KR101652851B1 - 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기 - Google Patents
스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에서는 종래의 위조지폐 감별 지폐계수기의 구성요소인 발광부와 수광부의 부피가 커서, 메인 피딩롤러의 배출 끝단 선상에 설치되어, 지폐가 메인 피딩롤러의 배출끝단까지 이송된 후, IR LED 발광과 수광만을 통해 위조지폐여부를 감지하기 때문에, 위조지폐감지율이 떨어지고, 연속으로 투입되는 지폐로 인해, 지폐걸림현상이 자주발생되는 문제점과, 지폐의 색상 정보만을 이용하여 위조지폐를 감지하기 때문에, 지폐 특징 데이터의 양이 많아 인식과정에서 계산양의 증가로 인하여 위조지폐인식속도가 늦어지는 문제점을 개선하고자, 계수기 본체(100), 지폐이송모듈(200), 스마트지폐감지모듈(300), 디스플레이부(400), 포켓부(500), 마이크로프로세서부(600)로 구성됨으로서, 스마트지폐감지모듈을 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 내부방향으로 "Z"자형 구조로 근접설치할 수 있어, 기존에 비해 발광부와 수광부가 차지하는 전체부피를 40% 줄일 수 있고, 지폐계수기의 설계시 발광부와 수광부의 위치를 동일선상에 위치시키지 않아도 됨으로 계수기의 소형화 및 외관모양의 변형에 있어 공간의 제약을 극복할 수 있어, 15cm×15cm×15cm의 크기로 슬림하게 제작할 수 있으며, 스마트지폐감지모듈을 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 IR LED 어레이로 IR 일렬면발광시킬 수 있어, 기존보다 1/3 앞선 지점에서 위조지폐를 감지할 수 있고, 이로 인해, 위조지폐감지율을 80% 향상시킬 수 있고, 지폐걸림현상을 70% 이하로 낮출 수 있으며, 무엇보다 지폐특징추출알고리즘엔진부를 통해 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시킬 수 있어, 지폐 특징 데이터의 양이 많아 인식과정에서 계산양의 증가하여도, 시스템 과부하 없이, 위조지폐인식속도를 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
Description
본 발명에서는 원포켓, 또는 투포켓으로 이루어진 지폐계수기의 메인 피딩롤러 내부방향으로 "Z"자형 구조로 이루어진 스마트지폐감지모듈을 근접설치할 수 있어, 지폐계수기의 설계시 발광부와 수광부의 위치를 동일선상에 위치시키지 않아도 됨으로 계수기의 소형화 및 외관모양의 변형에 있어 공간의 제약을 극복할 수 있고, 지폐특징추출알고리즘엔진부를 통해 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시킬 수 있는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기에 관한 것이다.
일반적으로, 금융기관 등과 같이 다량의 돈을 취급하는 곳에서는 정확하고 신속하게 돈의 액수를 계수하기 위한 자동지폐계수모듈를 사용하고 있다.
이러한 자동지폐계수모듈에서 지폐나 수표와 같은 종이 상태의 돈을 계수하는 지폐계수기는 사용자가 소정매수의 지폐를 지폐수납부에 올려놓으면 자동으로 작동하여 지폐의 수량을 계수한 후, 다시 외부로 배출하고, 계수된 지폐수량을 디스플레이부에 표시하는 장치이다.
이러한 지폐계수기에서 계수된 지폐뭉치를 소정수량으로 구분하거나, 운반을 용이하게 하기 위하여 결속하여 제공하고자 할 경우에는 사용자가 별도의 지폐지폐결속모듈를 이용하여 결속하게 된다.
