DE102008048043A1

DE102008048043A1 - Kalibrieren eines Sensors zur Wertdokumentbearbeitung

Info

Publication number: DE102008048043A1
Application number: DE102008048043A
Authority: DE
Inventors: David Sacquard; Jürgen Dr. Schützmann
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-03-25
Also published as: EP2338149A1; EP2338149B1; ES2898964T3; US8695397B2; US20110174051A1; RU2011115116A; WO2010031576A1; RU2517718C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist. Der Sensor nimmt Messsignale eines Kalibriermediums auf, das an dem Sensor vorbeitransportiert wird. Aus den aufgenommenen Messsignalen werden Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt und außerdem wird eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmt, z. B. die Transportgeschwindigkeit oder die Transportlage des Kalibriermediums. Aus der Transporteigenschaft wird mindestens ein Korrekturwert ermittelt, der zum Korrigieren der aufgenommenen Referenzdaten des Kalibriermediums verwendet wird. Im Anschluss an die Kalibrierung werden die korrigierten Referenzdaten mit Solldaten des Kalibriermediums verglichen. Gegebenenfalls erfolgt dann eine Justierung des Sensors mit Hilfe der korrigierten Referenzdaten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zur Prüfung von Wertdokumenten, z. B. in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung, ausgebildet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen entsprechenden Sensor und eine entsprechende Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung.
Zur Prüfung von Wertdokumenten werden üblicherweise Sensoren verwendet, mit denen die Art der Wertdokumente bestimmt wird und/oder mit denen die Wertdokumente auf Echtheit und/oder auf ihren Zustand geprüft werden. Derartige Sensoren werden z. B. zur Prüfung von Banknoten, Schecks, Ausweisen, Kreditkarten, Scheckkarten, Tickets, Gutscheinen und dergleichen verwendet. Die Wertdokumente werden in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung geprüft, in der, je nach den zu prüfenden Wertdokumenteigenschaften, einer oder mehrere unterschiedliche Sensoren enthalten sind. Üblicherweise werden die Sensoren in bestimmten zeitlichen Abständen oder bei aktuellem Anlass bezüglich ihrer korrekten Funktionsfähigkeit überprüft. Zur Überprüfung eines Sensors wird dieser zunächst kalibriert und anschließend, falls nötig, justiert. Die Kalibrierung erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Kalibriermedien, die dem Sensor zugeführt werden und von denen der Sensor Messsignale aufnimmt. Die Kalibriermedien können für die Überprüfung einer oder mehrerer Eigenschaften eines einzelnen Sensors ausgebildet sein, oder für die Überprüfung mehrerer oder aller relevanten Eigenschaften von mehreren oder allen relevanten Sensoren der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung. Beispielsweise werden für die Kalibrierung von Banknotensensoren Papierblätter mit bekannten, vordefinierten Eigenschaften als Kalibriermedien eingesetzt oder auch speziell für die Überprüfung der Sensoren präparierte Banknoten.
Bei einigen Vorrichtungen zur Wertdokumentbearbeitung werden die Wertdokumente in der Vorrichtung an den zur Prüfung verwendeten Sensoren vorbeitransportiert. Um die Sensoren zu kalibrieren wird, an Stelle der Wertdokumente, ein Kalibriermedium an den Sensoren vorbeitransportiert, wobei die Sensoren Messwerte des Kalibriermediums aufnehmen. Die Messwerte werden mit Sollwerten verglichen, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind. Falls die Messwerte des Kalibriermediums von den Sollwerten des Kalibriermediums abweichen, wird üblicherweise eine Justage des betreffenden Sensors durchgeführt, bei der der Sensor möglichst so eingestellt wird, dass er bei Messung des Kalibriermediums zumindest näherungsweise die Sollwerte liefert. Der so justierte Sensor wird anschließend zur Prüfung von Wertdokumenten verwendet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zur Prüfung von Wertdokumenten ausgebildet ist, anzugeben, durch das eine präzise Kalibrierung des Sensors ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Kalibrieren eines Sensors verwendet, der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist. Die Wertdokumente werden durch den Sensor z. B. in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung geprüft, die ein Transportsystem zum Vorbeitransportieren der Wertdokumente an dem Sensor entlang einer Transportrichtung aufweist. Die Vorrichtung kann einen Kalibriermodus aufweisen, in dem einer oder mehrere Sensoren der Vorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert werden. Der Sensoren, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wird, ist z. B. ein Sensor zur Prüfung optischer, magnetischer, elektrischer, mechanischer oder auch geometrischer Eigenschaften der Wertdokumente. Bei der Prüfung der Wertdokumente wird die Art der Wertdokumente bestimmt und/oder die Wertdokumente werden auf Echtheit und/oder auf ihren Zustand geprüft. Die Vorrichtung kann außerdem mit Ein- und Ausgabefächern zum Zuführen bzw. Abführen der Wertdokumente in die bzw. aus der Vorrichtung ausgestattet sein.
