JPH0262689A - 物体識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、物体を分類する装置に関する。

従来の技術 物体を多数の考えられる形式の物体のうちの１つである
として分類することがしばしば有用である。このような
ことが必要である場合の一例はコイン式の自動販売機で
ある。このような機械においては、それに送り込まれた
物体が有効なコインであるかどうかを識別することが重
要である。

多くの機械では、多数の異なった形式の有効なコインを
互いに区別できると共に他の物体とも区別できることが
望ましい。もう１つの例は、金属部品の製造において部
品を検査してその形状やサイズが小さな範囲内の値にあ
るかどうかに基づいてそれらを受は入れるか拒絶するか
を分類することが必要である場合に見られる。

現在のところ、このような装置は、それらの寸法や、重
量のような物理的な量や、ぎざぎざの付いた縁の存在と
いった他の特徴を測定することによってコインを識別し
たり部品を分類したりしている。各々の有効な形式のコ
インや有効な種類の部品は、これらの量として１組の値
を有しているので、これら量に対する値から各コインの
識別や各物体の種類を推定することができる。

発明が解決しようとする課題 然し乍ら、このようなシステムは多数の欠点を有してい
る。これらシステムは１機械的に複雑であるために、比
較的高価である上に、摩耗や、外部で生じた振動や、コ
インや物体から堆積したほこりによる欠陥をこうむり易
い。

そこで、本発明の目的は、これらの問題を少なくとも部
分的に解消する物体識別システムを提供することである
。

課題を解消するための手段 本発明は、複数の異なる種類の物体のうちの１つである
か又はそのいずれでもないとして物体を分類する装置で
あって、物体の各種類が共振周波数によって独特に区別
されるようにした装置において、物体を共振状態に駆動
する手段と、物体の共振周波数を感知する手段と、物体
の共振周波数を物体の種類の共振周波数と比較する手・
段とを具備することを特徴とする装置を提供する。

本発明の更に別の特徴は、複数の異なる種類の物体のう
ちの１つであるか又はそのいずれでもないとして物体を
分類する装置であって、物体の各種類がその共振の周波
数特性によって区別されるようにした装置において、物
体を共振させる手段と、物体の周波数特性を感知する手
段と、この感知した特性を上記物体の種々の種類の記憶
された特性と比較する手段とを具備することを特徴とす
る装置を提供する。

実施例 以下、同様の部品を同じ参照番号で示した添付図面を参
照して、本発明の２つの実施例を詳細に説明する。

第１図を参照すれば、自動販売機には、消費者によりス
ロット２を通してコイン１が挿入される。ここで使用す
る「コイン」という用語は、いかなるコイン或いはコイ
ンと間違えるおそれのある程コインに良く似た物体をも
意味するものとする。コインは、シュート３に沿って下
方へころがる。次いで、コイン１はシュート３の端から
金属ブロック４へと落ちる。コイン１は常にブロック４
上と同じ位置に到着する。この位置はシュート３の形状
及び位置によって決定される。コインＩＡはこの位置で
示されている。

コイン到着点の付近にはマイクロホン５が配置されてお
り、そしてブロック４の底部には圧電トランスジューサ
６が取り付けられている。

コイン１が金属ブロック４に到着すると、コン１はその
共振周波数で振動し、ブロック４には、衝撃波が発生す
る。ブロック４の衝撃波により圧電トランスジューサ６
から信号が発生される一方。

コイン１の振動によりマイクロホン５から信号が発生さ
れる。この信号は、コイン１の振動により生じた音波と
同等の相対的振巾及び周波数を有するものである。

コイン１は全てシュート３の端からブロック４に向かっ
て同じ経路をたどるので、ブロック４に発生する衝撃波
のサイズはコイン１の質量に関係している。従って、圧
電トランスジューサ６により生じる電気信号の振巾もコ
イン１の質量に関係している。各形式のコイン１は、そ
の直径、厚み及びそれを構成している冶金学的成分と、
非円形コインの場合にはその形状とに基づいて１組の共
振周波数を有している。

