ES2331033T3 - Metodo y aparato para validar monedas. - Google Patents
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Abstract
Método de validación de una moneda, el cual comprende obtener por lo menos dos señales variables (HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD) que representan mediciones de diferentes características y que están obtenidas, cada una de ellas, de un sensor (12, 14, 16) que escanea la moneda, y determinar si durante el mencionado escaneado se mantiene una relación predeterminada entre las señales.
Description
Método y aparato para validar monedas.
Esta invención se refiere a un método y un
aparato para validar monedas.
Se conoce la validación de monedas monitorizando
las salidas de una serie de sensores, cada uno de ellos sensible a
diferentes características de la moneda, y determinando que una
moneda es válida solamente si todos los sensores producen salidas
indicativas de un valor nominal concreto de la moneda. A menudo,
esto se consigue obteniendo de los sensores valores concretos
indicativos de partes específicas de la señal del sensor. Por
ejemplo, un sensor electromagnético puede formar parte de un
oscilador, y la amplitud de las oscilaciones puede variar a medida
que la moneda pasa por un sensor. En algunas disposiciones, el valor
del máximo de la variación de la amplitud se utiliza como un
parámetro indicativo de ciertas características de la moneda, y
este valor se compara con respectivos rangos asociados cada uno con
un diferente valor nominal de la moneda. En ocasiones, se examinan
otras características de la forma de onda de salida. A menudo, las
monedas se desplazan pasando por sensores bajo la fuerza de la
gravedad, por ejemplo rodando o en caída libre, mientras se realizan
las mediciones. Debido a que la posición de la moneda en cualquier
instante dado es indeterminada, las formas de onda de los sensores
son monitorizadas para observar cuándo se produce la característica
concreta de interés.
Sería deseable dar a conocer una técnica
mejorada de validación, que obtenga más información desde las
salidas de los sensores.
Algunas monedas están fabricadas de una
composición de dos o más materiales, y tienen un disco interno
rodeado por un anillo externo, teniendo el disco una composición
metálica diferente de la que tiene el anillo externo. A menudo,
tanto el disco interno como el anillo externo son de un metal
homogéneo, pero sería posible que uno, otro o ambos estén formados
de dos o más metales. Por ejemplo, el disco interno puede estar
fabricado de un material central con un revestimiento externo de un
material diferente. En el presente documento, se denominarán
monedas "bicolores" aquellas monedas que tienen un disco
interno de un material de una composición diferente a la del anillo
circundante. (Se contempla que esta expresión abarque la posibilidad
de cualquier número de anillos de materiales dife-
rentes).
rentes).
El documento
WO-A-93/22747 describe una técnica
para validar monedas bicolores en las que hay localizados dos
sensores pequeños en posiciones separadas a lo largo de una rampa de
monedas, de forma que estas se pasan en sucesión haciendo rodar las
monedas a lo largo de la rampa. Un circuito sensor es sensible a la
diferencia entre las salidas. Esto permite un reconocimiento
sencillo de monedas bicolores, debido a que se produce una salida
significativamente diferente cuando un sensor está localizado
próximo al anillo de la moneda, y el otro está localizado próximo
al disco interno. Sin embargo, esta disposición requiere una
configuración especial de los sensores.
El documento
EP-A-0364079 describe un dispositivo
de validación de monedas que tiene tres sensores electromagnéticos,
cada uno de los cuales tiene un detector de amplitud máxima acoplado
a su salida. Dos de los sensores están además acoplados a los
respectivos detectores de cambio de fase. Los cinco valores
obtenidos son entregados a un ordenador que determina la
aceptabilidad y el valor nominal de una moneda, en función de la
evaluación de relaciones aritméticas entre respectivos pares de los
parámetros.
Sería deseable dar a conocer una técnica de
validación mejorada que sea adecuada, de forma particular pero no
exclusiva, para monedas bicolores.
En las reivindicaciones anexas se exponen
diversos aspectos de la invención.
Por lo tanto, las técnicas de la presente
invención permiten que, en un dispositivo de validación de monedas,
la operación de validación tenga en cuenta partes de las formas de
onda de salida del sensor que habitualmente se ignoran, conteniendo
estas partes información útil relacionada con la moneda, y siendo
valiosas en la autentificación de la moneda, independientemente del
hecho de que el momento en que se producen pueda ser
indeterminado.
En un dispositivo de validación de monedas,
según una realización preferente, se combinan de forma
predeterminada muestras de la señal procedente del sensor con
muestras correspondientes procedentes de otro sensor. Las muestras
correspondientes son preferentemente muestras que se producen de
forma sustancialmente simultánea. Las muestras pueden estar
combinadas por medio de cualquiera de un cierto número de formas
diferentes, pero preferentemente el resultado de la combinación es
la producción de un valor de salida que indica si la relación entre
las señales variables del sensor se aparta, o no, de una relación
predeterminada esperada para un artículo de una moneda de un valor
nominal concreto. (Para verificar diferentes valores nominales, el
dispositivo de validación puede verificar una determinación en
cuanto a si se satisfacen diferentes relaciones predeterminadas.)
