DE60218856T2

DE60218856T2 - Münzspeichermessung

Info

Publication number: DE60218856T2
Application number: DE60218856T
Authority: DE
Inventors: David Michael Reading FURNEAUX
Original assignee: MEI Inc
Current assignee: Crane Payment Innovations Inc
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: EP1413991A1; US20040079615A1; CN1501094A; EP1413991B1; DE60218856D1; JP4286107B2; ES2280489T3; CN100523866C; US7195113B2; JP2004164631A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Münzautomaten und Verkaufsautomaten mit Münzprüfern.
Die GB-A-2190749 beschreibt die Messung eines akustischen Signals zur Bestimmung der Höhe eines Münzstapels in einem Münzrohr. Die beschriebene Anordnung umfaßt eine Quelle, die akustische Impulse aussendet, die auf die Oberseite des Stapels gerichtet sind. Ein Sensor erfaßt die von der Oberseite des Stapels reflektierten Impulse. Die Zeitspanne zwischen dem Aussenden und dem Erfassen der Signale wird gemessen und dazu verwendet, die Höhe des Stapels zu berechnen, woraus dann die Anzahl der Münzen im Stapel abgeleitet wird.
Die GB-A-2357617 beschreibt die Verwendung eines elektrischen Funkens als Quelle von akustischen Impulsen, deren Reflexion dann gemessen wird, um die Anzahl von Münzen in einem Speicher abzuleiten. Es kann eine Anzahl solcher Messungen durchgeführt werden, aus denen ein Mittelwert berechnet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Genauigkeit solcher Messungen zu erhöhen. Wenn solche Messungen erfolgen, trägt eine Reihe von Faktoren zum gemessenen Impuls bei. Diese beinhalten die Reflexion an der obersten Münze, was erwünscht ist, jedoch auch eine Reihe von nicht dazugehörenden Faktoren wie die Reflexion des Impulses an der Wand des Rohrs und dem Verteiler, der das Rohr relativ zur Quelle hält. Auch eine Änderung der Querschnittfläche zwischen dem Verteiler und dem Rohr erzeugt Reflexionen der Impulse, die das Meßsignal erheblich stören können. Durch das Berücksichtigen der Beiträge zu der Messung durch solche Phänomene kann die Genauigkeit der Messung erhöht werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft eines Münzautomaten die Schritte des Erzeugen einer Druckwelle, des Erzeugen einer Meßwellenform auf der Basis der Reflexion der Druckwelle am Automaten, des Vergleichens der Meßwellenform mit einer Bezugswellenform und des Bestimmens der Eigenschaft auf der Basis des Vergleichs.
Die Eigenschaft kann die Anzahl der in einem Münzspeicher enthaltenen Münzen sein.
Unabhängige Aspekte der Erfindung betreffen rekonfigurierbare Münzprüfer mit einer Einrichtung zum Erkennen der Art einer Komponente (wie einem Münzrohr).
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Identifizieren einer Komponente eines Münzautomaten geschaffen, das die Schritte des Erzeugens einer Druckwelle, des Erzeugen einer Meßwellenform auf der Basis der Reflexion der Druckwelle an der Komponente, des Vergleichens der Meßwellenform mit einer Bezugswellenform oder mit jeweils einer aus einem Satz von Bezugswellenformen und des Identifizierens auf der Basis des Vergleichs umfaßt.
Die Komponente kann ein Münzrohr oder ein Satz von Münzrohren sein. Wenn das Verfahren bei einem Satz von Münzrohren angewendet wird, kann ein Vergleich zwischen Meßwellenformen, die bezüglich jedes Rohrs erzeugt wurden, und entsprechenden gespeicherten Bezugswellenformen erfolgen, die für die jeweiligen Rohrtypen charakteristisch sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Münzautomat geschaffen mit einer Einrichtung zum Identifizieren der Art eines Behälters durch Vermessen des Behälters (vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise mittels einer Druckwelle) und Vergleichen mit Sätzen von Bezugsdaten, die jeweils zu einem anderen Behältertyp gehören, sowie mit einer Einrichtung zum Erfassen des Behälterstatusses durch das Vergleichen der Meßdaten mit einem entsprechenden Satz von Bezugsdaten.