그러나 종래 지폐계수기는 단지 필요한 금액만을 자동으로 계수하는 기능만을 가지며, 이 계수된 금액을 결속시키고자 할 경우에는 별도의 지폐결속모듈를 이용하여 결속시키기 때문에, 지폐의 계수로부터 결속되는 과정이 일괄적으로 수행되지 못하고, 계수와 결속작업을 사용자가 일일이 별도로 수작업으로 처리해야 하기 때문에, 사용자에게 번거로움을 줄 뿐만 아니라, 신속한 업무가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
아울러 종래 대부분의 지폐계수기의 경우, 단순히 지폐를 계수하는 기능만을 갖는 것으로, 지폐의 계수와 동시에, 계수되는 지폐의 이권종 구분, 진위폐 구분 또는 소트기능(지폐의 앞뒷, 전후 구분) 등의 지폐감별기능을 제공하고, 지폐의 결속까지의 과정을 일괄 자동처리할 수 있는 기능성 지폐계수기가 요구되고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 국내등록특허공보 제10-0813144호에서는
지폐에 형성된 시크릿티 스레드에 빛을 조사할 수 있도록 발광부가 지폐계수기의 어퍼프레임에 설치되고, 발광부에서 발산하는 빛에 의해 시크릿티 스레드에서 반사되는 빛을 감지하는 수광부가 로우프레임에 설치되며, 수광부에서 인가되는 신호를 증폭하는 OP앰프에 연결되고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있도록 A/D변환부가 OP앰프에 연결되고, A/D변환부에서 인가되는 디지털 신호를 통해 위폐를 감별하는 CPU로 이루어지고, 상기 발광부는 UV LED 또는 램프 중 어느 하나가 어레이 형태로 지폐계수기의 어퍼프레임에 설치되고, 상기 수광부는 색을 감지하는 센서가 발광부와 동일하게 어레이 형태로 로우프레임에 설치되는 위조지폐 감별 지폐계수기가 제시된 바 있으나,
이는 발광부와 수광부의 부피가 커서, 메인 피딩롤러의 배출 끝단 선상에 설치되어, 지폐가 메인 피딩롤러의 배출끝단까지 이송된 후, IR LED 발광과 수광만을 통해 위조지폐여부를 감지하기 때문에, 위조지폐감지율이 떨어지고, 연속으로 투입되는 지폐로 인해, 지폐걸림현상이 자주발생되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 위조지폐 감별 지폐계수기가 지폐의 색상 정보만을 이용하여 위조지폐를 감지하기 때문에, 지폐 특징 데이터의 양이 많아 인식과정에서 계산양의 증가로 인하여 위조지폐인식속도가 늦어지는 문제점이 발생되었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 스마트지폐감지모듈을 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 내부방향으로 "Z"자형 구조로 근접설치할 수 있고, 스마트지폐감지모듈을 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 IR LED 어레이로 IR 일렬면발광시킬 수 있으며, 지폐 특징 데이터의 양이 많아 인식과정에서 계산양의 증가하여도, 시스템 과부하 없이, 위조지폐인식속도를 향상시킬 수 있는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기는
박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 계수기 본체(100)와,
계수기 본체의 지폐 수납부로부터 인입되는 지폐를 포켓부까지 순차적으로 이송시키는 지폐이송모듈(200)과,
지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 배출부위 1/3 내부 지점 상에서 이송되는 지폐를 감지시키는 스마트지폐감지모듈(300)과,
계수기 본체의 정면 일측에 위치되고, 마이크로프로세서부의 제어하에 지폐계수 결과 및 기기 상태를 표출시키는 디스플레이부(400)와,
디스플레이부 하단에 위치되어, 지폐이송모듈에 의해 배출되는 지폐를 순차적으로 적층시키는 포켓부(500)와,
지폐이송모듈, 스마트지폐감지모듈, 디스플레이부, 포켓부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트지폐감지모듈에서 감지한 지폐감지데이터를 기준으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시킨 후, 위조지폐감지시 전체 기기의 구동을 멈춰서 위조지폐를 걸러내도록 제어시키는 마이크로프로세서부(600)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 스마트지폐감지모듈을 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 내부방향으로 "Z"자형 구조로 근접설치할 수 있어, 기존에 비해 발광부와 수광부가 차지하는 전체부피를 40% 줄일 수 있다.
둘째, 지폐계수기의 설계시 발광부와 수광부의 위치를 동일선상에 위치시키지 않아도 됨으로 계수기의 소형화 및 외관모양의 변형에 있어 공간의 제약을 극복할 수 있어, 15cm×15cm×15cm의 크기로 슬림하게 제작할 수 있다.
셋째, 스마트지폐감지모듈을 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 IR LED 어레이로 IR 일렬면발광시킬 수 있어, 기존보다 1/3 앞선 지점에서 위조지폐를 감지할 수 있고, 이로 인해 위조지폐감지율을 80% 향상시킬 수 있고, 지폐걸림현상을 70% 이하로 낮출 수 있다.
넷째, 지폐특징추출알고리즘엔진부를 통해 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시킬 수 있어, 지폐 특징 데이터의 양이 많아 인식과정에서 계산양의 증가하여도, 시스템 과부하 없이, 위조지폐인식속도를 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 내부구성요소를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈의 구성요소를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 "Z"자형 발광모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체의 구성 중 절곡면의 절곡각도가 120도일 경우에, 2회의 반사로 이루어진 광경로가 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 7은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체의 구성 중 절곡면의 절곡각도가 105도일 경우에, 2회~3회의 반사로 이루어진 광경로가 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체 상단에 튜브형 렌즈와 LED칩, PCB기판으로 이루어진 튜브형 렌즈어레이부가 구성된 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 지폐특징추출알고리즘엔진부를 통해 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체(311)가 "Z"자형상으로 형성되어, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에 설치되고, 이로 인해 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 광을 반사를 통해 집적시켜 광경로상에서 출력시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈이 "Z"자형상으로 형성되어, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점에 설치되면서, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 감지시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 지폐특징추출알고리즘엔진부에서 미리설정된 지폐 특정데이터 중 숫자와 도형으로 이루어진 진폐반사이미지를 기준으로, 현재 CIS수신모듈에 수신된 지폐반사이미지가 위폐반사이미지인지 여부를 체크하는 것을 도시한 일실시예도,
도 13은 지폐특징추출알고리즘엔진부에서 미리설정된 지폐 특정데이터 중 위조지폐감별용 홀로그램, 문자, 숫자, 도형으로 이루어진 진폐IR투과이미지를 기준으로, 현재 CIS수신모듈에 수신된 지폐IR투과이미지가 위폐IR투과이미지인지 여부를 체크하는 것을 도시한 일실시예도.
