一种钱币自动分离装置及方法与流程

本发明涉及一种钱币自动统计与分离的装置及方法，属于金融现金处理领域。

背景技术：

随着国民经济的增长，市场上现金流通量不断增长。在城市公交系统及其它某些领域中，每天都会收集到大量的钱币。由于收集的钱币数量极多，统计分类难度大，目前普遍采用人工统计与分类的方法，不仅造成大量人力的浪费，且消耗大量时间。同时由于存在人方面的主观性因素，所造成的分类标准也各不相同，而且钱币在流通的过程中，沾染了大量的灰尘和细菌，在人工分类与统计过程中容易对工人的身体健康造成损害。

研制一种能对钱币进行快速准确分类的机器来代替人工分类，实现钱币分类的自动化显得迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种能自动将大量钱币进行准确的分离，并能统计纸币的总值的钱币自动分离装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：一种钱币自动分离装置，其特征在于：包括通风风道、硬币分离装置、纸币分离装置，所述硬币分离装置包括固定在容器中上部的上下层叠的三组筛子和位于筛子下方的鼓风机，所述筛子的筛孔从上至下逐渐减小，每层筛子上都设有一组重力传感器，上述重力传感器与同一组声光报警器相连，所述硬币分离装置的一侧上方设有第一传送带，所述通风管道为T形管道，T形管道的竖直管道位于硬币分离装置的上方，T形管道与第一传送带同一侧的水平管道内设有一小功率鼓风机，另一侧的水平管道的端口处有一挡板且在所述挡板处形成一向下的通风道，所述纸币分离装置包括5个依次排列的容器和位于容器上方的第二传送带，其中第一个容器内设有一个匀速旋转的滚轮且滚轮上均匀布满有吸盘，所述滚轮位于所述向下的通风道的下方，所述第二传送带上设置有等间距的吸盘，其中第二传送带的吸盘吸力比滚轮上的吸盘吸力大，在第二传送带的上方设有无线摄像头，无线摄像头通过无线接收器与计算机相连，第二传送带上的吸盘的松开状态由计算机控制。

所述第二传送带的两端处设有弧形挡风板。

所述第二传送带的一端位于第一个容器中心处，另一端位于最后一个容器中心处。

所述滚轮与第二传送带之间的间隙为2-4cm，所述滚轮吸盘的孔径为1~2cm，间隔为2~3 cm，第二传送带吸盘的孔径为1.5~2.5cm，间隔为2~3 cm。

本发明计算机内有图像获取模块、图像处理模块、吸盘控制模块以及纸币计算模块，所述图像获取模块用于获取纸币的图像，所述图像处理模块用于检测纸币残缺程度及面值，所述吸盘控制模块用于控制吸盘的开闭，所述纸币计算模块用于自动统计纸币总值。

本发明采用的钱币自动分离的方法，它包括以下步骤：

(1)第二传送带恒速运行；以Δt表示纸币从一组容器到下一组容器所用时间，以纸币通过摄像头时刻为计时起点，纸币通过摄像头到达第一组容器的时间为T，纸币通过摄像头到达第二组容器的时间为(T+Δt)，则通过第三个容器的时间为(T+2Δt)，通过第四个容器的时间为(T+3Δt)，以此类推；

(2)将钱币倒在第一传送带上，当钱币到达硬币分离装置的上方，硬币由于重力作用掉落在筛子上，纸币在通风风道的作用下吹入至带有吸盘的滚轮的容器中；

(3)硬币在各组筛子抖动下自动按硬币大小进行分类；

(4)带有吸盘的滚轮通过吸盘吸附纸币并顺时针旋转，顺时针转动的第二传送带在与滚轮相隔最近时，通过吸盘将纸币吸附过来；

(5)计算机根据无线摄像头实时拍摄的位于传送带上纸币图像，获得纸币的残缺程度及面值，当纸币传送至相应纸币面值的容器上方时，计算机吸盘控制模块松开对应的吸盘，使纸币落入相应纸币面值的容器中，残缺纸币落入独立容器；

(6)计算机根据纸币图像处理后的结果得出纸币的类别、面值，并统计纸币总值，在显示屏上显示。

所述步骤(5)的获得纸币的残缺程度及面值是：通过计算机对摄像头拍摄的图像，首先采用Gabor滤波器对图像作滤波处理，消除干扰物质对待测图像的干扰；接着对滤波后的图片采用Canny算子进行边缘检测，得到边缘检测图像，对得到的图像进行倾斜校正；将上述图片输入训练好的SVM模型中得到纸币的面值及残缺程度。

本发明先将大量纸币分成硬币和纸币，再分成大小额的钱币，然后再统计纸币的总值，减少了人力资源的浪费，降低了运营成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图中，1是传送带；2是通风管道；3是小功率鼓风机；4是声光报警器；5是重力传感器；6是大功率鼓风机；7是小孔筛；8是中孔筛；9是大孔筛；10是垂直升降杆；11是无线摄像头；12是第二传送带；13是滚轮；14是容器；15是计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。