Der Behälterstatus kann eine Angabe sein, wie voll der Behälter ist, und er kann insbesondere die Anzahl von Gegenständen betreffen, die sich im Behälter befindet.
Die Aspekte der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen genannt. Beispielhaft werden nun erfindungsgemäße Anordnungen mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Münzautomaten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Münzrohrs und einer Sensoranordnung bei der Vorrichtung der 1;
3 eine schematische Darstellung eines Signalprozessors für den Münzautomaten der 1;
4 eine Darstellung der Datenpunkte, die bei der Vorrichtung der 1 bis 3 aufgezeichnet werden;
5 eine Darstellung eines Meßsignals, das an der Vorrichtung der 1 bis 3 erzeugt wird;
6 eine Darstellung eines Bezugssignals, das an der Vorrichtung der 1 bis 3 erzeugt wird; und
7 eine Darstellung eines Differenzsignals, das an der Vorrichtung der 1 bis 3 erzeugt und von den Signalen der 5 und 6 abgeleitet wird.
In der 1 umfaßt der Münzautomat 10 einen Münzprüfer 12. In den Münzprüfer 12 werden Münzen 14 eingegeben, die sich einen Weg 16 entlang bewegen, während die Echtheit und der Nennwert der Münzen bestimmt wird. Wenn angenommen wird, daß die Münzen 14 ungültig sind, werden sie zurückgewiesen und längs des Weges 18 vom Münzprüfer 12 wieder ausgegeben. Wenn sie für gültig angesehen werden, werden die Münzen auf einen Weg 20 zu einem Münzseparator 22 geleitet.
Die Münzen folgen im Münzseparator 22 einem Weg 24 und durchlaufen eine Anzahl von Klappen (nicht gezeigt), mit denen die Münzen in Abhängigkeit von ihrem Nennwert jeweils zu einem von einer Anzahl von Münzrohren geleitet werden. Die Münzwege 26, 28, 30, 32 und 34 entsprechen den Münzrohren 36, 38, 40, 42 und 44. Die Münzrohre 36, 38, 40, 42 und 44 enthalten jeweils ein Sensorarray 46, 48, 50, 52 bzw. 54. Die Sensorarrays 46, 48, 50, 52 und 54 sind mit einem Signalprozessor 56 verbunden. Die Münzen können zum Beispiel auch entlang eines Weges 62 zu einer Geldkassette 60 geführt werden, wenn das entsprechende Münzrohr voll ist.
Mit den Münzrohren 64 ist ein Münzdispenser 64 verbunden, der Münzen ausgibt, wenn dies für das Herausgeben von Wechselgeld erforderlich ist.
Die 2 zeigt ein Münzrohr 70, das einem der Münzrohre 36, 38, 40, 42 und 44 der 1 entspricht und in dem sich eine Anzahl von Münzen 14 befandet. Ein Sensorarray 72 (das einem der Sensorarrays 46, 48, 50, 52 und 54 entspricht) umfaßt einen Generator für einen akustischen Impuls in der Form einer Funkenstrecke 74 und eines Mikrophons 76. Das Mikrophon 76 ist in einer Höhe H über dem Boden des Münzrohrs 70 angeordnet.
Die 3 ist eine schematische Darstellung des Signalprozessors 56, der einen Analog-Digital-Konverter (ADC) 80 enthält, der mit den einzelnen Sensorarrays 46, 48, 50, 52 und 54 verbunden ist. Der ADC 80 ist auch mit einem Mikroprozessor 82 mit einem Speicher 84 verbunden. Die Sensorarrays 46, 48, 50, 52 und 54 sind ebenfalls mit dem Mikroprozessor 82 verbunden, so wie es auch ein Thermometer 86 ist.
