DE60319020T2

DE60319020T2 - Verbessertes geldannahmegerät

Info

Publication number: DE60319020T2
Application number: DE60319020T
Authority: DE
Inventors: Kevin Charles Warrington MULVEY
Original assignee: Money Controls Ltd
Current assignee: Crane Payment Innovations Ltd
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: GB2397158A; EP1581913A1; CN1735910B; JP2006513473A; WO2004063996A1; CN1735910A; JP2011023042A; US8336698B2; US20110196816A1; AU2003295111A1; DE60319020D1; GB0300411D0; EP1581913B1; US20060254877A1; US7946408B2

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Annahmegerät für Geldgegenstände wie Münzen oder Geldscheine und hat bestimmte aber nicht ausschließliche Anwendbarkeit auf ein Multinennwert-Annahmegerät.
Technologischer Hintergrund
Münz- und Geldscheinannahmegeräte sind bekannt. Ein Beispiel für ein Münzannahmegerät ist in unserer GB-A-2 169 429 beschrieben. Das Annahmegerät enthält eine Münzablaufbahn, entlang der Münzen eine Münzmessstelle durchlaufen, an welcher Sensorspulen eine Reihe von induktiven Tests an den Münzen ausführen, um Münzparametersignale zu entwickeln, welche bezeichnend für das Material und metallischen Inhalt der gerade geprüften Münze sind. Die Münzparametersignale werden digitalisiert und mit gespeicherten Münzdaten mittels eines Mikrocontrollers verglichen, um die Annahmefähigkeit der Testmünze oder das Gegenteil zu bestimmen. Falls die Münze befunden wird, annehmbar zu sein, betätigt der Mikrocontroller einen Annahmeverschluss, so dass die Münze in eine Annahmebahn gerichtet wird. Sonst verbleibt der Annahmeverschluss außer Betrieb und die Münze wird in eine Zurückweisungsbahn gerichtet.
In Geldscheinprüfgeräten ermitteln Sensoren Charakteristika des Geldscheins. Zum Beispiel können optische Detektoren verwendet werden, um die geometrische Größe des Geldscheins zu ermitteln, seine spektrale Antwort auf eine Lichtquelle durch Übertragung oder Reflexion, oder das Vorhandensein von magnetischer Drucktinte kann mit einem geeigneten Sensor ermittelt werden. Die dadurch entwickelten Parametersignale werden digitalisiert und mit gespeicherten Werten in einer ähnlichen Weise zu dem vorher beschriebenen Münzannahmegerät des Stands der Technik verglichen. Die Annahmefähigkeit des Geldscheins wird auf der Grundlage der Ergebnisse des Vergleiches bestimmt.
Wenn eine Zahl von Münzen oder Geldscheinen des gleichen Nennwertes ein Annahmegerät durchlaufen, werden aufeinander folgende Werte von Münz- und Geldscheinparameterdaten dadurch entwickelt. Wenn die Verteilung von den Werten dieser Signale als ein Graph gezeichnet wird, ist das Ergebnis eine Glockenkurve mit einem zentralen Scheitelpunkt und Ausläufern an gegenüberliegenden Seiten. Die Form des Graphen kann typischerweise obgleich nicht notwendigerweise gaussförmig sein.
Die Verteilung stellt dar, dass für einen Geldgegenstand, wie zum Beispiel eine Münze oder Geldschein eines bestimmten Nennwertes, der wahrscheinlichste Wert des entsprechenden Parametersignals am Scheitelpunkt der Glockenkurve mit einer abnehmenden Wahrscheinlichkeit zu beiden Seiten liegt. In früheren Münz- und Geldscheinannahmegeräten werden die Daten in einem Speicher gespeichert, die annehmbaren Bereichen des Parametersignals für einen bestimmten Nennwert entsprechen. Das Annahmegerät vergleicht den Wert für eine gerade geprüfte Münze oder Geldschein mit den gespeicherten Daten, um die Authentizität zu bestimmen. Die Daten können Fenster im Sinne von oberen und unteren Grenzwerten definieren; oder als ein Mittelwert und eine Standardabweichung, so dass das Fenster eine vorbestimmte Zahl von Standardabweichungen um das Mittel umfasst. Indem man die gespeicherten Fenster schmal macht, wird eine erhöhte Unterscheidbarkeit zwischen echten Geldgegenständen und Täuschungen vorgesehen. Falls jedoch die Fenster zu schmal gemacht sind, erhöht sich die Zurückweisungsrate von echten Geldgegenständen unvorteilhaft. Die Breite der Fenster wird somit als ein Kompromiss zwischen diesen beiden Faktoren ausgewählt. Versuche zum Betrügen von Münz- und Geldscheinannahmegeräten schließen typischerweise die Herstellung von nachgebildeten Münzen und Geldscheinen ein, die verursachen, dass das Annahmegeräte Parametersignale produziert, die innerhalb der gespeicherten Akzeptanzfenster liegen. Bisherige Münzannahmegeräte sind mit relativ breiten und schmalen Fensterbreiten versehen worden, so dass der Bediener die breite Fensterbreite für normalen Betrieb und die schmale Fensterbreite, falls Täuschungen zur Überprüfung vorgelegt worden sind, manuell auswählen konnte. Ein Beispiel ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 2-197985 beschrieben.