图1为本发明的一种钱币终端自动分离装置，其特征在于：包括通风风道、硬币分离装置、纸币分离装置，所述硬币分离装置包括固定在容器中上部的上下层叠的三组筛子和位于筛子下方的鼓风机，所述筛子的筛孔从上至下逐渐减小，每层筛子上都设有一组重力传感器，上述重力传感器与同一组声光报警器相连，所述硬币分离装置的一侧上方设有第一传送带，所述通风管道为T形管道，T形管道的竖直管道位于硬币分离装置的上方，T形管道与第一传送带同一侧的水平管道内设有一小功率鼓风机，另一侧的水平管道的端口处有一挡板且在所述挡板处形成一向下的通风道，所述纸币分离装置包括5个依次排列的容器和位于容器上方的第二传送带，其中第一个容器内设有带均匀分布吸盘的滚轮，所述滚轮位于所述向下的通风道的下方，所述第二传送带上设置有等间距的吸盘，第二传送带的一端位于第一个容器中心处，另一端位于最后一个容器中心处，第二传送带的两端处设有弧形挡风板，在第二传送带的上方设有无线摄像头，无线摄像头通过计算机内部的接收器与计算机相连，第二传送带上的吸盘的松开状态由计算机控制。所述滚轮与第二传送带之间的间隙为2-4cm，所述滚轮吸盘的孔径为1~2cm，间隔为2~3 cm，第二传送带吸盘的孔径为1.5~2.5cm，间隔为2~3 cm。

本发明计算机内有图像获取模块、图像处理模块、吸盘控制模块以及纸币计算模块，所述图像获取模块用于获取纸币的图像，所述图像处理模块用于检测纸币残缺程度及面值，所述吸盘控制模块用于控制吸盘的开闭，所述纸币计算模块用于自动统计纸币总值。

从图2可知；本发明包括以下步骤：

(1)第二传送带恒速运行；以Δt表示纸币从一组容器到下一组容器所用时间。以纸币通过摄像头时刻为计时起点，纸币通过摄像头到达第一组容器的时间为T，纸币通过摄像头到达第二组容器的时间为(T+Δt)，则通过第三个容器的时间为(T+2Δt)，通过第四个容器的时间为(T+3Δt)，以此类推；

(2)将钱币倒在第一传送带上，当钱币到达硬币分离装置的上方，硬币由于重力作用掉落在筛子上，纸币在通风风道的作用下吹入至带有吸盘的滚轮的容器中；

(3)硬币在各组筛子抖动下自动按硬币大小进行分类；

(4)带有吸盘的滚轮通过吸盘吸附纸币并顺时针旋转，顺时针转动的第二传送带在与滚轮相隔最近时，通过吸盘将纸币吸附过来；

(5)计算机根据无线摄像头实时拍摄的位于传送带上纸币图像，获得纸币的残缺程度及面值，当纸币传送至相应纸币面值的容器上方时，计算机吸盘控制模块松开对应的吸盘，使纸币落入相应纸币面值的容器中，残缺纸币落入独立容器；

(6)计算机根据纸币图像处理后的结果得出纸币的类别、面值，并统计纸币总值，在显示屏上显示。

所述步骤(5)的获得纸币的残缺程度及面值是：所述步骤(5)的获得纸币的残缺程度及面值是：通过计算机对摄像头拍摄的图像，首先采用Gabor滤波器对图像作滤波处理，消除干扰物质对待测图像的干扰；接着对滤波后的图片采用Canny算子进行边缘检测，得到边缘检测图像，对得到的图像进行倾斜校正；将上述图片输入训练好的SVM模型中得到纸币的面值及残缺程度。

本发明以一元纸币为例说明，先设定一元纸币放入③容器中，设定纸币的残缺程度，当残缺程度在百分之四十及以上为废币，放入①容器。纸币通过第一传送带进入，因两台鼓风机产生的气流带动下一元纸币被吹入带有吸盘的滚轮的容器中，带有吸盘的滚轮通过吸盘吸附纸币并顺时针旋转，顺时针旋转的第二传送带通过吸盘将滚轮上的纸币吸附过来。纸币通过传送带的带动经过无线摄像头，摄像头拍摄纸币图像，通过计算机对摄像头拍摄的图像采用Gabor滤波器对图像作滤波处理，消除干扰物质对待测图像的干扰。接着对滤波后的图片采用Canny算子进行边缘检测，得到边缘检测图像，对得到的图像进行倾斜校正。将上述图片输入训练好的SVM模型中获得纸币的残缺程度及面值，若判断纸币为废币，在运行固定时间后，将此废币传送至①容器，吸盘控制模块在此时间点松开对应的吸盘，使废币落入①容器中，若计算机识别为一元纸币，在运行固定时间后，将此一元纸币传送至③容器，吸盘控制模块在此时间点松开对应的吸盘，使此一元纸币落入③容器中。此时计算机统计金额，同时废币不进行统计，待所有纸币识别完毕，可手动抽出①、③容器并将纸币收集，此时计算机输出纸币总额。

本发明所述的实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。