コイン１の価値は、その質量及び共振周波数から推定す
ることができる。

マイクロホン５によって発生された信号は、多数のバン
ドパスフィルタ７Ａ、７Ｂ・・・７Ｎに送られる。各バ
ンドパスフィルタは、１つの形式の有効コインの少なく
くとも１つの共振周波数を含む異なった通過帯域を有し
ている。バンドパスフィルタ７Ａないし７Ｎからのフィ
ルタされた信号及び圧電トランスジューサ６により発生
された信号は、プロセッサ８に送られる。

通常、その国で使われている１組の通貨に対しては、コ
インの２以上の貨幣単位によってこれら共振周波数の幾
つかが分担されており、従って、コインを明確に識別す
るためには、多数の共振周波数を探索し、そしてそれら
の相対的な振巾を測定することが必要である。

プロセッサ８は、これらの信号を用いて、コイン１が受
は入れられる有効なコインであるかどうかを決定し、そ
して、もしそれが有効なコインである場合には、トラン
スジューサ６によって発生された信号の振巾を測定しそ
してフィルタ７Ａないし７Ｎを通過した信号の相対的な
振巾を比較すると共に、それらをメモリ１８に記憶され
たルックアップテーブルと比較することによってコイン
の価値を決定する。このルックアップテーブルにおいて
見出された命令に応答して、プロセッサ８は、コイン１
の行先を制御する信号をライン９に発生すると共に（コ
インの行先は、コインの有効性及びその価値に基づいて
多数の蓄積領域であるか或いは拒絶スロット（図示せず
）である）、自動販売機を制御するプロセッサがそれに
応じて版売を制御できるようにコインの価値をプロセッ
サに知らせる信号をライン１０に発生する。

システムの消費電力を減少するために、プロセッサ８は
通常スイッチオフにしておくことができるが、立上り縁
検出器は圧電トランスジューサ６からの信号の立上り縁
を探索していて、この立上り縁を検出したときにシステ
ムの他部分をスイッチオンするように構成されている。

第２図には、鋳造物１１の製造精度をチエツクする製造
品質制御システムが示されている。

鋳造物１１はコンベア１２に沿って搬送され、金属ブロ
ック４に落される。コンベア１２及びブロック４は、全
ての鋳造物１１が金属ブロック４と同じ点に同じ向きで
当たるように構成される。

鋳造物１１が到着する点の付近にマイクロホン５が配置
されており、そしてブロック４の底部に圧電トランスジ
ューサ６が取り付けられている。

鋳造物１１がブロック４に当たると、ブロック４には衝
撃波が発生され、鋳造物１１は共振を生じる。共振する
鋳造物１１により生じた振動はマイクロホンによってピ
ックアップされそしてブロック４の＊＊波は圧電トラン
スジューサ６によってピックアップされる。

マイクロホン５及びトランスジューサ６によって発生さ
れた信号はプロセッサ１３へ供給される。トランスジュ
ーサ６からの信号を受は取ると、プロセッサ１３は、マ
イクロホン５からの信号を受は取る用意をする。プロセ
ッサ１３はマイクロホン５によって発生された信号の一
部分をデジタルで記録する。

プロセッサ１３によって記録された信号は、比較器１４
により、メモリ１５に記録された信号と比較される。メ
モリ１５に記録された信号は、完全な鋳造物がブロック
４に落下した時に発生した信号である。これらの信号は
、システムの設定。

中に、直接的な物理的測定によってチエツクされた理想
的な完全な鋳造物をブロック４上に落下した時に、プロ
セッサ１３が比較器１４ではなくてメモリ１５に信号を
供給することにより、メモリ１５に記録される。

プロセッサ１３によって記録された信号と、メモリ１５
に記録された信号との相関関係がプリセットレベルより
上の場合には、比較器１４がライン１６に信号を発生す
ると共に、鋳造物１１の製造プロセス・が継続されるが
、この相関関係がこのプリセット１ノベル以下の場合に
は、比較器１４がライン１７に信号を発生し、鋳造物１
１は排除容器へ転向される。部品のこのような転向を行
なう機構は公知であり、ここでは説明しない。