Eine Zahl von verschiedenen Ansätzen zum dynamischen Variieren der Fensterbreite sind vorgeschlagen worden, um die Unterscheidbarkeit zwischen echten und falschen Münzen zu verbessern. In US-A-5 355 989 ist ein Münzannahmegerät beschrieben, welches automatisch von einem ersten normalen Akzeptanzfenster für eine echte Münze zu einem zweiten schmaleren Fenster schaltet, wenn ein durch Testen erzeugtes Münzparametersignal einer Münze in einen Bereich des normalen Fensters für die echten Münzen entsprechend eines geringen Akzeptanzwahrscheinlichkeitsbereiches für die betroffene Münze fällt. Eine Gruppe von betrügerischen Münzen können alle ähnliche Charakteristika haben und sie können verursachen, dass das Annahmegeräte Parametersignale erzeugt, die innerhalb des normalen Fensters liegen, aber die Parametersignale haben übereinstimmend einen Wert, welcher nicht auf dem hoch wahrscheinlichen Scheitelpunktbereich des Fensters zentriert ist, das mit der echten Münze verbunden ist, und stattdessen in den wenig wahrscheinlichen Endbereichen der Glockenkurvenverteilung innerhalb des normalen Fensters zentriert sind. Wenn das Parametersignal innerhalb dieses wenig wahrscheinlichen Bereiches fällt, wird dann das zweite schmalere Fenster für die nächste zu testende Münze verwendet. Falls die nächste Münze einen Parameter hat, der in das schmalere Fenster fällt, ist es eine echte Münze, aber falls nicht, ist es eine Täuschung, die zurückgewiesen werden sollte. Dieser Ansatz versucht Täuschungen zu verhindern, die durch die Verwendung von Münzen eines bestimmten geringen Nennwertes, von einer fremden Währung mit Charakteristika erfolgen, die der einer hochwertigen Münze der Währung entsprechen, aber nicht exakt die Gleichen sind, für die das Annahmegerät zum Annehmen ausgelegt ist. Es ist selbstverständlich, dass die fremden Nennwertmünzen allgemein ihre eigene Gauß'sche Verteilung von Parametersignalen aufweisen, und falls die Niedrige-Wahrscheinlichkeit- oder Endregion von dieser Verteilung einen entsprechenden Bereich von der Verteilung der echten Münzen teilweise überlappt, für die das Annahmegerät zum Annehmen ausgelegt ist, dann werden die geringwertigen fremden Münzen manchmal als echte Münzen angenommen.
Ein weiterer Ansatz ist in EP-A-0480736 beschrieben, in welchem das Akzeptanzfenster auf dem Wert eines Münzparameters für vorher angenommene Münzen basiert, solange die vorherigen Münzparameterwerte nicht signifikant voneinander abweichen. Dies erlaubt, dass das Münzannahmegerät das Fenster selbst abgleicht, um Veränderungen in Betriebsparametern wie Temperatur und andere längerfristige Tendenzen mit einzuberechnen. Eine Gefahr dieses Ansatzes ist, dass dem Münzannahmegerät gelehrt werden kann, sein Fenster zu modifizieren, um Täuschungen durch Verwenden von betrügerischen Münzen ähnlich zu echten Münzen anzunehmen. Um dieses Problem zu überwinden, wird ein sogenannter Nahfehlbereich definiert und falls ein Münzparametersignal von einer gerade geprüften Münze in diesen Bereich fällt, weist dies auf das Risiko eines Betrugs hin und das Fenster wird von dem Bereich weg verschoben, um zu verhindern, dass die Fensterposition durch den potentiellen Betrug beeinflusst wird. Die Position des Nahfehlbereiches ist jedoch kritisch, um zu verhindern, dass echte Gegenstände fälschlicherweise als ein Betrugsangriff erfasst werden. Dazu muss der Nahfehlbereich in einem angemessenen Abstand außerhalb des echten Münzbestandes sein (insbesondere falls der Fehler in der Positionierung des Zentrums des Fensters in Betracht gezogen wird). Dies erzeugt eine Lücke, in der ein genügend genauer Betrugsversuch immer noch eine Fensterverschiebung auslösen kann, bevor er im Nahfehlbereich erfasst wird. Es kann auch möglich sein, leicht modifizierte echte Münzen oder sogar einen unterschiedlichen Betrug auf der anderen Seite des Fensters zu benutzen, um das Fenster dem ursprünglichen Betrugsversuch entgegen auszubilden. Das in EP-A-0480736 beschriebene Verfahren ist daher nur für relativ mangelhafte Qualität von Betrügereien von Nutzen und ein strengeres System ist erforderlich, um einem stärkeren Betrugsangriff zu entgegnen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht einen alternativen Ansatz vor, welcher die Komplikation zum Steuern der Fensterbreite nicht einschließt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Annehmen von Geldgegenständen bereitgestellt, umfassend: Erzeugen von einzelnen Geldgegenstandssignalen mit einem Wert, der eine Funktion vom jeweiligen gerade geprüften Geldgegenstand ist, Entwickeln, für jeden der gerade geprüften Geldgegenstände, eines transformierten Geldgegenstandssignals als eine Funktion des Werts des Geldgegenstandssignals und mindestens eines veränderlichen Parameters, der eine Funktion des Akzeptanzkriteriums für den gerade geprüften Geldgegenstand ist, Durchführen eines Vergleichs der Werte des transformierten Geldgegenstandssignals mit einem Fenstergrenzwert, und Annehmen jedes Geldgegenstandes in Abhängigkeit von dem Vergleich.
Der veränderliche Parameter kann eine Funktion von Archivdaten in Bezug auf die Werte der Geldgegenstandssignale für früher geprüfte Geldgegenstände sein.