도 2는 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 내부구성요소를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈의 구성요소를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 "Z"자형 발광모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체의 구성 중 절곡면의 절곡각도가 120도일 경우에, 2회의 반사로 이루어진 광경로가 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 7은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체의 구성 중 절곡면의 절곡각도가 105도일 경우에, 2회~3회의 반사로 이루어진 광경로가 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체 상단에 튜브형 렌즈와 LED칩, PCB기판으로 이루어진 튜브형 렌즈어레이부가 구성된 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 지폐특징추출알고리즘엔진부를 통해 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 "Z"자형 렌즈본체(311)가 "Z"자형상으로 형성되어, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에 설치되고, 이로 인해 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 광을 반사를 통해 집적시켜 광경로상에서 출력시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈이 "Z"자형상으로 형성되어, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점에 설치되면서, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 감지시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 지폐특징추출알고리즘엔진부에서 미리설정된 지폐 특정데이터 중 숫자와 도형으로 이루어진 진폐반사이미지를 기준으로, 현재 CIS수신모듈에 수신된 지폐반사이미지가 위폐반사이미지인지 여부를 체크하는 것을 도시한 일실시예도,
도 13은 지폐특징추출알고리즘엔진부에서 미리설정된 지폐 특정데이터 중 위조지폐감별용 홀로그램, 문자, 숫자, 도형으로 이루어진 진폐IR투과이미지를 기준으로, 현재 CIS수신모듈에 수신된 지폐IR투과이미지가 위폐IR투과이미지인지 여부를 체크하는 것을 도시한 일실시예도.
먼저, 본 발명에서 설명되는 스마트지폐감지모듈에서 "YS"는 본 출원인 (주)유솔전자의 영문명칭인 Y oo S ol의 약어를 말한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 계수기 본체(100), 지폐이송모듈(200), 스마트지폐감지모듈(300), 디스플레이부(400), 포켓부(500), 마이크로프로세서부(600)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 계수기 본체(100)에 관해 설명한다.
상기 계수기 본체(100)는 박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 박스형상으로 이루어지고, 상부 일측에 계수될 지폐가 위치되는 지폐 수납부(110)가 형성되고, 지폐수납부의 내부방향 일측에 지폐이송모듈이 형성되며, 지폐이송모듈 일측에 지폐이송모듈을 구동시키는 구동모터가 형성되고, 지폐이송모듈 상에 스마트지폐감지모듈이 형성되고, 외부의 정면 일측에 디스플레이부가 형성되고, 디스플레이부 후단 일측에 마이크로프로세서부가 형성되며, 디스플레이부 하단 일측에 포켓부가 형성된다.
또한, 상기 지폐수납부 일측에 지폐투입여부를 감지하는 지폐투입감지센서가 포함되어 구성된다.
본 발명에 따른 계수기 본체는 15cm×15cm×15cm의 크기로 슬림하게 제작되어, 포켓부의 개수에 따라 원포켓 타입와, 투포켓 타입 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 지폐이송모듈(200)에 관해 설명한다.
상기 지폐이송모듈(200)은 계수기 본체의 지폐 수납부로부터 인입되는 지폐를 포켓부까지 순차적으로 이송시키는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 지폐수납부 일측에 위치되는 픽업롤러(210)와, 픽업롤러의 일측에 위치되는 메인피딩롤러(220)와, 메인피딩롤러의 일측과 접촉하여 구비되는 리버스롤러(230)와, 메인피딩롤러의 하방측에 구비되는 제1피딩롤러(240)와, 상기 메인 피딩롤러와, 상기 제1피딩롤러에 각각 접촉하여 구비되는 아이들러(250)와, 및 상기 제1 피딩롤러로 지폐를 안내하고, 상기 제1 피딩롤러로부터 상기 배출휠로 지폐를 안내하는 이송가이드(260)를 포함한다.
그리고, 계수기 본체의 내부 일측에 설치되고, 픽업롤러, 메인피딩롤러, 제1 피딩롤러, 제2 피딩롤러에 구동력을 발생하는 이송구동모터와, 상기 이송구동모터의 구동에 의하여 회전하며, 주연방향을 따라 소정간격으로 천공된 감지공이 형성된 회전판이 일측에 구비된 구동풀리와, 이동구동벨트를 매개로 상기 구동풀리의 구동력을 전달받아 회전하는 복수개의 종동풀리가 포함되어 구성된다.
그리고, 포켓부의 내부방향 일측에 배출휠(270)이 포함되어 형성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈(300)에 관해 설명한다.
상기 스마트지폐감지모듈(300)은 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 배출부위 1/3 내부 지점 상에서 이송되는 지폐를 감지시키는 역할을 한다.
이는 도 4에 도시한 바와 같이, "Z"자형 발광모듈(310), CIS수신모듈(320)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 "Z"자형 발광모듈(310)에 관해 설명한다.
