УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ МЯГКОСТИ БАНКНОТЫ
DEVICE AND METHOD OF RECOGNIZING SOFT BANKNOTES

[0001] Эта заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Китая № 201510097028.6, озаглавленной "BILL SOFTNESS RECOGNITION METHOD AND DEVICE", поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности Китая 4 марта, 2015, которая включена в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ.
[0002] Настоящее раскрытие относится к области обработки финансовых банкнот, и в частности к способу распознавания мягкости банкноты и устройству распознавания мягкости банкноты.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] В настоящее время, в устройстве обработки финансовой банкноты, датчик толщины, магнитный датчик, ультрафиолетовый датчик, инфракрасный датчик, тактильный датчик изображения или подобный, которые могут быть применены в существующем модуле распознавания банкноты, не могут быстро распознать степень мягкости банкноты с помощью небольшого количества информации. Даже тактильный датчик изображения с высокой разрешающей способностью может только осуществлять различие между новыми банкнотами и старыми банкнотами. При практических применениях, многие новые банкноты становятся мягкими из-за влажности и подобного, тем самым влияя на нормальное использование и циркуляцию банкнот. Существующий тактильный датчик изображения не может распознать такие мягкие новые банкноты. В другом существующем способе распознавания, такие мягкие банкноты распознаются посредством звуков. Однако, точность и стабильность распознавания с помощью звука значительно подвержены влиянию шумов в различных изменяемых частотах, генерируемых самой машиной и окружением.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Варианты осуществления настоящего раскрытия предусматривают способ распознавания мягкости банкноты и устройство распознавания мягкости банкноты, для решения проблемы низкой точности, низкой скорости и слабых помехоподавляющих характеристик существующего обнаружения мягкости банкноты.
[0005] Способ распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия включает в себя:
прием банкнот;
извлечение и разделение банкнот, чтобы банкноты входили в канал банкнот раздельным образом;
захват изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты для каждой из извлеченных банкнот;
протягивание извлеченной банкноты, чтобы банкнота надавила на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия;
получение эффективных сигналов усилия, полученных посредством обратной связи от датчиков усилия;
получение угла наклона банкноты на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты;
определение, на основе угла наклона, датчика усилия, на который надавливает банкнота, как эффективного датчика усилия; и
принятие решения, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости, и определение банкноты как мягкой банкноты, если эффективный сигнал усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости.
[0006] Опционально, получение эффективных сигналов усилия, полученных посредством обратной связи от датчиков усилия, может включать в себя:
получение первоначальных сигналов усилия, сгенерированных датчиками усилия в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчики усилия, до того, как банкнота покидает датчики усилия; и
вычисление эффективных сигналов усилия датчиков усилия на основе первоначальных сигналов усилия.
[0007] Опционально, принятие решения, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости, и определение банкноты как мягкой банкноты, если эффективный сигнал усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости, может включать в себя:
определение банкноты как мягкой банкноты, если эффективный сигнал усилия каждого эффективного датчика усилия меньше, чем предварительно заданный порог мягкости;
определение банкноты как мягкой банкноты, если число эффективных датчиков усилия, чьи эффективные сигналы усилия меньше, чем предварительно заданный порог мягкости, превышает половину общего числа эффективных датчиков усилия; или
определение банкноты как мягкой банкноты, если эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия меньше, чем предварительно заданный порог мягкости.
[0008] Опционально, способ может дополнительно включать в себя:
определение банкноты как ненормальной банкноты, если эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия больше, чем максимальное значение для новой банкноты.
[0009] Опционально, способ может дополнительно включать в себя:
отбор мягкой банкноты и ненормальной банкноты.
[0010] Устройство распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия включает в себя:
блок приема, выполненный с возможностью приема банкнот;
блок извлечения, выполненный с возможностью извлечения и разделения банкнот, чтобы банкноты входили в канал банкнот раздельным образом;
блок захвата изображений, выполненный с возможностью захвата изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты для извлеченной банкноты;
блок протягивания, выполненный с возможностью протягивания извлеченной банкноты, чтобы банкнота надавила на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия;
блок считывания усилия, выполненный с возможностью получения эффективных сигналов усилия, полученных посредством обратной связи от датчиков усилия;
блок обработки изображения, выполненный с возможностью получения угла наклона банкноты на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты;
блок определения эффективности, выполненный с возможностью определения, на основе угла наклона, датчика усилия, на который надавливает банкнота, как эффективного датчика усилия;
блок распознавания, выполненный с возможностью принятия решения, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости; и
блок определения банкноты, выполненный с возможностью определения банкноты как мягкой банкноты, если эффективный сигнал усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости.
[0011] Опционально, блок считывания усилия может включать в себя:
подблок получения сигнала усилия, выполненный с возможностью получения первоначальных сигналов усилия, сгенерированных датчиками усилия в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчики усилия, до того, как банкнота покидает датчики усилия; и
подблок обработки сигнала усилия, выполненный с возможностью вычисления эффективных сигналов усилия датчиков усилия на основе первоначальных сигналов усилия.
[0012] Опционально, блок распознавания может включать в себя:
первый подблок распознавания, выполненный с возможностью принятия решения, является ли эффективный сигнал усилия каждого эффективного датчика усилия меньшим, чем предварительно заданный порог мягкости;
второй подблок распознавания, выполненный с возможностью принятия решения, превышает ли число эффективных датчиков усилия, чьи эффективные сигналы усилия меньше, чем предварительно заданный порог мягкости, половину общего числа эффективных датчиков усилия; и
третий подблок распознавания, выполненный с возможностью принятия решения, является ли эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия меньшим, чем предварительно заданный порог мягкости.