In der nun folgenden Beschreibung werden wegen der einfacheren Bezugnahme die Elemente des in der 2 gezeigten Münzrohrs und des in der 2 gezeigten Sensorarrays herangezogen. Es ist jedoch klar, daß die Beschreibung gleichermaßen für jede der entsprechenden Komponenten gilt, die in den 1 und 3 dargestellt sind.
Der mit dem Sensorarray 72 verbundene Mikroprozessor 82 veranlaßt in der Funkenstrecke 74 eine Entladung. Dadurch entsteht ein akustischer Impuls, der in der Richtung des Weges 78 läuft. Wenn der Impuls auf die oberste Münze des Stapels und auf andere Oberflächen trifft, wird er zum Mikrophon 76 zurück reflektiert, das in Reaktion auf den reflektierten Impuls ein Signal erzeugt. Das vom Mikrophon 76 erzeugte Signal wird vom ADC 80 in eine digitale Form umgewandelt. Das Ausgangssignal des ADC wird in vorgegebenen Intervallen vom Mikroprozessor 82 (3) abgetastet, um eine Anzahl von Datenpunkten zu erzeugen, die im Speicher 84 gespeichert werden. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt das Intervall 5,06 μs.
Die 4 zeigt die Datenpunkte 90, die auf diese Weise abgeleitet werden.
Anhand der 5 bis 7 wird nun eine erste Meßtechnik beschrieben.
Die 5 zeigt eine typische, aus den Datenpunkten 90 abgeleitete Meßwellenform 92. Die Meßwellenform 92 beruht nicht nur auf den Punkten 90, sondern es werden auch zusätzliche Punkte verwendet, die mittels eines Rekonstruktionsalgorithmusses rekonstruiert werden, um die Auflösung der Wellenform zu erhöhen. Die Art und Weise, wie die Wellenform von den gespeicherten Daten abgeleitet wird, und die dazugehörige Interpolation ist auf dem Gebiet der Signalrekonstruktion allgemein bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.
Um die Höhe des Münzstapels im Münzrohr 70 genau bestimmen zu können, muß bekannt sein, welcher Teil der Wellenform 92 der Reflexion des akustischen Impulses an der obersten Münze zuzuschreiben ist.
In einem vorausgehenden Kalibriervorgang wird, wenn das Münzrohr 70 leer ist und keine Münzen enthält, die Funkenstrecke 74 gezündet, und es werden Datenpunkte abgeleitet, die zu einer Bezugswellenform 100 (6) rekonstruiert werden. Die zu dieser Bezugswellenform gehörenden Datenpunkte werden für einen späteren Wiederaufruf im Speicher 84 gespeichert. Da diese Bezugswellenform einem leeren Rohr entspricht, zeigt ein Vergleich mit der Meßwellenform 92, die danach während eines Meßvorgangs erhalten wird, diejenigen Anteile der Meßwellenform an, die zu der Reflexion der akustischen Impulse an der obersten Münze des Stapels beitragen.
Die Kalibrierung der anderen Röhren 70, die andere Abmessungen aufweisen, erfolgt auf die gleiche Weise.
Münzautomaten der in den 1 bis 3 gezeigten Art sind Massenprodukte. Wenn sie mit hinreichend engen Toleranzen hergestellt werden, können die für die Röhren eines Automaten bei der Kalibrierung abgeleiteten Datenpunkte auch für die anderen Automaten der gleichen Art verwendet werden. Wenn die Toleranzen jedoch nicht eng genug sind, muß die Kalibrierung an jedem Automaten erfolgen. Es kann außerdem erforderlich sein, nach dem Transport und dem Aufstellen eines Münzautomaten an der Verwendungsstelle die Kalibrierung einmal auszuführen. Dadurch werden Einflüsse auf die Messungen durch Änderungen in der Ausrichtung der Mechanismen beim Transport oder beim Aufstellen und Unterschiede in den Umgebungsbedingungen wie die Feuchtigkeit ausgeschaltet.