상기 "Z"자형 발광모듈(310)은 도 3에 도시한 바와 같이, 지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 내부방향으로 "Z"자형 구조로 근접설치되어, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 IR LED 어레이로 IR 일렬면발광시키는 역할을 한다.
여기서, 상기 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상이라는 것은 도 11에 도시한 바와 같이, 원반형상을 갖는 메인 피딩롤러의 내부방향으로 회전되면서 지폐를 배출시키는 배출부위의 1/3 지점을 말한다. 즉, 원반형상을 갖는 메인 피딩롤러의 내부방향 안쪽을 말한다.
또한, 상기 "Z"자형 구조라는 것은 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 정면도상에서 바라봤을 때, 지그재그의 "Z"자형상으로 형성된 것을 말한다.
상기 "Z"자형 발광모듈(310)는 도 5에 도시한 바와 같이, "Z"자형 렌즈본체(311), 튜브형 렌즈어레이부(312)로 구성된다.
상기 "Z"자형 렌즈본체(311)는 "Z"자형상으로 이루어져, 일측에 튜브형 렌즈어레이부를 지지하면서, 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 빛을 전달받아 내부면에서 굴절시킨 후, CIS수신모듈쪽으로 IR 일렬면발광시키는 역할을 한다.
이는 "Z"자형상으로 이루어져, 복수개의 절곡면이 형성된다.
즉, 상단면 일측에 튜브형 렌즈어레이부가 형성되고, 광의 경로를 변경하기 위해 광의 경로중에 반사가 이루어지도록 절곡면이 형성되어, 입사된 광이 특정 위치에 도달할 수 있도록 수차례(2회~4회) 반사를 시키는 구조로 구성된다.
이는 광의 경로를 변경하기 위해 절곡면의 절곡각도(θ)를 105°~120°로 형성하여, 광의 경로 중에 반사가 이루어지도록 구성된다.
즉, 도 6에서 도시한 바와 같이, 절곡면의 절곡각도가 일예로, 120도일 경우에, 2회의 반사로 이루어진 광경로가 형성되고, 도 7에서 도시한 바와 같이, 절곡면의 절곡각도가 일예로, 105도일 경우에, 2회~3회의 반사로 이루어진 광경로가 형성된다.
상기 절곡면의 절곡각도(θ)를 105°~120°로 형성하는 이유는 절곡면의 절곡각도(θ)가 105°이하에서는 절곡면이 눕혀진 구조가 아닌 수직의 직립구조로 형성되어, 메인 피딩롤러의 배출부위 안쪽으로 설치되지 못해, 지폐인식 시점이 늦어, 메인 피딩롤러 상에 지폐가 걸리는 지폐걸림현상이 자주 발생되고, 곡면의 절곡각도(θ)가 120°이상에서는 튜브형 렌즈어레이부로부터 입사된 광이 난반사되어, 광경로부위쪽으로 반사되지 않고, "Z"자형 렌즈본체의 일부 절곡면쪽으로 광 쏠림현상이 발생되어, 지폐인식율이 떨어지는 문제점이 발생되기 때문에,
그리고, 도 10에 도시한 바와 같이, 출력단이 굴곡되어 있어, 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 광을 집적시켜 광경로상에서 출력시킨다.
여기서, 상기 "Z"자형 렌즈본체(311)가 "Z"자형상으로 형성됨으로서, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에 설치될 수가 있다.
이처럼, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에 "Z"자형 렌즈본체가 설치되어 구성됨으로서, 기존보다 1/3 앞선 지점에서 위조지폐를 감지할 수 있고, 이로 인해, 위조지폐가 메인 피딩롤러 자체에 걸리지 않고, 포켓부로 배출시킬 수 있어, 기존에 비해 지폐걸림현상을 70% 이하로 낮출 수 있다.
상기 "Z"자형 렌즈본체(311)는 투명하고, IR 투과율이 높으며, 내구성이 우수한 재질로 이루어진다.
즉, 질소 분위기에서 4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-valericacid을 메탄올(methanol)에 녹이고, 이때 4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-valericacid과 메탄올의 배합비는 1:15~25중량비로 한다.
황산(Sulfuric acid)을 첨가하여 6~10시간 동안 교반하고, 이때 첨가량은 전체 양의 0.1~0.3 중량비로 첨가한다.
반응 정지 후, 메탄올을 감압상태에서 제거하고,
생성물에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하여 녹여 제1혼합물을 조성하고,
상기 제1혼합물을 포화된 염화나트륨(Sodium chloride) 수용액으로 세척하고,
무수황산나트륨(Anhydrous sodium sulfate)으로 남아 있는 수분을 제거하고,
여과 후, 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 감압상태에서 제거하여 methyl4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-pentanoate(mBHPP)를 합성하는 제1단계;
비스페놀 A(Bisphenol-A)와 상기 제1단계에서 합성된 mBHPP를 염화나트륨(Sodium chloride) 수용액을 녹이고,
여기에 트리포스젠(Triphosgene)이 녹아 있는 염화메틸렌(Methylene chloride)을 넣은 후 10~40분 동안 교반하고,
트리에틸아민(Triethylamine)과 Tetra butylammonium chloride를 첨가한 후, 4~8시간 동안 상온에서 교반하고,
교반을 마친 후 유기층을 아세톤과 물을 1:1중량비율로 혼합하여 조성된 혼합용액으로 세척한 후, 증발시켜 고분자를 수득하고,
수득한 상기 고분자를 75~85℃의 오븐에서 건조하는 제2단계:를 거쳐 제조된 methyl4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-pentanoate-polycarbonate로 이루어짐을 특징으로 한다.