[0013] Опционально, устройство может дополнительно включать в себя:
блок распознавания ненормальности, выполненный с возможностью принятия решения, является ли эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия большим, чем максимальное значение для новой банкноты; и
блок определения ненормальности, выполненный с возможностью определения банкноты как ненормальной банкноты, если блоком распознавания ненормальности принято решение, что эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия больше, чем максимальное значение для новой банкноты.
[0014] Опционально, устройство может дополнительно включать в себя:
блок отбора, выполненный с возможностью отбора мягкой банкноты и ненормальной банкноты.
[0015] Из вышеуказанных технических решений может быть видно, что варианты осуществления настоящего раскрытия имеют нижеследующие преимущества.
[0016] В вариантах осуществления настоящего раскрытия, банкноты принимаются, и извлекаются, и разделяются так, чтобы входить в канал банкнот раздельным образом. Затем захватываются изображение одиночной банкноты и изображение фона банкноты для каждой извлеченной банкноты, извлеченная банкнота протягивается, чтобы надавить на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия, и получают эффективные сигналы усилия, полученные посредством обратной связи от датчиков усилия. Далее, получают угол наклона банкноты на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты, и датчик усилия, на который надавливает банкнота, определяется как эффективный датчик усилия на основе угла наклона. И наконец, принимается решение, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости, и банкнота определяется как мягкая банкнота, если эффективный сигнал усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости. В вариантах осуществления настоящего раскрытия, посредством получения изображения одиночной банкноты для вычисления угла наклона банкноты и посредством получения и вычисления эффективных сигналов усилия многочисленных датчиков усилия, на которые надавливает банкнота, решение о степени мягкости банкноты принимается на основе предварительно заданного условия мягкости, на что не влияют скорость распространения звука и шум. Вследствие этого, эффективно решается проблема низкой точности, низкой скорости и слабых помехоподавляющих характеристик существующего обнаружения мягкости банкноты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Фигура 1 является схемой последовательности операций способа распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия;
[0018] Фигура 2.1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей, что банкнота находится в канале передачи банкнот и готова войти в угловой изгиб, чтобы надавить на датчик усилия;
[0019] Фигура 2.2 является принципиальной схемой, иллюстрирующей, что передняя часть банкноты вошла в угловой канал, и задняя часть банкноты готова надавить на датчик усилия;
[0020] Фигура 2.3 является принципиальной схемой, иллюстрирующей, что передняя часть банкноты вошла в угловой канал, и задняя часть банкноты надавливает на датчик усилия;
[0021] Фигура 2.4 является принципиальной схемой, иллюстрирующей, что передняя часть банкноты вошла в угловой канал, и задняя часть банкноты готова покинуть датчик усилия;
[0022] Фигура 3 является принципиальной схемой трех разных положений, в которых банкнота проходит датчик изображения;
[0023] Фигура 4 является принципиальной схемой изображений банкноты в трех положениях, полученных датчиком изображения;
[0024] Фигура 5 является принципиальной схемой, показывающей, что банкнота не наклонена и надавливает на все три датчика усилия;
[0025] Фигура 6 является принципиальной схемой, показывающей, что банкнота наклонена вправо и надавливает на один или два датчика усилия с левой стороны;
[0026] Фигура 7 является принципиальной схемой, показывающей, что банкнота наклонена влево и надавливает на один или два датчика усилия с правой стороны;
[0027] Фигура 8 является принципиальной схемой угла наклона банкноты;
[0028] Фигура 9 является принципиальной схемой сигнала усилия, выводимого датчиком усилия;
[0029] Фигура 10 является принципиальной схемой трех позиций, в которых банкнота надавливает на датчик усилия; и
[0030] Фигура 11 является принципиальной структурной схемой датчика усилия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0031] Согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия предусматриваются способ распознавания мягкости банкноты и устройство распознавания мягкости банкноты для решения проблемы низкой точности, низкой скорости и слабых помехоподавляющих характеристик существующего обнаружения мягкости банкноты.
[0032] Для того, чтобы цели, признаки и преимущества настоящего раскрытия могли быть более ясны и просты для понимания, техническое решение согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия будет описано ясно и полностью как следует ниже совместно с чертежами в вариантах осуществления настоящего раскрытия. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь несколькими, а не всеми вариантами осуществления согласно настоящему раскрытию. Любые другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления в настоящем раскрытии без каких-либо творческих усилий, попадают в объем настоящего раскрытия. Обращаясь к Фигуре 1, способ распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия включает в себя нижеследующие этапы 101-110.
[0033] На этапе 101, принимаются банкноты.
[0034] Сначала, принимаются банкноты.
[0035] На этапе 102, банкноты извлекаются и разделяются, так чтобы войти в канал банкнот раздельным образом.
[0036] После приема, банкноты могут быть извлечены и разделены, так чтобы войти в канал банкнот раздельным образом.
[0037] На этапе 103, получают изображение одиночной банкноты и изображение фона банкноты извлеченной банкноты.
[0038] После того как банкнота извлечена и отделена от других, могут быть получены изображение одиночной банкноты и изображение фона банкноты извлеченной банкноты.
[0039] На этапе 104, банкнота протягивается, чтобы надавить на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия.
[0040] После извлечение банкноты из банкнот, банкнота может быть дополнительно протянута, чтобы надавить на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия.
[0041] На этапе 105, получают эффективные сигналы усилия, полученные посредством обратной связи от датчиков усилия.
[0042] В случае, когда на многочисленные датчики усилия надавливает банкнота, могут быть получены эффективные сигналы усилия, полученные посредством обратной связи датчиками усилия.