Zum Kalibrieren des Sensors wird ein Kalibriermedium entlang der Transportrichtung an dem Sensor vorbeitransportiert, wobei der Sensor Messsignale des Kalibriermediums aufnimmt. Insbesondere enthalten die von dem Sensor aufgenommenen Messsignale erste Messsignale, die der Sensor von mindestens einem Referenzbereich des Kalibriermediums aufnimmt, und zweite Messsignale, die der Sensor von mindestens einer Markierung des Kalibriermediums aufnimmt. Aus den aufgenommenen Messsignalen, insbesondere aus den ersten Messsignalen, werden Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt. Außerdem wird aus den aufgenommenen Messsignalen, insbesondere aus den zweiten Messsignalen, mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmt, wobei die Transporteigenschaft quantitativ bestimmt wird.
Als Referenzdaten kann z. B. die Höhe des von dem Referenzbereich aufgenommenen Messsignals verwendet werden. Alternativ können als Referenzdaten auch andere Eigenschaften des Messsignals verwendet werden, beispielsweise die Fläche des Messsignals etc. Bei einem mehrspurigen Sensor werden für jede Messspur des Sensors aus dem jeweils aufgenommenen Messsignal eigene Referenzdaten bestimmt werden, z. B. jeweils ein Referenzwert für jede Messspur.
Die Transporteigenschaften betreffen z. B. die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums entlang der Transportrichtung und/oder die Lage des Kalibriermediums in der Transportebene des Kalibriermediums, insbesondere eine Schräglage des Kalibriermediums und/oder eine Position des Kalibriermediums senkrecht zur Transportrichtung. Bei der quantitativen Bestimmung der mindestens einen Transporteigenschaft werden z. B. die Transportgeschwindigkeit und/oder die Lage des Kalibriermediums in der Transportebene quantitativ bestimmt. Die Lage des Kalibriermediums lässt sich quantitativ z. B. durch die Verschiebung des Kalibriermediums senkrecht zur Transportrichtung relativ zu einer vordefinierten, idealen Lage des Kalibriermediums angeben. Die ideale Lage kann z. B. relativ zum Sensor, insbesondere zu den Messspuren des Sensors, vordefiniert sein.
Aus der Transporteigenschaft, insbesondere aus der Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums und/oder aus der Lage des Kalibriermediums, wird anschließend mindestens ein Korrekturwert ermittelt. Anschließend werden die zuvor bestimmten Referenzdaten des Kalibriermediums mit Hilfe des einen oder mit Hilfe der mehreren ermittelten Korrekturwerte korrigiert. Beispielsweise wird für jede Messspur des Sensors ein eigener Korrekturwert ermittelt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Referenzdaten auch mehrfach mit Hilfe von Korrekturwerten korrigiert werden, wobei diese Korrekturen nacheinander oder gleichzeitig erfolgen können. Beispielsweise werden dazu mehrere verschiedene Transporteigenschaften des Kalibriermediums quantitativ bestimmt. Für jede der verschiedenen Transporteigenschaften können dann eigene Korrekturwerte ermittelt werden, die zum Korrigieren der Referenzdaten verwendet werden. Alternativ können aus den verschiedenen Transporteigenschaften auch gemeinsame Korrekturwerte ermittelt werden, die zum Korrigieren der Referenzdaten verwendet werden. Die Referenzdaten können auch, quasi indirekt, dadurch korrigiert werden, dass bereits die aufgenommenen Messsignale des Referenzbereichs mit Hilfe der Korrekturwerte korrigiert werden. Durch die Korrektur der Messsignale einer Messspur erfolgt schließlich automatisch auch eine Korrektur der Referenzdaten der jeweiligen Messspur.
Zum Ermitteln des mindestens einen Korrekturwerts kann auf Ergebnisse früherer Messungen des Kalibriermediums zurückgegriffen werden, die unter verschiedenen Transportbedingungen durchgeführt wurden, z. B. bei verschiedenen Transportgeschwindigkeiten und/oder bei verschiedenen Lagen des Kalibriermediums in der Transportebene. Beispielsweise sind die Ergebnisse früherer Messungen in einer Wertetabelle eingetragen, in der die unter bestimmten Transportbedingungen gemessenen Korrekturwerte in Abhängigkeit der Transportbedingungen enthalten sind und die für die Kalibrierung des Sensors bereit gehalten wird. Um die Korrekturwerte zu ermitteln, werden aus der Wertetabelle diejenigen Transportbedingungen herausgesucht, die den quantitativ bestimmten Transporteigenschaften, zumindest näherungsweise, entsprechen, und die diesen Transportbedingungen zugeordneten Korrekturwerte aus der Wertetabelle entnommen. Alternativ kann der Zusammenhang zwischen Transportbedingungen und Korrekturwerten auch durch Simulationsrechungen ermittelt werden. Alternativ können die Korrekturwerte auch mit Hilfe geometrischer Überlegungen aus den Transportbedingungen bzw. aus den Transporteigenschaften berechnet werden. Beispielsweise kann anhand der Lage des Kalibriermediums die Größe des von dem Referenzbereich überstrichenen Anteils der Messspuren berechnet werden. Insbesondere kann für jede Messspur derjenige Flächenanteil berechnet werden, der beim Vorbeitransportieren des Kalibriermediums an der Messspur durch den Referenzbereich des Kalibriermediums abgedeckt wird.
