ИНЕРЦИОННОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ БАНКНОТ В ПРОЦЕССЕ ИХ ОБРАБОТКИ
INERTIAL LEVELING OF BANK NOTES IN THEIR PROCESSING

Предпосылки создания изобретения
1. Область техники
Данное изобретение относится, в общем случае, к устройствам для обработки наличных денег, а конкретнее - к способу использования сил инерции для удаления морщин на банкнотах во время получения изображения.
2. Описание уровня техники
Автоматическая обработка большого объема наличных денег представляет собой развивающуюся во многих странах область промышленности, затрагивающую различные аспекты распределения, сбора и подсчета бумажных денег. Обработка наличных денег создает проблемы уникальной сложности, которые переплетаются с соображениями безопасности. Обработка наличных денег требует решения многих отдельных задач, например, сбора отдельных банкнот кассиром или банковским служащим, счет отдельных коммерческих депозитов или пополняемых счетов, ассимиляция и транспортировка индивидуальных депозитов или счетов в обрабатывающий центр, обработка и счет груза наличных денег после их доставки в обрабатывающий центр, обработка индивидуальных счетов при помощи автоматических устройств для обработки. Каждый шаг в данном процессе, который можно автоматизировать и тем самым исключить необходимость затрат ручного труда, экономит потребности в рабочей силе для обработки наличных денег и одновременно увеличивает безопасность всего процесса. Безопасность увеличивается при введении автоматических процессов за счет устранения возможности краж, неумышленных потерь или несоблюдения правил обращения с наличными деньгами и увеличения точности счета.
Высокоавтоматизированная, высокопроизводительная обрабатывающая система является необходимой на многих уровнях сетей распределения и сбора наличных денег. Несколько конструкций высокопроизводительных обрабатывающих устройств известна в данной области техники, и они используются в таких сферах деятельности, как центральные национальные банки, независимые компании в области транспортировки наличных денег, предприятия, печатающие деньги, и индивидуальные банки. В общем случае устройства для обработки наличных денег используют систему конвейеров, которая транспортирует отдельные банкноты мимо ряда детекторов. Например, банкнота может проходить через ряд электрических преобразователей, предназначенных для измерения толщины, длины и ширины банкноты. Следующий комплект датчиков может представлять собой оптические датчики, записывающие цветовые рисунки банкнот или серийные номера. Детекторы также могут использоваться для определения специфических магнитных или других физических характеристик отдельных банкнот.
Высокопроизводительные устройства для обработки наличных денег протягивают отдельные банкоматы из пачки денег при помощи механического конвейера мимо нескольких различных детекторов для облегчения сортировки отдельных банкнот и сбора данных, относящихся к каждой банкноте, пропускаемой через устройство. Например, устройство для обработки наличных денег может выполнять простые задачи обработки пачки наличных денег для того, чтобы убедиться, что она вся имеет один номинал с соответствующими характеристиками пригодности, и одновременно пересчитать пачку, чтобы подтвердить предыдущий счет. Немного более сложная задача, состоящая в разделении пачки наличных денег на отдельные номиналы при одновременном счете денег, также может быть выполнена.
При решении более сложных задач известными устройствами для обработки наличных денег пачка денег, состоящая из банкомат различного номинала, может подаваться в устройство для обработки, результатом работы которого будет отделение каждого номинала, выбраковка всех банкнот, не отвечающих требованиям соответствия, идентификация фальшивых банкомат, слежение за отдельными банкнотами по их серийным номерам.
Оптическое распознавание символов ("OCR") представляет собой технологию, обычно используемую в области обработки наличных денег с целью считывания серийного номера или кода с обрабатываемых банкомат. Технология OCR используется для идентификации определенных банкнот, обрабатываемых на быстродействующем устройстве, для обработки денег посредством считывания серийного кода банкноты с использованием камеры и последующей записи этого серийного кода на обрабатываемой банкноте.
Например, в быстродействующую машину для обработки денег можно подать пачку денег. В качестве одной из функций данной машины устройство оптического распознавания символов считывает серийные номера или коды банкнот, которые проходят через машину для обработки. Эти серийные номера могут быть записаны и отождествлены с определенными банкнотами во время их обработки. Одной из функций быстродействующего устройства для обработки денег может быть сортировка денег по номиналу и укладка в пачки пригодных банкнот для их обвязки. Когда пригодные банкноты уложены в пачки, средства для обработки данных машины для обработки денег отслеживают расположение в пачке каждой банкноты по серийному номеру. Например, для обработанной пачки в сто банкнот номиналом по двадцать долларов будут накоплены данные, которые укажут конкретный серийный номер на каждой банкноте в пачке и положение каждой банкноты в пачке.