Anhand der 5, 6 und 7 wird nun die Vorgehensweise beim Vergleich der Meßwellenform mit der Bezugswellenform beschrieben. Zum Bezeichnen von gleichen Merkmalen werden dabei die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Es hat sich herausgestellt, daß der erste positive Scheitelwert 94 in sowohl der Meßwellenform als auch der Bezugswellenform von anderen Bereichen des Münzautomaten 10 als dem Münzrohr 70 stammt. Beim Vergleichen werden daher alle Punkte ignoriert, die vor dem Bezugspunkt 96 liegen (dem Punkt, an dem die Wellenformen jeweils zum ersten Mal nach dem Scheitelwert 94 die Grundlinie überqueren).
Zuerst wird die Amplitude der Meßwellenform normalisiert, so daß ein zuverlässiger Vergleich möglich ist. Der erste negative Scheitelwert 98 der Meßwellenform wird als Bezugswert genommen und an die Meßwellenform ein geeigneter Faktor derart angelegt, daß die Amplitude dieses Scheitelwerts 98 gleich der des ersten negativen Scheitelwerts 102 der Bezugswellenform 100 ist.
Nachdem die Meßwellenform normalisiert wurde, um Unterschiede in der Amplitude zu berücksichtigen, wird die Wellenform noch einmal normalisiert, um Temperaturänderungen zu kompensieren. Da sich die Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur des Mediums ändert, durch den sich der Schall ausbreitet, zeigen sich Unterschiede in der Umgebungstemperatur bei der Erzeugung der Bezugswellenform 100 und der Meßwellenform 80 in der Skalierung der Wellenform entlang der X-Achse (Zeitachse). Zur Kompensation wird auf die Meßwellenform entsprechend der folgenden Gleichung ein Skalierfaktor angewendet:
In der Gleichung (1) ist T_c der Temperaturkoeffizient, der den auf die Wellenform angewendeten Faktor darstellt. T ist die absolute Temperatur, bei der die jeweilige Messung erfolgt. Ein ähnlicher Skalierfaktor wird entsprechend der Temperatur bei der Ableitung der Bezugswellenform auf die Bezugswellenform vor ihrer Abspeicherung im Speicher 84 angewendet.
Die der Meßwellenform entsprechende Temperatur wird am Thermomieter 86 (3) festgestellt, der am Mikroprozessor 82 angebracht ist.
Nachdem die Wellenformen normalisiert wurden, um Unterschiede in der Temperatur und in der Amplitude zu kompensieren, wird durch Subtrahieren des Wertes für jeden Punkt der Bezugswellenform vom Wert des entsprechenden Punktes der Meßwellenform die Differenz zwischen der Meßwellenform und der Bezugswellenform berechnet.
Auch wenn die Meßwellenform auf die beschriebene Weise zur Kompensation von Temperaturunterschieden skaliert wurde, hat sich herausgestellt, daß ein kleiner Unterschied in der Skalierung entlang der X-Achse zwischen der Bezugswellenform und der Meßwellenform bei der Berechnung der Differenz einen erheblichen Fehler ergibt. Um diesen Fehler zu minimieren und um sicherzustellen, daß bei der Berechnung der Differenz auch die einander entsprechenden Punkte der Bezugs- und der Meßwellenform verwendet werden, wird jeder Punkte der Meßwellenform mit den fünf Punkten der Bezugswellenform verglichen, die diesem Punkt zeitlich am nächsten liegen. Der Punkt der Bezugswellenform, für den die Differenz am kleinsten ist, wird dann zur Ableitung der Punkte der Differenzwellenform durch Subtraktion des Wertes des gewählten Punkts der Bezugswellenform vom Wert des entsprechenden Punktes der Meßwellenform verwendet.