이와 같이 제조된 폴리카보네이트(PC)는 충격강도, 내열성, 투명성 등이 일반적인 폴리카보네이트(Polycarbonate)와 동일 이상의 물리적 특성을 가지면서도 높은 표면경도를 갖는 특징이 있다.
상기 튜브형 렌즈어레이부(312)는 "Z"자형 렌즈본체 일측에 복수개의 어레이구조로 형성되어, 발광되는 LED 빛을 "Z"자형 렌즈본체의 내부방향으로 발광시키는 역할을 한다.
이는 복수개의 튜브형 렌즈(312a)가 어레이구조로 구성된다.
그리고, 튜브형 렌즈 상단부위에 LED 칩(312b)이 어레이구조로 형성된다.
그리고, LED 칩 상단 일측에 도 8에 도시한 바와 같이, LED 칩을 구동시키는 PCB모듈(312c)이 일렬형상으로 형성된다.
여기서, 어레이구조는 일렬형상 또는 매트릭스형상(가로*세로)으로 정렬되어 구성되는 것을 말한다.
둘째, 본 발명에 따른 CIS수신모듈(320)에 관해 설명한다.
상기 CIS수신모듈(320)은 "Z"자형 발광모듈과 동일선상에 위치되어, 지폐를 투과한 IR 일렬면발광과 지폐에 반사된 가시광을 CIS(Contact Image Sensor)로 받아들이는 역할을 한다.
이는 출력부 일측에 마이크로프로세서부가 연결되어 구성된다.
즉, CIS수신모듈에서 센싱한 CIS데이터를 마이크로프로세서부로 전달시킨다.
도 10에 도시한 바와 같이, CIS수신모듈에서 수신된 광량의 분포 및 균질도 시뮬레이션을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
즉, 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 빛이 "Z"자형 렌즈본체의 광경로방향으로 굴절시켜 IR 일렬면발광시킴으로서, 좁은 공간에 IR발광을 적용시킬 수 있고, 이로 인해 광량의 분포가 일렬면발광형상으로 균일하게 형성시킬 수 있어, 위조지폐감지율을 80% 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 디스플레이부(400)에 관해 설명한다.
상기 디스플레이부(400)는 계수기 본체의 정면 일측에 위치되고, 마이크로프로세서부의 제어하에 지폐계수 결과 및 기기 상태를 표출시키는 역할을 한다.
이는 LED 모니터, 또는 LCD 모니터로 구성된다.
그리고, 일측에 키조작버튼과 선택버튼이 포함되어 형성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 포켓부(500)에 관해 설명한다.
상기 포켓부(500)는 디스플레이부 하단에 위치되어, 지폐이송모듈에 의해 배출되는 지폐를 순차적으로 적층시키는 역할을 한다.
이는 스태커가 포함되어 구성된다.
여기서, 스태커는 계수된 지폐 또는 위조지폐 감지완료된 지폐가 가로방향으로 적층되면서 쌓이는 곳이다.
다음으로, 본 발명에 따른 마이크로프로세서부(600)에 관해 설명한다.
상기 마이크로프로세서부(600)는 지폐이송모듈, 스마트지폐감지모듈, 디스플레이부, 포켓부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트지폐감지모듈에서 감지한 지폐감지데이터를 기준으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시킨 후, 위조지폐감지시 전체 기기의 구동을 멈춰서 위조지폐를 걸러내도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 입력단자 일측에 지폐투입감지센서가 연결되어, 지폐투입감지센서로부터 내부방향의 지폐이송모듈로 지폐가 투입되었음을 감지하는 지폐투입감지신호가 입력되고, 또 다른 입력단자 일측에 스마트지폐감지모듈의 CIS 수신모듈이 연결되어, 지폐를 투과한 IR 일렬면발광과 지폐에 반사된 가시광을 CIS(Contact Image Sensor)로 받아들이는 CIS데이터가 입력되고,출력단자 일측에 이송구동모터가 연결되어, 이송구동모터쪽으로 온/오프의 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 튜브형 렌즈어레이부가 연결되어, 튜브형 렌즈어레이부쪽으로 출력신호를 보내어, 튜브형 렌즈어레이부를 발광시키며, 또 다른 출력단자 일측에 디스플레이부가 연결되어, 디스플레이부쪽으로 구동신호를 출력시켜, 지폐계수 결과 및 기기 상태를 표출시키도록 제어하도록 구성된다.
상기 스마트지폐감지모듈에서 감지한 지폐감지데이터는 16비트 256 칼러영상 데이터로 구성된다.