上記システムにおける共振周波数の分析は、高速フーリ
エ変換技術によって行なうこともできる。

物体を共振状態に駆動することは、上記以外の多数の方
法で行なうことができ、例えば、変調レーザービームに
よって光・音響式に行なうことができる。

コイン及び鋳造物について本発明を説明したが、共振周
波数を発生することのできる物体であれば、いかなる物
体にも本発明を適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって構成されたコイン識別機構の
概略図、そして第２図は、本発明によって構成された品
質制御機構の概略図である。 １　・・・コイン　　　　　　２・・・スロット３　・
・・シュート　　　　　４　・・・金属ブロック５　・
・・マイクロホン ６・・・圧電トランスジューサ ７Ａないし７Ｎ・・・バンドパスフィルタ８．１３・・
・プロセッサ　１１　・・・鋳造物１２　・・・コンベ
ア　　　　１４・・・比較器１５．１８　・・・　メモ
リ 図面の浄′４Ｊ（内容に変更なし） 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第１９８７７３号 ２、発明の名称 物 体 識 別 装 置 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 ４、代 理 人

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の異なる種類の物体のうちの１つであるか又
   はそのいずれでもないとして物体を分類する装置であっ
   て、物体の各種類が共振周波数によって独特に区別され
   るようにした装置において、物体を共振状態に駆動する
   手段と、物体の共振周波数を感知する手段を含む物体共
   振周波数感知手段と、物体の共振周波数を物体の種類の
   共振周波数と比較する手段とを具備することを特徴とす
   る装置。
2. （２）物体の各種類は、１組の１つ以上の共振周波数に
   よって独特に区別され、上記装置は、更に、物体の上記
   種類の１組の共振周波数と共に物体の１つ又は複数の共
   振周波数を感知する手段を備えている請求項１に記載の
   装置。
3. （３）１組の種々の共振周波数の相対的な振幅を用いて
   物体の各種類を区別し、更に、物体の共振周波数の相対
   的な振幅を感知する手段と、物体の共振周波数の相対的
   な振幅を１組の共振周波数の相対的な振幅と比較する手
   段とを備えた請求項２に記載の装置。
4. （４）比較的質量のある本体を所定の仕方で当てること
   により物体を共振状態に駆動するように働く手段と、上
   記物体に対する上記本体の応答を感知する手段とを備え
   た請求項１に記載の装置。
5. （５）上記比較的質量のある本体は金属のブロックであ
   る請求項４に記載の装置。
6. （６）所定の共振周波数の識別を容易にするために１組
   のバンドパスフィルタが設けられている請求項２に記載
   の装置。
7. （７）物体の共振周波数を感知する上記手段は、マイク
   ロホンを含む請求項の前記いずれかに記載の装置。
8. （８）物体の分類を更に容易にするために物体によって
   上記比較的質量のある本体に誘起した衝撃波の大きさを
   感知する手段を更に備えた請求項４に記載の装置。
9. （９）上記本体に接触する圧電トランスジューサを用い
   て上記衝撃波を感知する請求項８に記載の装置。
10. （１０）物体を分類する上記手段は、上記トランスジュ
    ーサが物体の圧力に応答して信号を発生したときに作動
    される請求項９に記載の装置。
11. （１１）上記物体はコインである請求項の前記いずれか
    に記載の装置。
12. （１２）複数の異なる種類の物体のうちの１つであるか
    又はそのいずれでもないとして物体を分類する装置であ
    って、物体の各種類がその共振の周波数特性によって区
    別されるようにした装置において、物体を共振させる手
    段と、物体の周波数特性を感知する手段と、この感知し
    た特性を上記物体の種々の種類の記憶された特性と比較
    する手段とを具備することを特徴とする装置。