Банкноты транспортируются через машину для обработки денег при помощи лент конвейеров. В типичном случае несколько камер OCR помещаются в определенных точках вдоль траектории перемещения банкнот, чтобы оценить эти банкноты (номинал, пригодность, определение фальшивых и т.п.). Для того чтобы правильно прочитать банкноту, необходимо наличие небольшого просвета в ленте конвейера, чтобы указанная камера имела четкий обзор банкноты во время ее прохождения. Следовательно, банкноты должны проскакивать этот небольшой просвет. Однако, поскольку банкнота фактически летит по воздуху на небольшое расстояние, она может незначительно колебаться или развеваться в воздушном пространстве. Это колебание очень незначительное, но его влияние достаточно сильное для того, чтобы изменить коэффициент отражения света и фокус и тем самым ухудшить качество изображения.
Следовательно, возникает необходимость в способе уменьшения или устранения морщин на банкнотах или других документах во время их обработки с большой скоростью.
Краткое изложение сущности изобретения
В данном изобретении предлагается способ и устройство для обеспечения гладкости поверхности банкнот во время их прохождения через быстродействующее обрабатывающее устройство. Банкнота, подаваемая в обрабатывающее устройство, транспортируется через это устройство посредством ряда лент конвейеров. Банкнота перемещается мимо камеры со строчным сканированием, которая осуществляет запись банкноты во время ее прохождения просвета при перемещении с первой ленты конвейера на вторую ленту конвейера, которая приблизительно перпендикулярна первой ленте конвейера. Криволинейная направляющая банкнот определяет траекторию банкноты, помогая ей совершить поворот на 90° во время ее прохождения просвета между лентами конвейеров. Инерция банкноты заставляет ее оставаться вровень с поверхностью криволинейной направляющей, позволяя камере со строчным сканированием записывать каждую строчку поверхности банкноты с одинаковым разрешением.
Краткое описание чертежей
Новые признаки, которые, как предполагается, являются отличительными признаками данного изобретения, изложены в прилагаемых пунктах патентных притязаний. Однако само изобретение, а также предпочтительный способ его использования, его дополнительные цели и преимущества станут более понятными при рассмотрении следующего подробного описания иллюстрированных вариантов выполнения при чтении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
На Фиг.1 показана машина для обработки наличных денег, являющаяся вариантом выполнения данного изобретения, в которую до начала цикла обработки денег загружается пачка денег;
На Фиг.2 изображена блок, схема, иллюстрирующая систему обработки данных, которая может быть вариантом выполнения данного изобретения;
На Фиг.3 показано типичное размещение камеры оптического распознавания символов согласно известному уровню техники;
На Фиг.4 показано размещение камеры в случае использования инерции для сохранения ровности поверхности банкноты согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения;
Фиг.5А-5С последовательно показывают процесс перемещения банкноты по криволинейной направляющей банкнот, согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения; и
На Фиг.6 показан перспективный вид направляющей банкнот.
Подробное описание
На Фиг.1 показана машина 10 для обработки наличных денег, являющаяся вариантом выполнения данного изобретения, в которую до начала цикла обработки денег загружается пачка 12 денег. Эта пачка 12 денег подается в машину для обработки денег по одной банкноте. Затем отдельная банкнота перемещается на конвейере мимо нескольких различных детекторов до того, как она будет помещена в один из сортировочных бункеров 14. В типичном случае один сортировочный бункер используется для накопления банкнот одного номинала в конце процесса сортировки. В настоящее время большинство машин для обработки наличных денег не отвечают стандартам по шумоизлучению, установленными несколькими законодательствами.