Preferentemente, las muestras se combinan sumando valores
ponderados de las muestras y después, preferentemente, aplicando la
suma a una función no lineal. Preferentemente, las muestras
procedentes de uno de los sensores, o más preferente de dos o más
de los sensores, se combinan de una forma predeterminada para
producir un valor de salida que varía en función de la variación
esperada en la señal procedente de otro sensor, y se disponen medios
para verificar si coinciden el valor de salida y la señal
procedente del otro sensor.
La suma de las muestras ponderadas y la
aplicación del resultado a una función no lineal, pueden llevarse a
cabo un cierto número de veces, utilizando diferentes pesos, con las
salidas de las funciones no lineales combinándose también de forma
ponderada.
Para obtener los factores de ponderación, puede
formarse una red neuronal de una forma conocida por sí misma, por
ejemplo, utilizando retropropagación.
La red neuronal puede realizarse como un
microprocesador adecuadamente programado. Alternativamente, la red
neuronal puede realizarse como equipamiento, sensible a muestras
discontinuas de señales del sensor o bien a las salidas
continuas.
Si bien las redes neuronales proporcionan un
método rápido para generar un algoritmo para procesar los datos,
obviamente podrían desarrollarse algoritmos por otros métodos para
proporcionar una diferenciación entre las representaciones
numéricas de las formas de onda. Los análisis podrían conducir a una
comprensión de las relaciones entre las salidas del sensor y la
forma conocida del artículo monetario que da lugar a la señal. Las
salidas podrían analizarse de forma combinada para descubrir
interrelaciones más profundas. Las no linealidades podrían tratarse
por medio de la utilización de funciones de potencias, logarítmicas,
trigonométricas u otras. Podrían utilizarse técnicas de regresión,
por ejemplo, con polinomios para desarrollar un modelo que a la
postre relacione las formas de onda. Estos enfoques funcionarían,
pero se prefiere la utilización de una red neuronal debido a que
conduce a un resultado rápido y lo suficientemente eficaz, que es
fácil de incorporar en un producto.
Una ventaja significativa de la disposición
descrita anteriormente es que la validación de las monedas puede
aprovechar las correlaciones no obvias entre partes de las señales
del sensor que normalmente no se tienen en cuenta y, concretamente,
correlaciones entre las partes cambiantes de las señales.
Otra ventaja de la disposición descrita
anteriormente es que la determinación sobre si existe la relación
predeterminada entre las señales variables, no depende de la
velocidad del artículo monetario respecto de los sensores.
Cualesquiera retardos en el instante en el que se alcanzan valores
de salida del sensor en concreto debidos a un artículo que se mueve
despacio, se corresponderán con los retardos de las señales
procedentes de los otros sensores. Sin embargo, en esta
disposición, es deseable que los sensores se sitúen de tal forma
que para cada sensor exista un periodo en el que su salida y la de
otro sensor se vean influidas simultáneamente por un artículo que
está siendo examinado (aunque, por supuesto, puede haber otros
sensores cuyas salidas no sean tenidas en cuenta, con el objeto de
determinar si se mantiene la relación predeterminada). Por otra
parte, puede ser deseable que, por lo menos, un sensor esté
dispuesto de tal modo que no esté influido al mismo tiempo que
ningún otro sensor, cuando está siendo examinado por lo menos un
tipo de un artículo auténtico, de manera que si se encuentra que
está influido a la vez que lo están también uno o varios de los
otros sensores, se tiene una indicación de que el artículo que está
siendo examinado no es un articulo de ese tipo.
En una realización alternativa, en lugar de
combinar muestras sustancialmente simultáneas, la salida procedente
de un sensor durante un período puede compararse con la salida de un
sensor diferente durante un período diferente. Por lo tanto, esto
evita cualesquiera restricciones en la posición relativa de los
sensores. Además, tomando como ejemplo sensores electromagnéticos
de monedas, esta alternativa permitiría la comparación de las partes
de las salidas del sensor que contienen la información más
importante, que a menudo pueden ser las partes centrales de las
formas de onda, sin poner ninguna restricción concreta sobre la
ubicación relativa de los sensores. Sin embargo, en este caso la
relación determinada entre las señales de los sensores podría verse
influida por variaciones en la velocidad del artículo. Para
compensar esto, el dispositivo de validación puede disponerse para
comparar muestras de la salida de un sensor con las muestras
retardadas de la salida de otro sensor, variándose el período de
retardo de acuerdo con el movimiento medido (por ejemplo, la
posición, la velocidad y/o la aceleración) de la moneda. En una
realización alternativa, un controlador controla tanto el
movimiento de la moneda como el muestreo de la señal del sensor.