Mit Hilfe der ermittelten Korrekturwerte werden anschließend die zuvor bestimmten Referenzdaten des Kalibriermediums korrigiert.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel ist in der Wertetabelle für jede Transportgeschwindigkeit jeweils ein prozentualer Korrekturfaktor angegeben sein, um den sich die Messsignale des Sensors bei Abweichung der Transportgeschwindigkeit von einer nominellen Transportgeschwindigkeit ändern. Mittels der Wertetabelle wird derjenige Korrekturfaktor bestimmt, der zu der quantitativ bestimmten Transportgeschwindigkeit, d. h. zu der tatsächlichen Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums, gehört. Zur Korrektur der Referenzdaten des Kalibriermediums werden die Messsignale, oder alternativ die Referenzdaten selbst, mit dem Korrekturfaktor aus der Wertetabelle multipliziert. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von Unregelmäßigkeiten der Transportgeschwindigkeit auf die Messsignale des Referenzbereichs, bzw. auf die Referenzdaten des Kalibriermediums, kompensieren.
Durch die erfindungsgemäße Kalibrierung des Sensors werden korrigierte Referenzdaten bestimmt, die anschließend zum Justieren des Sensors verwendet werden können. Die korrigierten Referenzdaten werden mit Solldaten verglichen, die dem Kalibriermedium, insbesondere dem Referenzbereich des Kalibriermediums, zugeordnet sind. Die Solldaten können einen oder mehrere feste Zahlenwerte enthalten, z. B. mehrere Zahlenwerte für verschiedene Abschnitte des Referenzbereichs. Die festen Zahlenwerte können mit Schwankungsbreiten versehen sein, durch die akzeptable Abweichungen von den Solldaten in einem bestimmten Wertebereich erlaubt werden. Falls die korrigierten Referenzdaten von den Solldaten des Kalibriermediums abweichen, ist eine Justage des Sensors erforderlich. Das Justieren des Sensors kann automatisch erfolgen oder erst nach einer entsprechenden Bestätigung von außen, z. B. durch eine Bedienperson, die die Kalibrierung des Sensors veranlasst hat. Zum Justieren des Sensors werden z. B. Parameter verändert, die der Sensor zur Verarbeitung von Wertdokument-Messsignalen verwendet, die der Sensor beim Prüfen von Wertdokumenten aufnimmt. Alternativ können beim Justieren des Sensors auch hardwaremäßige Einstellungen des Sensors verändert werden, z. B. bei sehr großen Abweichungen der korrigierten Referenzdaten von den Solldaten.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Sensor, der durch das erfindungsgemäße Verfahren kalibriert wird, mehrere Messspuren auf, die senkrecht zur Transportrichtung mit einer bestimmten Messspurenperiode angeordnet sind. Zum Beispiel wird bei der Kalibrierung für jede der Messspuren des Sensors jeweils ein eigener Korrekturwert ermittelt. Mit Hilfe des Korrekturwerts der jeweiligen Messspur werden dann die Referenzdaten der jeweiligen Messspur korrigiert. Der Sensor weist z. B. einen Kalibriermodus auf, in dem er gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wird. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, einige der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kalibrierung selbst durchzuführen. Zu diesem Zweck kann der Sensor mit einer Kalibriereinrichtung ausgestattet sein, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmen kann. Zusätzlich kann die Kalibriereinrichtung dazu ausgebildet sein, aus der mindestens einen Transporteigenschaft mindestens einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts zu korrigieren. Insbesondere kann der Sensor auch dazu ausgebildet sein, sich selbst zu justieren.
Alternativ oder zusätzlich kann auch die Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung mit einer Kalibriereinrichtung ausgestattet sein. Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Sensor nach dem erfindungsgemäßen Ver fahren zu kalibrieren und gegebenenfalls zu justieren. Beispielsweise ist Kalibriereinrichtung der Vorrichtung dazu ausgebildet, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums zu bestimmen und/oder aus der mindestens einen Transporteigenschaft mindestens einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts zu korrigieren. Die eben genannten Verfahrensschritte können auch teilweise von der Kalibriereinrichtung der Vorrichtung und teilweise von der Kalibriereinrichtung des Sensors durchgeführt werden. Alternativ kann zur Kalibrierung, insbesondere zur Durchführung aller oder einiger der eben genannten Verfahrensschritte, auch eine externe Kalibriereinrichtung verwendet werden, die an die Vorrichtung angeschlossen werden kann, z. B. eine portable Kalibriereinrichtung, die für mehrere Vorrichtungen zur Wertdokumentbearbeitung verwendet werden kann.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Kennungssensor zur Ermittlung einer Kennung eines der Vorrichtung zugeführten Kalibriermediums aufweisen sowie einen Datenspeicher, in dem mehrere Kennungen gespeichert ist und zu jeder dieser gespeicherten Kennungen Informationen darüber gespeichert sind, für welchen Sensor oder welche Sensoren in Bezug auf welche Eigenschaft und/oder Eigenschaften eine Kalibrierung anhand des die zugehörige Kennung tragenden Kalibriermediums durchzuführen ist.
