a membership degree value of each reflection signal based on an average coordinate value of the reflection signals in the groups; And
Determining whether to update the objective function value by comparing the objective function value calculated using the calculated degree of affiliation values with a preset threshold value
And detecting the electronic element. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 목적 함수값 갱신 여부를 결정하는 단계는,
상기 목적 함수값이 기 설정된 임계치보다 작으면, 상기 평균 좌표값들을 기준으로 그룹을 재편성하는 단계; 및
상기 목적 함수값이 상기 임계치보다 크면 상기 평균 좌표값들을 기준으로 그룹을 재편성한 후 상기 목적 함수값이 기 설정된 임계치보다 작을 때까지 상기 소속 정도값 산출 및 상기 목적 함수값 계산을 반복하는 단계
를 포함하는 전자 소자 탐지 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of determining whether to update the objective function value comprises:
If the objective function value is smaller than a predetermined threshold value, reorganizing the group based on the average coordinate values; And
If the objective function value is greater than the threshold value, re-forming the group based on the average coordinate values, and then calculating the degree of belonging value and calculating the objective function value until the objective function value is less than a preset threshold value
And detecting the electronic element. 제7항 또는 제9항에 있어서,
상기 소속 정도값은 다음의 수학식에 의해 산출되는 전자 소자 탐지 방법:
Figure 112014076180999-pat00007

여기서, uij는 상기 소속 정도값, C는 상기 그룹의 개수, Xi는 j번째 그룹 내의 i번째 반사 신호 좌표값, Cj는 j번째 그룹의 평균 좌표값, m은 1보다 큰 상수이며, i는 반사 신호 개수로 N까지 실행 번호, j는 그룹의 개수 C까지 반복 횟수이다.10. The method according to claim 7 or 9,
Wherein the degree of belonging value is calculated by the following equation:
Figure 112014076180999-pat00007

C i is an i-th reflected signal coordinate value in the j-th group, C j is an average coordinate value of the j-th group, m is a constant larger than 1, u ij is the membership degree value, C is the number of groups, i is the number of the reflection signal up to N, and j is the number of repetitions up to the number C of groups. 제10항에 있어서,
상기 목적 함수값은 다음의 수학식에 의해 계산되는 전자 소자 탐지 방법:
Figure 112013057578392-pat00008

여기서, Jm은 m 번째 목적 함수값, Cj는 j 번째 그룹의 평균 좌표값이고, Xi는 i 번째 반사 신호 좌표값이다.11. The method of claim 10,
Wherein the objective function value is calculated by the following equation:
Figure 112013057578392-pat00008

Here, J m is the m-th objective function value, C j is the mean coordinate value of the j-th group, and X i is the i-th reflected signal coordinate value. 제7항 또는 제9항에 있어서,
상기 금속 또는 상기 전자 소자의 포함 여부를 판단하는 단계는,
상기 선택된 그룹에 포함된 반사 신호들이 2차 고조파 성분이 3차 고조파 성분보다 큰 영역에 위치하면 전자 소자로 판단하고, 상기 3차 고조파 성분이 2차 고조파 성분보다 큰 영역에 위치하면 금속으로 판단하는 전자 소자 탐지 방법.10. The method according to claim 7 or 9,
Wherein the step of determining whether the metal or the electronic device is included comprises:
If the reflection signals included in the selected group are located in a region where the second harmonic component is larger than the third harmonic component, it is determined to be an electronic device. If the third harmonic component is located in a region larger than the second harmonic component, Electronic device detection method.
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