Das transformierte Geldgegenstandssignal kann durch Transformieren des Geldgegenstandssignals in Übereinstimmung mit dem Ergebnis eines regelbasierten Expertensystems entwickelt werden, das den Eintritt des Akzeptanzkriteriums bestimmt. Im Speziellen kann das transformierte Geldgegenstandssignal durch Skalieren des Geldgegenstandssignals für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit einem Verstärkungsfaktor entwickelt werden, der in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleichs von auf früher geprüften Geldgegenständen basierenden Daten mit ein oder mehreren Regeln bestimmt wird. Unterschiedliche Verstärkungsfaktoren können in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Vergleiche für die Regeln verwendet werden.
Ein Durchschnitt von Daten entsprechend den Geldgegenstandssignalen für früher geprüfte Geldgegenstände kann mit einem ersten Grenzwert verglichen werden, der innerhalb eines durch die Fenstergrenze abgegrenzten Fensters liegt, und wenn der Durchschnitt nicht innerhalb der ersten Grenze liegt, kann das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit dem Verstärkungsfaktor skaliert werden.
Ein Maximalwert von Daten entsprechend den Werten von Geldgegenstandssignalen für früher geprüfte Geldgegenstände kann mit einem zweiten Grenzwert verglichen werden, der innerhalb eines durch die Fenstergrenze abgegrenzten Fensters liegt, und wenn der Maximalwert nicht innerhalb der zweiten Grenze liegt, kann das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit dem Verstärkungsfaktor skaliert werden.
Die Fenstergrenze kann ein Annahmefenster als Abweichung relativ zu einem Fenstermittelwert abgrenzen, und der Wert eines Geldgegenstandssignals für einen Geldgegenstand kann relativ zu dem Fenstermittelwert, Modalwert oder Medianwert eingestellt werden, wobei ein Fehlersignal erzeugt wird und das transformierte Geldgegenstandssignal von dem Fehlersignal entwickelt werden kann.
Die Erfindung enthält auch ein Annahmegerät für Geldgegenstände, umfassend: einen Sensorschaltkreis zum Erzeugen von einzelnen Geldgegenstandssignalen mit einem Wert als eine Funktion von jeweiligen gerade geprüften Geldgegenständen, und eine Prozessorgestaltung zum Entwickeln, für jeden der gerade geprüften Geldgegenstände, eines transformierten Geldgegenstandssignals als eine Funktion des Werts des Geldgegenstandssignals und mindestens eines veränderlichen Parameters, der eine Funktion eines Akzeptanzkriteriums für den gerade geprüften Geldgegenstand ist, um einen Vergleich der Werte der transformierten Geldgegenstandssignale mit einem Fenstergrenzwert durchzuführen und um jeden Geldgegenstand in Abhängigkeit von dem Vergleich anzunehmen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Damit die Erfindung vollständiger verstanden werden kann, wird eine Ausführungsform davon nun als Beispiel mit Bezug zu den angefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Münzannahmegerätes in Übereinstimmung mit der Erfindung ist;
2 ein schematisches Blockdiagramm der Schaltungen des in 1 gezeigten Annahmegerätes ist;
3 ein schematisches Blockdiagramm eines Münzannahmeprozesses ist, der durch den in 1 gezeigten Mikrocontroller ausgeführt wird;
4 die Gestaltung eines Annahmefensters mit einer festgelegten Fenstergrenze darstellt;
5 eine schematische Darstellung von Daten ist, die von aufeinander folgenden gerade geprüften Münzen in Bezug auf die festgelegten Fensterdaten und anderen Grenzen abgeleitet sind; und
6 ein Flussdiagramm eines Münzannahmeprozesses in Übereinstimmung mit der Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung
Überblick über das Münzannahmegerät
1 stellt die allgemeine Gestaltung eines Annahmegerätes gemäß der Erfindung zur Verwendung mit Münzen dar. Das Münzannahmegerät ist geeignet zum Validieren einer Zahl von Münzen von unterschiedlichen Nennwerten, einschließlich Bimetall-Münzen, zum Beispiel den Euro-Münzsatz und den GB-Münzsatz, einschließlich der 2,00 Pfund-Bimetall-Münze. Das Annahmegerät enthält einen Körper 1 mit einer Münzablaufbahn 2, entlang der gerade geprüfte Münzen hochkant von einem Eintritt 3 durch eine Münzmessstelle 4 ablaufen und dann in Richtung eines Verschlusses 5 fallen. Eine Prüfung wird an jeder Münze ausgeführt, wenn sie durch die Messstelle 4 läuft. Falls das Ergebnis der Prüfung das Vorhandensein einer echten Münze kennzeichnet, wird der Verschluss 5 geöffnet, so dass die Münze zu einer Annahmebahn 6 ablaufen kann, aber sonst verbleibt der Verschluss geschlossen und die Münze wird zu einer Zurückweisungsbahn 7 abgeleitet. Die Bahn durch das Annahmegerät für eine Münze 8 wird schematisch durch die gestrichelte Linie 9 gezeigt.
Die Münzmessstelle 4 enthält vier Münzmessspulen-Einheiten S1, S2, S3 und S4, welche unter Spannung gesetzt werden, um eine induktive Kopplung mit der Münze zu erzeugen. Eine Spuleneinheit PS ist auch in der Annahmebahn 6, dem Verschluss 5 nachgelagert, vorgesehen, um als ein Guthabensensor zu wirken, um zu erfassen, ob eine Münze, die als annehmbar erfasst wurde, tatsächlich in die Annahmebahn 6 abläuft.