Das zum Kalibrieren verwendete Kalibriermedium weist mindestens einen Referenzbereich auf, aus dessen Messsignalen Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt werden, und mindestens eine Markierung, aus deren Messsignalen Transporteigenschaften des Kalibriermediums bestimmt werden. Das Kalibriermedium kann einen oder mehrere Referenzbereiche für den zu kalibrierenden Sensor aufweisen. Die mehreren Referenzbereiche können z. B. entlang einer Linie oder in einem bestimmten Muster auf dem Kalibriermedium angeordnet sein. Zusätzlich kann das Kalibriermedium auch einen oder mehrere Referenzbereiche zur Kalibrierung weiterer Sensoren aufweisen. Als Referenzbereich und als Markierungen werden vorzugsweise verschiedene Bereiche des Kalibriermediums verwendet, die jedoch Abschnitte desselben Aufdrucks sein können, beispielsweise desselben Druckbilds. Die mindestens eine Markierung und der mindestens eine Referenzbereich werden vorzugsweise mit hoher Lagepräzision zueinander hergestellt, so dass deren relative Lage genau definiert ist. Dadurch lässt sich eine hohe Genauigkeit der Kalibrierung erreichen. Vorzugsweise werden die Markierungen und der Referenzbereich in demselben Verfahrensschritt hergestellt, z. B. in demselben Druckschritt. Das Kalibriermedium ist z. B. ein flacher Gegenstand, der ähnlich wie ein mit dem Sensor zu prüfendes Wertdokument gestaltet ist, z. B. ein bedruckter Papierbogen oder ein ausgewähltes Wertdokument. Zu seiner Identifikation kann das Kalibriermedium eine Kennung enthalten. Außerdem kann das Kalibriermedium auch Informationen darüber enthalten, welche Sensoren mit dem Kalibriermedium zu kalibriert werden können und/oder die Solldaten, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind. Diese Informationen können z. B. in einer Zeichenfolge und/oder in einem Barcode und/oder in einem elektronischen Datenträger des Kalibriermediums enthalten sein. In einem Ausführungsbeispiel weist das Kalibriermedium mehrere Markierungen auf, die senkrecht zur Transportrichtung des Kalibriermediums voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand der Markierungen senkrecht zur Transportrichtung insbesondere ein Vielfaches der Messspurenperiode des Sensors beträgt. Die Markierungen können auch in Transportrichtung zueinander versetzt sein. Die Breite der Markierungen kann z. B. genau eine Breite einer Messspur senkrecht zur Transportrichtung betragen oder auch ein ganzzahliges Vielfaches der Breite einer Messspur. Als Markierungen können bestimmte Aufdrucke oder Druckbildbereiche verwendet werden, es können aber auch Kanten des Ka libriermediums oder darin eingebrachte Löcher etc. als Markierungen verwendet werden.
Der zu kalibrierende Sensor und die Vorrichtung sind zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet, die in derselben Weise wie das Kalibriermedium an dem Sensor vorbeitransportiert werden. Beim Kalibrieren des Sensors und beim Prüfen der Wertdokumente werden jeweils Messsignale des vorbeitransportierten Kalibriermediums bzw. des Wertdokuments aufgenommen. Zum Kalibrieren des Sensors und zum Prüfen der Wertdokumente sind jedoch verschiedene Betriebsmodi des Sensors und/oder der Vorrichtung vorgesehen, die von außen eingestellt werden können und in denen die aufgenommenen Messsignale verschieden verwendet werden. Im Kalibriermodus werden die Messsignale des Kalibriermediums zur Feststellung des Zustands des Sensors verwendet, im Prüfmodus werden die Messsignale der Wertdokumente zur Bestimmung der Echtheit und/oder der Art und/oder des Zustands der Wertdokumente verwendet.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert.
Es zeigen:
1a Ein Kalibriermedium, das in idealer Lage an einem Sensor vorbeitransportiert wird,
1b ein Kalibriermedium, das in Hochlauflage an dem Sensor vorbeitransportiert wird,
1c ein Kalibriermedium, das in Schräglage an dem Sensor vorbeitransportiert wird.
In den 1a–c ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Kalibriermedium 1 zum Kalibrieren eines Sensors 10 verwendet wird und zu diesem Zweck entlang einer Transportrichtung T an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird, wobei dieser Messsignale des Kalibriermediums 1 aufnimmt. Die gezeigte Anordnung kann in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung angeordnet sein, in der Wertdokumente mit Hilfe des Sensors 10 geprüft werden. Der Sensor 10 ist mit einer Kalibriereinrichtung 5 verbunden, die z. B. im Gehäuse des Sensors 10 angeordnet sein kann oder außerhalb des Sensors 10.
