KR20150085607A - 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 센서를 이용하여 금융자동화기기에 투입되는 지폐의 이매를 검지함에 있어서, 지폐의 투입이 감지되면, 먼저 초음파 센서 수신부에서 검출되는 노이즈 신호값을 측정하여 기준값을 설정하고, 이후 지폐를 통과시키면서 발생부를 통해 초음파를 조사하여 수신부를 통해 지폐를 투과한 초음파 신호값을 측정하여, 측정된 신호값이 미리 설정된 기준값 이하인 경우 통과하는 지폐의 이매 발생을 판단하도록 구성함으로써, 주변 온도에 따른 초음파 센서 수신부 검출 신호값의 변화에 상관없이 다양한 환경 조건에서도 지폐의 이매를 효과적으로 검지할 수 있는 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 초음파 발생부 및 초음파 수신부로 이루어지는 초음파 센서를 이용하여 지폐의 이매를 검지하는 방법에 있어서, 초음파 발생부 동작 정지 상태에서 초음파 수신부에서 검출되는 노이즈 신호의 전압값을 측정하여 이매 판별의 기준값을 설정하고, 지폐를 통과시키면서 초음파 발생부를 동작시켜 지폐를 투과한 초음파 신호를 초음파 수신부를 통해 수신받아, 수신된 신호의 전압값을 측정하여, 측정된 전압값이 설정된 기준값 이하인 경우 반송로를 통과하는 지폐에 이매가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법을 제공한다.

Description

초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법{Method for detecting double notes using noise signal values of ultrasonic sensor}

본 발명은 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 센서를 이용하여 금융자동화기기에 투입되는 지폐의 이매를 검지함에 있어서, 지폐의 투입이 감지되면, 먼저 초음파 센서 수신부에서 검출되는 노이즈 신호값을 측정하여 기준값을 설정하고, 이후 지폐를 통과시키면서 발생부를 통해 초음파를 조사하여 수신부를 통해 지폐를 투과한 초음파 신호값을 측정하여, 측정된 신호값이 미리 설정된 기준값 이하인 경우 통과하는 지폐의 이매 발생을 판단하도록 구성함으로써, 주변 온도에 따른 초음파 센서 수신부 검출 신호값의 변화에 상관없이 다양한 환경 조건에서도 지폐의 이매를 효과적으로 검지할 수 있는 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 금융자동화기기에는 반송로를 통해 낱장으로 반송되는 지폐가 두 장 이상 겹쳐져 반송되는 것을 방지하기 위해, 광센서를 이용하여 투입된 지폐에 대해서 투과된 광량에 따라 지폐의 이매여부를 감지하거나, 레버방식을 이용한 두께 검출장치를 통해 투입된 지폐에 따라 변위되는 변위량에 따라 지폐의 이매여부를 검지할 수 있었다.

한편, 상술한 바와 같이 광센서를 이용하여 지폐의 이매를 검지하는 경우, 입력되는 파형을 분석하기 위한 센서의 분해능이 높아야 하며, 이를 위해서는 포텐셔미터(Potentiometer) 등의 고가의 구성 모듈이 구비되어 하고, 이러한 구성 모듈들의 경우 정교함을 요하기 때문에 설계가 난해한 문제점이 있다.

또한, 두께 검출장치를 이용하여 지폐의 이매를 검지하는 경우, 메카니즘적인 요소가 강하여 이를 구현하기 위해서는 많은 구동부가 필요하며, 이에 따라 그 구조가 훨씬 복잡해지는 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 한국공개특허 제10-2006-0108399호의 초음파 센서를 이용한 이매검지장치 및 그 방법에서와 같이, 광센서에 비해 상대적으로 저렴하고, 두께 검출장치와 같이 복잡한 구조적 메카니즘이 요구되지 않는 초음파 센서를 이용한 이매 검지 방법이 개발되었다.

이때, 초음파 센서를 이용한 이매 검지 방법의 경우, 초음파 발생부로부터 방출되는 초음파를 지폐에 조사하고, 지폐에 조사되어 투과되는 초음파 신호를 수신부를 통해 수신받아, 수신된 신호의 출력 파형을 분석함으로써 지폐의 이매를 검지하게 된다.