[0043] На этапе 106, угол наклона банкноты получают на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты.
[0044] После получения изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты извлеченной банкноты, угол наклона банкноты может быть получен на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты.
[0045] На этапе 107, датчик усилия, на который надавливает банкнота, определяется как эффективный датчик усилия на основе угла наклона.
[0046] После получения угла наклона, датчик усилия, на который надавливает банкнота, определяется как эффективный датчик усилия на основе угла наклона. Может быть понятно, что некоторые или все вышеуказанные датчики усилия могут быть эффективными датчиками усилия.
[0047] На этапе 108, принимается решение, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости. Если эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости, выполняется этап 109, и если эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия не отвечает предварительно заданному условию мягкости, выполняется этап 110.
[0048] После определения эффективного датчика усилия, может быть принято решение, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости. Если эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости, выполняется этап 109, и если эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия не отвечает предварительно заданному условию мягкости, выполняется этап 110.
[0049] На этапе 109, банкнота определяется как мягкая банкнота.
[0050] Если эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости, банкнота определяется как мягкая банкнота.
[0051] На этапе 110, банкнота определяется как допустимая банкнота.
[0052] Если эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия не отвечает предварительно заданному условию мягкости, банкнота определяется как допустимая банкнота.
[0053] В варианте осуществления, принимаются банкноты. Банкноты извлекаются и разделяются, так чтобы войти в канал банкнот раздельным образом. Затем захватываются изображение одиночной банкноты извлеченной банкноты и изображение фона банкноты, извлеченная банкнота протягивается, чтобы надавить на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия, и получают эффективные сигналы усилия, полученные посредством обратной связи от датчиков усилия. Далее, получают угол наклона банкноты на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты, и датчик усилия, на который надавливает банкнота, определяется как эффективный датчик усилия на основе угла наклона. И наконец, принимается решение, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости, и банкнота определяется как мягкая банкнота, если эффективный сигнал усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости. В варианте осуществления, посредством получения изображения одиночной банкноты для вычисления угла наклона банкноты и посредством получения и вычисления эффективных сигналов усилия многочисленных датчиков усилия, на которые надавливает банкнота, решение о степени мягкости банкноты принимается на основе предварительно заданного условия мягкости, на что не влияют скорость распространения звука и шум. Вследствие этого, эффективно решается проблема низкой точности, низкой скорости и слабых помехоподавляющих характеристик существующего обнаружения мягкости банкноты.
[0054] Для простого понимания, в нижеследующем, способ распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия описан подробно со ссылкой на Фигуры 2-11.
[0055] На этапе приема банкнот, банкноты принимаются в машину.
[0056] Вся стопка банкнот извлекается и разделяется. Когда банкноты извлекаются и разделяются, банкноты разделяются как неперекрывающиеся банкноты с заданной скоростью для вхождения в канал банкнот. Банкноты разносятся с предварительно заданным интервалом, чтобы совпадать с рабочим ритмом последующего блока. Скорость извлечения может быть вычислена с помощью нижеследующего способа. Предполагая, что скорость, с которой машина обрабатывает банкноты, составляет 600 штук в минуту, продолжительность обработки каждой банкноты составляет 60/600=0,1 с, то есть, одна банкнота извлекается каждую 0,1 с, чтобы войти в канал банкнот. Если скорость, с которой канал банкнот ведет банкноту, составляет 2 м/с, интервал между банкнотами составляет 0,2 м.
[0057] Как показано на Фигуре 3, банкноты входят в канал банкнот после извлечения и разделения. На Фигуре 3, A представляет датчик изображения, который предпочтительно является тактильным датчиком изображения. Направление, в котором датчик изображения сканирует банкноту, перпендикулярно направлению, в котором перемещается банкнота. Таким образом, легче получить угол наклона банкноты. Угол наклона банкноты является углом между передним краем банкноты и направлением перемещения. Изображения каждой банкноты также включают в себя фон, покрывающий всю банкноту, тем самым способствующий вычислению угла наклона на последующем этапе. Изображение банкноты предпочтительно является изображением в видимом свете или изображением в инфракрасном свете.
[0058] Как показано на Фигуре 3, банкнота может пройти датчик изображения в трех разных положениях, т.е., без наклона, с левым наклоном и правым наклоном. На Фигуре, A представляет датчик изображения, B представляет банкноту, и C представляет направление, в котором перемещается банкнота.
[0059] Фигура 4 является принципиальной схемой, показывающей изображения банкноты в трех положениях, полученные датчиком изображения; На Фигуре, B представляет банкноту, и D представляет фон банкноты.
[0060] После получения изображения банкноты, банкнота перемещается с той же скоростью и углом для контактирования и надавливания на датчик усилия со стороны задней части на следующем этапе. Каждая банкнота надавливает на датчик фиксированного усилия с фиксированной скоростью, углом и градусом изгиба, и датчик усилия получает сигналы усилия, сгенерированные датчиком усилия в точках, на которые надавливает банкнота. В датчике усилия, применяемом в настоящем раскрытии, электрический мост образуется посредством интегрирования полупроводника Si с пьезорезистором. Когда внешнее давление применяется к контакту датчика, контакт непосредственно переносит давление на обнаруживающий пьезорезистор. Сопротивление пьезорезистра изменяется с величиной приложенного усилия, тем самым изменяя выходное напряжение электрического моста. На Фигуре 11, K представляет контакт (точку обнаружения) датчика усилия, и J представляет корпус датчика. Когда внешнее усилие применяется к контакту K датчика усилия, контакт непосредственно переносит давление на пьезорезистор в датчике, тем самым изменяя сопротивление пьезорезистора и преобразовывая сигнал усилия в электрический сигнал.