Das Kalibriermedium 1 weist einen Referenzbereich 2 auf, in dem ein bestimmtes Referenzmaterial aufgebracht ist, von dem der Sensor 10 im Idealfall, sofern er optimal justiert ist, bestimmte Solldaten aufnimmt. Das Referenzmaterial kann im Referenzbereich 2 beispielsweise homogen verteilt sein. Im Fall eines Magnetsensors 10 kann das Referenzmaterial z. B. magnetische Pigmente enthalten. Im Fall eines optischen Sensors 10 kann das Referenzmaterial z. B. Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzpigmente oder eine oder mehrere bestimmte Farben aufweisen. Außerhalb des Referenzbereichs 2 weist das Kalibriermedium 1 außerdem mehrere Markierungen 3a, 3b auf, die so ausgebildet sind, dass der Sensor 10 auch von diesen Messsignale aufnimmt. Die Markierungen 3a, 3b können z. B. ebenfalls aus dem Referenzmaterial hergestellt sein. Zur Herstellung des Referenzbereichs 2 und der Markierungen 3a, 3b wurde das Referenzmaterial im selben Verfahrensschritt auf dem Kalibriermedium 1 aufgedruckt. In dem speziellen Ausführungsbeispiel sind am Anfang und am Ende des Kalibriermediums 1 jeweils drei vordere Markierungen 3a bzw. drei hintere Markierungen 3b aufgebracht, die jeweils entlang einer Linie senkrecht zur Transportrichtung T angeordnet sind.
Im Ausführungsbeispiel der 1a–c weist der Sensor 10 zwölf Messspuren L1–L12 auf, die entlang einer Linie senkrecht zur Transportrichtung T des Kalibriermediums 1 mit einer Messspurenperiode a angeordnet sind. Für jede der Messspuren L1–L12 ist jeweils ein Sensorelement 11 vorgesehen, das Messsignale des an dem Sensor 10 vorbeitransportierten Kalibriermediums 1 aufnimmt, und zwar sowohl Messsignale des Referenzbereichs 2, deren Höhen im Folgenden als R1–R12 bezeichnet werden, als auch Messsignale der Markierungen 3, deren Höhen im Folgenden als M1–M12 bezeichnet werden. Das Kalibriermedium 1 ist speziell zum Kalibrieren des Sensors 10 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist das Kalibriermedium 1 dadurch an den Sensor 10 angepasst, dass der Abstand d der Markierungen 3a, 3b ein Vielfaches, hier das Doppelte, der Messspurenperiode a beträgt. Darüber hinaus ist im gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Ausdehnung der Markierungen 3a, 3b senkrecht zur Transportrichtung T so gewählt, dass sie der Messspurenbreite des Sensors 10 entspricht, die in diesem Beispiel gleich der Messspurenperiode a ist.
Im Fall der 1a wird das Kalibriermedium 1 in idealer Lage an dem Sensor 10 vorbeitransportiert. Die Markierungen 3a, 3b liefern dabei in den Messspuren L4, L6 und L8 die Messsignalhöhen M4, M6 und M8, während die Messspuren L1–L3, L5, L7 und L9–L12 von den Markierungen 3a, 3b nur vernachlässigbare Messsignale erfassen. Außerdem erfassen die von dem Kalibriermedium 1 überstrichenen Messspuren L2–L11 die Messsignalhöhen R2–R11 des Referenzbereichs 2, während die außerhalb des Kalibriermediums 1 angeordneten Messspuren L1 und L12 von dem Referenzbereich 2 nur vernachlässigbare Messsignale erfassen.