한편, 초음파 센서는 주변의 온도에 따라 그 감도가 달라지는 특성이 있는 바, 이로 인해 금융자동화기기의 주변 온도가 변화하는 경우, 수신부를 통해 수신되는 초음파 신호의 레벨이 변화되어 지폐의 이매 검지에 오류가 발생하는 문제점이 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 초음파 센서를 이용한 지폐 이매 감지 방법을 설명하면, 종래에는 수신부를 통해 수신되는 초음파 신호의 신호값에 대하여 일정 기준값을 설정하고, 이후, 수신부를 통해 수신되는 초음파 신호값을 측정하여, 측정된 신호값이 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 기준값 이상이면 정상으로 판단하고, 기준값 이하이면 2매로 판단하여 왔다.

그러나, 상술한 초음파 센서는 주변 환경(특히, 온도) 변화에 상당히 민감하게 반응하는 특성이 있으며, 이에 따라 주변 온도가 낮아지면 수신부의 감도가 변화되어 수신 신호값의 레벨이 크게 변화되게 된다.

즉, 금융자동화기기의 주변 환경 변화에 따라 초음파 센서의 주변 온도가 하강하여 저온으로 변하게 되면, 초음파 수신부의 감도가 변화되어, 도 1(b)에 나타나는 바와 같이, 지폐가 1매와 2매일 때의 수신 신호값이 모두 미리 설정된 기준값 이상으로 측정되어, 지폐의 이매 감지에 오류가 발생하는 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2006-0108399호(초음파 센서를 이용한 이매검지장치 및 그 방법, 공개일 : 2006.10.18.)

본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 초음파 센서를 이용하여 금융자동화기기에 투입되는 지폐의 이매를 검지함에 있어서, 지폐의 투입이 감지되면, 먼저 초음파 센서 수신부에서 검출되는 노이즈 신호값을 측정하여 기준값을 설정하고, 이후 지폐를 통과시키면서 발생부를 통해 초음파를 조사하여 수신부를 통해 지폐를 투과한 초음파 신호값을 측정하여, 측정된 신호값이 미리 설정된 기준값 이하인 경우 통과하는 지폐의 이매 발생을 판단하도록 구성함으로써, 주변 온도에 따른 초음파 센서 수신부 검출 신호값의 변화에 상관없이 다양한 환경 조건에서도 지폐의 이매를 효과적으로 검지할 수 있는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 초음파 발생부 및 초음파 수신부로 이루어지는 초음파 센서를 이용하여 지폐의 이매를 검지하는 방법에 있어서, 초음파 발생부 동작 정지 상태에서 초음파 수신부에서 검출되는 노이즈 신호의 전압값을 측정하여 이매 판별의 기준값을 설정하고, 지폐를 통과시키면서 초음파 발생부를 동작시켜 지폐를 투과한 초음파 신호를 초음파 수신부를 통해 수신받아, 수신된 신호의 전압값을 측정하여, 측정된 전압값이 설정된 기준값 이하인 경우 반송로를 통과하는 지폐에 이매가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 초음파 센서의 노이즈 전압값을 이용한 지폐 이매 검지 방법은 지폐의 투입이 감지되면, 먼저 초음파 센서 수신부에서 검출되는 노이즈 신호값을 측정하여 기준값을 설정하고, 이후 지폐를 통과시키면서 수신부를 통해 지폐를 투과한 초음파 신호값을 측정하여, 측정된 신호값이 미리 설정된 기준값 이하인 경우 투입된 지폐가 이매인 것을 검지함으로써, 주변 온도에 따라 달라지는 초음파 신호값의 변화에 상관없이 다양한 환경 조건에서도 지폐의 이매를 효과적으로 검지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 초음파 센서를 이용한 종래의 지폐 이매 검지 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에서 노이즈 신호값을 이용하여 이매 판단 기준값을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에서 노이즈 신호값을 이용하여 이매 판단 기준값을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용하여 지폐의 이매를 검지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에서는 지폐의 투입이 감지되면, 먼저, 초음파 발생부가 동작하지 않는 상태에서, 초음파 수신부에서 검출되는 노이즈 신호값을 측정하여 이매 판별의 기준값을 설정한다.