Die Spulen werden unter Spannung mit unterschiedlichen Frequenzen durch einen Ansteuerungs- und Schnittstellenschaltkreis 10 gesetzt, der schematisch in 2 gezeigt ist. Wirbelströme werden in die gerade geprüfte Münze durch die Spuleneinheiten induziert. Die unterschiedlichen induktiven Kopplungen zwischen den vier Spulen und der Münze charakterisieren die Münze im Wesentlichen eindeutig. Der Ansteuerungs- und Schnittstellenschaltkreis 10 erzeugt entsprechende digitale Münzparameterdatensignale R_s, nämlich R₁, R₂, R₃, R₄, als eine Funktion der unterschiedlichen induktiven Kopplungen zwischen der Münze und den Spuleneinheiten S1, S2, S3 und S4. Ein entsprechendes Signal wird für die Spuleneinheit PS erzeugt. Die Spulen S haben einen geringen Durchmesser in Bezug auf den Durchmesser der gerade geprüften Münzen, um die induktiven Charakteristika der einzelnen Chordal-Bereiche der Münzen zu erfassen.
Um Münzauthentizität zu bestimmen, werden die durch eine gerade geprüfte Münze erzeugten Münzparametersignale zu einem Mikrocontroller 11 geleitet, welcher mit einen Speicher 12 gekoppelt ist. Der Mikrocontroller 11 verarbeitet die von der gerade geprüften Münze abgeleiteten Münzparametersignale R₁ ... R₄ und vergleicht das Ergebnis mit entsprechenden gespeicherten Werten, die in dem Speicher 12 gehalten werden. Die gespeicherten Werte werden in Form von Fenstern gehalten, die obere und untere Wert-Grenzen haben. Falls die verarbeiteten Daten innerhalb der entsprechenden Fenster fallen, die einer echten Münze eines bestimmten Nennwertes zugeordnet sind, wird somit die Münze als annehmbar gekennzeichnet, andererseits aber wird sie zurückgewiesen. Falls annehmbar, wird ein Signal auf der Leitung 13 zu einem Ansteuerungsschaltkreis 14 bereitgestellt, welcher den in 1 gezeigten Verschluss 5 betreibt, um zu ermöglichen, dass die Münze zu der Annahmebahn 6 abläuft. Andererseits wird der Verschluss 5 nicht geöffnet und die Münze läuft zur Zurückweisungsbahn 7 ab. Der durch den Mikrocontroller 11 ausgeführte Münzannahmeprozess kann als Antwort auf eine externe von Leitung 16 empfangene Eingabe modifiziert oder aktualisiert werden.
Der Mikrocontroller 11 vergleicht die verarbeiteten Daten mit einer Zahl von unterschiedlichen Sätzen von Betriebsfensterdaten aus dem Speicher 12, die für Münzen unterschiedlicher Nennwerte geeignet sind, so dass das Münzannahmegerät mehr als eine Münze eines bestimmten Währungssatzes annehmen oder zurückweisen kann. Falls die Münze angenommen ist, wird ihr Ablauf entlang der Annahmebahn 6 durch die Nachannahme-Guthabenspuleneinheit PS erfasst, und die Einheit 10 führt entsprechende Signale an den Mikrocontroller 11, welcher wiederum eine Ausgabe auf Leitung 15 bereitstellt, die den Betrag des monetären Guthabens anzeigt, welcher der angenommenen Münze zugerechnet wird.
Die Sensorspuleneinheiten S enthalten jeweils ein oder mehr Induktionsspulen, die mit einem einzelnen Schwingungsschaltkreis verbunden sind, und der Spulenansteuerungs- und Schnittstellenschaltkreis 10 enthält einen Multiplexer zum sequentiellen Abtasten der Ausgaben von den Spuleneinheiten, um Daten an den Mikrocontroller 11 bereitzustellen. Jeder Schaltkreis schwingt typischerweise mit einer Frequenz in einer Spanne von 50–150 kHz und die Schaltkreisbaugruppen werden so ausgewählt, dass jede Sensorspule S1–S4 eine unterschiedliche natürliche Resonanzfrequenz hat, um Kreuzkopplung zwischen ihnen zu vermeiden.
Während die Münze die Sensorspuleneinheit S1 durchläuft, wird ihre Impedanz durch das Vorhandensein der Münze über eine Periode von ~100 Millisekunden geändert. Als ein Ergebnis wird die Amplitude der Schwingungen durch die Spule über die Periode modifiziert, in der die Münze durchläuft, und die Schwingungsfrequenz ändert sich auch. Die Änderung in Amplitude und Frequenz, die von der durch die Münze erzeugten Modulation resultiert, wird zum Erzeugen des Münzparametersignals R₁ ... R₄ verwendet, das die Charakteristika der Münze kennzeichnet.
Münzannahmeprozess
3 ist eine schematische Darstellung des Prozesses, der durch den Mikrocontroller 11 ausgeführt wird. Der Prozess wird in Bezug auf eines der Münzparametersignale Rs beschrieben werden, um die Beschreibung zu vereinfachen, und es ist selbstverständlich, dass ein entsprechender Prozess für jedes der Münzparametersignale einzeln ausgeführt wird. Wie in 3 gezeigt, wird das Münzparametersignal Rs von der in 2 gezeigten Münzschnittstellen- und Ansteuerungsschaltung 10 abgeleitet. Das Signal Rs wird in ein digitales Signal mit einem numerischen Wert umgewandelt, der der Münze entspricht, die das Signal verursacht. Die digitale Umwandlung kann durch den Mikrocontroller 11 oder innerhalb der Münzansteuerungs- und Schnittstellenschaltung selbst ausgeführt werden. Der Wert des Münzparametersignals Rs wird mit einer festen Fenstergrenze in Schritt S3.1 verglichen, wobei die Fenstergrenze im Speicher 12 gespeichert ist. Ein Münzannahme- oder Zurückweisungssignal wird abhängig von dem Ergebnis des Vergleiches erzeugt, wie in Schritten S3.2 und S3.3 gezeigt.