이러한 이미지 데이터의 경우, 육안으로는 같은 칼러영상의 정보를 갖고 있는 것처럼 보이는 어떤 영역의 지폐 데이터가 소프트웨어적으로 읽어 들였을 경우에 서로 다른 정보를 보유하고 있다.
일예로, 지폐의 액면가를 나타내는 숫자의 경우 모두 검정색상으로 이루어져 있지만, 그 영역의 이미지 데이터 정보는 모두 같지 않다. 검정색상도 여러 가지로 나누어질 수 있기 때문이다.
이런 이유로 사용하려는 동일계열 색상인식 알고리즘에 적요하였을 경우 완벽하게 같은 색상으로 이루어진 부분을 제외하고는 동일계열 색상을 찾지 못하는 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 마이크로프로세서부에서는 도 18에 도시한 바와 같이, 스마트지폐감지모듈에서 감지한 지폐감지데이터를 4비트 16칼러로 변환하는 전처리 과정을 거쳐 보다 빠르면서 쉽게 동일계열의 색상이 연속으로 나타나는 특징점을 찾을 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로프로세서부(700)는 지폐특징추출알고리즘엔진부(710)가 더 포함되어 구성된다.
상기 지폐특징추출알고리즘엔진부(610)는 도 9에 도시한 바와 같이, 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시키는 역할을 한다.
이는 4비트 16칼러로 전처리된 지폐감지데이터에서 지폐특징(위조지폐감별용 홀로그램, 문자, 숫자, 도형)을 추출한 지폐특정데이터를 입력벡터로 사용하여, 출력은 미리 설정한 값을 이용하도록 구성된다.
본 발명에 따른 지폐특징추출알고리즘엔진부(610)는 추출한 지폐 특징 데이터를 이용하여 지폐를 인식하기 위해 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)의 원리를 이용한다.
즉, 각 지폐별 20개씩의 샘플 지폐 특징 데이터를 입력 벡터로 구 성하고, 각 지폐별 출력 값을 설정하여 학습을 통해 설정된 출력값에 접근하도록 구성된다.
그리고, 지폐의 삽입방향과 액면가를 인식하기 위한 뉴럴 네트워크(Neural network)의 입력층, 은닉층과 출력층의 뉴런수를 9에서 30까지 증가시키면서 시뮬레이션을 구현시킨다.
30개의 뉴런수에서 줄어들수록 수렴에 필요한 학습 횟수는 줄어들었으며 지폐의 삽입방향에 대한 학습에서는 11개의 뉴런 수를 가지고 학습하였을 때 가장 좋은 결과를 얻었다.
이때의 러닝율(learning rate)은 0.02이며, 모멘텀상수(momentum constant)는 사용하지 않도록 설정된다.
지폐의 액면가에 대한 학습에서는 동일한 뉴런 수에서 좋은 결과를 얻을 수 있었으나, 0.1 러닝율과 모멘텀상수를 이용한다.
이와 같이 조건이 다르게 설정하는 이유는 지폐의 삽입방향에 따른 특정 데이터가 지폐의 액면가에 따른 특징 데이터보다 더 확실한 특징을 갖고 있기 때문이다.
좌표 데이터는 지폐의 특징이 되는 동일계열 색상이 연속적으로 나타난 부분의 시작 위치로 전체 지폐 영역이 0에서 300까지의 x좌표값을 갖고 있으며, 이중 지폐 특징 데이터는 40에서 260까지의 범위를 갖는다.
이 x좌표를 그대로 사용하지 않고, 0.000~10.000의 범위로 평균화(normalization)하여 입력시킨다.
본 특허에서는 입력패턴을 뉴럴 네트워크(neural network)에 입력하여 실제 출력패턴을 얻은 후, 실제 출력패턴과 요구되는 출력패턴의 비교에 의해서 에러를 연산시킨다.
즉, 학습을 위해 외부교사가 존재하여 입력패턴에 요구되는 출력패턴을 출력하도록 연결 가중치를 조정하여 실제출력과 원하는 출력 사이의 오차를 최소화시키도록 구성된다.
또한 이 에러를 최소화하기 위해 에러를 신경회로망에 피드백시켜 가중치 매트릭스를 갱신한다.
에러가 설정된 임계치이하로 내려갈때까지 반복적인 계산을 통해 가중치 매트릭스가 갱신되는 것이다.
뉴런(neuron)간의 연결세기를 가중치로 가정하고, 학습 대상을 p=1,2,3,n 설정하였을 때 입력패턴 p에 대한 요구되는 출력패턴은 tp, 실제 출력패턴은 Op로 설정한다.
그러면 각 패턴 p에 대응하는 에러 ep는 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.
패턴 p에 대한 cost 함수는 다음의 수학식 2와 같이 표현된다.
전체 패턴에 대응하는 cost 함수는 다음의 수학식 3과 같이 표현된다.
이어서, 다층 신경망의 연결 가중치의 변화량 E(w)를 최소로 하는 w를 반복적으로 찾는 Rumelhart의 유도된 다음의 수학식 4를 이용한다.