In 1b ist eine nicht-ideale Transportlage gezeigt, bei der das Kalibriermedium 1 in Hochlauflage an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird. Dabei ist das Kalibriermedium 1, z. B. aufgrund von unvermeidbaren Unregelmäßigkeiten beim Transport des Kalibriermediums 1, in der Transportebene nach oben verschoben. Die Größe der Verschiebung der vorderen bzw. der hinteren Markierungen 3a bzw. 3b wird im Folgenden mit V_a bzw. V_b bezeichnet. In 1b sind diese Verschiebungen V_a und V_b beispielhaft jeweils anhand der untersten der Markierungen 3a und 3b relativ zum unteren Rand der Messspur L8 eingezeichnet. Im Vergleich zur idealen Lage aus 1a detektiert die Messspur L11 nun eine reduzierte Messsignalhöhe R11 des Referenzbereichs 2, da die Messspur L11 von dem Referenzbereich 2 nur teilweise überstrichen wird. Ohne Berücksichtigung der Hochlauflage würde man aufgrund der reduzierten Messsignalhöhe R11 demzufolge für diese Messspur L11 verfälschte Referenzdaten erhalten. Erfindungsgemäß wird die Hochlauflage aber berücksichtigt. Aufgrund der Hochlauflage wird auch von den Markierungen 3a, 3b des Kalibriermediums 1 in einigen der Messspuren ein verändertes Messsignal gemessen. Im Vergleich zur idealen Lage aus 1a detektieren die Messspuren L4, L6 und L8 jeweils reduzierte Messsignalhöhen M4, M6 und M8 der Markierungen 3a, 3b. Außerdem detektieren nun auch die Messspuren L3, L5 und L7 jeweils nicht vernachlässigbare Messsignalhöhen M3, M5 und M7 der Markierungen 3a, 3b. Die Transportlage des Kalibriermediums lässt sich quantitativ aus den Messsignalhöhen M4, M6 und M8 und aus den Messsignalhöhen M3, M5 und M7 bestimmen. Um das Ausmaß der Hochlauflage zu berechnen werden in diesem Beispiel die Verschiebungen V_a, V_b des Kalibriermediums 1 senkrecht zur Transportrichtung T durch Verknüpfen der Messsignalhöhen benachbarter Messspuren ermittelt. Beispielsweise liefern die Operationen (M4 – M3)/M4, (M6 – M5)/M6 und (M8 – M7)/M8 im Fall der idealen Lage aus 1a jeweils etwa den Zahlenwert 1. Bei Hochlauflage, wie in 1b, ergibt sich ein deutlich reduzierter Zahlenwert: Falls das Kalibriermedium 1 z. B. um eine halbe Messspurenperiode a nach oben verschoben ist, würden diese Operationen jeweils etwa den Zahlenwert 0 liefern. Dazwischen liegende Verschiebungen V_a, V_b können durch Interpolation berechnet werden. Um die Transportlage des Kalibriermediums 1 noch genauer zu bestimmen, können auch für alle drei vorderen und hinteren Markierungen 3a, 3b jeweils die Verschiebungen V_a, V_b bestimmt werden.
Analog kann auch bei Tieflauflage des Kalibriermediums 1 vorgegangen werden, bei der das Kalibriermedium 1 in der Transportebene nach unten verschoben transportiert wird. Im Vergleich zur idealen Lage aus 1a detektieren die Messspuren L4, L6 und L8 bei Tieflauflage wiederum jeweils reduzierte Messsignalhöhen, während die Messspuren L5, L7 und L9 jeweils nicht vernachlässigbare Messsignalhöhen M5, M7 und M9 der Markierungen 3a, 3b detektieren. Im Unterschied zur Hochlauflage liefert nun also statt der Messspur L3 die Messspur L9 ein nicht vernachlässigbares Messsignal. Hochlauflage und Tieflauflage können demzufolge z. B. durch Vergleichen der Messsignalhöhen M3 und M9 voneinander unterschieden werden. So liefert die Differenz der Messsignalhöhen M3 und M9 bei Hochlauflage und bei Tieflauflage Ergebnisse verschiedenen Vorzeichens. Zum Beispiel werden die Verschiebungen V_a, V_b bei Hochlauflage mit positivem Vorzeichen und die Verschiebungen V_a, V_b bei Tieflauflage mit negativem Vorzeichen angegeben. Zur quantitativen Bestimmung der Tieflauflage lassen sich beispielsweise die Operationen (M4 – M5)/M4, (M6 – M7)/M6 und (M8 – M9)/M8 durchführen, die bei idealer Lage jeweils den Zahlenwert 1 ergeben, bei Tieflauflage jedoch, analog zur Hochlauflage, reduzierte Zahlenwerte liefern.
1c zeigt eine weitere nicht-ideale Transportlage, bei der das Kalibriermedium 1 in einer Schräglage unter dem Winkel α zur Transportrichtung T an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird. Im Unterschied zur idealen Lage sowie zur Hochlauf- und Tieflauflage werden von den vorderen Markierun gen 3a und den hinteren Markierungen 3b des Kalibriermediums 1 bei Schräglage deutlich unterschiedliche Messsignale erfasst. Gemäß 1c liefern die vorderen Markierungen 3a des Kalibriermediums 1 relativ geringe Messsignalhöhen M4, M6 und M8, aber relativ große Messsignalhöhen M3, M5 und M7. Die hinteren Markierungen 3b des Kalibriermediums 1 liefern nahezu verschwindende Messsignalhöhen M4, M6 und M8, aber relativ große Messsignalhöhen M5, M7 und M9. Durch Vergleichen der Messsignalhöhen der vorderen Markierungen 3a mit den Messsignalhöhen der hinteren Markierungen 3b, insbesondere der jeweiligen Messsignalhöhen M3 und M9, kann die Schräglage erkannt werden. Um die Schräglage, d. h. den Winkel α, quantitativ zu ermitteln werden z. B. für die vorderen 3a und hinteren Markierungen 3b jeweils die oben, in Bezug auf 1b angegebenen Operationen zur quantitativen Bestimmung der Hochlauflage bzw. der Tieflauflage durchgeführt. Im Beispiel der 1c ergibt sich für die vorderen Markierungen 3a eine Hochlauflage, d. h. einer Verschiebung V_a mit positivem Vorzeichen, und für die hinteren Markierungen 3b eine Tieflauflage, d. h. eine Verschiebung V_b mit negativem Vorzeichen. In 1c sind diese Verschiebungen V_a und V_b beispielhaft anhand jeweils der untersten der Markierungen 3a und 3b relativ zum unteren Rand der Messspur L8 eingezeichnet. Damit berechnet sich sin(α) aus der Differenz der Verschiebungen V_a der vorderen Markierungen 3a und der Verschiebung V_b der hinteren Markierungen 3b im Verhältnis zum Abstand D der Markierungen 3a und 3b in Transportrichtung T, d. h. sin(α) = (V_a – V_b)/D.