Die 7 zeigt eine Differenzwellenform 110, die auf diese Weise aus den Wellenformen der 5 und 6 erzeugt wurde. Um die Höhe des Münzstapels zu berechnen, wird der größte negative Scheitelwert 112 der Differenzwellenform 110 identifiziert. Bei 40% der Amplitude des Scheitelwerts 112 wird ein Schwellenwert 114 festgelegt, und die Differenzwellenform wird in der Richtung des Pfeiles 116 für einen 200 μs entsprechenden Abstand abgetastet. Der erste negative Schwellenwert, auf den getroffen wird, der den Schwellenwert 114 übersteigt, wird als der Abschnitt der Wellenform genommen, der durch eine Reflexion des akustischen Impulses von der obersten Münze im Stapel erzeugt wurde. Wenn kein solcher Scheitelwert angetroffen wird, wird der größte negative Scheitelwert 112 für die Berechnung verwendet. Es ist klar, daß die oben angegebenen Größen 40% und 200 μs für die beschriebenen Ausführungsformen eigentümlich sind, und es wird angenommen, daß diese Werte bei der Anpassung an andere Bedingungen verändert werden.
Die Höhe des Stapels kann dann nach der folgenden Formel berechnet werden: S = H – Vt2 (2)
In der Gleichung (2) ist S die Höhe des Stapels, H die Höhe des Mikrophons 76 über dem Boden des Münzrohrs 70 (2) und t die Zeit nach dem Zünden des Funkens für den Scheitelwert, der der obersten Münze entspricht. V ist die Schallgeschwindigkeit bei 293°K, die 331,29 m/s beträgt.
Die Höhe H wird mit der Vorrichtung gemessen und beinhaltet das Erzeugen einer Meßwellenform für das Rohr, wenn es eine einzige Münze enthält, sowie das Berechnen von H' aus der Formel (3): H' = Vt'2 (3)
V ist oben definiert und t' die Zeit für den identifizierten Scheitelwert der Meßwellenform für eine einzige Münze.
Nachdem H' berechnet wurde, wird H aus H' durch Subtrahieren der bekannten Dicke einer einzigen Münze abgeleitet.
Zur Berechnung von H' wird nicht das leere Münzrohr verwendet, da durch die halboffene Art des Bodens des Rohrs Phasenänderungen möglich sind, die zu einem zeitlichen Fehler führen können, der sich zu einem erheblichen Fehler im Ergebnis auswachsen kann.
Wenn die Höhe eines Münzstapels mit relativ wenigen Münzen zu berechnen ist, wird zum Berechnen von H die Meßwellenform als Differenzwellenform verwendet, da sich die Bezugs- und die Meßwellenform zu ähnlich sind, um einen zuverlässigen Vergleich zwischen den beiden Wellenformen zu ermöglichen. Diese Technik wird angewendet, wenn sich im Stapel fünf oder weniger Münzen befinden.
Die Höhe des Münzstapels kann auch durch eine zweite Meßtechnik bestimmt werden.
Auf die oben beschriebene Art wird eine erste Meßwellenform der in der 5 gezeigten Art erzeugt. Wenn der Mikroprozessor feststellt, daß von dem entsprechenden Münzrohr 70 eine Münze aufgenommen oder abgegeben wurde, wird auf die gleiche Weise wie bei der ersten Meßwellenform eine zweite Meßwellenform erzeugt, die auch von der in der 5 gezeigten Art ist.
Die der niedrigeren Münzstapelhöhe entsprechende Meßwellenform wird dann von der der höheren Münzstapelhöhe entsprechenden Meßwellenform subtrahiert. Ob die erste Wellenform von der zweiten subtrahiert wird oder die zweite von der ersten, hängt davon ab, ob ein Abgabe- oder Aufnahmevorgang erfolgt ist.
Die sich ergebende Differenzwellenform weist einen Scheitelwert auf, der dem höheren der beiden gemessenen Münzstapel entspricht. Die Höhe dieses Stapels wird dann auf die oben beschriebene Weise aus den Gleichungen (2) und (3) berechnet.