Теперь рассмотрим Фиг.2, на которой изображена блок-схема, иллюстрирующая систему обработки данных, которая может быть вариантом выполнения данного изобретения. Система 200 обработки данных использует архитектуру локальной шины с Соединением Периферических Компонентов (PCI). Хотя изображенный пример использует шину PCI, возможно использовать другие архитектуры шины, такие как Ускоренный Графический Порт (AGP) и Промышленную Стандартную Архитектуру (ISA). Процессор 202 и основное ЗУ 204 соединены с локальной шиной 206 PCI посредством моста 208 PCI. Мост 208 PCI также может содержать контроллер интегрированной памяти и кэш-память для процессора 202. Дополнительные подключения к локальной шине 206 PCI могут быть осуществлены через прямые межсоединения компонентов или через панели дополнительных встроенных ресурсов. В приведенном примере адаптер 210 локальной вычислительной сети (LAN), адаптер 212 главной шины SCSI (интерфейса малой компьютерной системы) и интерфейс 214 шины аппаратного расширения соединены с локальной шиной 206 посредством прямого соединения компонентов. Напротив, аудиоадаптер 216, графический адаптер 218 и аудио/видео адаптер 219 присоединены к локальной шине 206 PCI посредством панелей дополнительных встроенных ресурсов, которые вставляются в гнезда аппаратного расширения. Интерфейс 214 шины аппаратного расширения обеспечивает соединение для адаптера 220 клавиатуры и мыши, модема 222 и дополнительной памяти 224. Адаптер 212 главной шины интерфейса малой компьютерной системы (SCSI) обеспечивает соединение для накопителя 226 на жестком магнитном диске, накопителя 228 на магнитной ленте и дисковода 230 CD/DVD-ROM. Типичная реализация локальной шины PCI будет поддерживать три или четыре гнезда аппаратного расширения PCI или разъемов дополнительного встроенного ресурса.
Операционная система работает в процессоре 202 и используется, чтобы координировать и обеспечивать управление различными компонентами в системе 200 обработки данных на Фиг.2. Операционная система может представлять собой серийную операционную систему, такую как Windows XP, которую предоставляет компания Microsoft Corporation. Команды для операционной системы, объектно-ориентированной операционной системы и приложений или программ находятся на накопительных устройствах, таких как накопитель 226 на жестком магнитном диске, и могут быть загружены в основную память 204 для их выполнения процессором 202.
Специалисты в данной области оценят тот факт, что аппаратные средства на Фиг.2 могут измениться в зависимости от варианта реализации. Также помимо или вместо аппаратных средств, изображенных на Фиг.2, могут быть использованы другие внутренние аппаратные средства или периферические устройства, такие как флэш ROM (или эквивалентное энергозависимое ЗУ), или накопители на оптических дисках и аналогичные устройства. Также способы, предлагаемые в данном изобретении, можно использовать в мультипроцессорной системе обработки данных.
Пример, показанный на Фиг.2, и описанные выше примеры не могут накладывать какие-либо ограничения на архитектуру.
На Фиг.3 изображено типичное размещение камеры оптического распознавания символов согласно известным техническим решениям. В данной конфигурации камера 320 располагается вдоль одного из прямолинейных участков на пути перемещения банкноты. Когда банкнота приближается к камере, она входит в специальный механизм 330 для подачи банкнот, состоящий из двух изогнутых под углом пластин, которые помогают выпрямить и направить банкноту до того, как она проскочит просвет формирования изображения. У самого просвета 310 лента 350 конвейера разворачивает в обоих направлениях, и банкнота буквально перелетает через просвет на большой скорости и захватывается с противоположной стороны расширяющимся устройством 340 для подачи банкнот, которое подает банкноту на следующую ленту 360 конвейера.
Банкнота должна перескочить просвет 310 без механического управления конвейерной лентой с тем, чтобы камера 320 имела беспрепятственный обзор банкноты. Поскольку камера 320 представляет собой камеру со строчным сканированием, ей не требуется видеть всю банкноту одновременно. Однако, поскольку банкнота фактически пролетает по воздуху небольшое расстояние неуправляемо, она имеет тенденцию слегка колебаться или "развеваться" в воздухе. Это колебание очень слабое, но его влияние достаточно велико для того, чтобы изменить светоотражающие свойства и фокус и тем самым ухудшить разрешение изображения. Если учесть, что современные машины для обработки денег могут обрабатывать до 2000 банкнот за минуту, неправильные считывания камерой могут потребовать последующей повторной обработки банкнот, что может значительно увеличить время обработки для больших партий наличных денег.
На Фиг.4 показано размещение камеры в случае использования инерции для сохранения ровности банкноты согласно предназначенному варианту выполнения данного изобретения. В данном изобретении предлагается простое, но элегантное решение задачи сохранения банкнот ровными во время их проскакивания на большой скорости через просвет между лентами конвейеров, расположенный перед камерой. В то время, как в известных технических решениях банкноте требуется проскочить просвет и продолжать перемещение по прямой линии, в данном изобретении банкноте требуется изменить направление движения приблизительно на 90° для того, чтобы попасть на следующую ленту конвейера.