Preferentemente, se llevan a cabo otras
verificaciones sobre las salidas del sensor para determinar si
satisfacen otros criterios de aceptación, de una forma conocida por
sí misma. Por ejemplo, con los sensores electromagnéticos de
monedas, los niveles máximos pueden compararse con rangos esperados
para los respectivos valores nominales. En lugar de utilizar
directamente los niveles máximos, es posible normalizar utilizando
la relación (por ejemplo, la diferencia o la proporción) entre los
niveles máximos y los valores de las señales del sensor sin ninguna
moneda presente. Los valores máximos para diferentes sensores pueden
combinarse de una forma predeterminada antes de aplicar criterios
de aceptación (por ejemplo, tal como los mostrados en el documento
EP-A-496 754).
A continuación se describirán disposiciones que
realizan la invención a modo de ejemplo, con referencia a los
dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra de forma esquemática un
dispositivo de validación de monedas, según la invención;
la figura 2 es un diagrama que muestra las
salidas de los sensores de monedas;
la figura 3 es un diagrama que muestra la forma
de procesar las muestras de datos obtenidos de los sensores; y
la figura 4 es un diagrama que muestra una
técnica alternativa de procesamiento.
En relación con la figura 1, el dispositivo de
validación (2) comprende una estructura (4) de pruebas. Esta
estructura comprende una plataforma (no mostrada) y una tapa (6) que
está montada de forma articulada en la plataforma, de tal forma que
la plataforma y la tapa están próximas entre sí. La figura 1 muestra
la estructura (4) de pruebas tal como se vería desde el lado
exterior de la tapa. El lado interior de la tapa está moldeado de
modo que forma, con la plataforma, un pasadizo estrecho para que las
monedas recorran el borde, primero en la dirección de las flechas
(A).
La superficie interior moldeada de la tapa (6)
comprende una rampa (8) a lo largo de la cual ruedan las monedas
mientras son examinadas. En el extremo superior de la rampa (8) hay
un elemento (10) de absorción de energía, situado de forma que las
monedas recibidas para examen caen sobre éste. El elemento (10) está
fabricado de un material más duro que cualquiera de las monedas que
está previsto examinar, y sirve para disipar una gran cantidad de
la energía cinética de la moneda cuando la moneda golpea el
elemento. El elemento de absorción de energía puede estar
estructurado y montado tal como se muestra en el documento
EP-A-466 791.
A medida que la moneda baja rodando por la rampa
(8), pasa entre sensores inductivos formados por tres bobinas (12),
(14) y (16) montadas en la tapa, y un correspondiente conjunto de
bobinas (no mostradas) de configuración similar y situadas sobre la
plataforma, formando tres pares de bobinas opuestas. La moneda es
sometida a un examen electromagnético utilizando estas bobinas.
Las bobinas están conectadas a un circuito (22)
de interfaz, a través de líneas (20). Este circuito (22) de
interfaz comprende osciladores acoplados a las bobinas
electromagnéticas (12), (14) y (16), circuitos para filtrar y
corregir de modo apropiado las señales procedentes de las líneas, y
un circuito de multiplexado para distribuir cualquiera de las
señales procedentes de los tres pares de bobinas a un convertidor
analógico a digital (24) y a un contador (25).
Un circuito de control (26), que comprende un
microprocesador, tiene una línea de salida (28) conectada al
convertidor (24) analógico a digital, y puede enviar impulsos sobre
la línea de salida (28) para hacer que el convertidor (24)
analógico a digital tome una muestra de su señal de entrada y
proporcione el correspondiente valor digital de salida sobre el bus
(30) de datos, de manera que puede medirse la amplitud de la señal
aplicada al convertidor (24) analógico a digital.
El circuito de control (26) tiene también una
línea de salida (29) que puede iniciar y detener el contador (25),
de forma que pueden contarse las oscilaciones de la señal aplicada
al contador (25) durante un período predeterminado, mediante lo
cual la frecuencia de la señal se convierte a un valor digital
proporcionado sobre el bus (30) de datos al circuito de control
(26).
De este modo, el circuito de control (26) puede
obtener muestras digitales a partir de la estructura (4) de
pruebas, y en concreto a partir de las bobinas (12), (14) y (16), y
puede procesar estos valores digitales para determinar si un
elemento de prueba recibido es, o no, una moneda auténtica. Si no se
determina que la moneda sea auténtica, permanecerá cerrada una
puerta (32) de aceptación/rechazo, de tal modo que la moneda será
enviada a lo largo de la dirección (B) a una trayectoria de rechazo.
Sin embargo, si se determina que la moneda es auténtica, el
circuito de control (26) suministra un impulso de aceptación sobre
la línea (34), que provoca que se abra la compuerta (32) de manera
que la moneda aceptada caerá en la dirección de la fecha (C) hasta
un separador de monedas (no mostrado), que separa monedas de
diferentes valores nominales en diferentes trayectorias y las
dirige a los almacenamientos de monedas respectivos (no
mostrados).