[0061] Как показано на Фигурах 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4, банкнота надавливает на датчик усилия с угловым изгибом в 90 градусов из канала передачи банкнот. На Фигурах, 1 представляет датчик изображения, 2 представляет банкноту, 3 представляет датчик усилия, и 4 представляет приводное колесо. Банкнота протягивается под воздействием приводного колеса 4 и входит в угловой изгиб канала передачи банкнот. Расстояние между 3 и 4 предварительно задано так, что расстояние между точкой касания для 2 на 4 и центральной точкой для 3 составляет 38 мм.
[0062] Фигура 2.1 показывает, что банкнота готова войти в угловой изгиб, чтобы надавить на датчик усилия в канале передачи банкнот. Банкнота приводится в движение приводным колесом, чтобы войти в угловой изгиб в канале передачи банкнот.
[0063] Фигура 2.2 показывает, что передняя часть банкноты вошла в угловой канал под воздействием приводного колеса 4, и задняя часть банкноты наклоняется для того, чтобы стукнуть по контакту датчика усилия с фиксированной скоростью и углом.
[0064] Фигура 2.3 показывает, что задняя часть банкноты надавливает на контакт датчика усилия посредством протаскивания и прикладывает усилие к контакту датчика усилия. Банкнота является гибким объектом листообразной формы. В этом случае, банкнота деформируется в случае, когда задняя часть банкноты надавливает на датчик усилия. То есть, некоторое усилие эластичной деформации генерируется и прикладывается к датчику усилия. Вследствие этого, результирующее усилие для усилия постукивания и усилия эластичной деформации банкноты прикладывается к датчику усилия, тем самым формируя сигнал усилия, обнаруживаемый датчиком усилия.
[0065] Фигура 2.4 показывает, что банкнота готова покинуть датчик усилия под воздействием приводного колеса. В этот момент, процесс надавливания, выполняемый банкнотой в отношении датчика усилия, завершается. Датчик усилия получает первоначальные сигналы усилия, сгенерированные в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчик усилия, до того, как банкнота покидает датчик усилия.
[0066] В варианте осуществления, принцип трех положений, в которых банкнота надавливает на датчик усилия, описан с помощью примера трех датчиков усилия. На Фигуре, B представляет банкноту, и E представляет датчик усилия.
[0067] Как показано на Фигуре 5, банкнота не наклоняется и надавливает на все три датчика усилия.
[0068] Как показано на Фигуре 6, банкнота наклоняется вправо и надавливает на один или два датчика усилия с левой стороны.
[0069] Как показано на Фигуре 7, банкнота наклоняется влево и надавливает на один или два датчика усилия с правой стороны.
[0070] После получения, обрабатываются изображения банкнот и сигналы усилия. Как показано на Фигуре 8, угол G наклона банкноты может быть вычислен на основе полученного изображения B банкноты и полученного изображения D фона банкноты. Может быть задано, что наклон вправо является положительным, и наклон влево является отрицательным. В случае, когда изображение наклоняется вправо или влево менее, чем на 1 градус, угол G наклона может быть задан как 0.
[0071] Аналоговый сигнал, полученный датчиком усилия, преобразовывается в цифровой сигнал, обрабатываемый чипом обработки. Для того, чтобы гарантировать высокую степень различия для мягкости банкноты, для преобразования сигнала предпочтительно применяется 16-битовый ADC чип. В этом случае, если 2,048 В принимается в качестве опорного напряжения, может быть достигнуто разрешение в 31 мкВ, тем самым гарантируя разрешение усилия в 0,01 Н. Для завершения процесса с того, как банкнота начинает надавливать на датчик усилия, до того, как банкнота покидает датчик усилия, требуется время. То есть, обнаруженный аналоговый сигнал является сигналом во время процесса и должен быть дискретизирован. Фигура 9 является принципиальной схемой сигналов усилия, выводимых датчиком усилия в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчик усилия, до того, как банкнота покидает датчик усилия. ADC чип дискретизирует сегмент H на вершине кривой на Фигуре несколько раз и вычисляет среднее значение как эффективный сигнал для усилия, приложенного банкнотой к датчику усилия. Таким же способом, могут быть вычислены эффективные сигналы для усилия, приложенного банкнотой к другим двум датчикам усилия.
[0072] Машина выполняет сложное распознавание и принятие решения в отношении многочисленных обрабатываемых эффективных сигналов усилия и углов наклона. Как показано на Фигуре 10, E1, E2 и E3 в трех размещениях соответственно представляют эффективные сигналы усилия, полученные в трех разных размещениях, для которых нижеследующие три режима могут быть заданы на основе трех положений банкноты.
[0073] В случае, когда угол наклона составляет 0 градусов, если каждый из эффективных сигналов усилия трех датчиков усилия находится в допустимом диапазоне 0,26 Н - 0,4 Н (0,26 Н является минимальным пороговым значением для мягкой банкноты, и 0,4 Н является максимальным значением для новой банкноты), банкнота считается допустимой банкнотой. Если каждый из трех эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, банкнота считается мягкой банкнотой. Если один или два из эффективных сигналов усилия меньше, чем пороговое значение мягкости, принятие решения выполняется в соответствии с предварительно заданным строгим уровнем. При самом строгом уровне, банкнота считается мягкой банкнотой пока один эффективный сигнал усилия меньше, чем заданное значение мягкости. При наименее строгом уровне, банкнота считается мягкой банкнотой, только если все три эффективных сигнала усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости. Если один или более сигналов усилия больше, чем максимальное значение для новой банкноты, банкнота считается ненормальной банкнотой и обрабатывается также как мягкая банкнота.