Bei dieser zweiten Technik kann vor der Subtraktion eine Normalisierung der Amplitude und/oder der Achse einer oder beider Wellenformen erfolgen. Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt jedoch keine Zeitachsennormalisierung (d.h. Temperaturkompensation). Wenn zwischen der Erzeugung der ersten Meßwellenform und der Ableitung der zweiten Wellenform eine größere Zeitspanne liegt, wird die erste Messung verworfen und der Prozeß neu gestartet. Dadurch wird sichergestellt, daß zwischen der ersten Meßwellenform und der zweiten Wellenform keine erhebliche Temperaturdifferenz liegt, und daß es daher nicht nötig ist, eine der Wellenformen zu normalisieren, um Temperaturunterschiede zu kompensieren. Da bei den Meßwellenformen keine Temperaturkompensation erfolgt ist, wird V (die Schallgeschwindigkeit) in diesen Gleichungen entsprechend der Temperatur eingestellt, bei denen die Messungen zur Ableitung der Stapelhöhe erfolgen. Diese Temperatur wird am Thermometer 86 gemessen. Eine gute Annäherung an V für eine bestimmte Temperatur wird durch die Gleichung (4) angegeben. VT ≈ √(401)T (4)
Dabei ist T die absolute Temperatur (in Grad Kelvin), bei der die Messung erfolgte, und V_T die Schallgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde.
Gemäß dem bevorzugten Aspekt werden sowohl die erste als auch die zweite Meßtechnik angewendet, um sicherzustellen, daß die Messungen richtig sind.
Die erste und die zweite Meßwellenform werden somit jeweils mit der ersten Meßtechnik analysiert und die jeweiligen Münzstapelhöhen verglichen, um sicherzustellen, daß sie sich nur um eine einzige Münze unterscheiden. Dann wird die Höhe des Münzstapels, die mit der zweiten Meßtechnik erhalten wird, geprüft, um zu sehen, ob sie mit dem mit der ersten Technik abgeleiteten Meßwert übereinstimmt. Es erfolgen demnach zwei Prüfungen, um sicherzustellen, daß die gegenwärtige Messung richtig ist.
Es ist zwar jede beliebige Anzahl von Messungen möglich, die für eine Messung erforderliche Zeit kann jedoch eine kontinuierliche Messung des Münzstapels unpraktisch werden lassen, da sie die Arbeit des Mikroprozessors 82 stören kann, der neben der Berechnung der Münzstapelhöhe noch eine ganze Anzahl anderer Prozesse ausführt. Die Messung der Höhe des Münzstapels erfolgt deshalb immer dann, wenn der Automat 10 eingeschaltet wird, und der Prozeß wird wiederholt, bis die laufende Messung überprüft ist. Danach wird die Anzahl der Münzen im Stapel durch Subtrahieren oder Addieren der aufgenommenen und abgegebenen Münzen von bzw. zu der bei der Messung berechneten Anzahl von Münzen laufend festgehalten. Falls gewünscht, kann bei dem System vorgesehen werden, daß verhindert wird, daß die Höhe der Münzen im Stapel über und/oder unter einen jeweiligen Grenzwert geht, bis eine Überprüfung erfolgt ist, um falsche Operationen zu verhindern.
Die Dicke der Münzen variiert, was bei der Bestimmung der Anzahl von Münzen in einem Stapel aus der Höhe des Stapels zu Fehlern führt. Solche Fehler sind kumulativ und treten daher bei großen Münzstapeln besonders hervor. Aus diesem Grund beginnt die Messung des Stapels, wenn die laufende Mitzählung ergibt, daß der Stapel unter einen vorgegebenen Schwellenwert gefallen ist, bis wieder eine Überprüfung erfolgt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt dieser Schwellenwert bei zehn Münzen.
Es wurde auch festgestellt, daß die Bezugswellenform 100 für das Münzrohr charakteristisch ist. Durch das Speichern einer Anzahl von Bezugswellenformen kann der Mikroprozessor 82 zwischen verschiedenen Münzrohren unterscheiden. Dies ist besonders dann von Nutzen, wenn wie bei der Ausführungsform der 1 der Münzprüfer so aufgebaut ist, daß verschiedene Münzrohre angebracht werden können, um verschiedene Kombinationen von Nennwerten oder verschiedene Währungen aufzunehmen.