Künstliche Intelligenz (KI) wird zum Transformieren des Wertes des Münzparametersignales Rs in Schritt S3.4 vor dem Vergleich mit der festen Fenstergrenze in Schritt S3.3 benutzt. Die KI-Funktionalität transformiert das Münzparametersignal zum Einberechnen einer Zahl von Faktoren, insbesondere dem Archiv von vorherigen angenommenen oder zurückgewiesene Münzen, Gerüchte wie Hinweise von benachbarten Münzannahmegeräten, dass betrügerische Münzen in der Nähe verwendet worden sind, und Umwelteingaben wie Temperaturänderungen. Zum Beispiel können die Münzparametersignale, wie in unserer EP-A-0399694 beschrieben, zum Einberechnen von Temperaturänderungen oder dem Vorhandensein von metallischen Objekten in der Umgebung der Sensorspulen vor dem Vergleich mit der festen Fenstergrenze transformiert werden.
In diesem Beispiel umfasst die KI-Funktionalität ein regelbasiertes Expertensystem, wie es nun detaillierter beschrieben wird.
4 stellt ein Beispiel des festen Fensters dar, das für den Vergleichsprozess in Schritt S3.1 verwendet wird. Das Fenster wird in Form eines Mittelwertes M gespeichert, der dem Durchschnittswert des Münzparametersignals für eine Münze eines bestimmten Nennwertes entspricht. Um Münzen aufzunehmen, welche von dem Mittel abweichen, sind obere und untere feste Fenstergrenzen W1 und W2 um das Mittel vorgesehen und können in Form einer Abweichung relativ zu dem Mittel M gespeichert werden. In dem Beispiel der 4 sind die oberen und unteren Fenstergrenzen W1 und W2 ± 7 relativ zu dem Mittel M, aber natürlich können andere Werte benutzt werden, welche nicht notwendig symmetrisch um das Mittel angeordnet sind. Durch Bereitstellen eines Fensters werden Münzen, welche leicht von dem Mittel abweichen, auch angenommen. Es wird geschätzt, dass, wenn die Fensterbreite (W2–W1) zu breit gemacht ist, ein erhöhtes Risiko da sein wird, dass betrügerische Münzen angenommen werden, wohingegen, wenn die Fensterbreite zu schmal gemacht ist, ein Risiko da sein wird, dass eine erhebliche Zahl von echten Münzen zurückgewiesen wird. Die Fensterbreite muss ein Kompromiss zwischen diesen zwei Überlegungen sein.
Bisher ist es vorgeschlagen worden, das Fenster zu ändern, wenn vorherige Münzmessungen kennzeichnen, dass dort ein Risiko ist, dass eine betrügerische Münze dem Münzannahmegerät präsentiert worden ist. Das folgende Beispiel der vorliegenden Erfindung sieht einen alternativen, verbesserten Ansatz vor, der KI in der Form eines regelbasierten Expertensystems verwendet. Der positive Laufbereich des Fensters von dem Mittelwert M zu der festen Fenstergrenze W2 wird betrachtet, nämlich der Bereich A in 4. Es ist selbstverständlich, dass ähnliche Überlegungen auf den negativen Laufbereich des Fensters vom Mittelwert M zur Fenstergrenze W1 passen, welche nicht im Detail erklärt werden, um die Beschreibung zu vereinfachen.
Mit Bezug auf 5 sind die vom letzten oder neuen Wert des Münzparametersignals Rs abgeleiteten Daten zusammen mit N vorherigen Werten für vorher geprüfte Münzen des gleichen Nennwertes H1s...HNs gezeigt. Der Wert des Münzparametersignals für jede der geprüften Münzen ist als ein schwarzer Punkt gezeigt und der Münzparameterwert ist relativ zu dem Mittel M für das feste Fenster neu bewertet worden. Im Speziellen stimmt der Mikrocontroller 11 die Werte des Münzparametersignals R_s, H1_s etc. ab, um entsprechend abgestimmte Daten D zur Verwendung in dem regelbasierten System zu erzeugen. Zum Beispiel, unter Berücksichtigung des Münzparameters Rs für eine derzeit gerade geprüfte Münze, verursacht dies die Daten D_new, wobei Dnew = Rs – Mist. In diesem Beispiel ist Dnew = 3.
Entsprechend abgestimmte Archivdaten D₁...D_N werden auch entsprechend der archivierten Münzparametersignale H1_s...HN_s abgeleitet.
In diesem Beispiel ist D₁ = 4 und D_N = 9.
Der Mikrocontroller 11 ist zum Speichern einer vorbestimmten Zahl von vorherigen Werten der Daten D_N für vorher geprüfte Münzen des gleichen Nennwertes und zum Aufbewahren eines gleitenden Durchschnitts von denen gestaltet. Zum Beispiel können die letzten 10 Werte von D_N gespeichert werden und ein gleitender Durchschnitt AVGD_N wird berechnet. Der Maximalwert Max D_n wird auch von den gespeicherten Daten D_n auf einer gleitenden Basis ermittelt. Die Werte von Max D_n und AVGD_N werden als Archivdaten in dem Münzannahmeprozess verwendet.