이 때, 초음파 수신부에는 캐패시터가 연결되어 수신되는 초음파 신호를 전압 신호로 변환하여 출력하게 되는데, 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 지폐의 투입이 감지되면, 수신부에 연결된 캐패시터를 방전시켜 전압값을 리셋(reset) 시킨 후, 초음파 발생부가 동작하지 않는 상태에서, 수신부에 수신되는 노이즈 신호에 의한 캐패시터 전압값을 측정하게 된다.

여기서, 수신부로 수신되는 노이즈 신호에 의해 감지되는 캐패시터 전압값은 리셋 후 일정 충전 대기 시간(Ts)이 경과하면, 도면에 나타난 전압 파형(10)에서와 같이 대략 포화 상태(saturation)에 이르게 되고, 이 때, 측정되는 전압값을 검출하여 이매 판별의 기준값으로 사용하게 된다.

즉, 이와 같은 노이즈 신호값은 주변 환경에 의해 수신부의 센서 감도가 변화됨에 따라 그때그때 변하게 되고, 본 발명에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법에서는 이와 같이 주변 환경(온도) 변화에 따라 가변되는 노이즈 신호값을 바탕으로, 지폐 통과 시 검출되는 수신부 신호값과 비교하여 통과 지폐의 이매 여부를 판별함으로써, 주변 환경 변화에 따라 초음파 센서 수신부에서 검출되는 신호값의 레벨이 변경되는 정도에 상관없이 효과적으로 이매를 검지할 수 있게 된다.

여기서, 상술한 바와 같은 노이즈 신호의 충전 대기 시간(Ts)은 초음파 센서의 특성에 따라 달라질 수 있으며, 본 실시예에서는 캐패시터 리셋 후 대략 1㎳의 시간이 경과한 후, 각각 0.1㎲의 간격으로 10회의 측정 전압값을 평균하여 이매 판별 기준값을 설정하였다.

이때, 상술한 노이즈 신호 충전 대기 시간(Ts)이나 노이즈 신호값의 검출 방법은 캐패시터 리셋 후 1㎳ ~ 1.5㎳ 이후에, 0.1㎲ ~ 0.2㎲ 간격으로 10회 ~ 15회의 범위 내에서 센서 특성에 따라 자유롭게 설정될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 주변환경에 따라 변화되는 노이즈 신호값을 바탕으로 이매 판별 기준값이 설정되면, 지폐를 통과시키면서 센서 특성에 따라 적절한 범위 내에서 미리 정해진 일정 주기 간격으로 캐패시터를 방전시키고, 초음파 발생부로부터 발진되어 조사되는 신호를 수신부를 통해 검출하며, 이러한 캐패시터의 방전 및 초음파 발생부의 발진을 반복하면서 수신부에 수신되는 신호에 의한 캐패시터의 충전전압 변화를 검출한게 된다.

도 3은 상술한 바와 같은 시이퀀스로 진행되는 지폐의 통과 과정에서, 지폐가 0매 또는 1매인 경우 수신부에서 수신되는 초음파 센서의 신호값의 변화를 보여주는 그래프로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 캐패시터 방전 후, 발생부의 발진 신호 송출에 따른 수신 신호를 수신부에서 검출할 때, 지폐가 0매 또는 1매인 경우에는 발생부 신호의 전부 또는 상당량이 수신부로 직접 수신되어 캐패시터 전압이 급격히 상승하게 된다.

즉, 도면에 나타난 수신 신호의 전압 파형(100)에서와 같이, 리셋 후에 일정 측정 대기 시간(Tm) 경과 후, 캐패시터 전압값을 측정하면 이미 기준값보다 높은 값이 측정된다.

이때, 측정 대기 시간(Tm)은 주변 환경(온도)에 따라 그때그때 달라지게 되기는 하나, 대개 노이즈 신호 충전 대기 시간(Ts)의 1/10 ~ 1/5(즉, 100㎲ ~ 200㎲) 정도로 설정하면 충분하며, 본 실시예에서는 150㎲로 설정하였다.

결과적으로, 지폐가 0매 또는 1매인 경우, 설정된 측정 대기 시간(Tm) 경과 후, 수신부에서 검출되는 신호값은 노이즈 신호값을 기준으로 미리 설정된 이매 판별 기준값보다 높아지게 되고, 이를 통해 지폐 이매 검지 시, 정상으로 판단하게 된다.

반면에, 캐패시터 방전 후, 발생부의 발진 신호 송출에 따른 수신 신호를 수신부에서 검출할 때, 지폐의 통과 과정에서 통과되는 지폐가 겹쳐져 2매가 동시에 통과하는 경우에는 캐패시터 전압값이 달라지게 된다.

즉, 도 4는 통과 지폐가 2매인 경우 수신부에서 수신되는 초음파 센서의 신호값의 변화를 보여주는 그래프로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 캐패시터 방전 후, 발생부를 통해 초음파를 송출하여 수신부를 통해 수신 신호를 검출하였을 때, 지폐가 2매인 경우에는 발생부를 통해 송출된 초음파가 대부분 차단되어 극히 일부의 초음파만이 수신부에 수신된다.

이에 따라, 수신부에서 검출되는 신호값은 별도의 초음파 송출이 없을 때의 노이즈의 신호값과 그리 큰 차이없이 약간의 상승에 그치게 되며, 도 4에 도시된 전압 파형(200)에서와 같이, 측정 대기 시간(Tm)인 150㎲가 지나도 여전히 이매 판별 기준값 레벨에 도달하지 못하게 된다.

결과적으로, 통과 지폐가 2매인 경우에는 설정된 측정 대기 시간(Tm) 경과 후, 수신부에서 검출되는 신호값이 미리 설정된 이매 판별 기준값에 미달하게 되고, 이를 통해 지폐 이매 검지 시, 이매 발생으로 판단하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법은 지폐의 투입 감지 시, 초음파 센서 수신부에서 검출되는 노이즈 신호값을 측정하여 기준값을 설정하고, 이후 지폐를 통과시키면서 발생부를 통해 초음파를 조사하여 수신부를 통해 지폐를 투과한 초음파 신호값을 측정하여, 측정된 신호값이 설정된 기준값 이상이면 정상으로 판단하고, 측정된 신호값이 설정된 기준값 이하이면 통과하는 지폐의 이매 발생을 판단함으로써, 주변 온도에 따른 초음파 센서 수신부 검출 신호값의 변화에 상관없이 다양한 환경 조건에서도 지폐의 이매를 효과적으로 검지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.

10, 100, 200 : 전압 파형

Claims (6)

1. 초음파 발생부 및 초음파 수신부로 이루어지는 초음파 센서를 이용하여 지폐의 이매를 검지하는 방법에 있어서,
   초음파 발생부 동작 정지 상태에서 초음파 수신부에서 검출되는 노이즈 신호의 전압값을 측정하여 이매 판별의 기준값을 설정하고,
   지폐를 통과시키면서 초음파 발생부를 동작시켜 지폐를 투과한 초음파 신호를 초음파 수신부를 통해 수신받아,
   수신된 신호의 전압값을 측정하여, 측정된 전압값이 상기 기준값 이하인 경우 반송로를 통과하는 지폐에 이매가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 이매 판별의 기준값을 설정함에 있어서는,
   상기 초음파 수신부에 연결된 캐패시터를 방전시켜 전압값을 리셋(reset) 시킨 후, 초음파 발생부가 동작하지 않는 상태에서, 초음파 수신부에 수신되는 노이즈 신호에 의한 캐패시터 전압값을 측정함으로써 기준값을 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 초음파 수신부에 수신되는 노이즈 신호에 의한 캐패시터 전압값은,
   상기 캐패시터 리셋(reset) 후, 미리 정해진 일정 충전 대기 시간(Ts) 이후에 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 충전 대기 시간(Ts)은 1ms ~ 1.5ms이고,
   상기 충전 대기 시간 경과 후, 0.1㎲ ~ 0.2㎲ 간격으로 10회 ~ 15회의 범위 내에서 측정된 캐패시터 전압값을 평균하여 기준값을 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파 발생부를 동작시켜 지폐를 투과한 초음파 신호를 초음파 수신부를 통해 수신받아 수신된 신호의 전압갑을 측정하는 과정에서는,
   초음파 발생부의 동작과 함께 상기 초음파 수신부에 연결된 캐패시터를 방전시켜 리셋(reset)시킨 후,
   미리 정해진 일정 측정 대기 시간(Tm) 경과 후, 상기 캐패시터에서 검출되는 전압값을 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 측정 대기 시간(Tm)은 100㎲ ~ 200㎲인 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 노이즈 신호값을 이용한 지폐 이매 검지 방법.
   
   
   
   
   

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