Wenn ein neues Münzrohr am Münzprüfer angebracht wird, wird eine Meßwellenform erzeugt, die dem leeren Münzrohr entspricht, und mit einer Anzahl von gespeicherten Bezugswellenformen verglichen, die jeweils einem anderen Münzrohr entsprechen. Die Meßwellenform wird auf die oben beschriebene Weise normalisiert, und es erfolgt eine Kompensation der Temperaturunterschiede. Dann kann durch Subtraktion der Meßwellenform von den einzelnen gespeicherten Bezugswellenformen und Feststellen der Bezugswellenform mit der kleinsten Differenz das richtige Münzrohr identifiziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt bilden die Münzrohre einen Satz, und die Münzrohre werden durch Austauschen eines Satzes gegen einen anderen ersetzt. Durch die oben angegebene Vorgehensweise für jedes Rohr des Satzes kann dann ein bestimmter Satz erkannt werden. Die Meßwellenform für jedes Rohr im Satz wird mit den gespeicherten Bezugswellenformen verglichen. Durch Kombinieren der Ergebnisse für die einzelnen Rohre kann der Satz erkannt werden. Beim Umgang mit ganzen Sätzen von Münzrohren kann eine Fehlidentifikation oder Nichtidentifikation eines der Rohre durch die Kombination der Ergebnisse für den ganzen Satz ausgeglichen werden.
Durch das Erkennen von Münzrohren und Münzrohrsätzen auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, in den Mikroprozessor sorgfältig ausgearbeitete Erkennungsroutinen einzuprogrammieren (etwa zum Erkennen eines maschinenlesbaren Codes) oder eine relevante Einstellung manuell zu ändern, wenn das Münzrohr oder der Münzrohrsatz ausgetauscht werden.
Bei der obigen Anordnung wird die Zeitachse der Meßwellenform unter Verwendung eines Temperatursensors eingestellt, damit sie zu der der Bezugswellenform paßt. Es ist offensichtlich, daß statt dessen oder zusätzlich auch die Bezugswellenform eingestellt werden kann. Statt die Bezugswellenform auf der Basis der Temperatur bei der Erzeugung vor dem Speichern zu normalisieren, kann die Wellenform auch erzeugt werden, wenn sich die Vorrichtung in einer kontrollierten Umgebung auf einer bestimmten Temperatur befindet. Eine weitere Alternative ist, die Temperatur zu speichern, bei der die Bezugswellenform erzeugt wurde, so daß nur ein einziger Zeitachsennormalisierungsvorgang (auf der Basis des Unterschieds zwischen dieser Temperatur und der bei der Ableitung der Meßwellenform) erforderlich ist.
Statt einen Temperatursensor für die Zeitachsenormalisierung von zwei Wellenformen zu verwenden, können auch andere Techniken angewendet werden, um die Zeitachsen aneinander anzupassen. Zum Beispiel können die Wellenformen mit einer Merkmalsanpassungsprozedur analysiert werden, um die Wellenformen zu normalisieren. Eine solche Merkmalsanpassung ist auf dem Gebiet der Signalanalyse und des Signalvergleichs allgemein bekannt und wird deshalb nicht näher beschrieben. Alternativ können die Wellenformen korreliert werden, um die relative Skalierung der Zeitachsen zu bestimmen.
Auch die Amplitudennormalisierung kann entweder an einer oder an den beiden zu vergleichenden Wellenformen erfolgen, und wenn eine davon die Bezugswellenform ist, kann diese vor dem Speichern amplitudennormalisiert werden.