Wieder mit Bezug auf 4, wenn eine Zahl von echten Münzen geprüft wird, sollte der entsprechende Wert von AVGD_N nahe an dem Mittel M liegen. Wenn der Durchschnittswert vom Mittel wesentlich entfernt liegt, kennzeichnet dies, dass da ein Risiko ist, dass das Prüfgerät durch Betrüger angegriffen wird, die falsche Münzen verwenden. Auch wenn der Wert von Max D_n mehr in Richtung der Fenstergrenze W2 als zum Mittel M liegt, kennzeichnet dies ein erhöhtes Risiko, dass ein Betrugsversuch gemacht wird.
6 stellt dar, wie die Archivdaten in der Transformation von Schritt S3.4 und dem anschließenden Vergleich der transformierten Daten mit der festen Fenstergrenze von Schritt S3.1 verwendet werden. Mit Bezug auf 6 im Detail, startet der Validierungsprozess mit Schritt S6.0 und in Schritt S6.1 wird eine „wird angegriffen"-Markierung UA auf den Wert „falsch" eingestellt. Ähnlich wird ein Verstärkungsfaktor A zunächst auf einen Wert von Eins eingestellt und ein transformiertes Parametersignal T_new wird auf Null voreingestellt.
Dann wird in Schritt S6.2 der Wert von AVGD_N mit einem Akzeptanzkriterium verglichen, das durch einen in 5 gezeigten Grenzwert L1 definiert ist. Wenn der Durchschnittswert von D_n für die letzten 10 gerade geprüften Münzen wesentlich von dem Mittel M über die Grenze L1 hinaus abweicht, dann besteht somit ein Risiko, dass das Münzannahmegerät durch einen Betrüger angegriffen wird und die Markierung UA wird in Schritt S6.3 auf „wahr" eingestellt. Der Verstärkungsfaktor A wird auch auf einen Wert > 1 eingestellt. In diesem Beispiel wird der Verstärkungsfaktor A auf einen Wert von 3 zur anschließenden Verwendung in dem Transformationsprozess eingestellt, der nachstehend beschrieben wird.
In Schritt S6.4 wird der vorher berechnete Wert von Max D_n mit einem Akzeptanzkriterium verglichen, das durch eine Schutzlinie L2 definiert wird, deren Wert in 5 gezeigt ist. Falls Max D_n diesen Grenzwert übersteigt, kennzeichnet dies, dass eine von den vorher geprüften Münzen einen Wert von D nahe zu der festen Fenstergrenze W2 hat, wobei das Risiko eines Betrugs unter den kürzlich erfassten Münzen angedeutet wird. In diesem Fall wird die Markierung UA in Schritt S6.5 auf „wahr" eingestellt, kennzeichnend, dass das Münzannahmegerät durch einen Betrüger angegriffen wird. Der Verstärkungsfaktor A wird auch auf einen Wert > 1, z. B. 4, eingestellt.
Dann wird in Schritt S6.6 der Zustand der Markierung UA geprüft, um zu bestimmen, ob das Annahmegerät durch einen Betrüger angegriffen wird. Falls kein Betrugsangriff besteht, wird der Wert des transformierten Datenparameters T_new auf den gleichen Wert wie D_new eingestellt, entsprechend der gerade geprüften Münze. Der Wert von T_new wird dann in Schritt S6.9 mit einem Grenzwert L3 verglichen. Der Grenzwert L3 entspricht der in 5 gezeigten festen Fenstergrenze W2. Wenn der Wert von T_new kleiner als L3 ist, entsprechen die Daten somit einem annehmbaren Wert von D_new und demzufolge einem annehmbaren Wert von Rs für die gerade geprüfte Münze.
Umgekehrt, falls der T_new die feste Fenstergrenze L3 übersteigt, dann sollte die Münze zurückgewiesen werden, wie in Schritt S6.11 gezeigt.
In dem Fall, dass die Prüfung von Schritt S6.6 anzeigt, dass das Prüfgerät angegriffen wird, wird der Wert von D_new für die gerade geprüfte Münze unter Verwendung des Verstärkungsfaktors aus Schritt S6.3 oder S6.5 transformiert. Die Transformation wird in Schritt S6.8 ausgeführt, so dass der Parameter T_new einen Wert D_new *A annimmt. Der transformierte oder verstärkte Wert wird dann mit der festen Fenstergrenze L3 in Schritt S6.9 verglichen. Wenn das Münzannahmegerät durch einen Betrüger angegriffen wird, wird somit eine strengere Prüfung an den Münzdaten D angewandt. Es ist selbstverständlich, dass auf Grund des Verstärkungsfaktors, der tatsächliche Wert D_new für die gerade geprüfte Münze näher an dem Mittel M des Fensters sein muss, um geringer als die feste Grenze L3 zu sein, verglichen mit der Situation, wo das Prüfgerät nicht angegriffen wird und der Verstärkungsfaktor A nicht angewandt wird.
Gemäß der Erfindung wird somit eine strengere Prüfung angewandt, wenn das Annahmegerät betrügerisch angegriffen wird und gemäß der Erfindung wird eine feste Fenstergrenze L3 benutzt, so dass dort kein Bedarf zum Ändern der Fensterposition oder zum Wechseln zwischen verschiedenen Fensterbreiten besteht, um automatischen Sicherheitsschutz zu erreichen.
Viele Modifikationen und Variationen fallen in den Umfang der Erfindung. Zum Beispiel kann es in bestimmten Situationen bevorzugt sein, den Wert von AVGD_N gegen den Grenzwert L1 nach Prüfen des Wertes von Max D_N gegen die Grenze L2 zu prüfen. Der Wert des Verstärkungsfaktors ist auch nicht auf die oben gegebenen Werte begrenzt und kann entsprechend der besonderen Umstände geändert werden.