Bei einem induktiv funktionierenden Magnetsensor 10 kann die Schräglage des Kalibriermediums 1 auch dazu führen, dass das am Beginn und am Ende des Referenzbereichs 2 induzierte Messsignal, aufgrund des weniger abrupten Beginns und Endes des Referenzbereichs 2, reduziert ist. Bei homogener Verteilung des Referenzmaterials im Referenzbereich 2 sind die verschiede nen Messspuren des Magnetsensors 10 zumindest näherungsweise in gleicher Weise von dieser Reduktion des induzierten Messsignals betroffen. Der Korrekturfaktor, um den sich die Höhe des induzierten Messsignals reduziert, ergibt sich in Abhängigkeit des Winkels α. Auch bei einem optischen Sensor 10 kann sich die Schräglage auf die aufgenommenen Messsignale auswirken. Beispielsweise erhöht sich durch die Schräglage des Kalibriermediums 1 um den Winkel α, und die damit verbundene Schräglage des Referenzbereichs 2, die effektiv gemessene Länge des Referenzbereichs 2 entlang der Transportrichtung T. Der jeweilige Zusammenhang zwischen dem Winkel α und den Korrekturfaktor kann z. B. anhand von gezielten Messungen des Kalibriermediums 1 in Schräglage, z. B. im Vorfeld der Kalibrierung, oder anhand von Simulationsrechungen ermittelt werden.
Aus den vom Sensor 10 aufgenommenen Messsignalen des Referenzbereichs 2 werden Referenzdaten des Kalibriermediums 1 bestimmt. Als Referenzdaten werden für jede der Messspuren L1–L12 z. B. jeweils die Messsignalhöhe R1–R12 verwendet. Die Referenzdaten R1–R12 werden anschließend in Abhängigkeit der quantitativ bestimmten Verschiebungen V_a, V_b der vorderen und hinteren Markierungen 3a, 3b, und gegebenenfalls in Abhängigkeit des Winkels α, korrigiert. Beispielsweise werden zur Korrektur der Hochlauflage aus 1b die Referenzdaten R11 und R1 der Messspuren L11 und L1 korrigiert, während für die Referenzdaten der Messspuren L2–L10 und L12 keine Korrektur erforderlich ist.
Zur Korrektur der Referenzdaten des Kalibriermediums 1 aus 1c müssen sowohl die Hochlauflage (Verschiebung V_a) der Markierungen 3a und die Tieflauflage (Verschiebung V_b) der Markierungen 3b korrigiert werden als auch die Schräglage des Kalibriermediums 1 um den Winkel α. Aus den Verschiebungen V_a und V_b bestimmt man – unter Berücksichtigung der be kannten Position des Referenzbereichs 2 auf dem Kalibriermedium 1 – zunächst die Verschiebungen V_R1 und V_R2 der Kanten des Referenzbereichs 2 relativ zur idealen Lage des Referenzbereichs, die in 1c relativ zum oberen Rand der Messspur L2 eingezeichnet sind. Aus dem negativen Vorzeichen und der Größe der beiden Verschiebungen V_R1 und V_R2 folgt, dass im Fall der 1c die Referenzdaten der Messspuren L2 und L12 korrigiert werden müssen. Dementsprechend würde man bei positivem Vorzeichen beider Verschiebungen V_R1 und V_R2 die Referenzdaten der Messspuren L1 und L11 korrigieren müssen, und bei verschiedenen Vorzeichen der Verschiebungen V_R1 und V_R2 die Referenzdaten der Messspuren L1, L2, L11, L12, aber nur, sofern die Größe der Verschiebungen nicht über die Messspurenperiode a hinausgeht. Falls die Verschiebungen V_R1, V_R2 größer als die Messspurenperiode a sein sollten, müssten auch die Referenzdaten weiterer Messspuren korrigiert werden, z. B. der Messspuren L3 oder L10. Um die Verschiebungen V_R1 und V_R2 zu berücksichtigen, können die Referenzdaten der Messspuren L2 und L12 z. B. unter Zuhilfenahme einer Wertetabelle korrigiert werden, in der Korrekturwerte enthalten sind anhand von gezielten Messungen des Kalibriermediums 1 bei verschiedenen Transportlagen des Kalibriermediums 1 ermittelt wurden. Um auch die Schräglage der Kanten zu berücksichtigen, kann als weitere Korrektur der Referenzdaten z. B. eine Multiplikation der Referenzdaten der Messspuren mit dem in Abhängigkeit des Winkels α bestimmten Korrekturfaktor durchgeführt werden.