[0074] В случае, когда банкнота наклоняется вправо, взаимосвязью между эффективными сигналами усилия трех датчиков усилия является E1>E2>E3, где E3 может быть равно нулю, т.е., угол наклона банкноты большой, и банкнота не надавливает на датчик усилия в размещении, соответствующем E3. Значения E1, E2 и E3, соответствующих разным углам наклона, вычисляются на основе допустимого диапазона 0,26 Н - 0,4 Н, соответствующего нулевому наклону, чтобы соответственно получить диапазоны трех значений. Если все три значения находятся в пределах допустимого диапазона, банкнота определяется как допустимая банкнота. Если все три значения меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, банкнота определяется как мягкая банкнота. Если один или два из эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, принятие решения выполняется в соответствии с предварительно заданным строгим уровнем. При самом строгом уровне, банкнота определяется как мягкая банкнота пока один из эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, и банкнота надавливает на все три датчика усилия. В случае, когда датчик усилия не надавливает в размещении, соответствующем E3, банкнота определяется как допустимая банкнота, только если и E1, и E2 больше, чем заданное пороговое значение мягкости. При наименее строгом уровне, банкнота определяется как мягкая банкнота, только если все три эффективных сигнала усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости. В случае, когда датчик усилия не надавливает в размещении, соответствующем E3, т.е. E3=0, банкнота определяется как мягкая банкнота, только если и E1, и E2 меньше, чем пороговое значение мягкости. Если один или более сигналов усилия больше, чем максимальное значение для новой банкноты, банкнота определяется как ненормальная банкнота и обрабатывается также как мягкая банкнота. В случае, когда банкнота наклоняется влево, взаимосвязью между эффективными сигналами усилия трех датчиков усилия является E1<E2<E3, где E1 может быть равно нулю. В этом случае, способ принятия решения в отношении мягкой банкноты является аналогичным способу в случае наклона вправо.
[0075] Чип обработки управляет соответствующим механизмом, чтобы банкноты входили в разные каналы, на основе результатов решения по мягкости, принятых в отношении банкнот, тем самым отбирая мягкую банкноту и завершая процесс распознавания мягкости.
[0076] В вышеуказанном, способ распознавания мягкости банкноты в основном описан. В нижеследующем, подробно описано устройство распознавания мягкости банкноты. Устройство распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия включает в себя нижеследующие блоки.
[0077] Блок приема выполнен с возможностью приема банкнот.
[0078] Блок извлечения выполнен с возможностью извлечения и разделения банкнот, чтобы банкноты входили в канал банкнот раздельным образом.
[0079] Блок захвата изображений выполнен с возможностью захвата изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты каждой из извлеченных банкнот.
[0080] Блок протягивания выполнен с возможностью протягивания извлеченной банкноты, чтобы банкнота надавила на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия.
[0081] Блок считывания усилия выполнен с возможностью получения эффективных сигналов усилия, полученных посредством обратной связи от датчиков усилия.
[0082] Блок обработки изображения выполнен с возможностью получения угла наклона банкноты на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты.
[0083] Блок определения эффективности выполнен с возможностью определения, на основе угла наклона, датчика усилия, на который надавливает банкнота, как эффективного датчика усилия.
[0084] Блок распознавания выполнен с возможностью принятия решения, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости.
[0085] Блок определения банкноты выполнен с возможностью определения банкноты как мягкой банкноты, если эффективный сигнал усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости.
[0086] Предпочтительно, блок считывания усилия может включать в себя подблок получения сигнала усилия и подблок обработки сигнала усилия.
[0087] Подблок получения сигнала усилия выполнен с возможностью получения первоначальных сигналов усилия, сгенерированных датчиками усилия в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчики усилия, до того, как банкнота покидает датчики усилия.
[0088] Подблок обработки сигнала усилия выполнен с возможностью вычисления эффективных сигналов усилия датчиков усилия на основе первоначальных сигналов усилия.
[0089] Предпочтительно, блок распознавания может включать в себя первый подблок распознавания, второй подблок распознавания и третий подблок распознавания.
[0090] Первый подблок распознавания выполнен с возможностью принятия решения, является ли эффективный сигнал усилия каждого эффективного датчика усилия меньшим, чем предварительно заданный порог мягкости.
[0091] Второй подблок распознавания выполнен с возможностью принятия решения, превышает ли число эффективных датчиков усилия, чьи эффективные сигналы усилия меньше, чем предварительно заданный порог мягкости, половину общего числа эффективных датчиков усилия.
[0092] Третий подблок распознавания выполнен с возможностью принятия решения, является ли эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия меньшим, чем предварительно заданный порог мягкости.
[0093] Предпочтительно, устройство распознавания мягкости банкноты может дополнительно включать в себя блок распознавания ненормальности и блок определения ненормальности.
[0094] Блок распознавания ненормальности выполнен с возможностью принятия решения, является ли эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия большим, чем максимальное значение для новой банкноты.
[0095] блок определения ненормальности выполнен с возможностью определения банкноты как ненормальной банкноты, если блоком распознавания ненормальности принято решение, что эффективный сигнал усилия по меньшей мере одного эффективного датчика усилия больше, чем максимальное значение для новой банкноты.
[0096] Предпочтительно, устройство распознавания мягкости банкноты может дополнительно включать в себя блок отбора.
[0097] Блок отбора выполнен с возможностью отделения мягкой банкноты и ненормальной банкноты.