In dem vorher beschriebenen Beispiel bilden die Akzeptanzkriterien entsprechend der Grenzen L1 und L2 Betrugskriterien zum Bestimmen, wenn ein Betrugsangriff eintritt, und ein oder mehrere Verstärkungsfaktoren größer als Eins (A > 1) werden verwendet, um erweiterte Abgrenzung gegen Betrügereien bereitzustellen. Wenn eine Serie von annehmbaren Münzen eingetreten ist, kann es jedoch vorteilhaft sein, einen Verstärkungsfaktor 0 > A < 1 zum Erhöhen der Wahrscheinlichkeit zu verwenden, dass Münzen angenommen werden, wenn das Risiko des Eintritts eines Betrugs relativ gering ist.
Die Daten, die zum Erzeugen des laufenden Durchschnitts AVGD_N und auch Max D_N verwendet werden, können auch zeitabhängig sein, so dass Münzparametersignale von Münzen, die mehr als vor einer bestimmten Zeit geprüft wurden, zu Zwecken des Bestimmens von AVGD_N und Max D_N ignoriert werden.
Weiterhin kann das regelbasierte Expertensystem zusätzliche und alternative Regeln zum Bestimmen der Kriterien enthalten, unter welchen der Verstärkungsfaktor A als Antwort auf einen Betrüger angewandt wird. Unterschiedliche Regeln können auch verwendet werden, die keine Vergleiche zwischen skalierten Signalen und Schwellenwerten verwenden. Weiterhin können von einer einfachen Verstärkung abweichende Transformationen verwendet werden, so wie nicht-lineare Transformationen, Verschiebungen und Kombinationen davon. Zum Beispiel können, wie schematisch in 3 gezeigt, Gerüchte (I) von benachbarten Münzannahmegeräten, dass ein Betrüger in der Umgebung von einer Gruppe von Maschinen ist, verwendet werden, um den Wert des Verstärkungsfaktors A oder anderer Transformation für eine Zeitspanne einzustellen, so dass eine strengere Prüfung von Münzen als Antwort auf das Gerücht angewendet wird. Die Gerüchte-Daten können an in 2 gezeigter Eingabe 16 empfangen werden. Umwelteingaben wie Temperatur können auch zum Erheben zusätzlicher regelbasierter Prüfungen auf die Daten als eine Funktion von Temperatur oder Tageszeit angewandt werden, zum Beispiel in einer Situation, in der sich Betrügereien zu bestimmten Zeiten, z. B. Schließzeit von Kneipen, ereignen. Umwelteingaben können auch zum Verschieben der Fenstergrenzen W1, W2 über längere Zeit verwendet werden, um Veränderungen in Temperatur und anderen Faktoren zu berücksichtigen.
Im vorangehenden Beispiel ist die Verarbeitung von Signalen von ein oder mehreren Sensoren S beschrieben und es ist selbstverständlich, dass jede der Sensorausgaben einzeln verarbeitet wird. Die Verarbeitung für einen Sensor kann jedoch die Ausgabe eines anderen Sensors berücksichtigen und das Eintreten eines Betrugskriteriums für einen der Sensoren kann verwendet werden, um ein Akzeptanzkriterium zur Verarbeitung von Signalen für einen anderen der Sensoren einzustellen.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines Experten-, regelbasierten Systems zum Ausführen des in Schritt S3.4 der 3 gezeigten KI-Prozesses begrenzt. Alternativen enthalten Fuzzy-Logik, neuronale Netze oder einen genetischen Algorithmus.
Es wird hervorgehoben, dass die verschiedenen Regeln des regelbasierten Systems einzeln oder gemeinsam auf einer Zeitbasis angewandt werden können, so dass eine Regel für eine bestimmte Zeitspanne angewandt werden kann und dann entweder als Antwort auf ein Münzannahmeerreignis oder als Antwort auf externe Faktoren entfernt werden kann.
Es wird auch hervorgehoben, dass die Erfindung nicht auf Münzprüfgeräte beschränkt ist, sondern auch für andere Geldgegenstände verwendet werden kann, wie Wertmarken, Geldscheine, Karten und andere Gegenstände, die zuordenbare monetäre Werte haben.