여기서, Wij는 뉴런 Uj으로부터 뉴런 Ui간의 연결 가중치를, Oj는 뉴런 Uj의 출력을, bi는 뉴런 Ui의 바이어스 값을 나타낸다.
η은 러닝율(learning rate), δij는 후방향 에러를 나타낸다. α는 모멘텀 계수로 학습과정 중 지역 최저점을 극복할 수 있게 가중치 변화량을 반영하는 상수이다.
뉴럴 네트워크에서 사용된 비선형 활성화 함수는 "logsig"와, "purelin"이다.
logsig는 은닉층의 비선형 활성화 함수이며, purelin은 출력층의 비선형 활성화 함수이다.
Input, Hidden 그리고 Output layer 들의 각 neuron의 수는 11개로 구성된다.
하나의 뉴럴 네트워크당 학습 횟수 10000번, 러닝율(learning rate)는 0.1, 에러목표치는 0.000001로 진행하도록 구성된다.
좌표데이터는 지폐의 특징이 되는 동일계열 칼러영상이 연속적으로 나타난 부분의 시작위치로 전체 지폐 영역이 0에서 500까지의 x좌표값을 갖고 있으며, 이중 지폐특징데이터는 40에서 350까지의 범위를 갖도록 구성된다.
이 x좌표를 그대로 사용하지 않고, 0.000~10,000의 범위로 평균화(normalization)하여 입력되도록 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 지폐 수납부쪽으로 지폐를 투입시킨다.
다음으로, 지폐이송모듈이 구동되어, 지폐 수납부로부터 인입되는 지폐를 스마트지폐감지모듈을 지나 포켓부쪽으로 배출이송시킨다.
다음으로, 스마트지폐감지모듈이 구동되어, 도 11에 도시한 바와 같이, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 감지시킨다.
이때, 튜브형 렌즈어레이부가 구동되어, 발광되는 LED 빛을 "Z"자형 렌즈본체의 내부방향으로 발광시킨다.
이어서, "Z"자형 렌즈본체에서 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 빛을 전달받아 내부면에서 굴절시킨 후, CIS수신모듈쪽으로 IR 일렬면발광시킨다.
이어서, CIS수신모듈에서, 지폐를 투과한 IR 일렬면발광과 지폐에 반사된 가시광을 CIS(Contact Image Sensor)로 받아들여, 마이크로프로세서부로 전달시킨다.
여기서, CIS수신모듈은 CIS데이터로서, 1차로, 지폐를 투과한 IR 일렬면발광을 통해 숫자와 도형으로 이루어진 진폐반사이미지를 생성시키고, 2차로, 지폐에 반사된 가시광을 통해 위조지폐감별용 홀로그램, 문자, 숫자, 도형으로 이루어진 진폐IR투과이미지를 생성시킨다.
이때, 마이크로프로세서부는 CIS수신모듈의 CIS데이터인, 숫자와 도형으로 이루어진 진폐반사이미지와, 위조지폐감별용 홀로그램, 문자, 숫자, 도형으로 이루어진 진폐IR투과이미지를 지폐특징추출알고리즘엔진부에 전달시켜, 지폐 특정데이터로 미리 설정한다.
다음으로, 마이크로프로세서부의 지폐특징추출알고리즘엔진부가 구동되어, CIS수신모듈에서 전달된 CIS데이터를, 미리설정된 지폐 특정데이터와 역전파신경망(Back-propagation Neural Network)을 통해 다중입력과 다중출력으로, CIS수신모듈의 CIS데이터 지폐의 종류를 구분하고 인식시킨다.
즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 지폐특징추출알고리즘엔진부에서는 미리설정된 지폐 특정데이터 중 숫자와 도형으로 이루어진 진폐반사이미지를 기준으로, 현재 CIS수신모듈에 수신된 지폐반사이미지가 위폐반사이미지인지 여부를 체크한다.
이어서, 도 13에 도시한 바와 같이, 지폐특징추출알고리즘엔진부에서는 미리설정된 지폐 특정데이터 중 위조지폐감별용 홀로그램, 문자, 숫자, 도형으로 이루어진 진폐IR투과이미지를 기준으로, 현재 CIS수신모듈에 수신된 지폐IR투과이미지가 위폐IR투과이미지인지 여부를 체크한다.
이어서, 지폐특징추출알고리즘엔진부에서 CIS수신모듈로부터 전달된 CIS데이터(지폐반사이미지, 지폐IR투과이미지)가 위조지폐라고 인식되면, 마이크로프로세서부에서는 지폐이송모듈의 이송구동모터쪽으로 오프(OFF)의 출력신호를 출력시켜, 지폐이송모듈의 구동을 순간멈춘시킨다.
이때, 인식된 위조지폐는 "Z"자형 발광모듈(310)과 CIS수신모듈(320)을 통해 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에서 감지되어, 포켓부로 배출된다.
다음으로, 디스플레이부가 마이크로프로세서부의 제어하에 구동되어, 지폐계수 결과 및 기기 상태를 표출시킨다.
끝으로, 포켓부에서 지폐이송모듈에 의해 배출되는 지폐를 순차적으로 적층시킨다.