[0098] В варианте осуществления, сначала, блок приема принимает банкноты. Блок извлечения извлекает и разделяет банкноты, чтобы банкноты входили в канал банкнот раздельным образом. Затем, блок захвата изображений захватывает изображение одиночной банкноты и изображение фона банкноты извлеченной банкноты. Блок протягивания протягивает банкноту, чтобы банкнота надавила на многочисленные предварительно размещенные датчики усилия. Далее, блок считывания усилия получает эффективные сигналы усилия, полученные посредством обратной связи от датчиков усилия. Блок обработки изображения получает угол наклона банкноты на основе изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты. Блок определения эффективности определяет эффективный датчик усилия, на которых надавила банкнота, на основе угла наклона. И наконец, блок распознавания принимает решение, отвечает ли эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия предварительно заданному условию мягкости. Блок определения банкноты определяет банкноту как мягкую банкноту, если блоком распознавания принято решение, что эффективный сигнал усилия эффективного датчика усилия отвечает предварительно заданному условию мягкости. В варианте осуществления, посредством получения изображения одиночной банкноты для вычисления угла наклона банкноты и посредством получения и вычисления эффективных сигналов усилия многочисленных датчиков усилия, на которые надавливает банкнота, решение о степени мягкости банкноты принимается на основе предварительно заданного условия мягкости, на что не влияют скорость распространения звука и шум. Вследствие этого, эффективно решается проблема низкой точности, низкой скорости и слабых помехоподавляющих характеристик существующего обнаружения мягкости банкноты.
[0099] Для простого понимания, в нижеследующем, устройство распознавания мягкости банкноты согласно варианту осуществления настоящего раскрытия описано подробно со ссылкой на Фигуры 2-11.
[0100] Блок приема выполнен с возможностью приема банкнот.
[0101] Блок извлечения выполнен с возможностью извлечения и разделения всей стопки банкнот. Когда банкноты извлекаются и разделяются, банкноты разделяются как неперекрывающиеся банкноты с заданной скоростью для вхождения в канал банкнот. Банкноты разносятся с предварительно заданным интервалом, чтобы совпадать с рабочим ритмом последующего блока. Скорость извлечения может быть вычислена с помощью нижеследующего способа. Предполагая, что скорость, с которой машина обрабатывает банкноты, составляет 600 штук в минуту, продолжительность обработки каждой банкноты составляет 60/600=0,1 с, то есть, одна банкнота извлекается каждую 0,1 с, чтобы войти в канал банкнот. Если скорость, с которой канал банкнот ведет банкноту, составляет 2 м/с, интервал между банкнотами составляет 0,2 м.
[0102] Блок захвата изображений выполнен с возможностью захвата изображения одиночной банкноты и изображения фона банкноты извлеченной банкноты. Как показано на Фигуре 3, A представляет датчик изображения, который предпочтительно является тактильным датчиком изображения. Направление, в котором датчик изображения сканирует банкноту, перпендикулярно направлению, в котором перемещается банкнота. Таким образом, легче получить угол наклона банкноты. Угол наклона банкноты является углом между передним краем банкноты и направлением перемещения. Изображение каждой банкноты также включает в себя фон, покрывающий всю банкноту, тем самым способствующий вычислению угла наклона на последующем этапе. Изображение банкноты предпочтительно является изображением в видимом свете или изображением в инфракрасном свете.
[0103] Как показано на Фигуре 3, банкнота проходит датчик изображения в трех разных положениях: без наклона, с левым наклоном и правым наклоном. На Фигуре, A представляет датчик изображения, B представляет банкноту, и C представляет направление, в котором перемещается банкнота.
[0104] Фигура 4 является принципиальной схемой, показывающей изображения банкноты в трех положениях, полученные датчиком изображения. На Фигуре, B представляет банкноту, и D представляет фон банкноты.
[0105] После получения изображений банкнот, блок протягивания заставляет банкноту перемещаться с той же скоростью и углом для контактирования и надавливания на датчик усилия со стороны задней части на следующем этапе. Каждая банкнота надавливает на датчик фиксированного усилия с фиксированной скоростью, углом и градусом изгиба, и блок считывания усилия получает сигналы усилия, сгенерированные датчиком усилия в точках, на которые надавливает банкнота.
[0106] В датчике усилия, применяемом в настоящем раскрытии, электрический мост образуется посредством интегрирования полупроводника Si с пьезорезистором. Когда внешнее давление применяется к контакту датчика, контакт непосредственно переносит давление на обнаруживающий пьезорезистор. Сопротивление пьезорезистра изменяется с величиной приложенного усилия, тем самым изменяя выходное напряжение электрического моста. На Фигуре 11, K представляет контакт (точку обнаружения) датчика усилия, и J представляет корпус датчика. Когда внешнее усилие применяется к контакту K датчика усилия, контакт непосредственно переносит давление на пьезорезистор в датчике, тем самым изменяя сопротивление пьезорезистора и преобразовывая сигнал усилия в электрический сигнал.
[0107] Как показано на Фигурах 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4, банкнота надавливает на датчик усилия с угловым изгибом в 90 градусов из канала передачи банкнот. На Фигурах, 1 представляет датчик изображения, 2 представляет банкноту, 3 представляет датчик усилия, и 4 представляет приводное колесо. Банкнота протягивается под воздействием приводного колеса 4 и входит в угловой изгиб канала передачи банкнот. Расстояние между 3 и 4 предварительно задано так, что расстояние между точкой касания для 2 на 4 и центральной точкой для 3 составляет 38 мм.
[0108] Фигура 2.1 показывает, что банкнота готова войти в угловой изгиб, чтобы надавить на датчик усилия в канале передачи банкнот. Банкнота приводится в движение приводным колесом, чтобы войти в угловой изгиб в канале передачи банкнот.