Как показано на Фиг.4, когда банкнота проскакивает просвет 440 между первой лентой 460 конвейера и следующей лентой 450 конвейера, изменение направления траектории облегчается за счет использования криволинейной направляющей 400 банкнот. Когда банкнота на большой скорости входит в контакт с криволинейной направляющей 400 банкнот, инерция банкноты заставляет ее выровняться по поверхности направляющей банкнот в ответ на центростремительную силу, приложенную со стороны направляющей банкнот.
На Фиг.5А-5С последовательно изображен процесс перемещения банкноты по криволинейной направляющей банкнот согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения. Для облегчения иллюстрации банкнота 500 показана находящейся на небольшом расстоянии от направляющей банкнот 510, в особенности на Фиг.5С. Однако следует иметь в виду, что во время действительной работы данного изобретения банкнота 500 будет фактически находиться вровень с поверхностью направляющей 510 банкнот во время ее движения по этой поверхности. Благодаря созданию поверхности физического контакта, к которой вследствие инерции прижимается банкнота, направляющая 510 банкнот препятствует колебанию или развеванию банкноты 500, поскольку банкнота 500 не летит свободно и неуправляемо по воздуху, как в известных технических решениях.
Рассматривания снова Фиг.4, можно видеть, что камера 410 со строчным сканированием располагается для записи банкнот приблизительно в вершине криволинейной поверхности направляющей 400 банкнот. Хотя и не показанная на данном чертеже, в направляющей 400 банкнот напротив камеры 410 (см. Фиг.6) имеется небольшая прорезь. Эта прорезь обеспечивает необходимое освещение поверхности банкноты источниками света 420, 430, что необходимо для правильного формирования изображения камерой 410.
На Фиг.6 показано перспективное изображение направляющей банкнот. На этом чертеже можно видеть прорезь 610, о которой говорилось выше и которая позволяет свету проходить сквозь движущуюся банкноту во время ее сканирования камерой со строчным сканированием. Освещение движущихся банкнот может быть осуществлено двумя способами. Первый заключается в отражении света от банкноты за счет расположения источника света в направлении вогнутой поверхности направляющей банкнот (как изображено на Фиг.4). Второй способ состоит в облучении светом сквозь прорезь 610 (и сквозь банкноты) с противоположной (выпуклой) стороны направляющей 600 банкнот. Прорезь 610 в направляющей 600 банкнот в действительности необходима в двух случаях: при использовании отраженного света и света, излучаемого насквозь с противоположной стороны. В то время как совершенно очевидно, почему необходима прорезь 610, когда луч света направлен к камере с противоположной стороны направляющей 600 банкнот, чтобы создать изображение, это далеко не столь очевидно, когда камера считывает в режиме отражения. В случае использования отраженного света часть света возвращается обратно от банкноты к камере, а часть проходит сквозь банкноту. Если прорезь 610 отсутствует, свет, который проходит сквозь банкноту, отразится обратно от поверхности направляющей 600 банкнот, что создаст нежелательные условия освещенности для уверенного формирования изображения камерой.
Также изображена панель 620 в форме раструба на приемном конце направляющей 600 банкнот. Панель 620 в форме раструба не показана в варианте выполнения, изображенном на Фиг.4, но она может использоваться, чтобы захватывать и направлять банкноты, когда конвейеры расположены на большем расстоянии от концов направляющей 600 банкнот, при необходимости запускать банкноты в направляющую банкнот с небольшого расстояния. При такой конфигурации направляющие ролики 630, 640 используются, чтобы способствовать продвижению банкноты по поверхности направляющей 600 банкнот.
Хотя приведенное выше описание относилось конкретно к использованию в машинах для обработки наличных денег, необходимо подчеркнуть, что способ, предложенный в данном изобретении, можно легко приспособить для использования в любой ситуации, требующей точного осуществления с большой скоростью обработки изображений бумажных документов.
Хотя предпочтительные варианты выполнения данного изобретения были описаны в приведенном выше подробном описании и проиллюстрированы прилагаемыми чертежами, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами выполнения, но может подвергаться различным перекомпоновкам, модификациям, замене деталей и элементов, не выходя за пределы сущности изобретения. Следовательно, предполагается, что данное изобретение охватывает подобные перестановки, модификации и замены деталей и элементов, которые попадают в объем прилагаемых пунктов патентных притязаний.