1 : 스마트 지폐계수기 100 : 계수기 본체
200 : 지폐이송모듈 300 : 스마트지폐감지모듈
400 : 디스플레이부 500 : 포켓부
600 : 마이크로프로세서부
200 : 지폐이송모듈 300 : 스마트지폐감지모듈
400 : 디스플레이부 500 : 포켓부
600 : 마이크로프로세서부
Claims (7)
- 박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 계수기 본체(100)와,
계수기 본체의 지폐 수납부로부터 인입되는 지폐를 포켓부까지 순차적으로 이송시키는 지폐이송모듈(200)과,
지폐이송모듈 상에서 이송되는 지폐를 감지시키는 스마트지폐감지모듈(300)과,
계수기 본체의 정면 일측에 위치되고, 마이크로프로세서부의 제어하에 지폐계수 결과 및 기기 상태를 표출시키는 디스플레이부(400)와,
디스플레이부 하단에 위치되어, 지폐이송모듈에 의해 배출되는 지폐를 순차적으로 적층시키는 포켓부(500)와,
지폐이송모듈, 스마트지폐감지모듈, 디스플레이부, 포켓부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트지폐감지모듈에서 감지한 지폐감지데이터를 기준으로, 지폐의 종류를 구분하고 인식시킨 후, 위조지폐감지시 전체 기기의 구동을 멈춰서 위조지폐를 걸러내도록 제어시키는 마이크로프로세서부(600)로 구성되는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기에 있어서,
상기 스마트지폐감지모듈(300)은
지폐이송모듈의 메인 피딩롤러 내부방향으로 "Z"자형 구조로 근접설치되어, 메인 피딩롤러의 배출부위의 1/3 지점상에서 이송되는 지폐를 IR LED 어레이로 IR 일렬면발광시키는 "Z"자형 발광모듈(310)과,
"Z"자형 발광모듈과 동일선상에 위치되어, 지폐를 투과한 IR 일렬면발광과 지폐에 반사된 가시광을 CIS(Contact Image Sensor)로 받아들이는 CIS수신모듈(320)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기.
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- 제1항에 있어서, 상기 "Z"자형 발광모듈(310)은
"Z"자형상으로 이루어져, 일측에 튜브형 렌즈어레이부를 지지하면서, 튜브형 렌즈어레이부에서 발광되는 빛을 전달받아 내부면에서 굴절시킨 후, CIS수신모듈쪽으로 IR 일렬면발광시키는 "Z"자형 렌즈본체(311)와,
"Z"자형 렌즈본체 일측에 복수개의 어레이구조로 형성되어, 발광되는 LED 빛을 "Z"자형 렌즈본체의 내부방향으로 발광시키는 튜브형 렌즈어레이부(312)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기.
- 제4항에 있어서, 상기 "Z"자형 렌즈본체(311)는
질소 분위기에서 4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-valericacid을 메탄올(methanol)에 녹이고,
황산(Sulfuric acid)을 첨가하여 6~10시간 동안 교반하고,
반응 정지 후, 메탄올을 감압상태에서 제거하고,
생성물에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하여 녹여 제1혼합물을 조성하고,
상기 제1혼합물을 포화된 염화나트륨(Sodium chloride) 수용액으로 세척하고,
무수황산나트륨(Anhydrous sodium sulfate)으로 남아 있는 수분을 제거하고,
여과 후, 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 감압상태에서 제거하여 methyl4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-pentanoate(mBHPP)를 합성하는 제1단계;,
비스페놀 A(Bisphenol-A)와 상기 제1단계에서 합성된 mBHPP를 염화나트륨(Sodium chloride) 수용액을 녹이고,
여기에 트리포스젠(Triphosgene)이 녹아 있는 염화메틸렌(Methylene chloride)을 넣은 후 10~40분 동안 교반하고,
트리에틸아민(Triethylamine)과 Tetra butylammonium chloride를 첨가한 후, 4~8시간 동안 상온에서 교반하며,
교반을 마친 후 유기층을 아세톤과 물을 1:1중량비율로 혼합하여 조성된 혼합용액으로 세척한 후, 증발시켜 고분자를 수득하고, 수득한 상기 고분자를 75~85℃의 오븐에서 건조하는 제2단계:를 거쳐 제조된 methyl4,4-bis(4-hydroxyphenyl)-pentanoate-polycarbonate로 이루어져 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기.
- 제4항에 있어서, 상기 "Z"자형 렌즈본체(311)는
절곡면의 절곡각도(θ)를 105°~120°로 형성하여, 광의 경로 중에 반사가 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기.
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| KR1020160048081A KR101652851B1 (ko) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | 스마트지폐감지모듈·지폐특징추출알고리즘엔진부로 이루어진 스마트 지폐계수기 |
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| KR101652851B1 true KR101652851B1 (ko) | 2016-09-02 |
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ID=56943129
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| KR (1) | KR101652851B1 (ko) |
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-
2016
- 2016-04-20 KR KR1020160048081A patent/KR101652851B1/ko active IP Right Grant
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