Claims

Verfahren zum Annehmen von Geldgegenständen, umfassend: Erzeugen von einzelnen Geldgegenstandssignalen (R₅) mit einem Wert, der eine Funktion von jeweiligen gerade geprüften Geldgegenständen ist, Entwickeln (S3.4), für jeden der gerade geprüften Geldgegenstände, eines transformierten Geldgegenstandssignals als eine Funktion des Werts des Geldgegenstandssignals und mindestens eines veränderlichen Parameters (H, I, E), der eine Funktion eines Akzeptanzkriteriums für den gerade geprüften Geldgegenstand ist, Durchführen eines Vergleichs (S3.1) der Werte der transformierten Geldgegenstandssignale mit einem Fenstergrenzwert, und Annehmen (S3.2) jedes Geldgegenstands in Abhängigkeit von dem Vergleich.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der veränderliche Parameter eine Funktion von Archivdaten in Bezug auf die Werte der Geldgegenstandssignale für früher geprüfte Geldgegenstände ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das transformierte Geldgegenstandssignal entwickelt wird, indem das Geldgegenstandssignal in Übereinstimmung mit dem Ergebnis eines regelbasierten Expertensystems transformiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das transformierte Geldgegenstandssignal entwickelt wird, indem das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit einem Verstärkungsfaktor skaliert wird, der in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleichs von auf früher geprüften Geldgegenständen basierenden Daten mit mindestens einer Regel festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend zwei oder mehr Regeln und umfassend, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Vergleiche für die Regeln unterschiedliche Verstärkungsfaktoren zu verwenden.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend, einen Durchschnitt von Daten entsprechend den Geldgegenstandssignalen für früher geprüfte Geldgegenstände mit einem ersten Grenzwert zu vergleichen, der innerhalb eines durch die Fenstergrenze abgegrenzten Fensters liegt, und, wenn der Durchschnitt nicht innerhalb der ersten Grenze liegt, das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit dem Verstärkungsfaktor zu skalieren.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, umfassend, einen Maximalwert von Daten entsprechend den Werten von Geldgegenstandssignalen für früher geprüfte Geldgegenstände mit einem zweiten Grenzwert zu vergleichen, der innerhalb eines durch die Fenstergrenze abgegrenzten Fensters liegt, und, wenn der Maximalwert nicht innerhalb der zweiten Grenze liegt, das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit dem Verstärkungsfaktor zu skalieren.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fenstergrenze einen festen Wert hat.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fenstergrenze ein Fenster als Abweichung relativ zu einem Fenstermittelwert abgrenzt, und umfassend, das Geldgegenstandssignal für einen Geldgegenstand relativ zu dem Fenstermittelwert neu zu bewerten, um dadurch neu bewertete Geldgegenstandsdaten zu erzeugen, und das transformierte Geldgegenstandssignal aus den neu bewerteten Geldgegenstandsdaten zu entwickeln.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, durchgeführt in einem Münzannahmegerät und umfassend, die Transformation der Geldgegenstandssignale in Abhängigkeit von Daten, die von einer Quelle außerhalb des Annahmegeräts empfangen werden, zu verändern.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die von der äußeren Quelle empfangenen Daten Daten umfassen, die einen Betrugsangriff auf andere Annahmegeräte anzeigen.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Akzeptanzkriterium ein Betrugskriterium entsprechend einem Betrugsangriff umfasst.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Geldgegenstände Münzen oder Pfandmarken umfassen.
Annahmegerät für Geldgegenstände, umfassend: einen Sensorschaltungsteil (S1–S4, 10) zum Erzeugen von einzelnen Geldgegenstandssignalen mit einem Wert als eine Funktion von jeweiligen gerade geprüften Geldgegenständen, und eine Prozessorgestaltung (11) zum Entwickeln, für jeden der gerade geprüften Geldgegenstände, eines transformierten Geldgegenstandssignals als eine Funktion des Werts des Geldgegenstandssignals und mindestens eines veränderlichen Parameters, der eine Funktion eines Akzeptanzkriteriums für den gerade geprüften Geldgegenstand ist, um einen Vergleich der Werte der transformierten Geldgegenstandssignale mit einem Fenstergrenzwert durchzuführen und um jeden Geldgegenstand in Abhängigkeit von dem Vergleich anzunehmen.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 14, wobei der veränderliche Parameter eine Funktion von Archivdaten in Bezug auf die Werte der Geldgegenstandssignale für früher geprüfte Geldgegenstände ist.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, das transformierte Geldgegenstandssignal zu entwickeln, indem das Geldgegenstandssignal in Übereinstimmung mit dem Ergebnis eines regelbasierten Expertensystems transformiert wird.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 16, wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, das transformierte Geldgegenstandssignal zu entwickeln, indem das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit einem Verstärkungsfaktor skaliert wird, der in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleichs von auf früher geprüften Geldgegenständen basierenden Daten mit mindestens einer Regel festgelegt wird.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 17, umfassend zwei oder mehr Regeln und wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Vergleiche für die Regeln unterschiedliche Verstärkungsfaktoren zu verwenden.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, einen Durchschnitt von Daten entsprechend den Geldgegenstandssignalen für früher geprüfte Geldgegenstände mit einem ersten Grenzwert zu vergleichen, der innerhalb eines durch die Fenstergrenze abgegrenzten Fensters liegt, und, wenn der Durchschnitt nicht innerhalb der ersten Grenze liegt, das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit dem Verstärkungsfaktor zu skalieren.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, einen Maximalwert von Daten entsprechend den Werten von Geldgegenstandssignalen für früher geprüfte Geldgegenstände mit einem zweiten Grenzwert zu vergleichen, der innerhalb eines durch die Fenstergrenze abgegrenzten Fensters liegt, und, wenn der Maximalwert nicht innerhalb der zweiten Grenze liegt, das Geldgegenstandssignal für einen gerade geprüften Geldgegenstand in Übereinstimmung mit dem Verstärkungsfaktor zu skalieren.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Fenstergrenze einen festen Wert hat.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Fenstergrenze ein Fenster als Abweichung relativ zu einem Fenstermittelwert abgrenzt, und wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, das Geldgegenstandssignal für einen Geldgegenstand relativ zu dem Fenstermittelwert neu zu bewerten, um dadurch neu bewertete Geldgegenstandsdaten zu erzeugen, und das transformierte Geldgegenstandssignal aus den neu bewerteten Geldgegenstandsdaten zu entwickeln.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die Prozessorgestaltung dazu ausgelegt ist, die Transformation der Geldgegenstandssignale in Abhängigkeit von Daten, die von einer äußeren Quelle empfangen werden, zu steuern.
Geldgegenstands-Annahmegerät nach Anspruch 23, wobei die von der äußeren Quelle empfangenen Daten Daten umfassen, die einen Betrugsangriff auf andere Annahmegeräte anzeigen.
Annahmegerät nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 24, das dazu ausgelegt ist, Münzen oder Pfandmarken anzunehmen.
Annahmegerät für mehrere Nennwerte nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 25.