[0109] Фигура 2.2 показывает, что передняя часть банкноты вошла в угловой канал под воздействием приводного колеса 4, и задняя часть банкноты наклоняется, чтобы стукнуть по контакту датчика усилия с фиксированной скоростью и углом.
[0110] Фигура 2.3 показывает, что задняя часть банкноты надавливает на контакт датчика усилия посредством протаскивания и прикладывает усилие к контакту датчика усилия. Банкнота является гибким объектом листообразной формы. В этом случае, банкнота деформируется в случае, когда задняя часть банкноты надавила на датчик усилия. То есть, некоторое усилие эластичной деформации генерируется и прикладывается к датчику усилия. Вследствие этого, результирующее усилие для усилия постукивания и усилия эластичной деформации банкноты прикладывается к датчику усилия, тем самым формируя сигнал усилия, который должен быть обнаружен датчиком усилия.
[0111] Фигура 2.4 показывает, что банкнота готова покинуть датчик усилия под воздействием приводного колеса. В этот момент, процесс надавливания, выполняемый банкнотой в отношении датчика усилия, завершается. Датчик усилия получает первоначальные сигналы усилия, сгенерированные в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчик усилия, до того, как банкнота покидает датчик усилия.
[0112] В варианте осуществления, принцип трех положений, в которых банкнота надавливает на датчик усилия, описан с помощью примера трех датчиков усилия. На Фигуре, B представляет банкноту, и E представляет датчик усилия.
[0113] Как показано на Фигуре 5, банкнота не наклоняется и надавливает на все три датчика усилия.
[0114] Как показано на Фигуре 6, банкнота наклоняется вправо и надавливает на один или два датчика усилия с левой стороны.
[0115] Как показано на Фигуре 7, банкнота наклоняется влево и надавливает на один или два датчика усилия с правой стороны.
[0116] После того как изображение одиночной банкноты, изображение фона банкноты и сигнал усилия соответственно захватываются блоком захвата изображений и блоком считывания усилия, изображения банкнот обрабатываются блоком обработки изображения. Как показано на Фигуре 8, угол G наклона банкноты может быть вычислен на основе полученного изображения B банкноты и изображения D фона банкноты. Может быть задано, что наклон вправо является положительным, и наклон влево является отрицательным. В случае, когда изображение наклоняется влево или вправо менее, чем на 1 градус, угол G наклона может быть задан как 0.
[0117] Полученный аналоговый сигнал может быть преобразован в цифровой сигнал, обрабатываемый чипом обработки, посредством подблока получения сигнала усилия из блока считывания усилия. Для того, чтобы гарантировать высокую степень различия для мягкости банкноты, для преобразования сигнала предпочтительно применяется 16-битовый ADC чип. В этом случае, если 2,048 В принимается в качестве опорного напряжения, может быть достигнуто разрешение в 31 мкВ, тем самым гарантируя разрешение усилия в 0,01 Н. Для завершения процесса с того, как банкнота начинает надавливать на датчик усилия, до того, как банкнота покидает датчик усилия, требуется время. То есть, обнаруженный аналоговый сигнал является сигналом во время процесса и должен быть дискретизирован подблоком обработки сигнала усилия. Фигура 9 является принципиальной схемой сигналов усилия, выводимых датчиком усилия в процессе с того, как банкнота начинает надавливать на датчик усилия, до того, как банкнота покидает датчик усилия. ADC чип дискретизирует сегмент H на вершине кривой на Фигуре несколько раз и вычисляет среднее значение как эффективный сигнал для усилия, приложенного банкнотой к датчику усилия. Таким же способом, могут быть дополнительно вычислены эффективные сигналы для усилия, приложенного банкнотой к другим двум датчикам усилия.
[0118] Блок определения эффективности определяет эффективный датчик усилия, на который надавливает банкнота, на основе угла наклона, и блок распознавания выполняет сложное распознавание и принятие решения на основе эффективного сигнала усилия эффективного датчика усилия. Как показано на Фигуре 10, E1, E2 и E3 в трех размещениях соответственно представляют эффективные сигналы усилия, полученные в трех разных размещениях, для которых нижеследующие три режима могут быть заданы на основе трех положений банкноты.
[0119] В случае, когда угол наклона составляет 0 градусов, если каждый из эффективных сигналов усилия трех датчиков усилия находится в допустимом диапазоне 0,26 Н - 0,4 Н (0,26 Н является минимальным пороговым значением для мягкой банкноты, и 0,4 Н является максимальным значением для новой банкноты), банкнота считается допустимой банкнотой. Если каждый из трех эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, банкнота считается мягкой банкнотой. Если один или два из эффективных сигналов усилия меньше, чем пороговое значение мягкости, принятие решения выполняется в соответствии с предварительно заданным строгим уровнем. При самом строгом уровне, банкнота считается мягкой банкнотой пока один из эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости. При наименее строгом уровне, банкнота считается мягкой банкнотой, только если все три эффективных сигнала усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости. Если один или более сигналов усилия больше, чем максимальное значение для новой банкноты, банкнота считается ненормальной банкнотой и обрабатывается также как мягкая банкнота.