En esta realización, se utiliza un solo
convertidor (24) analógico a digital y un solo contador (25) en un
modo de tiempo compartido para procesar las señales procedentes de
las bobinas (12), (14) y (16). Sin embargo, si se desea podrían
disponerse una serie de convertidores y contadores.
En referencia a la figura 2, esta muestra un
conjunto de ejemplos de salidas procedentes de los sensores. (HFTB)
representa el cambio de frecuencia en las oscilaciones del oscilador
incluyendo la bobina (12). La bobina correspondiente (no mostrada)
en la plataforma está incorporada en un oscilador separado, y (HFTA)
representa el cambio en la frecuencia de las oscilaciones de dicho
oscilador.
(LFF) representa el cambio en la frecuencia de
las oscilaciones del oscilador que activa la bobina (14) y su
homóloga en la plataforma. (LFA) representa el cambio en la
atenuación de estas oscilaciones.
(HFD) representa el cambio en la frecuencia de
las oscilaciones del oscilador que activa la bobina (16) y su
homóloga en la plataforma.
Se observará que, debido a que la bobina (14)
está montada en disposición concéntrica dentro de la bobina (12),
las formas de onda (HFTA), (HFTB), (LFF) y (LFA) son todas
simétricas en torno a un punto común del eje de tiempos, etiquetado
como (t1). Sin embargo, el valor máximo de la salida (HFD) se
produce en un instante posterior etiquetado como (t2).
El circuito de control (26) es operativo para
utilizar técnicas bien conocidas de detección de máximos con el
objeto de detectar los casos de los instantes (t1) y (t2). El
circuito de control es también operativo para utilizar los valores
de (HFTA), (HFTB), (LFF) y (LFA) en (t1) y el valor de (HFD) en
(t2), con el fin de evaluar la validez y el valor nominal de la
moneda recibida. En esta realización, los valores (HFTA) y (HFTB)
en el instante (t1) son utilizados para proporcionar una medición
que está determinada fundamentalmente por el grosor de la moneda,
los valores (LFF) y (LFA) en (t1) representan fundamentalmente
mediciones del material de la moneda y el valor (HFD) en (t2)
representa fundamentalmente el diámetro de la moneda. Sin embargo,
al igual que en todas las mediciones electromagnéticas de monedas,
aunque los sensores pueden estar configurados para proporcionar una
salida que depende fundamentalmente de un parámetro concreto, cada
medición estará afectada hasta cierto punto por otras propiedades
de la moneda. En este caso, la totalidad de las cinco señales de
sensor están influidas por características diferentes (aunque
posiblemente relacionadas) de la moneda, en virtud del hecho de que
están obtenidas de sensores que tienen una relación física diferente
con la moneda que pasa, o en virtud del hecho de que están
obtenidas de diferentes parámetros de señal (por ejemplo, la
amplitud, distinta de la frecuencia).
Además, el circuito de control (26) está
configurado para controlar la relación entre las cinco señales
durante el intervalo (t1) a (t2), y para utilizar esta relación
determinada como una indicación más de la validez y del valor
nominal de la moneda recibida.
Se determina que la moneda es una moneda válida
de un valor nominal concreto, siempre que ninguna de las pruebas
indique que la moneda no es de tal valor nominal.
Para determinar la relación entre las diferentes
formas de onda, cada muestra procedente de cada forma de onda se
procesa con las muestras correspondientes procedentes de las otras
formas de onda de la manera descrita anteriormente. Un conjunto
correspondiente de las muestras en esta realización comprende
muestras que se toman sustancialmente al mismo tiempo. Las muestras
pueden no ser tomadas exactamente al mismo tiempo, especialmente si
el convertidor (24) analógico a digital y el contador (25) se
utilizan en modo de tiempo compartido, pero el intervalo entre las
muestras procedentes de las diferentes formas de onda es lo
suficientemente corto como para que los resultados no se vean
influidos de forma significativa por cambios en la velocidad de la
moneda.
La figura 3 muestra el proceso de un único
conjunto de muestras correspondientes procedentes de los respectivos
sensores. Un primer proceso, mostrado de forma esquemática mediante
la neurona (300), toma los valores procedentes de las señales
(HFTA), (HFTB), (HFD) y (LFF) y multiplica cada uno por un
respectivo peso predeterminado, y a continuación los suma con un
valor de sesgo (B1). A continuación se aplica la suma a una función
no lineal, por ejemplo una función sigmoidea o una función de
tangente hiperbólica, para proporcionar un valor de salida
(P1).
Un segundo proceso ilustrado mediante la neurona
(302) lleva a cabo una operación similar, excepto que utiliza pesos
diferentes y un valor de sesgo (B2) diferente, para producir un
valor de salida (P2).
Un tercer proceso se muestra por medio de una
unión sumatoria (304) y multiplica cada uno de los valores de
salida (P1) y (P2) por el peso respectivo y los añade a un valor de
sesgo (B3) para producir un valor de salida (O).
Los valores de los pesos y del sesgo están
asociados con un valor nominal de moneda concreto, y se escogen de
forma que el valor de salida (O) varíe de forma sustancialmente
similar a las variaciones esperadas en la señal (LFA), para una
moneda de tal valor nominal.
El valor de salida (O) y la muestra de la señal
(LFA) son comparados en un amplificador de diferencias (306). Si el
amplificador (306) indica una diferencia significativa entre estos
valores, es decir si su salida difiere significativamente de cero,
el circuito de control (26) determina que la moneda recibida no se
corresponde con el valor nominal que está siendo verificado.
Si se desea, la salida del amplificador de
diferencias (306) podría suministrarse a un integrador (307), cuya
salida es examinada tras el paso de la moneda por los sensores, de
tal forma que se determina que la moneda no es de un valor nominal
concreto solo si las diferencias acumuladas durante un período
concreto exceden un nivel predeterminado.
A continuación se repite el proceso, utilizando
diferentes valores de pesos y de sesgos asociados con un diferente
valor nominal de moneda.
Una vez que el circuito de control (26) ha
llevado a cabo la operación de verificación sobre el conjunto de
muestras para la totalidad de los valores nominales a examinar por
el dispositivo de validación, se verifica del mismo modo el
siguiente conjunto de muestras correspondientes. Después se repite
el proceso, utilizando la totalidad de las muestras entre los
intervalos (t1) y (t2). Si, en cualquier momento, el amplificador de
diferencias (306) produce una salida que indica una diferencia
significativa entre sus valores de entrada, el circuito de control
(26) almacena una indicación de que la moneda no se corresponde con
el valor nominal bajo verificación. Si se desea, puede omitirse
cualquier procesamiento posterior para verificar tal valor nominal
concreto.
Los valores de los pesos y del sesgo utilizados
en el proceso mostrado en la figura 3 pueden obtenerse utilizando
un proceso de aprendizaje iterativo. Pueden utilizarse las técnicas
convencionales de redes neuronales, tal como la retropropagación.
Podrían examinarse repetidamente muestras de monedas auténticas,
mientras se modifican los valores de los pesos y de los sesgos para
minimizar la diferencia entre la salida (O) y la señal (LFA)
variable. Preferentemente, se utilizan también monedas falsas en el
proceso de aprendizaje, y se seleccionan los pesos para incrementar
la diferencia entre la señal (LFA) prevista para la moneda
auténtica, y la de una falsificación conocida.
El proceso de aprendizaje puede llevarse a cabo
tras la instalación del dispositivo de validación de monedas
utilizando un procedimiento de aprendizaje para cada dispositivo de
validación individual. Sin embargo, en el proceso de aprendizaje se
utiliza preferentemente una serie de dispositivos de validación de
"referencia", y se ajustan los valores comunes para los pesos
y los sesgos, de forma que éstos sean los adecuados para cada uno
de tales dispositivos de validación. Estos valores se utilizan
después en la fabricación de dispositivos de validación, de tal
forma que no es necesario un aprendizaje individual.
El proceso mostrado en la figura 3 puede
modificarse considerablemente. Las neuronas (300) y (302)
representan una capa oculta. Si se desea, podrían existir neuronas
adicionales en esta capa, o una o más capas adicionales, o podría
omitirse la capa. Las funciones no lineales llevadas a cabo por
estas neuronas pueden ser omitidas, o bien puede añadirse otra
función no lineal a la neurona (304). En lugar de combinar las
muestras ponderadas antes de aplicar la suma a una función no
lineal, pueden aplicarse funciones no lineales a las muestras antes
de combinarlas. En lugar de utilizar simples operaciones de
ponderación y suma, pueden utilizarse otras técnicas para procesar
y combinar los valores individuales.
El proceso de la figura 3 tiene como resultado
la combinación de cuatro salidas de sensor con el fin de predecir
una quinta salida de sensor. En lugar de esto, podrían introducirse
todas las salidas de sensor en las neuronas (300) y (302), y
ajustarse los pesos para conseguir un valor de salida (O)
predeterminado. Sin embargo, en este caso deberían tomarse
mediciones durante el proceso de aprendizaje para asegurar que los
pesos no convergen a cero.
Como una alternativa adicional, asumiendo que
hay n salidas de sensor, sería posible predecir cualquier número de
éstas, o incluso la totalidad n, preferentemente basándose cada
predicción en las restantes n-1 salidas de sensor.
Después puede obtenerse una señal de error, por ejemplo, tomando la
media de los cuadrados de los errores individuales para cada señal
predicha.
La figura 4 muestra una versión modificada de la
técnica de procesamiento de la figura 3. El circuito de control
(26) almacena de manera convencional criterios de aceptación que
comprenden datos que representan los valores máximos esperados de
las diferentes señales para diferentes valores nominales, de tal
forma que pueden utilizarse estos datos en la verificación de los
valores máximos tal como se ha descrito antes. En la disposición de
la figura 4, cada uno de los valores (HFTA), (HFTB), (HFD), (LFF) y
(LFA) de muestra del sensor, es dividido por el valor máximo
esperado, (HFTA'), (HFTB'), (HFD'), (LFF'), (LFA'), para el valor
nominal en verificación. Esto normaliza el valor, y por lo tanto
simplifica la utilización de valores de pesos y de sesgos que son
comunes para diferentes dispositivos de validación.
La figura 4 también muestra que pueden
suministrarse los valores (LFA) a la unión de sumatorio (304), en
lugar de utilizar un amplificador de diferencias (306) discontinuo.
En este caso, la salida (O) de la unión sumatoria (304) adoptará un
nivel indicativo de cómo de cerca está la relación entre las
muestras bajo verificación respecto de la relación esperada para el
valor nominal bajo verificación. Esta salida puede ser verificada,
posiblemente tras la integración, como en la disposición de la
figura 3.
Puesto que las salidas de los sensores son
simétricas en torno al valor máximo, la verificación de las mitades
posteriores de las formas de onda (HFTA), (HFTB), (LFF) y (LFA) y la
mitad delantera de la forma de onda (HFD) representa un método de
comparación especialmente eficiente, puesto que no hay pérdida de
información al omitir las otras mitades de las formas de onda.
Además, esto puede evitar los problemas que resultan de la
utilización de la forma de onda (HFD), que es asimétrica con
respecto a (t_{1}), y que por lo tanto tendería a provocar
errores si se utilizara en la predicción de valores que son
simétricos con respecto a (t_{1}).
Se apreciará que la relación entre las señales
de salida de sensores ubicados de forma diferente, estará influida
por el tamaño de la moneda. Es convencional la utilización un sensor
de monedas que está diseñado para ser especialmente sensible al
diámetro de la moneda. Sin embargo, utilizando las técnicas de la
presente invención es posible eliminar tal sensor
especializado.
Las monedas que están fabricadas de diferentes
materiales, y en concreto las monedas que tienen una composición
material que varía en la dirección radial, tal como las monedas
bicolor o tricolor, generan señales de salida de los sensores que
son más complejas que las de las monedas homogéneas. Por lo tanto,
la técnica de la presente invención es especialmente ventajosa en
la validación de tales monedas no homogéneas, debido a que es
sensible al perfil de la señal de salida durante un período
continuo.
En una realización alternativa, las muestras de
las formas de onda (HFTA), (HFTB), (LFF) y (LFA) son retardadas
antes de ser procesadas, tal como se indica en la figura 3 o en la
figura 4 con las muestras (HFD). El retardo podría ser, por
ejemplo, tal que las muestras de máximos tomadas en el instante (t1)
de las formas de onda (HFTA), (HFTB), (LFF) y (LFA) podrían ser
procesadas con la muestra del máximo de (HFD) tomada en el instante
(t2). Al introducir un retardo, la ubicación relativa de las bobinas
(12), (14) y (16) del sensor es menos importante. Sin embargo, el
período de retardo apropiado dependerá de la velocidad de la moneda.
Por consiguiente en esta realización, el circuito de control (26)
tendría medios para ajustar el período de retardo en función del
movimiento de la moneda. Este movimiento puede ser detectado por
medio de un análisis apropiado de la señal o señales procedentes de
uno o varios de dichos sensores, o bien pueden disponerse sensores
adicionales con esta finalidad, por ejemplo sensores ópticos. La
selección de las muestras de señal a procesar puede ser activada en
función de la posición detectada de la moneda. Alternativamente, el
periodo de retardo puede ser calculado a partir de una señal que
indica la velocidad de la moneda. En una versión más sofisticada, el
periodo de retardo también tiene en cuenta la aceleración o
deceleración detectadas de la moneda.
Si se desea, el dispositivo de validación puede
tener una función automática de re-calibración, en
ocasiones conocida como "auto ajuste", mediante la que se
actualizan regularmente los pesos (y posiblemente los valores de
sesgo) en función de mediciones realizadas durante el examen (véase,
por ejemplo, los documentos EP-A-0
155 126, GB-A-2 059129, y
US-A-4 951 799).
Estas realizaciones han sido descritas en el
contexto de dispositivos de validación de monedas, pero debe
observarse que el término "moneda" se utiliza en referencia a
cualquier moneda (ya sea válida o falsificada), disco, ficha,
arandela u otro objeto o elemento metálico, y en especial cualquier
objeto o artículo metálico que pueda ser utilizado por una persona
que intenta hacer funcionar un dispositivo o un sistema que funcione
con monedas. Se considera que una "moneda válida" es una
moneda, ficha o similar, auténtica, y especialmente una moneda
auténtica de un sistema o sistemas monetarios, en el cual, o con el
cual, está previsto que funcione un dispositivo o sistema que
funcione con monedas, y de un valor nominal que está previsto que
reciba y trate tal dispositivo o sistema que funciona con monedas,
como un elemento de valor.
Si bien las realizaciones descritas
anteriormente utilizan señales obtenidas de una serie de sensores,
si se prefiere, sería posible utilizar alternativamente un único
sensor, que produce una serie de mediciones de diferentes
características.
En las anteriores realizaciones, se utiliza un
único conjunto de pesos y sesgos para cada valor nominal bajo
examen. Sin embargo, sería posible utilizar varios conjuntos de
pesos y/o sesgos para cada valor nominal, de tal modo que éstos se
modifican a medida que la moneda se mueve en relación con los
sensores. La disposición puede ser tal que el procesador conmuta
entre uno y otro conjunto de pesos y sesgos, a medida que se
determina que la moneda ha alcanzado una posición concreta. Por
ejemplo, la conmutación de pesos puede ser activada por un valor
máximo en la salida de un sensor. La presente invención es aplicable
a la validación de monedas utilizando otros tipos de sensores, por
ejemplo sensores de monedas capacitivos u ópticos, etcétera.
En todas las realizaciones anteriores, la moneda
es escaneada al moverse pasando por uno o más sensores fijos,
produciendo de ese modo una serie de señales variables. Obviamente,
pueden moverse el sensor o los sensores en lugar de hacerlo la
moneda. Además, las señales variables pueden producirse por medio de
una operación de escaneado que no requiera ninguno de tales
movimientos relativos. Por ejemplo, en un dispositivo de validación
de monedas, podría obtenerse una señal de medida variable al variar
la frecuencia aplicada a un sensor inductivo.
Claims (26)
1. Método de validación de una moneda, el cual
comprende obtener por lo menos dos señales variables (HFTA, HFTB,
LFF, LFA, HFD) que representan mediciones de diferentes
características y que están obtenidas, cada una de ellas, de un
sensor (12, 14, 16) que escanea la moneda, y determinar si durante
el mencionado escaneado se mantiene una relación predeterminada
entre las señales.
2. Método de validación de una moneda, el cual
comprende obtener por lo menos tres señales variables (HFTA, HFTB,
LFF, LFA, HFD) que están obtenidas, cada una de ellas, de un sensor
(12, 14, 16) que escanea la moneda, y determinar si durante el
mencionado escaneado se mantiene una relación predeterminada entre
las señales.
3. Método, según la reivindicación 1, el cual
comprende determinar si se mantiene la relación predeterminada
entre por lo menos tres señales variables (HFTA, HFTB, LFF, LFA,
HFD).
4. Método, según cualquier reivindicación
anterior, en el que las señales (HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD) están
obtenidas de respectivos sensores (12, 14, 16).
5. Método, según cualquier reivindicación
anterior, en el que cada señal variable (HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD)
representa el efecto variable sobre un sensor (12, 14, 16) a medida
que el artículo se mueve respecto del sensor.
6. Método, según cualquier reivindicación
anterior, en el que la etapa de determinar si se mantiene la
relación predeterminada se lleva a cabo muestreando las señales
(HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD), y comparando las muestras
correspondientes de las respectivas señales.
7. Método, según cualquier reivindicación
anterior, en el que la etapa de determinar si se mantiene la
relación predeterminada se lleva a cabo combinando las señales
(HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD) de forma ponderada.
8. Método, según la reivindicación 7, en el que
la ponderación ha sido obtenida utilizando un proceso de aprendizaje
iterativo que implica la medición de monedas auténticas.
9. Método, según la reivindicación 8, en el que
el proceso de aprendizaje implica también la medición de monedas
falsas.
10. Método, según cualquier reivindicación
anterior, que comprende la etapa de aplicar una función no lineal
por lo menos a una de las señales.
11. Método, según cualquier reivindicación
anterior, en el que por lo menos una señal (HFTA, HFTB, LFF, HFD) se
procesa de una forma predeterminada para producir una salida que
varía de acuerdo con una variación esperada en otra señal (LFA), y
esta salida es comparada con dicha otra señal para producir una
señal de error indicativa de variaciones respecto de la mencionada
relación predeterminada.
12. Método, según la reivindicación 11, en el
que se procesa una serie de señales (HFTA, HFTB, LFF, HFD) para
producir una salida que varía de acuerdo con una variación esperada
en la otra señal (LFA).
13. Método, según cualquier reivindicación
anterior, comprendiendo el método la etapa de determinar si la
relación predeterminada se mantiene entre valores simultáneos de
las señales variables (HFTA, HFTB, LFF, LFA,
HFD).
HFD).
14. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que el método comprende la etapa de
determinar si la relación predeterminada se mantiene entre valores
de por lo menos una señal variable (HFTA, HFTB, LFF, LFA) y valores
de por lo menos otra señal variable (HFD) que se producen a
continuación.
15. Método, según la reivindicación 14, que
comprende la etapa de controlar el retardo entre los valores entre
los que se mantiene la relación predeterminada, de acuerdo con el
escaneado de la moneda.
16. Método, según cualquier reivindicación
anterior, que comprende la etapa de verificar diferentes relaciones
predeterminadas asociadas, cada una, con un respectivo valor nominal
de moneda.
17. Método, según cualquier reivindicación
anterior, cuando es utilizado para validar monedas que se mueven
bajo la acción de la gravedad pasando por uno o más sensores (12,
14, 16).
18. Método, según cualquier reivindicación
anterior, en el que por lo menos una de las señales (HFTA, HFTB,
LFF, LFA, HFD) se obtiene de un sensor electromagnético (12, 14,
16).
19. Método, según cualquier reivindicación
anterior, cuando se utiliza para validar monedas bicolores.
\newpage
20. Dispositivo de validación de monedas
dispuesto para funcionar según un método de cualquier reivindicación
anterior, y que tiene:
- medios de detección (12, 14, 16) para producir por lo menos dos señales variables (HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD) en respuesta a una moneda que está siendo escaneada por los medios de detección; y
- medios de determinación para determinar si partes correspondientes de las señales mantienen entre sí una relación predeterminada durante períodos en los que los valores de las señales están variando, y para producir una señal indicativa de la validez, en función de los resultados de la mencionada determinación.
21. Método de configuración de un dispositivo de
validación de monedas, comprendiendo el método:
- (a)
- utilizar una serie de dispositivos de validación de referencia para medir muestras de diferentes tipos de monedas, generando cada dispositivo de validación de referencia una serie de mediciones variables (HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD) mientras escanea cada moneda de muestra;
- (b)
- combinar, de forma ponderada, sucesivos valores de por lo menos una de las mediciones (HFTA, HFTB, LFF, HFD) producidas por un dispositivo de validación de referencia mientras escanea una moneda de muestra en la etapa (a), con sucesivos valores de otra medición (LFA) producida por tal dispositivo de validación de referencia escaneando la moneda de muestra, para producir una salida;
- (c)
- repetir la etapa (b) para otros dispositivos de validación de referencia, utilizando la misma ponderación;
- (d)
- ajustar la ponderación y repetir por lo menos las etapas (b) y (c) con el fin de incrementar la diferencia entre la salida producida por un tipo concreto de moneda y las producidas por otros tipos de monedas; y
- (e)
- clasificar los datos que representan la ponderación en un dispositivo de validación de monedas para su utilización en operaciones de validación.
22. Método, según la reivindicación 21, en el
que los valores sucesivos de por lo menos una medición (HFTA, HFTB,
LFF, HFD) son procesados de forma ponderada, y la salida representa
la diferencia entre el resultado de tal procesamiento y los valores
sucesivos de la otra medición (LFA), y en el que la ponderación está
ajustada con el objetivo de reducir dicha diferencia.
23. Método, según la reivindicación 21 o la
reivindicación 22, en el que las etapas (b) a (e) se repiten
utilizando una ponderación diferente para un tipo concreto de
moneda diferente.
24. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 23, en el que la etapa (a) comprende medir
muestras de monedas de tipo tanto auténtico como falso.
25. Método de configuración de un dispositivo de
validación de monedas, el cual comprende las etapas de:
- (a)
- obtener una serie de mediciones variables (HFTA, HFTB, LFF, LFA, HFD) de una moneda, escaneando la moneda;
- (b)
- procesar sucesivos valores de por lo menos una de dichas mediciones (HFTA, HFTB, LFF, HFD) obtenidas de forma ponderada en la etapa (a);
- (c)
- comparar el resultado del procesamiento con sucesivos valores de dicha medición mencionada (LFA);
- (d)
- repetir por lo menos las etapas (b) y (c), mientras se ajusta la ponderación, con el fin de reducir la diferencia entre el resultado del procesamiento y los mencionados valores sucesivos de la otra medición (LFA); y
- (e)
- clasificar los datos que representan la ponderación en un dispositivo de validación de monedas para su utilización en la realización de operaciones de validación.
26. Método, según la reivindicación 25, en el
que se lleva a cabo la etapa (a) utilizando un dispositivo de
validación de monedas de referencia para obtener las mediciones; en
el que se repiten las etapas (a) a (d) utilizando dispositivos de
validación de referencia diferentes y una ponderación común; y en el
que se repite la etapa (e) para una serie de dispositivos de
validación de monedas.
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