Das beschriebene Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung können immer dann angewendet werden, wenn reflektierte Druckwellen gemessen werden. Zum Beispiel beschreibt die GB-A-2357617 das Messen der Zeit zwischen dem Aussenden und der Reflexion eines akustischen Impulses, um die Konfiguration eines Münzprüfers zu bestimmen (ob zum Beispiel ein Münzspeicher vorhanden ist), um die Abmessungen eines Münzspeichers zu erfassen, um das Vorhandensein einer steckengebliebenen Münze festzustellen oder um die Menge des Produkts in einem Verkaufsautomaten zu erfassen. Das gegenwärtige Verfahren und die gegenwärtige Vorrichtung können dazu verwendet werden, bei diesen Messungen eine größere Genauigkeit zu erzielen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Anzahl von Münzen in einem Münzspeicher (70), mit den Schritten des Erzeugens eines akustischen Impulses, des Erzeugen einer ersten Wellenform (92) auf der Basis der Reflexionen des Impulses durch den Speicher (70), des Vergleichens der ersten Wellenform (92) mit einer zweiten Wellenform (100) und des Berechnen der Anzahl auf der Basis des Vergleichs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Wellenform (100) eine in einem Kalibriervorgang abgeleitete Bezugswellenform ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Wellenform (100) aus Reflexionen eines akustischen Impulses abgeleitet wird, wenn sich im Münzspeicher (70) eine andere Anzahl von Münzen befindet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Wellenform (92) vor einem durch den Münzspeicher (70) ausgeführten Münzabgabe- oder Münzannahmevorgang und die zweite Wellenform (100) nach diesem Vorgang erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Wellenform (92) verworfen und eine weitere Wellenform erzeugt wird, wenn der Münzspeicher (70) den Vorgang nicht innerhalb eines vorgegebenen Intervalls ausgeführt hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Vergleich derjenige Abschnitt der ersten (92) oder der zweiten (100) Wellenform identifiziert wird, dem die Reflexion des Impulses an der obersten Münze im Münzspeicher (70) zuzuschreiben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl die Höhe eines Münzstapels (14) angibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Vergleich eine oder beide Wellenformen an einer normativen Zeitachse skaliert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Skalierung auf der Basis der gemessenen Temperatur erfolgt, bei der die erste Wellenform (92) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei mindestens ein Merkmal (98) der ersten Wellenform (92) mit einem entsprechenden Merkmal (102) der zweiten Wellenform (100) in Übereinstimmung gebracht und eine oder beide Wellenformen anhand dieses Merkmals skaliert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste (92) und die zweite (100) Wellenform zur Bestimmung eines Skalierungsfaktors korreliert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Vergleich die Amplitude der ersten (92) und/oder der zweiten (100) Wellenform normalisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vergleich aus einer Subtraktion der ersten (92) oder der zweiten (100) Wellenform von der jeweils anderen besteht.
Verfahren zum Identifizieren eines Münzspeichers (70), mit den Schritten des Erzeuger einer Meßwellenform durch das Erfassen akustischer Impulse, die vom Münzspeicher reflektiert werden, und des Vergleichens der Meßwellenform mit mehreren Bezugswellenformen, deren jede einem bekannten Münzspeicher entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Bezugswellenformen während einer Kalibrierung erzeugt und gespeichert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Impuls durch einen Funken (74) erzeugt wird.
Münzautomat mit einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Münzautomat (10) nach Anspruch 17, mit einem Münzspeicher mit wenigstens einem Münzbehälter (36, 38, 40, 42, 44, 70), einer Einrichtung zum Speichern von Sätzen von Bezugsdaten (84), wobei jeder Satz einem Münzspeichertyp entspricht, einer Einrichtung zum Identifizieren eines Münzspeichertyps (82) durch Ableiten von Meßwerten von dem Münzspeicher und deren Vergleich mit einer Anzahl von Bezugsdatensätzen, und mit einer Einrichtung (82) zum Messen des Münzstandes im Behälter durch Ableiten von Meßwerten und deren Vergleich mit für diesen Behälter geltenden Bezugsdaten.
Münzautomat (10) nach Anspruch 18, wobei der Münzspeicher mehrere Behälter umfaßt und die Identifikationseinrichtung Meßwerte von jedem Behälter ableitet.
Münzautomat nach Anspruch 18 oder 19 mit einem Thermometer (86).