Die von dem Referenzbereich 2 aufgenommenen Messsignale können bei einigen Sensoren auch durch die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 beeinflusst werden, so z. B. bei Magnetsensoren oder bei optischen Sensoren. Durch Schwankungen der Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 können die aufgenommenen Referenzdaten daher ebenfalls verfälscht werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Trans portgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 quasi online bestimmt, durch Messung der tatsächlichen Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 anhand der Messsignale des Kalibriermediums 1. Die (tatsächliche) Transportgeschwiridigkeit des Kalibriermediums 1 ergibt sich z. B. aus der Zeitspanne, die zwischen den Messsignalen der Markierungen 3a und 3b des Kalibriermediums 1 liegt, in Verbindung mit dem bekannten Abstand D zwischen den Markierungen 3a und 3b entlang der Transportrichtung T, vgl. 1a. Die Referenzdaten können dann in Abhängigkeit der (tatsächlichen) Transportgeschwindigkeit korrigiert werden. Die dazu benötigten Korrekturwerte können wiederum durch Messungen des Kalibriermediums 1 im Vorfeld der Kalibrierung oder durch Simulationsrechungen bestimmt werden.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors (10), der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist, die entlang einer Transportrichtung (T) an dem Sensor (10) vorbeitransportiert werden, mit folgenden Schritten: – Vorbeitransportieren eines Kalibriermediums (1) an dem Sensor (10) entlang der Transportrichtung (T), wobei der Sensor (10) Messsignale des Kalibriermediums (1) aufnimmt, – Bestimmen von Referenzdaten (R1–R12) des Kalibriermediums (1) aus den aufgenommenen Messsignalen, – Bestimmen mindestens einer Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) aus den aufgenommenen Messsignalen, – Ermitteln mindestens eines Korrekturwerts aus der mindestens einen Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1), – Korrigieren der Referenzdaten (R1–R12) des Kalibriermediums (1) mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdaten (R1–R12) aus ersten Messsignalen bestimmt werden, die der Sensor (10) von mindestens einem Referenzbereich (2) des Kalibriermediums (1) aufnimmt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Transporteigenschaft aus zweiten Messsignalen bestimmt wird, die der Sensor (10) von einer oder mehreren Markierungen (3a, 3b) des Kalibriermediums (1) aufnimmt, wobei die Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) quantitativ bestimmt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mindestens einen Transporteigenschaft eine Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums (1) betrifft.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mindestens einen Transporteigenschaft eine Lage des Kalibriermediums (1) in der Transportebene des Kalibriermediums (1) betrifft, insbesondere eine Schräglage des Kalibriermediums (1) und/oder eine Position des Kalibriermediums (1) senkrecht zur Transportrichtung (T).
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des mindestens einen Korrekturwerts auf Ergebnisse von Messungen des Kalibriermediums (1) zurückgegriffen wird, die unter verschiedenen Transportbedingungen des Kalibriermediums (1) durchgeführt wurden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierten Referenzdaten zum Justieren des Sensors (10) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Justieren mindestens ein Parameter verändert wird, der zur Verarbeitung von Wertdokument-Messsignalen des Sensors (10) verwendet wird, die der Sensor (10) beim Prüfen von Wertdokumenten aufnimmt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriermedium (1) mehrere Markie rungen (3a, 3b) aufweist, die senkrecht zur Transportrichtung (T) voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand (d) der Markierungen (3a, 3b) vorzugsweise ein Vielfaches einer Messspurenperiode (a) der Sensors (10) beträgt.
Sensor (10) zur Prüfung von Wertdokumenten, die entlang einer Transportrichtung (T) an dem Sensor (10) vorbeitransportiert werden, wobei der Sensor (10) nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 kalibriert und gegebenenfalls justiert wird.
Sensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) eine Vielzahl von Messspuren (L1–L12) aufweist, die senkrecht zur Transportrichtung (T) mit einer Messspurenperiode (a) angeordnet sind.
Sensor nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) eine Kalibriereinrichtung (5) aufweist, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) bestimmt und/oder die mindestens einen Korrekturwert aus der mindestens einen Transporteigenschaft ermittelt und/oder die die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts korrigiert und/oder die den Sensor (10) mittels der korrigierten Referenzdaten justiert.
Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einem Sensor (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, den Sensor (10) nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 zu kalibrieren und gegebenenfalls zu justieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kalibriereinrichtung (5) aufweist, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) bestimmt und/oder die mindestens einen Korrekturwert aus der mindestens einen Transporteigenschaft ermittelt und/oder die die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts korrigiert und/oder die den Sensor (10) mittels der korrigierten Referenzdaten justiert.