[0120] В случае, когда банкнота наклоняется вправо, взаимосвязью между эффективными сигналами усилия трех датчиков усилия является E1>E2>E3, где E3 может быть равно нулю, т.е., угол наклона банкноты большой, и банкнота не надавливает на датчик усилия в размещении E3. Значения E1, E2 и E3, соответствующих разным углам наклона, вычисляются на основе допустимого диапазона 0,26 Н - 0,4 Н, соответствующего нулевому наклону, чтобы соответственно получить диапазоны трех значений. Если все три значения находятся в пределах допустимого диапазона, банкнота считается допустимой банкнотой. Если все три значения меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, блок определения банкноты определяет банкноту как мягкую банкноту. Если один или два из эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, принятие решения выполняется в соответствии с предварительно заданным строгим уровнем. При самом строгом уровне, блок определения банкноты определяет банкноту как мягкую банкноту пока один из эффективных сигналов усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости, и банкнота надавливает на все три датчика усилия. В случае, когда датчик усилия не надавливает в размещении, соответствующем E3, банкнота считается допустимой банкнотой, только если и E1, и E2 больше, чем заданное пороговое значение мягкости. При наименее строгом уровне, банкнота считается мягкой банкнотой, только если все три эффективных сигнала усилия меньше, чем заданное пороговое значение мягкости. В случае, когда датчик усилия не надавливает в размещении, соответствующем E3, т.е. E3=0, банкнота определяется как мягкая банкнота, только если и E1, и E2 меньше, чем пороговое значение мягкости. Блок распознавания ненормальности принимает решение, является ли один или более сигналов усилия большими, чем максимальное значение для новой банкноты, и блок определения ненормальности определяет банкноту как ненормальную банкноту и обрабатывает банкноту таким же образом как обработка мягкой банкноты.
[0121] В случае, когда банкнота наклоняется влево, взаимосвязью между эффективными сигналами усилия трех датчиков усилия является E1<E2<E3, где E1 может быть равно нулю. В этом случае, способ принятия решения в отношении мягкой банкноты является аналогичным способу в случае наклона вправо.
[0122] Чип обработки управляет соответствующей структурой, чтобы банкноты входили в разные каналы, на основе результатов решения по мягкости, принятых в отношении банкнот. Блок отбора отбирает мягкую банкноту и ненормальную банкноту, чтобы завершить процесс распознавания мягкости.
[0123] Способ распознавания и устройство распознавания согласно настоящему раскрытию могут быть просто реализованы и имеют низкие требования в отношении структуры. Необходимо лишь сделать небольшую модификацию в структуре самой обычной машины финансовых банкнот. Посредством установки требуемого числа датчиков усилия и соответствующих схем согласно фактическому требованию получения банкноты, и добавления соответствующего программного обеспечения алгоритма управления распознаванием к процессору существующего блока распознавания банкнот, может быть реализовано обнаружение и распознавание мягкости банкноты. Способ распознавания согласно настоящему раскрытию имеет высокие помехоподавляющие характеристики, т.е., на обнаружение не влияют шумы и вибрация, генерируемые другими компонентами. К тому же, способ распознавания требует обнаружения меньшего количества информации, и имеет быстрый отклик системы, распознавая мягкость банкноты более быстро, уверено и точно, чем существующий способ на основе звука.
[0124] Специалистам в данной области техники может быть понятно, что для удобного и сжатого описания, для конкретных рабочих процессов вышеуказанной системы, устройства и блока, можно обратиться к соответствующим процессам вариантов осуществления вышеупомянутого способа, что не будет описано в настоящем документе.
[0125] В нескольких вариантах осуществления, предусмотренных настоящей заявкой, следует понимать, что раскрытая система, устройство и способ могут быть реализованы другим образом. Например, варианты осуществления устройства, описанного выше, служат только для иллюстрации. Например, разделение блока является лишь логическим разделением по функциям, и в практической реализации могут быть другие режимы разделения. Например, многочисленные блоки или компоненты могут быть объединены или интегрированы в другую систему, или некоторые признаки могут быть опущены или не выполнены. С другой стороны, отображенное или рассмотренное сочленение, прямое сочленение или соединение связи между друг другом может быть непрямым сочленением или соединением связи через некоторые интерфейсы, устройства или блоки, и может быть электрическим, механическим или другого вида.
[0126] Блоки, описанные как раздельные компоненты, могут быть или могут не быть разделены физически, и компонент, отображаемый как блок, может быть или может не быть физическим блоком. То есть, блоки могут быть размещены в одном месте или могут быть распределены по многочисленным блокам сети. Для достижения цели схемы варианта осуществления, части или все блоки могут быть выбраны согласно потребностям.
[0127] В добавление, функциональные блоки согласно вариантам осуществления настоящей заявки могут быть интегрированы в один блок обработки, или каждый из блоков может существовать независимо как физический блок, или два или более блоков могут быть интегрированы в один блок. Вышеуказанная интеграции блоков может быть реализована посредством аппаратных средств или программного функционального блока.
[0128] В случае, когда блок интегрирован в виде программного функционального блока и является цельным или используется как независимый продукт, блок может храниться на компьютерно-читаемом носителе информации. На основе вышеуказанного понимания, сущность технического решения по настоящей заявке, или части технического решения, участвующего в предшествующем уровне техники, или все или части технического решения могут быть осуществлены в виде программного продукта. Компьютерный программный продукт хранится на носителе информации, включающем в себя некоторые инструкции, обеспечивающие компьютерному устройству (может быть персональным компьютером, сервером, сетевым устройством или подобным) возможность выполнения всех или частей этапов способа согласно вариантам осуществления по настоящей заявке. Вышеуказанный носитель информации включает в себя различные носители, которые могут хранить программный код, такие как U-диск, съемный жесткий диск, постоянная память (ROM), оперативная память (RAM), магнитный диск или оптический диск.
[0129] Вышеуказанные варианты осуществления служат только для иллюстрации технического решения и не предназначены для ограничения. Хотя настоящее раскрытие описано подробно со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что в технических решениях все еще могут быть сделаны модификации согласно вариантам осуществления, или эквивалентные замены могут быть внесены в некоторые технические признаки. Эти модификации и замены не вызывают отступление технических решений от сущности и объема технических решений согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия.