УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ МНОЖЕСТВЕННЫХ ЛИСТОВ В БАНКОВСКОМ АВТОМАТЕ Российский патент 2008 года по МПК G06F17/00 

Область техники

Данное изобретение относится к устройству, позволяющему осуществлять различение одиночных листов от множественных листов. Конкретно, данное изобретение относится к банковскому автомату или другой системе, которая включает в себя детектор, позволяющий использовать ультразвуковые волны для различения одиночных листов от множественных, свернутых или перекрывающихся листов.

Уровень техники

Банковские автоматы известны в данной области техники. Банковские автоматы, как правило, используются для выполнения таких транзакций, как выдача наличных денег, проверка остатка на счете, оплата счетов или прием депозитов от пользователей. Другие типы банковских автоматов могут использоваться для приобретения билетов, выдачи купонов, предъявления чеков, печати временных облигаций и выполнения других функций как для потребителей, так и для поставщиков услуг. Для целей этого описания любое устройство, которое используется для выполнения транзакций, влекущих за собой переводы стоимости, должно упоминаться как банковский автомат.

Банковские автоматы часто имеют возможность приема депозитов от пользователей. Эти депозиты могут включать в себя такие элементы, как конверты, содержащие чеки, кредитные поручительства, валюту, монеты или другие элементы, имеющие стоимость. Разработаны механизмы приема этих элементов от пользователей и транспортировки их в защищенный отсек в банковском автомате. Периодически поставщик услуг может осуществлять доступ к внутренней части автомата и извлекать депонированные элементы. Содержимое или стоимость депонированных элементов проверяется, так чтобы кредит мог быть надлежащим образом применен к счету пользователя или другого объекта, от имени которого сделан депозит. Эти хранилища зачастую включают в себя печатающие устройства, которые позволяют печатать идентификационную информацию по депонируемому элементу. Идентификационная информация позволяет отслеживать источник элемента и связывать кредит для элемента с надлежащим счетом после изъятия элемента из автомата.

Многие банковские автоматы принимают депозиты от пользователей в конвертах. Поскольку содержимое конверта не проверяется в момент депозита, кредитование счета пользователя невозможно до тех пор, пока конверт не будет извлечен из автомата и его содержимое не будет проверено. Зачастую это должно выполняться сотрудниками финансового учреждения. Задержки кредитования счета пользователя могут быть обусловлены задержками извлечения депозитов из автоматов, а также временем, которое требуется для анализа депонированных элементов и предоставления соответствующих кредитов. Если депонированные элементы включают в себя такие документы, как чеки, могут возникать дополнительные задержки. Это вызвано тем, что после извлечения документов из автомата они должны предоставляться для оплаты в соответствующее учреждение. Если документ не принят или является недействительным, депонирование счета клиента не может кредитоваться по депозиту. Альтернативно в случаях, когда кредит осуществлен для депонированного документа, по которому впоследствии отказано в приеме, на счет пользователя должна быть выставлена сумма ранее выданного кредита. Помимо этого пользователь зачастую несет убытки по "плохим чекам" вследствие затрат, связанных с необходимостью обработки учреждением депозита, в приеме которого отказано. Все эти сложности могут приводить к задержкам и неудобствам для пользователя.

Другой риск, связанный с традиционными хранилищами в банковских автоматах, заключается в том, что депонированные элементы могут быть неправомерно присвоены. Поскольку депонированные чеки и другие документы не погашаются в момент приема банковским автоматом, они могут быть украдены из автомата и обналичены лицами, не обладающими надлежащими полномочиями. Злоумышленники могут попытаться взломать автомат для получения элементов, содержащихся в хранилище. Альтернативно лица, отвечающие за транспортировку элементов из автомата, или лица, ответственные за проверку подлинности элементов, могут незаконно присвоить себе депонированные документы и валюту. Альтернативно требуемая для транспортировки и проверки подлинности содержимого депозита обработка может приводить к потере депонированных документов. Эти обстоятельства могут приводить к тому, что пользователь не получает надлежащий кредит по депонированным элементам.

Для устранения многих недостатков, связанных с традиционными хранилищами, которые принимают депозиты в форме конвертов или других элементов, разработаны автоматические устройства, которые могут считывать и погашать депонированные документы. Пример такого устройства проиллюстрирован в патенте США № 5540425, который полностью включен в настоящее описание посредством ссылки. Эти устройства позволяют считывать коды на чеках или других депонированных элементах. Например, банковские чеки включают в себя кодирование магнитными чернилами, часто упоминаемое как MICR. MICR-кодирование на чеках может использоваться для идентификации учреждения, на имя которого составлен чек. Кодирование также идентифицирует номер счета чекодателя и номер чека. Это кодирование, как правило, отображается в одной или нескольких областях документа. Считывание этих кодов в банковском автомате позволяет оператору определять источник чеков или других представленных документов.

Устройства обработки изображений также могут использоваться при обработке документов. Эти устройства обработки изображений могут использоваться для генерирования данных, соответствующих изображению депонированного элемента. Изображение может анализироваться для определения характера депонированного элемента, и вместе с информацией, которая может быть получена из кодов на документе, позволяет более просто обрабатывать пользовательский кредит. Системы автоматической обработки документов могут предоставлять возможность печати указания того, что чек или другой документ депонирован или погашен, после его приема. Это снижает риск неправомерного присваивания и обналичивания лицами, не имеющими надлежащих полномочий, в последующем.

Хотя устройства автоматического приема и обработки депозитов предоставляют множество преимуществ и выгод, существующие устройства также могут иметь недостатки. Один недостаток заключается в том, что документ, депонируемый клиентом, может соответствовать двум или более перекрывающимся листам, а не одному листу. Если дополнительные листы не обнаруживаются автоматом, есть вероятность того, что один или более дополнительных счетов не будет обработан вообще или будет обработан с существенной задержкой.

Механические датчики могут использоваться для определения того, когда депонируются несколько перекрывающихся листов. Эти механические датчики могут измерять толщину депонируемого элемента и на основе измерения определять то, соответствует ли элемент нескольким перекрывающимся листам.

Однако механические измерения с целью различения одного листа от нескольких перекрывающихся листов могут быть неточными, если толщина измеряемых элементов неодинакова. Например, чеки часто печатаются различными выпускающими их сторонами и могут быть совершенно различными по толщине. Как результат, относительно толстый один чек может иметь толщину, которая соответствует двум перекрывающимся относительно тонким чекам. Механические датчики, измеряющие толщину депонированного элемента, могут некорректно идентифицировать относительно толстый один чек как два совмещенных чека (что упоминается в данном документе как дубль).

Следовательно, существует потребность в датчике в банковском автомате, который точно устанавливает различие между одиночными листами и несколькими перекрывающимися листами, которые депонируются в автомате. Помимо этого, существует потребность в различении между одиночными листами и несколькими листами, депонируемыми в банковский автомат, когда листы существенно отличаются по толщине, например, чеками.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства и способа отличения одиночных листов от нескольких перекрывающихся листов.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении банковского автомата, в котором клиент может осуществлять транзакции.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении банковского автомата, который принимает элементы, имеющие стоимость, депонируемые клиентом.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении банковского автомата, который принимает чеки, депонируемые клиентом.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении банковского автомата, который определяет то, соответствует ли депонированный элемент одиночному листу или нескольким перекрывающимся листам.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении банковского автомата, который определяет то, соответствует ли депонированный элемент одиночному чеку или нескольким перекрывающимся чекам.

Дополнительные цели настоящего изобретения очевидны из последующего раздела "Оптимальные режимы осуществления изобретения" и прилагаемой формулы изобретения.

Вышеуказанные цели могут достигаться в примерном варианте осуществления банковским автоматом, который включает в себя устройства вывода, такие как экран дисплея и принтер квитанций. Автомат дополнительно может включать в себя устройства ввода, такие как сенсорный экран, клавиатура, клавишная панель, функциональные клавиши и устройство считывания карт. Банковский автомат дополнительно может включать в себя устройства с транзакционной функцией, такие как механизм выдачи наличных средств для листов валюты, механизм хранилища и другие устройства с транзакционной функцией, которые используются автоматом при выполнении банковских транзакций, включающих в себя перевод стоимости. С устройствами вывода и ввода, с механизмом выдачи наличных средств, механизмом хранилища и другими физическими устройствами с транзакционной функцией в банковском автомате может быть соединен компьютер, который дополнительно может осуществлять связь с системой-хостом, расположенным удаленно от автомата.

В варианте осуществления автомата компьютер может включать в себя выполняемое на нем программное обеспечение. Программное обеспечение банковского автомата может выдавать команды компьютеру выводить экранные изображения пользовательского интерфейса посредством устройства отображения автомата. Экранные изображения пользовательского интерфейса могут включать в себя пользовательские экранные изображения, которые предоставляют клиенту информацию для осуществления клиентских операций, таких как банковские функции, с помощью автомата. Экранные изображения пользовательского интерфейса дополнительно могут включать в себя служебные экранные изображения, которые предоставляют полномочному пользователю, обслуживающему автомат, информацию для выполнения операций по обслуживанию и ремонту автомата. Помимо этого, автомат дополнительно может включать в себя программное обеспечение, исполняемое на компьютере, для управления и обмена данными с аппаратными устройствами автомата, в том числе устройствами с транзакционной функцией.

В варианте осуществления банковский автомат может включать в себя механизм хранилища, упоминаемый в данном документе как устройство приема листов или депозитов, которое определяется в данном документе как любое устройство, которое принимает один или более листов, таких как чеки, валюта, документы или другие элементы, предоставляемые в автомат клиентом. Патент США № 6554185 Bl, который полностью включен в настоящее описание посредством ссылки, иллюстрирует пример устройства приема депозитов, которое может использоваться в вариантах осуществления автомата. Это устройство приема депозитов может включать в себя приемное отверстие, которое принимает чеки или другие элементы, депонируемые клиентом. Варианты осуществления устройства приема депозитов могут получать данные изображений и магнитных профилей из депонированных чеков или других элементов, имеющих стоимость. Варианты осуществления устройства приема депозитов также могут обрабатывать данные изображений и профилей и анализировать и определять символы в выбранных областях. Данные из депонированного элемента могут использоваться для определения того, имеет пользователь полномочия проведения запрошенных транзакций в автомате.

Банковский автомат или устройство приема депозитов может включать в себя устройство обнаружения, которое может использоваться автоматом или устройством приема депозитов для определения того, соответствуют ли депонируемый носитель одиночному листу или нескольким перекрывающимся листам. Устройство обнаружения может передавать звуковой сигнал через депонируемый носитель. Например, устройство приема депозитов может включать себя механизм транспортировки, который перемещает носитель вдоль пути перемещения. Устройство обнаружения может включать в себя передающее ультразвуковое устройство, размещенное с одной стороны от пути перемещения, и приемное ультразвуковое устройство, размещенное на противоположной стороне от пути перемещения. Депонированные листовые носители, такие как чеки, могут перемещаться механизмом транспортировки в промежутке между передающим ультразвуковым устройством и приемным ультразвуковым устройством. Приемное ультразвуковое устройство может формировать сигнал приемного устройства в ответ на ультразвуковой сигнал, принимаемый от передающего устройства. Сигнал приемного устройства может фильтроваться и анализироваться детектором для определения величины фазовой задержки, создаваемой в ультразвуковом сигнале в результате прохождения листового носителя через промежуток.

Устройство обнаружения может включать в себя ортогональные корреляционные фильтры. На первый корреляционный фильтр может передаваться сигнал передающего устройства, генерируемый ультразвуковым приемным устройством, и первый опорный сигнал. На второй корреляционный фильтр может подаваться сигнал приемного устройства и второй опорный сигнал. Первый и второй опорные сигналы фильтров имеют частоту, которая соответствует частоте первоначально переданного ультразвукового сигнала. Помимо этого, второй опорный сигнал может иметь фазу, которая отстает от фазы первого опорного сигнала на π/2 радиан (девяносто градусов). Как определено в данном документе, корреляционные фильтры соответствуют схемам, которые вырабатывают выходные сигналы, которые включают в себя информацию, касающуюся разности по фазе между сигналом приемного устройства и опорным сигналом. Кроме того, как определено в данном документе, корреляционные фильтры, которые принимают соответствующие опорные сигналы, которые отличаются по фазе на π/2 радиан, упоминаются как ортогональные корреляционные фильтры. В варианте осуществления ортогональные корреляционные фильтры выводят соответствующие сигналы, которые включают в себя информацию, касающуюся разности фаз между сигналом приемного устройства и соответствующими опорными сигналами, которая варьируется от 0 до πрадиан (0-180 градусов).

Выходные сигналы двух корреляционных фильтров могут дискретизироваться с частотой, достаточно высокой для различения постепенного изменения во времени фазы ультразвукового сигнала с момента времени перед прохождением элемента через промежуток между передающим устройством и приемным устройством, до момента времени, когда части элемента проходят через промежуток между передающим устройством и приемным устройством. Посредством отслеживания постепенного изменения дифференциалов фазового угла, отражаемых в обоих выходных сигналах корреляционных фильтров, устройство обнаружения может восстанавливать данные, представляющие фазовую задержку более πрадиан (180 градусов), которая может быть обусловлена несколькими перекрывающимися листами. Устройство обнаружения может в ответ на восстановленные фазовые углы надежно отличать одиночные листы от двойных, тройных и/или другого множества перекрывающихся листов.

Когда устройство обнаружения обнаруживает, что носитель в детекторе соответствует нескольким перекрывающимся листам, устройство приема депозитов может обеспечить посредством механизма транспортировки возврат чеков пользователю через отверстие в ATM или активировать модули механизма транспортировки для отделения перекрывающихся чеков. Когда детектор обнаруживает, что носитель соответствует одному чеку, банковский автомат может привести в действие устройство приема депозитов для выполнения операции депонирования чека.

В примерном варианте осуществления банковского автомата транзакции депонирования чеков могут включать в себя инициирование кредитования счета, связанного с пользователем автомата, на величину стоимости, связанную с чеком. Транзакция депонирования чека дополнительно может включать в себя перемещение чека с помощью механизма транспортировки в отсек для хранения депонированных чеков.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в перспективе, иллюстрирующий примерный вариант осуществления банковского автомата.

Фиг.2 - схематичное представление дополнительного примерного варианта осуществления банковского автомата.

Фиг.3 - поперечный разрез примерного варианта осуществления устройства приема депозитов с устройством обнаружения, различающим одиночные листы от нескольких перекрывающихся листов.

Фиг.4 - схематичное представление примерного варианта осуществления ультразвукового детектора, отличающего одиночные листы от нескольких перекрывающихся листов.

Фиг.5 - график, иллюстрирующий примеры первого и второго опорного сигнала и сигнала, генерируемого посредством ультразвукового приемного устройства.

Фиг.6 - график, иллюстрирующий примеры исходных фазовых углов, генерируемых детектором для одиночных, двойных и тройных листов, проходящих через детектор.

Фиг.7 - график, иллюстрирующий примеры восстановленных фазовых углов, генерируемых детектором для одиночных, двойных и тройных листов, проходящих через детектор.

Фиг.8 - график, иллюстрирующий примеры выходных сигналов двух корреляционных фильтров для одиночного листа, проходящего через детектор.

Фиг.9 - график, иллюстрирующий примеры скорректированных выходных сигналов двух корреляционных фильтров для одиночного листа, проходящего через детектор.

Фиг.10 - график, иллюстрирующий примеры вычисленных исходных фаз, связанных с каждым корреляционным фильтром, и вычисленной виртуальной амплитуды одиночного листа, проходящего через детектор.

Фиг.11 - график, иллюстрирующий примеры восстановленных фаз, связанных с каждым корреляционным фильтром, и вычисленной виртуальной амплитуды одиночного листа, проходящего через детектор.

Фиг.12 - график, иллюстрирующий примеры выходных сигналов, для ступенчато расположенного двойного листа, проходящего через детектор.

Фиг.13 - график, иллюстрирующий примеры скорректированных выходных сигналов для ступенчато расположенного двойного листа, проходящего через детектор.

Фиг.14 - график, иллюстрирующий примеры вычисленных исходных фаз, связанных с каждым корреляционным фильтром, и вычисленной виртуальной амплитуды ступенчато расположенного двойного листа, проходящего через детектор.

Фиг.15 - график, иллюстрирующий примеры восстановленных фаз, связанных с каждым корреляционным фильтром, и вычисленной виртуальной амплитуды для ступенчато расположенного двойного листа, проходящего через детектор.

Фиг.16 - график, иллюстрирующий примеры выходных сигналов двух корреляционных фильтров для трех перекрывающихся листов, проходящих через детектор.

Фиг.17 - график, иллюстрирующий примеры скорректированных выходных сигналов двух корреляционных фильтров для трех перекрывающихся листов, проходящих через детектор.

Фиг.18 - график, иллюстрирующий примеры вычисленных исходных фаз, связанных с каждым корреляционным фильтром, и вычисленной виртуальной амплитуды трех перекрывающихся листов, проходящих через детектор.

Фиг.19 - график, иллюстрирующий примеры восстановленных фаз, связанных с каждым корреляционным фильтром, и вычисленной виртуальной амплитуды трех перекрывающихся листов, проходящих через детектор.

Фиг.20 - таблица, иллюстрирующая примеры измеренных и вычисленных значений данных, связанных с одиночной выборкой, обнаруженной детектором в ходе состояния отсутствия листов детектора.

Фиг.21 - пример четырехквадрантного графика, иллюстрирующего позиции восстановленных фазовых углов для одной выборки.

Фиг.22 - таблица, показывающая информацию, которая используется детектором для обнаружения восстановленных фазовых углов из вычисленных исходных фазовых углов.

Фиг.23 - таблица, иллюстрирующая примеры измеренных и вычисленных значений данных, связанных с набором выборок, обнаруженных детектором в течение периода времени с момента, прежде чем тройной перекрывающийся лист достигает детектора, до момента, когда тройной перекрывающийся лист проходит через детектор.

Фиг.24 иллюстрирует схематичное представление ортогональных корреляционных фильтров.

Фиг.25 иллюстрирует пример схемы, которая содержит ортогональные корреляционные фильтры.

Оптимальные режимы осуществления изобретения

На фиг.1 проиллюстрирован вид в перспективе примерного варианта осуществления банковского автомата 10. При этом банковский автомат 10 может включать в себя, по меньшей мере, одно устройство 34 вывода, такое как устройство 12 отображения. Устройство 12 отображения может предоставлять клиенту пользовательский интерфейс 18, который может включать в себя множество экранных изображений или других выводов, включающих выбираемые варианты работы аппарата. Вариант осуществления банковского автомата дополнительно может включать в себя другие типы устройств вывода, такие как принтер 20 квитанций, принтер 21 отчетов, динамики или любой другой тип устройства, который позволяет выводить визуальную, звуковую или другую сенсорно воспринимаемую информацию.

Примерный вариант осуществления банковского автомата 10 может включать в себя множество устройств 32 ввода, таких как панель шифрования pin-кода с клавишной панелью 16 и функциональными клавишами 14, а также устройство 22 считывания карт. Примерный вариант осуществления аппарата 10 дополнительно может включать в себя или использовать другие типы устройств ввода, такие как сенсорный экран, микрофон или любое другое устройство, которое предоставляет автомату входные данные, представляющие пользовательские инструкции или информацию. Автомат также может включать в себя одно или более биометрических устройств ввода, таких как сканер отпечатков пальцев, сканер радужной оболочки глаз, устройство распознавания по лицу, сканер рук или любое другое биометрическое устройство считывания, которое может использоваться для считывания биометрического ввода, который может использоваться для идентификации пользователя.

Примерный вариант осуществления банковского автомата 10 дополнительно может включать в себя множество устройств с транзакционной функцией, которые могут включать в себя, например, механизм 24 выдачи наличных средств, механизм 26 хранилища (также упоминаемый в данном документе как устройство приема листов или депозитов), механизм многократного использования наличных средств (который также соответствует механизму приема депозитов) или любой другой тип устройства, который выполняет транзакционные функции, влекущие за собой переводы стоимости.

Фиг.2 иллюстрирует схематичное представление компонентов, которые могут быть включены в банковский автомат 10. Автомат 10 может включать в себя, по меньшей мере, один компьютер 30. Компьютер 30 может быть соединен с устройствами 32 ввода, устройствами 34 вывода и устройствами 36 с транзакционной функцией. Примерный вариант осуществления дополнительно может включать в себя, по меньшей мере, один программный компонент 40 управления терминалами, работающий в компьютере 30. Программные компоненты управления терминалами могут обеспечивать управление работой аппарата как клиентом, так и полномочным пользователем, к примеру специалистом по техническому обслуживанию. Например, такие программные компоненты управления терминалами могут включать в себя приложения, которые позволяют клиентам выполнять операции выдачи наличных средств, вносить в депозит чек или выполнять другие транзакционные функции с автоматом. Помимо этого, программные компоненты управления терминалами могут включать в себя приложения, которые позволяют специалистам по техническому обслуживанию выполнять функции по конфигурированию, обслуживанию и диагностике автомата.

Варианты осуществления банковского автомата 10 могут осуществлять связь с сервером транзакционной обработки, который упоминается в данном документе как банковская система 42 ATM-узлов. Эта банковская система 42 ATM-узлов может выполнять авторизацию банковского автомата 10 для выполнения транзакционных функций для пользователей, таких как изъятие наличных средств со счета посредством работы с механизмом 24 выдачи наличных средств, депонирование чеков или других элементов с помощью механизма приема 26 депозитов, выполнение запроса по балансу финансового счета и переводу стоимости между счетами.

Фиг.3 иллюстрирует пример устройства 100 приема депозитов для варианта осуществления банковского автомата 10. При этом устройство 100 приема депозитов принимает отдельные листы, такие как чеки 102 или другие документы, например валюта, контрольные талоны, купоны, билеты или другие элементы, имеющие стоимость. Устройство приема депозитов может включать в себя механизм 103 транспортировки, который перемещает чек, вставленный клиентом, по пути 104 перемещения внутри устройства приема депозитов.

В этом описанном варианте осуществления устройство приема депозитов может включать в себя детектор 106, расположенный рядом с путем перемещения, который различает одиночные листы и несколько перекрывающихся листов, перемещающихся по пути перемещения. Фиг.4 иллюстрирует схематичное представление детектора 106. При этом детектор включает в себя ультразвуковое передающее устройство 120 и ультразвуковой датчик или приемное устройство 122. Передающее устройство и приемное устройство могут быть разнесены и размещаться на противоположных сторонах от пути 104 перемещения для формирования промежутка 130, через который проходит лист. Передающее устройство может быть выровнено для вывода ультразвукового сигнала в направлении, которое пересекает промежуток. Приемное устройство может быть выровнено с передающим устройством на противоположной стороне промежутка, для обеспечения возможности приема ультразвукового сигнала после прохождения через путь перемещения, и все листы, имеющиеся в промежутке. Приемное устройство может быть ориентировано для вывода ультразвукового сигнала в направлении, практически перпендикулярном плоскости, которая включает в себя верхнюю и нижнюю сторону листа.

Акустический импеданс промежутка изменяется, когда листы бумаги, такие как чеки, вставляются в промежуток. Это изменение генерирует дополнительную фазовую задержку в ультразвуковом сигнале на вставленный слой листов плюс ослабление амплитуды, обратно пропорциональное числу слоев и общей толщине листов. Число совмещенных листов в сенсорном промежутке может быть определено из величины фазовой задержки ультразвукового сигнала после прохождения через листы. В альтернативных вариантах осуществления детектора определение числа совмещенных листов основывается на фазовой задержке и ослаблении ультразвукового сигнала.

В примерном варианте осуществления детектора сигнал 140 возбуждения, подаваемый на передающее устройство 120, может иметь прямоугольную форму с 50% рабочим циклом. Кроме того, в этом описанном варианте осуществления сигнал возбуждения может иметь размах 20 В, с частотой примерно 40 кГц для генерирования ультразвукового сигнала частоты 40 кГц. Однако в других альтернативных вариантах осуществления сигналы возбуждения с другими формами, амплитудами и частотами могут использоваться в зависимости от типа передающего устройства, ожидаемого диапазона свойств листового носителя, акустических характеристик детектора и требуемых акустических характеристик ультразвукового сигнала. Ультразвуковой сигнал в настоящем описании определен как звуковая волна с частотой более 20 кГц. Однако понятно, что альтернативные варианты осуществления могут включать в себя детекторы, которые работают с помощью звуковых волн с частотами менее 20 кГц в зависимости от акустических звуковых характеристик детектора и распознаваемого листового носителя.

В вариантах осуществления детектора сигнал 142 приемного устройства, генерируемый приемным устройством в ответ на звуковой сигнал, принимаемый от передающего устройства, может быть преобразован с помощью предусилителя с полосовым фильтром 150. Преобразованный сигнал приемного устройства может подаваться в первый и второй корреляционные фильтры 152, 154 вместе с опорными сигналами с известными частотами и фазами.

В вариантах осуществления детектора опорные сигналы частоты модуляции (прерываний) REF_1, REF_2 подаются в первый и второй корреляционные фильтры 152, 154 соответственно. Опорные сигналы REF_1 и REF_2 могут иметь ту же частоту (40 кГц) что и у сигнала возбуждения передающего устройства. В этом описанном варианте осуществления второй опорный сигнал REF_2 имеет фазу, которая запаздывает относительно первого опорного сигнала REF_1 на четверть цикла частоты возбуждения, что соответствует π/2радиан или 90 градусов. Фиг.5 иллюстрирует график с кривыми, соответствующими примерам 142 сигнала приемного устройства, генерируемого ультразвуковым приемным устройством, первого опорного сигнала REF_1 и второго опорного сигнала REF_2.

Согласно фиг.4 в варианте осуществления детектора сигнал возбуждения может генерироваться посредством программируемой или конфигурируемой возбуждающей схемы 160, которая позволяет корректировать амплитуду сигнала возбуждения для компенсации вариаций усиления контура вследствие чувствительности пар датчиков и, возможно, старения. Помимо этого, возбуждающая схема может давать возможность корректировки (начальной) фазы сигнала возбуждения относительно опорных сигналов для компенсации изменений в паре датчиков, механическом монтаже и ширине промежутка детектора.

В варианте осуществления детектор может определять базовый уровень или начало обнаружения ультразвукового сигнала, когда листовые носители отсутствуют в промежутке 130 детектора или рядом с ним. Когда листовой носитель находится в промежутке, детектор может определять величину фазовой задержки ультразвукового сигнала, вызываемую листовым носителем. Величина фазовой задержки, вызываемая листовым носителем, может определяться процессором 170 детектора в ответ на два выходных сигнала OUT_l и OUT_2, генерируемые первым и вторым корреляционными фильтрами 152, 154 соответственно. Величина фазовой задержки может использоваться детектором для определения того, соответствует ли листовой носитель, проходящий через промежуток, одиночному листу или нескольким листам. Вообще говоря, чем больше слоев листов носителя в измерительном промежутке, тем большую фазовую задержку они генерируют.

Фазовая задержка, которая вызывается одиночным листом, может варьироваться от 0 до π радиан. Большое количество листов может вызывать задержку больше π радиан. В варианте осуществления устройства обнаружения выходные сигналы корреляционных фильтров соответствуют разностям фаз до π радиан между сигналом приемного устройства и соответствующими опорными сигналами. Поскольку выходные сигналы каждого корреляционного фильтра могут соответствовать фазовым углам, в диапазоне от 0 до π радиан, причем большое число листов может генерировать дифференциалы фазовых углов, измеряемые каждым корреляционным фильтром, которые соответствуют дифференциалам фазовых углов одного или малого числа листов.

Например, одиночный элемент (только один чек или другой лист) может генерировать среднюю фазовую задержку в ультразвуковом сигнале примерно 0,5π радиан. Двойной элемент (два перекрывающихся чека или других листа) могут генерировать фазовую задержку ультразвукового сигнала практически в π радиан. Тройной элемент (три перекрывающихся чека или других листа) может генерировать фазовую задержку ультразвукового сигнала примерно 1,5π радиан. Тем не менее, вследствие ограниченного диапазона дифференциалов фазовых углов (0-π), измеряемых корреляционными фильтрами, дифференциал фазовых углов для тройного элемента и дифференциал фазовых углов для одиночного элемента может быть примерно 0,5π радиан. Как описано подробнее ниже, в варианте осуществления детектора в ответ на выходные сигналы обоих корреляционных фильтров определяется или восстанавливается соответствующая информация о фазовой задержке для нескольких листов, которая может превышать π радиан.

Фиг.6 иллюстрирует график с кривыми для различных фазовых углов, определенных с помощью корреляционных фильтров для одиночного элемента 180, двойного элемента 182 и тройного элемента 184. Отметим, что фазовые углы для одиночного элемента 180 и тройного элемента 184 практически совмещены, что затрудняет распознавание отличий между одиночным элементом или тройным элементом детектором с помощью информации о фазовых углах из корреляционных фильтров.

Фиг.7 иллюстрирует график с кривыми для восстановленной фазовой задержки, определенной посредством варианта осуществления детектора для одиночного элемента 190, двойного элемента 192 и тройного элемента 194. При этом восстановленная фазовая задержка для тройного элемента 194 более не перекрывается с восстановленной фазовой задержкой для одиночного элемента 190. Следовательно, детектор может более точно отличать одиночные листы и несколько листов в ответ на восстановленную фазовую задержку, определенную детектором.

Фиг.8 иллюстрирует график, который включает в себя кривые выходных сигналов OUT_l, OUT_2 (в вольтах) первого и второго корреляционных фильтров для варианта осуществления детектора. Кривые начинаются с периода времени 170 перед тем, как чек достигает промежутка между передающим устройством и приемным устройством и, показывают период времени 172, когда чек транспортируется через промежуток, и период времени 174 после того, как чек выходит из промежутка. В этом описанном варианте осуществления механизм транспортировки устройства приема депозитов перемещает чек на скорости примерно 500 мм/с, а детектор дискретизирует выходные сигналы корреляционных фильтров на частоте дискретизации примерно 1 кГц.

При использовании в данном варианте осуществления состояние детектора, когда отсутствует лист или другой носитель в или рядом с промежутком между передающим устройством и приемным устройством, указывается как состояние отсутствия листов. Как показано на фиг.8, для состояния отсутствия листов (в моменты времени менее 87 мс или более 412 мс) второй корреляционный фильтр генерирует выходной сигнал в пределах от 4,92 до 4,93 В, что соответствует практически уровню его насыщения. Для аналогичных периодов времени первый корреляционный фильтр генерирует выходной сигнал в пределах примерно от 2,90 до 3,16 В.

В описанном варианте осуществления насыщенные или максимальные значения напряжения (к примеру, 5 В), генерируемые корреляционными фильтрами, возникают, когда фазы сигнала приемного устройства и соответствующего опорного сигнала совпадают. Выходные напряжения корреляционных фильтров снижаются до минимального уровня (к примеру, около нуля), когда фазы сигнала приемного устройства и соответствующего опорного сигнала смещены примерно на π радиан. Таким образом, по мере того как ультразвуковой сигнал проходит через один или более листов в промежутке детектора, соответствующие значения напряжения с выходов корреляционных фильтров изменяются от максимального до минимального значения (5-0 В) в соответствии с фазой сигнала приемного устройства, изменяющейся относительно фаз опорных сигналов.

Например, когда край чека достигает промежутка (примерно через 95 мс), фаза ультразвукового сигнала начинает флуктуировать и, как результат, выходные напряжения корреляционных фильтров меняются. По мере того как все большая часть чека перемещается в промежуток (между примерно 120 и 380 мс), фаза ультразвукового сигнала становится относительно более стабильной в сравнении с состоянием для края чека, что приводит к выходным напряжениям фильтров, в общем между 2,1 и 2,3 В для первого корреляционного фильтра и, в общем, между 2,5 и 2,7 В для второго корреляционного фильтра.

В описанном варианте осуществления, после того как чек выходит из детектора и в промежутке находится только воздух (состояние отсутствия листов), фазовая задержка ультразвукового сигнала снижается и выходные напряжения корреляционных фильтров возвращаются к уровням, измеренным в начале кривой до входа чека в промежуток.

Для определения восстановленной фазовой задержки детектор может корректировать выходные напряжения в соответствии с заранее определенными величинами коррекции согласно уравнениям 1 и 2

y₁ = v₁ - o₁(1)

y₂= v₂ - o₂(2)

При этом скорректированные напряжения (y1 и y2) вычисляются посредством вычитания величин корректировки (o1 и o2) из исходных напряжений (v1 и v2), генерируемых первым и вторым корреляционным фильтром соответственно. Хотя в вышеприведенных уравнениях для примера использовано вычитание, понятно, что вычитание также может соответствовать суммированию одного значения с отрицательной величиной другого значения.

В вариантах осуществления детектора эти величины коррекции могут выбираться таким образом, чтобы средняя точка между наивысшим (насыщенным) выходным сигналом для каждого корреляционного фильтра и соответствующим наименьшим выходным сигналом находилась примерно на нулевом уровне. Например, если диапазон выходных сигналов каждого корреляционного фильтра соответствует от 0 до 5 В, то напряжение коррекции 2,5 В может быть выбрано для каждого корреляционного фильтра. Это напряжение коррекции может вычитаться из каждого из дискретизированных выходных сигналов от корреляционных фильтров для генерирования набора биполярных скорректированных выходных напряжений.

Фиг.9 иллюстрирует кривые для скорректированных выходных напряжений, которые соответствуют кривым исходных выходных напряжений, показанным на фиг.8, уменьшенным на определенные величины коррекции напряжений. При этом напряжение коррекции для первого корреляционного фильтра примерно равно 2,507 В, а напряжение коррекции для второго корреляционного фильтра примерно равно 2,470 В. В результате вычитания этих значений напряжения коррекции из выходных сигналов соответствующих корреляционных фильтров скорректированные выходные сигналы могут изменяться в пределах от положительных до отрицательных значений в зависимости от величины дифференциала фазового угла между сигналом приемного устройства и соответствующим опорным сигналом.

Для дополнительного определения восстановленной фазовой задержки в вариантах осуществления изобретения детектора могут вычисляться значения виртуальной амплитуды в соответствии со скорректированными значениями выходного напряжения. Это вычисление виртуальной амплитуды может выполняться согласно уравнению (3)

(3)

При этом A соответствует виртуальной амплитуде, а y₁и y₂ соответствуют скорректированным выходным напряжениям для первого и второго корреляционного фильтра соответственно. Фиг.10 иллюстрирует график, который включает в себя кривую 260 вычисленных виртуальных амплитуд, полученных из скорректированных выходных напряжений, показанных на фиг.9. Дифференциалы фазовых углов, соответствующие выходным сигналам корреляционных фильтров, упоминаются в настоящем описании как исходные фазовые углы. Эти исходные фазовые углы могут быть вычислены для скорректированных выходных сигналов, по меньшей мере, одного из корреляционных фильтров в соответствии с уравнениями 4 и 5

(4)

(5)

Здесь φ₁ и φ₂ соответствуют исходным фазам в радианах, которые могут определяться посредством вычисления арккосинуса результата деления скорректированных выходных напряжений (y₁ и y₂) для первого и второго корреляционных фильтров соответственно на их соответствующую виртуальную амплитуду.

Помимо иллюстрации кривой виртуальной амплитуды 260, фиг.10 также иллюстрирует кривые 262, 264 для вычисленных исходных фазовых углов, которые соответствуют первому и второму скорректированным выходным напряжениям, показанным на фиг.9, для первого и второго корреляционных фильтров соответственно.

Для описанного варианта осуществления фиг.8-10 иллюстрируют кривые, связанные с одиночным листом, проходящим через детектор. Фиг.12-14 иллюстрируют соответствующие кривые для случая, когда лист, проходящий через детектор, частично свернут, формируя двухслойную перекрывающуюся часть (упоминаемую в настоящем описании как ступенчато расположенный двойной элемент). Фиг.16-18 иллюстрируют соответствующие кривые для случая, при котором три перекрывающиеся листа (упоминаемые как тройной элемент) проходят через детектор.

Как описано выше, исходные фазовые углы, вычисленные из выходных сигналов корреляционных фильтров, изменяются в пределах от 0 до π радиан. Таким образом, даже несмотря на то, что фактическая фазовая задержка ультразвукового сигнала может превышать π радиан для случая тройного элемента, исходные первый и второй фазовые углы 266, 268, вычисленные из первого и второго корреляционного фильтра и показанные на фиг.18 для тройного элемента, меньше π радиан. Как результат, исходные фазовые углы, вычисленные для тройного элемента (фиг.18), по существу аналогичны исходным фазовым углам, вычисленным для одиночного элемента (фиг.10), что затрудняет различение между тройным и одиночным элементом на основе только вычисленных исходных фазовых углов.

Таким образом, для получения информации фазовой задержки, которая превышает π радиан, из исходных фазовых углов, которые не превышают π радиан, в варианте осуществления детектора исходные фазовые углы сопоставляются с восстановленными фазовыми углами, которые могут включать в себя фазовые углы больше π радиан.

В описанном варианте осуществления восстановленные фазовые углы могут быть определены посредством оценки дифференциальных изменений знаков скорректированных выходных сигналов по мере того, как лист проходит через промежуток между передающим устройством и приемным устройством. Эта оценка может выполняться с учетом того факта, что восстановленные фазовые углы для второго корреляционного фильтра должны запаздывать относительно восстановленных фазовых углов для первого корреляционного фильтра на π/2.Это отношение между исходными фазами для двух корреляционных фильтров возникает в результате генерирования детектором второго опорного сигнала REF_2 с фазой, запаздывающей относительно фазы первого опорного сигнала REF_1 на π/2.

Фиг.20 иллюстрирует таблицу 300, которая включает в себя соответствующие выходные сигналы 310, 312 корреляционных фильтров (в вольтах), скорректированные выходные сигналы 314, 316, виртуальную амплитуду 308 и вычисленные исходные фазовые углы 302, 306 (в радианах), представленные на кривых для фиг.8-10 для выходной выборки из корреляционных фильтров за 2 мс. Эта выборка осуществляется в состоянии отсутствия листов в детекторе. Аналогичные измерения и вычисленные значения также генерируются детектором в состояниях отсутствия листов, показанных на кривых для фиг.12-14 и 16-18.

Как показано на фиг.20, исходные фазовые углы 302, 306 для первого и второго корреляционных фильтров равны 1,370 радиан и 0,201 радиан соответственно. В описанном варианте осуществления детектор определяет, что соответствующие значения 304, 308 восстановленных фаз равны 1,370 радиан и -0,201 радиан соответственно. Формулы для сопоставления исходных фазовых углов с соответствующими восстановленными фазовыми углами могут варьироваться в зависимости от восстановленного фазового угла, определенного для предшествующей выборки, и в зависимости от изменений знаков скорректированных выходных сигналов из предыдущей выборки с текущей выборкой.

Как показано на фиг.21, график, который иллюстрирует фазовые углы, может быть поделен на четыре квадранта по девяносто градусов (π/2 радиан) (I, II, III и IV), упорядоченные в направлении против часовой стрелки. Первый квадрант (I) соответствует фазовым углам от 0 до π/2 радиан; второй квадрант (II) - от π/2радиан до π радиан; третий квадрант (III) - от π радиан до 3π/2радиан и четвертый квадрант (IV) - от 3π/2радиан до 2π радиан.

Если представить восстановленную фазу для первого корреляционного фильтра на этом четырехквадрантном графике, то восстановленный фазовый угол 304 в 1,370 радиан для первого корреляционного фильтра должен попасть в первый квадрант (I), как показано на фиг.21. Помимо этого, восстановленный фазовый угол в -0,201 радиан для второго корреляционного фильтра должен попасть в четвертый квадрант (IV) b, то есть отстает от восстановленного фазового угла первого корреляционного фильтра примерно на π/2 радиан.

В этом описанном варианте осуществления, когда в детекторе отсутствуют листы, корреляционные фильтры продолжают генерировать значения напряжения, соответствующие значениям 310, 312 напряжения, показанным на фиг.20. Когда край листа достигает детектора (примерно 95 мс), ультразвуковая фазовая задержка начинает флуктуировать, и соответствующие выходные напряжения флуктуируют. В описанном варианте осуществления детектора выходные сигналы корреляционных фильтров дискретизируются с достаточно высокой частотой (1 кГц), чтобы отслеживать изменения скорректированных выходных сигналов и соответствующих исходных фазовых углов с достаточным разрешением для обнаружения постепенного перемещения восстановленного фазового угла из одного квадранта в соседний квадрант. Как результат, восстановленные фазы, соответствующие каждой выборке, попадают либо в тот же квадрант, что и предшествующая выборка, либо попадают в один из соседних квадрантов, по мере того как фаза ультразвукового сигнала колеблется в соответствии с перемещением листового носителя относительно детектора. Например, как показано на фиг.21, если предыдущая выборка имеет восстановленный фазовый угол в первом квадранте (I), восстановленный фазовый угол следующей выборки из того же корреляционного фильтра либо остается в первом квадранте (I), либо возрастает и попадает во второй квадрант (II), либо уменьшается и попадает в четвертый квадрант (IV).

В описанном варианте осуществления частота дискретизации достаточно высока для минимизации возможности перемещения восстановленных фазовых углов в не смежный квадрант относительно предшествующего восстановленного фазового угла. Таким образом, если предшествующая выборка имеет восстановленный фазовый угол в первом квадранте (I), восстановленный фазовый угол следующей выборки того же корреляционного фильтра не должен попасть в третий квадрант (III).

Как показано на фиг.21, по мере того как фазовая задержка ультразвукового сигнала увеличивается при перемещении носителя относительно детектора от 0 до 2π радиан, кривая изменения восстановленной фазы теоретически должна перемещаться из первого квадранта (I) во второй квадрант (II), затем из второго квадранта (II) в третий квадрант (III), затем из третьего квадранта (III) в четвертый квадрант (IV). После четвертого квадранта (IV) восстановленная фаза снова проходит через четыре квадранта (I-IV) по мере того, как фазовая задержка ультразвукового сигнала увеличивается с 2π до 4π.

В таблице, показанной на фиг.22, приведены квадранты 484, в которых восстановленные фазовые углы (для первого корреляционного фильтра) могут перемещаться при вставке одного или более листов в детектор. Первый набор 402 квадрантов (I-IV) приводится без надстрочного индекса и соответствует первому циклу по графику, согласно которому могут перемещаться восстановленные фазовые углы первого корреляционного фильтра.

Когда восстановленный фазовый угол возрастает и проходит через четыре квадранта (I-IV) во второй или третий раз (цикл), второй или третий наборы квадрантов 404, 406 приведены в таблице с надстрочным индексом +1 или +2, соответственно. Следовательно, если восстановленная фаза должна переместиться в противоположном направлении от начального первого квадранта I к четвертому квадранту IV, в таблице приводится набор 408 из предшествующего набора квадрантов с надстрочным индексом -1.

В вариантах осуществления детектора фаза сигнала возбуждения относительно фаз опорных сигналов может быть задана/скорректирована посредством аппаратных средств детектора для помещения минимальной восстановленной фазовой задержки для первого корреляционного фильтра в первый квадрант (I) для состояния отсутствия листов. Однако поскольку второй опорный сигнал запаздывает относительно первого опорного сигнала на π/2, в состоянии отсутствия листов восстановленный фазовый угол для второго корреляционного фильтра попадает в четвертый квадрант с соответствующим отрицательным надстрочным индексом (IV^-1).

Фиг.23 иллюстрирует таблицу значений, связанных с обнаружением тройного элемента. Эти значения представлены в графиках 16-20 и соответствуют периоду времени от 102-128 мс. Этот период представляет период, который начинается перед тем, как тройной совмещенный лист достигает детектора, и завершается, когда часть тройного элемента находится в промежутке детектора.

Начальный набор 502 выборок соответствует периоду времени в течение состояния отсутствия листов в детекторе. В этом первоначальном наборе выборок знаки 414, 416 первого и второго скорректированных выходных сигналов 418, 419 соответственно являются положительными (+, +). Процесс восстановления фазовых углов начинается с заранее определенного известного состояния (заданного посредством аппаратных средств), когда в отсутствие листов положительная пара знаков (+, +) скорректированных выходных сигналов соответствует восстановленным фазовым углам первого корреляционного фильтра, попадающим в первый квадрант (I). Фиг.22 отражает эту связь в строке 403, которая связывает первый квадрант (I) с парой положительных знаков (+, +). Помимо этого, фиг.22 также связывает с каждым квадрантом уравнения 420, используемые для сопоставления исходных фазовых углов с восстановленными фазовыми углами.

Например, строка 403, соответствующая первому квадранту (I) и первой паре (+, +) на фиг.22, указывает, что следующие уравнения (6) и (7) используются детектором для сопоставления исходных фазовых углов с восстановленными фазовыми углами для первого и второго корреляционного фильтра, соответственно

Ф₁ = φ₁ (6)

Ф₂ = -φ₂ (7)

При этом переменные φ₁ и -φ₂ представляют исходные фазовые углы для первого и второго корреляционных фильтров, соответственно, для выборки, а переменные Ф₁ и Ф₂ представляют восстановленные фазовые углы для первого и второго корреляционных фильтров соответственно.

На фиг.23 показано, что для выборки в момент 105 мс исходные фазовые углы 420, 424 для первого и второго корреляционных фильтров равны 1,53 радиан и 0,048 радиан соответственно. Согласно уравнениям (6) и (7) эти исходные фазовые углы можно сопоставить с восстановленными фазовыми углами 1,53 радиан и -0,048 радиан соответственно.

Как описано выше, знаки 422, 426, связанные со скорректированными выходными сигналами 420, 424 для выборки в 105 мс, оба положительны (+, +). Однако следующая выборка при 106 мс имеет скорректированный выходной сигнал 430, связанный с первым корреляционным фильтром, который уже имеет отрицательный знак 432, тогда как скорректированный выходной сигнал 434, связанный со вторым корреляционным фильтром, по-прежнему имеет положительный знак 436. Соответствующая пара знаков для выборки при 106 мс, таким образом, соответствует (-, +).

Это изменение знака одного из скорректированных выходных сигналов от выборки 105 мс до выборки 106 мс указывает, что восстановленная фаза для первого (и второго) корреляционного фильтра переместилась в новый квадрант (вероятно, в результате приближения края тройного элемента к промежутку или перемещения в промежуток детектора).

Для определения квадранта детектор может проанализировать текущую выборку и предшествующую выборку с помощью микропрограммного обеспечения или программного обеспечения, конфигурируемое в соответствии с информацией, представленной на фиг.22. Например, детектор может включать в себя программу, которая определяет, что предыдущая выборка (при 105 мс) имеет восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра в первом квадранте (I). Эта программа также может определять, что для квадрантов (IV^-1 или II), соседних с первым квадрантом (I) знаки (-, +) первой выборки (106 мс) соответствуют знакам (-, +), связанным со вторым квадрантом (II), а не знакам (+, -), связанным с четвертым квадрантом IV^-1.

На основе определения того, что текущая выборка (106 мс) должна иметь восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который в данный момент находится во втором квадранте (II), следующие уравнения (8) и (9) могут использоваться для сопоставления исходных фазовых углов 410, 412 с соответствующими восстановленными фазовыми углами 411, 413:

Ф₁ = φ₁ (8)

Ф₂ = φ₂ (9)

В соответствии с этими уравнениями исходные фазовые углы 1,920 радиан и 0,349 радиан для выборки при 106 мс (фиг.23) могут быть сопоставлены с восстановленными фазовыми углами в 1,920 радиан и 0,349 радиан, соответственно.

Как показано на фиг.23, выборки от 106 мс до 112 мс имеют связанные наборы знаков 414, 416 для первого и второго скорректированных выходных сигналов, которые по-прежнему соответствуют отрицательному и положительному значению (-, +), соответственно. Однако следующая выборка при 113 мс имеет скорректированный выходной сигнал 454, связанный со вторым корреляционным фильтром, который уже имеет отрицательный знак 436, тогда как скорректированный выходной сигнал 452, связанный с первым корреляционным фильтром, по-прежнему имеет положительный знак 436. Соответствующая пара знаков для выборки при 113 мс, таким образом, соответствует (-, +).

Это изменение знаков от выборки 112 мс до выборки 113 мс указывает, что восстановленная фаза для первого (и второго) корреляционного фильтра снова переместилась в новый квадрант. Для определения квадранта детектор может повторно проанализировать текущую выборку и предыдущую выборку в соответствии с информацией, представленной на фиг.22.

Например, программа, связанная с детектором, может определить, что предшествующая выборка (112 мс) имеет восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который находится во втором квадранте (II). Эта программа также может определить, что для квадрантов (I или III), соседних со вторым квадрантом (II), знаки (-, -) текущей выборки (113 мс) соответствуют знакам (-, -), связанным с третьим квадрантом (III), а не знакам (+, +), связанным с первым квадрантом (I).

На основе определения того, что текущая выборка (113 мс) должна иметь восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который в данный момент находится в третьем квадранте (III), следующие уравнения (10) и (11) могут использоваться для сопоставления исходных фазовых углов с соответствующими восстановленными фазовыми углами

Ф₁ = 2π - φ₁ (10)

Ф₂ = φ₂ (11)

В соответствии с этими уравнениями исходные фазовые углы 2,679 радиан и 2,034 радиан для выборки при 113 мс (фиг.23) могут быть сопоставлены с восстановленными фазовыми углами 3,605 радиан и 20,34 радиан соответственно.

Следующая выборка в табл. на фиг.23, при 114 мс, имеет скорректированный выходной сигнал 460, связанный с первым корреляционным фильтром, который уже имеет положительный знак 462, тогда как скорректированный выходной сигнал 464, связанный со вторым корреляционным фильтром, по-прежнему имеет отрицательный знак 466. Соответствующая пара знаков для выборки при 114 мс, таким образом, соответствует (+, -).

Это изменение знака от выборки 113 мс до выборки 114 мс указывает, что восстановленная фаза для первого (и второго) корреляционного фильтра снова переместилась в новый квадрант. Для определения квадранта детектор может повторно проанализировать текущую выборку и предыдущую выборку в соответствии с информацией, представленной на фиг.22.

Например, программа, связанная с детектором, может определить, что предшествующая выборка (113 мс) имеет восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который находится в третьем квадранте (III). Программа также может определить, что для квадрантов (II или IV), соседних с третьим квадрантом (III), знаки (+, -) текущей выборки (114 мс) соответствуют знакам (+, -), связанным с четвертым квадрантом (IV), а не знакам (-, +), связанным со вторым квадрантом (II).

На основе определения того, что текущая выборка (114 мс) должна иметь восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который в данный момент находится в четвертом квадранте (IV), следующие уравнения (12) и (13) могут использоваться для сопоставления исходных фазовых углов с соответствующими восстановленными фазовыми углами

Ф₁ = 2π - φ₁ (12)

Ф₂ = 2π - φ₂ (13)

В соответствии с этими уравнениями исходные фазовые углы 0,997 радиан и 2,568 радиан для выборки при 114 мс (фиг. 23) могут быть сопоставлены с восстановленными фазовыми углами 5,286 радиан и 3,715 радиан, соответственно.

Следующая выборка в табл. на фиг.23 (115 мс) имеет знаки (+, -), связанные со скорректированными выходными сигналами, которые соответствуют восстановленному фазовому углу для первого корреляционного фильтра, оставшегося в квадранте IV. Однако следующая выборка при 116 мс имеет скорректированный выходной сигнал 474, связанный со вторым корреляционным фильтром, который уже имеет положительный знак 476, тогда как скорректированный выходной сигнал 470, связанный с первым корреляционным фильтром, по-прежнему имеет положительный знак 472. Соответствующая пара знаков для выборки при 116 мс, таким образом, соответствует (+, +).

Это изменение знака от выборки 115 мс до выборки 116 мс указывает, что восстановленная фаза для первого (и второго) корреляционного фильтра снова переместилась в новый квадрант. Для определения квадранта детектор может повторно проанализировать текущую выборку и предыдущую выборку в соответствии с информацией, представленной на фиг.22.

Например, программа, связанная с детектором, может определить, что предшествующая выборка (115 мс) имеет восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который находится в четвертом квадранте (IV). Программа также может определить, что для квадрантов (III или I), соседних с четвертым квадрантом (IV), знаки (+, +) текущей выборки (116 мс) соответствуют знакам (+, +), связанным с фазовыми углами и соответствующими первому квадранту следующего цикла(I⁺¹), а не знакам (+, -), связанным с третьим квадрантом (III).

На основе определения того, что текущая выборка (116 мс) должна иметь восстановленный фазовый угол для первого корреляционного фильтра, который в данный момент находится в первом квадранте следующего цикла (I⁺¹), следующие уравнения (14) и (15) могут использоваться для сопоставления исходных фазовых углов с соответствующими восстановленными фазовыми углами

Ф₁ = 2π + φ₁ (14)

Ф₂ = 2π - φ₂ (15)

В соответствии с этими уравнениями исходные фазовые углы 0,508 радиан и 1,062 радиан для выборки при 116 мс (фиг.23) могут быть сопоставлены с восстановленными фазовыми углами 6,792 радиан и 5,221 радиан соответственно.

Для случаев, когда восстановленные фазовые углы продолжают увеличиваться в квадрантах I⁺¹, II⁺¹, III⁺¹, IV⁺¹ и I⁺², восстановленные фазы могут быть вычислены из исходных фазовых углов согласно соответствующим формулам 420, приведенным в таблице.

Как иллюстрируют вышеприведенные примеры, в варианте осуществления детектора скорректированные выходные сигналы для выборки и пары знаков текущей выборки из корреляционных фильтров могут использоваться детектором для определения того, как сопоставлять вычисленные исходные фазовые углы с восстановленными фазовыми углами, которые более точно отражают фазовую задержку ультразвукового сигнала.

Изменения пар знаков отражают изменения или перемещение исходных или восстановленных фазовых углов для последующих выборок из одного квадранта в другой соседний квадрант. Квадрант соответствует диапазону углов в π/2 (девяносто градусов). В альтернативных вариантах осуществления детектора могут использоваться другие способы обнаружения изменений в выходных сигналах, отражающих перемещение фаз из одного квадранта (в диапазоне π/2) в другой соседний квадрант (в диапазоне π/2). Например, вместо отслеживания изменений пар знаков скорректированных выходных сигналов, как описано ранее, детектор может отслеживать нескорректированные выходные сигналы корреляционных фильтров для значений, которые прошли заранее определенные пороги напряжения. Эти пороги могут соответствовать вышеописанным величинам коррекции. Например, если напряжение коррекции для каждого корреляционного фильтра соответствует 2,5 В, детектор может отслеживать изменения в выходных сигналах, которые снижаются до значения ниже 2,5 В или повышаются до значения выше 2,5 В. Таким образом, в альтернативном варианте осуществления может определяться, каким образом сопоставлять исходные фазовые углы с восстановленными фазовыми углами в соответствии с направлением пересечения порога выходным сигналом каждого корреляционного фильтра и с учетом связанного с предыдущей выборкой квадранта.

Как описано выше, восстановленные фазовые углы для каждого корреляционного фильтра разделены значением π/2радиан. Как результат, исходные фазовые углы и восстановленные фазовые углы, связанные только с одним из корреляционных фильтров, могут потребоваться для определения того, соответствует ли листовой носитель одиночному листу или нескольким листам. Таким образом, для снижения числа выполняемых процессором вычислений детектор может определять только исходные фазовые углы и соответствующие фазовые углы только для одного из корреляционных фильтров вместо обоих корреляционных фильтров. Однако, как описано выше, определение исходных фазовых углов и сопоставление исходных фазовых углов с восстановленными фазовыми углами осуществляется в соответствии с выходными сигналами обоих корреляционных фильтров.

Варианты осуществления детектора могут использовать фиксированные пороговые значения для распознавания восстановленных фазовых углов, соответствующих одиночным листам, и восстановленных фазовых углов, соответствующих нескольким листам. Например, как показано на фиг.7, одиночный лист, проходящий через детектор, может согласованно генерировать восстановленные фазовые углы меньше 3 радиан, тогда как двойные, тройные и более листы могут формировать восстановленные фазовые углы, которые превышают 3 радиана. Таким образом, фиксированный порог, соответствующий 3 радианам, может использоваться детектором для определения того, когда носитель в детекторе соответствует нескольким совмещенным листам.

В других вариантах осуществления могут использоваться другие алгоритмы, которые отличают одиночные листы от нескольких листов на основе сформированных восстановленных фазовых углов. Например, в альтернативных вариантах осуществления средние или медианные значения восстановленных фазовых углов могут сравниваться с одним или более пороговых значений вместо максимального угла, формируемого детекторам, для распознавания одиночных и множественных листов.

Помимо этого, в альтернативных вариантах осуществления детектора может определяться число листов, когда обнаружено несколько листов. Например, в соответствии со сформированными восстановленными фазовыми углами детектор может использоваться для выявления различий между двойными или тройными листами.

В вариантах осуществления детектора описанный алгоритм восстановления позволяет формировать восстановленные фазовые углы, которые непротиворечивым образом соответствуют фактической фазовой задержке ультразвукового сигнала, когда используются плоские листы, как одиночные так и множественные (либо действительно множественные, либо множественные за счет ступенчатого расположения). Однако смятый одиночный элемент может формировать соответствующие восстановленные фазовые углы, которые воспринимаются детектором как двойной или тройной элемент. Дополнительный "звон" во фронте формы сигнала смятого чека может быть одной из причин чрезвычайно большого восстановленного фазового угла.

В вариантах осуществления детектора дополнительный переходный процесс ("звон") в типовом случае появляется в интервале 8 мс после того как передний фронт достигнет детектора или перед тем как скорректированный выходной сигнал второго корреляционного фильтра (y₂) меняет знак с положительного на отрицательный. Такой переходный процесс в сигнале в итоге затухает. Таким образом, в альтернативном варианте осуществления может предусматриваться ожидание в течение заранее определенного времени после того как скорректированный выходной сигнал второго корреляционного фильтра (y₂) первый раз сменит знак с положительного на отрицательный (восстановленный фазовый угол, связанный с первым корреляционным фильтром, в этот момент должен переместиться из второго квадранта (II) в третий квадрант (III)). По истечении заранее определенного периода времени детектор может продолжить определение восстановленных фазовых углов с учетом того, что первая восстанавливаемая после задержки выборка находится в пределах одного квадранта относительно третьего квадранта (III).

В варианте осуществления детектора заранее определенное время может соответствовать задержке примерно в 56 мс, которая также может соответствовать перемещению на 26 мм листа при скорости транспортировки в 500 мм/с. Определение восстановленных фазовых углов продолжается так, как описано выше, для выборок в течение заранее определенного периода времени (также упоминаемого как задержка по времени). Однако для первой выборки после задержки по времени детектор может установить соответствующие квадрант и знаки выборки на обновленные значения номера квадранта и набора знаков.

В описанном варианте осуществления квадрант (для первого корреляционного фильтра), который ассоциативно связан с этой первой выборкой после задержки по времени, может остаться в любом из второго (II), третьего (III) или четвертого квадранта (IV), если соответствующий восстановленный фазовый угол (для первого корреляционного фильтра), который связан с этой первой выборкой после задержки по времени, находится во втором (II), третьем (III) или четвертом квадранте (IV) после задержки. Однако детектор может установить выборку в соответствие с вторым квадрантом (II) (и/или знаки, связанные со вторым квадрантом), если соответствующий фазовый угол для этой первой выборки после задержки по времени соответствует квадранту менее второго квадранта (II). Кроме того, детектор может установить эту первую выборку после задержки по времени в соответствие с четвертым квадрантом (IV) (и/или знаки, связанные с четвертым квадрантом), если восстановленный фазовый угол для выборки соответствует квадранту больше четвертого квадранта (IV).

После того как квадрант (или знаки для квадранта), связанный с этой первой выборкой после задержки по времени, переустановлен или нет в соответствии с вышеописанным, детектор продолжает определение восстановленных фазовых углов для второй выборки после задержки. Однако при определении того, с каким квадрантом связана вторая после задержки выборка, сравнение знаков первой выборки после задержки и второй выборки после задержки, выполняется по отношению к квадранту или знакам, на которые возможно установлена первая выборка.

Таким образом, если квадрант, связанный с первой выборкой после задержки, переустановлен с первого квадранта в следующем цикле (I⁺¹) на четвертый квадрант (IV), оценка того, с каким квадрантом связана вторая выборка после задержки, выполняется относительно первой выборки после задержки, находящейся в четвертом квадранте (IV) со знаками (+, -), а не в первом квадранте в следующем цикле (I⁺¹) со знаками (+, +). После второй выборки после задержки детектор определяет восстановленные фазы последующих выборок вышеописанным способом без сброса связанных квадрантов предыдущих выборок.

В варианте осуществления детектор может включать в себя процессор, выполняющий один или более вышеописанных вычислений, включающих в себя уравнения (1)-(15). В альтернативном варианте осуществления процессор, например, компьютер устройства (к примеру, банковского автомата или другого автомата), которое содержит детектор, может выполнять одно или более вышеописанных вычислений. Эти варианты осуществления могут включать в себя программное обеспечение с математическими библиотеками, позволяющее выполнять функции вычисления квадратного корня, арккосинуса и другие относительно сложные операции с плавающей запятой.

Однако в альтернативном варианте осуществления вместо выполнения комплексных математических функций, таких как функция арккосинуса, для каждой измеренной детектором выборки процессор, который определяет значения исходных фазовых углов, может осуществлять доступ к хранилищу данных, включенному в детектор или находящему в каком-либо другом месте, который хранит таблицу заранее вычисленных фазовых углов. Процессор может использовать таблицу для поиска, по меньшей мере, одного из исходных фазовых углов для каждой выборки с помощью скорректированных выходных сигналов корреляционных фильтров как индекса в таблице.

В описанном варианте осуществления процессор может иметь возможность поиска данных, соответствующих исходным фазовым углам, из таблицы значительно быстрее выполнения вычисления функции арккосинуса и других сложных вычислений с плавающей запятой, описанных выше относительно уравнений (4) и (5).

В варианте осуществления детектора аналоговые выходные напряжения (v₁ и v₂) корреляционных фильтров могут обрабатываться аналого-цифровыми преобразователями для генерирования соответствующих 8-битных цифровых выходных сигналов. Например, аналоговые выходные сигналы в диапазоне 0-5 В могут быть преобразованы в цифровые выходные сигналы в диапазоне 0-255. Например, процессор может генерировать соответствующие 8-битные значения скорректированных выходных сигналов (y₁ и y₂) согласно вышеприведенным уравнениям (1) и (2) для генерирования биполярных цифровых скорректированных выходных сигналов в диапазоне от -128 до +128.

Процессор может объединять скорректированные выходные сигналы из двух корреляционных фильтров для формирования индекса, используемого для извлечения соответствующих фазовых углов из заранее вычисленной таблицы. В варианте осуществления детектора таблица может иметь размер 64 КБ для представления всех комбинаций скорректированных выходных сигналов (y₁ и y₂) из корреляционных фильтров (к примеру, 256х256). Каждая строка может включать в себя два заранее вычисленных 16-битных значения, которые соответствуют заранее вычисленным исходным фазовым углам (φ₁ и φ₂) для первого и второго корреляционных фильтров соответственно. Как результат, эта таблица может иметь размер в 256 КБ (64 КБ х 32 бита).

В альтернативном варианте осуществления размер таблицы (т.е. число строк) может быть уменьшено за счет удаления строк, содержащих данные, которые могут быть легко выведены из других строк. Например, таблица может быть сжата до четверти от исходного размера посредством применения только случая, когда y₁ и y₂ имеют положительные знаки. Если выборки, соответствующие y₁ и y₂, не имеют оба положительных знака, детектор выполняет следующие операции: преобразует их в положительные для создания индекса; выполняет поиск соответствующих исходных значений фаз из сжатой таблицы и выполняет корректирующую операцию для преобразования исходных значений фаз из таблицы в корректные исходные значения фаз, которые соответствуют одному или обоим скорректированным выходным сигналом (y₁ и y₂), имеющим отрицательные значения.

Как описано ниже, в варианте осуществления может потребоваться определять исходные фазовые углы только для одного из корреляционных фильтров. Таким образом, таблица может быть дополнительно сокращена посредством включения только заранее вычисленных данных исходных фаз, связанных только с одним корреляционным фильтром. Как результат, размер таблицы снова может быть сокращен наполовину, поскольку каждая строка включает в себя только одно 16-битное значение вместо двух 16-битных значений. Например, заранее вычисленные исходные фазовые углы, сохраненные в таблице, могут генерироваться только с помощью уравнения (4). Однако, как описано ниже, варианты осуществления могут (при необходимости) определять исходные фазовые углы, соответствующие уравнению (5), с помощью таблицы только с данными уравнения (4), посредством генерирования индекса для таблицы с зарезервированными скорректированными значениями y₁ и y₂.

Посредством применения обеих вышеописанных методов сжатия размер таблицы может быть уменьшен с 256 КБ до 32 КБ. В варианте осуществления детектора таблица может храниться в флэш-ОЗУ или другом носителе данных, который доступен процессору, связанному с детектором.

В варианте осуществления детектора выходные результаты с плавающей запятой согласно уравнениям (4) или (5) могут быть сопоставлены с целым значением с плавающий запятой для хранения в таблице посредством умножения значений фаз в радианах, сформированных согласно уравнениям (4) или (5), на константу K, показанную в уравнении (16)

K = 9000/π (16)

При этом K выбирается таким образом, чтобы генерировать целые значения, кратные 0,02 градусам. Таким образом, целое значение 50 в таблице должно соответствовать фазовому углу в 1 градус. В таблице целые значения со знаками в диапазоне от -32768 до +32767 могут представлять фазовые углы в диапазоне от -655,36° до +655,34°. В варианте осуществления детектора заранее вычисленная таблица, сформированная таким образом, может охватывать более ±3,5 радиан, что может быть достаточно для представления максимальной фазовой задержки, вызываемой шестикратным элементом (6 перекрывающимися листами).

В описанном варианте осуществления, в котором таблица сжата таким образом, чтобы включать только строки для случая, когда скорректированные выходные сигналы (y₁, y₂) являются положительными, индекс (z) для осуществления доступа к исходному фазовому углу из этой сжатой таблицы может быть вычислен согласно уравнению (17)

z = 128 · w₂ + w₁ (17)

Здесь w₁ соответствует абсолютному значению y₁ (т.е. |y₁|), а w₂ соответствует абсолютному значению y₂ (т.е. |y₂|). Если таблица хранит заранее вычисленные исходные фазовые углы, сформированные, например, согласно уравнению (4), переменная z соответствует индексу таблицы, который используется для нахождения исходного фазового угла для первого корреляционного фильтра.

Для вариантов осуществления детектора, которым также требуется информация о фазе, соответствующая второму корреляционному фильтру, может быть использована та же таблица (полученная с помощью уравнения (4)), но обратный индекс (z_r) может быть вычислен согласно уравнению (18)

z_r=128 · w₁ + w₂ (18)

Здесь индексы z и z_r соответствуют смещению влево w₂ (или w₁) на 7 бит и последующему прибавлению w₁ (или w₂). Чтобы еще более упростить таблицу, w₁ и w₂ могут быть ограничены диапазоном от 0 до 127. Если один из этих показателей достигает значения 128, оно может быть уменьшено до 127. Поскольку максимальное значение (т.е. 128) возникает, когда детектор находится в состоянии отсутствия листов, потерянная информация о фазах имеет несущественное влияние на точность устройства при распознавании одиночных листов и множественных листов.

В варианте осуществления детектора заранее вычисленные исходные фазовые углы для описанной сжатой таблицы, к которой осуществляется доступ с помощью вышеупомянутого индекса z (или z_r), могут формироваться согласно функции, показанной в уравнении (19)

(19)

Способ создания или изготовления детектора может включать в себя этап способа, на котором генерируют вышеописанную таблицу. Этот способ может включать в себя этап способа, на котором формируют сжатую таблицу согласно уравнению 19 для комбинаций w₁ и w₂, которые варьируются от 0 до 127. Способ создания детектора может дополнительно включать в себя этап, на котором сохраняют данные для таблицы на носитель данных, который доступен для процессора детектора. Способ работы детектора может включать в себя этап, на котором осуществляют доступ к таблице для определения значений исходных фаз для одного или обоих корреляционных фильтров с помощью индексов, формируемых детектором согласно уравнению (17) или уравнению (18). Поскольку эта описанная таблица уменьшена за счет включения информации фаз только для случаев, когда y₁ и y₂ оба имеют положительные значения, способ работы детектора дополнительно может включать в себя этап, на котором преобразуют данные, извлеченные из таблицы, для отражения исходных знаков y₁ и y₂ (если один или несколько имеют отрицательные значения).

Например, если y₁ имеет отрицательное значение, уравнение (20) может быть использовано для сопоставления значения f(z), извлеченного из сжатой таблицы с использованием индекса (z), со значением f(z)*, которое соответствует корректному исходному фазовому углу, связанному с первым корреляционным фильтром.

f(z)* = 9000 - f(z) (20)

Если осуществляется доступ к сжатой таблице с помощью индекса (z_r) из уравнения (18) для нахождения данных фазовых углов, соответствующих второму корреляционному фильтру, то когда y₂ имеет отрицательное значение, уравнение (21) может быть использовано для сопоставления значения f(z_r), извлеченного из таблицы с использованием индекса (z_r), со значением f(z_r)*, которое соответствует корректному исходному фазовому углу, ассоциативно связанному со вторым корреляционным фильтром:

f(z_r)* = 9000 - f(z_r) (21)

Примеры

В процессе работы детектора следующие примеры показывают различные комбинации скорректированных выводов y₁ и y₂ и результирующих исходных фазовых углов φ₁ и φ₂ в градусах, которые могут быть определены детектором с помощью информации фаз f(z) и f(z_r), извлеченной из сжатой таблицы с использованием индексов z, z_r, вычисленных из y₁ и y₂.

Пример 1

y₁ = 10, y₂=100

w₁, = 10, w₂=100

z= 128·100+10=12810

z_r = 128·10+100=1380

f(z) = f(12810) = 4214

f(z_r) = f(1380) = 286

φ₁ = f(z)/50 = 84,29°

φ₂ = f(z_r) / 50 = 5,72°

При этом оба скорректированных выходных сигнала (y₁, y₂) являются положительными значениями. Таким образом, данные фазовых углов для f(z) и f(z_r), полученные из таблицы, не должны корректироваться детектором.

Пример 2

y₁ = -10, y₂=100

w₁ = 10,w₂=100

z= 128·100+10=12810

z_r= 128·10+100=1380

f(z) = f(12810) = 4214

f(z_r) = f(1380) = 286

При этом, поскольку только y₁ является отрицательным значением, только табличное значение для f(z) должно быть скорректировано согласно уравнению (20) следующим образом:

f*(z)=9000-f(z)=9000-4214=4786

что дает следующие исходные фазовые углы в градусах:

φ₁=f*(z)/50 = 95,72°

φ₂ = f(z_r)/50 = 5,72°

Пример 3

y₁ = 10, y₂ = -100

w₁ = 10, w₂ = 100

z = 128·100+10=12810

z_r= 128·10+100 = 1380

f(z) = f(12810) = 4214

f(z_r) = f(1380) = 286

При этом, поскольку только y₂ является отрицательным значением, только табличное значение для f(z_r) должно быть скорректировано согласно уравнению (21) следующим образом:

f*(z_r) = 9000 - f(z_r) = 9000 - 286 = 8714

что дает следующие исходные фазовые углы в градусах:

φ₁ = f(z)/50 = 84,29°

φ₂ = f*(z_r)/50 = 174,28°

Пример 4

y₁=-10, y₂ = -100

w₁ = 10,w₂=100

z= 128·100+10 = 12810

z_r= 128·10+100=1380

f(z) = f(12810) = 4214

f(z_r) = f(1380) = 286

При этом y₁ и y₂ являются отрицательными значениями, и, следовательно, табличные значения f(z) и f(z_r) должны быть скорректированы согласно уравнениям (20) и (21) следующим образом:

f*(z) = 9000 - f(z) = 9000 - 4214 = 4786

f*(z_r) = 9000 - f(z_r) = 9000 - 286 = 8714

что дает следующие исходные фазовые углы в градусах:

φ₁ = f*(z) / 50 = 95,72°

φ₂ = f*(z_r) / 50 = 174,28°

В вариантах осуществления детектора после того, как, по меньшей мере, один из исходных фазовых углов определен для выборки с помощью вышеописанного способа поиска исходного фазового угла из таблицы, детектор сопоставляет исходный фазовый угол с восстановленным фазовым углом в ответ на изменение знаков скорректированных выводов (y₁, y₂).

Как описано выше, детектору может требоваться определять только исходный фазовый угол и соответствующий восстановленный фазовый угол для одного корреляционного фильтра. Однако в альтернативных вариантах осуществления детектор может вычислять исходные фазовые углы и соответствующие восстановленные фазовые углы для обоих корреляционных фильтров для целей проверки, устранения неисправностей и отладки.

В описанном варианте осуществления детектор может включать в себя один или более процессоров, позволяющих определять восстановленные фазовые углы согласно ранее описанным способам. Однако понятно, что в альтернативных вариантах осуществления один или более процессоров, связанных с ATM или другим автоматом, который включает в себя детектор, могут определять восстановленные фазовые углы согласно ранее описанным способам.

Хотя описанный вариант осуществления детектора и ATM позволяет определять исходные фазовые углы в соответствии с таблицей заранее вычисленной информации фаз, в альтернативных вариантах осуществления детектор и ATM могут вычислять исходные фазовые углы для каждой выборки с помощью уравнений (4), (5) и (19).

Вариант осуществления детектора может содержать ортогональные корреляционные фильтры, сконфигурированные с помощью двух корреляционных фильтров 152, 154, как описано выше со ссылкой на фиг.4.

Как показано на фиг.24, каждый корреляционный фильтр может иметь модулятор 502, 504 и фильтр 506, 508 нижних частот. Как описано выше, модуляция или опорные сигналы REF_1 и REF_2, вводимые в соответствующие модуляторы, имеют одну и ту же частоту и сдвиг по фазе 90 градусов между ними. В этом описанном варианте осуществления модулятор может содержать аналоговый умножитель. Аналогично фильтр нижних частот также может иметь другую форму и/или другие порядки (в соответствии с требованиями варианта применения детектора) и в альтернативных вариантах осуществления может содержать (синхронизированный) интегратор (с квантователем или без него).

Фиг.25 иллюстрирует пример схемы, которая может быть реализована для применения в относительно экономичном варианте осуществления ортогональных корреляционных фильтров. При этом каждый модулятор может быть реализован с помощью "прерывателя", управляемого аналоговым коммутатором, имеющего усиление +1 (коммутатор замкнут) или -1 (коммутатор разомкнут) в зависимости от того, равен логический уровень соответствующего опорного сигнала (REF_1 или REF_2) 0 или 1. Опорные сигналы (или сигналы управления прерыванием) являются логическими, а не аналоговыми, так что обычно более дорогостоящий аналоговый умножитель можно заменить относительно дешевым "прерывателем".

Например, для модулятора 502 первого корреляционного фильтра 152, когда коммутатор разомкнут или управляющий логический уровень REF_1 равен 0, модулятор имеет усиление -1. Когда коммутатор замкнут, или REF_1 равен 1, модулятор имеет усиление 1. Аналогичное функциональное описание соответствует модулятору 504 второго корреляционного фильтра 154. Для поддержания "свойства ортогональности" REF_1 и REF_2 должны иметь одинаковую частоту и быть смещены по фазе на π/2 радиан (90 градусов). Как описано выше, REF_2 выбирается запаздывающим относительно REF_1 на π/2 радиан; однако в альтернативных вариантах осуществления REF_1 может запаздывать относительно REF_2 на π/2радиан.

Фильтры 506, 508 нижних частот могут быть реализованы в описанном варианте осуществления как фильтры нижних частот с MFB второго порядка и отрицательным усилением. Пара сопряженных полюсов также может быть помещена так, чтобы иметь достаточное ослабление (к примеру, более 60 дБ) на частоте модуляции (REF_1 и REF_2) и других проблемных частотах.

Описанные варианты осуществления устройства обнаружения показаны как используемые в устройствах приема депозитов банковских автоматов. Однако понятно, что в альтернативных вариантах осуществления детектор может быть встроен в другие устройства обработки листов, таких как устройства многократного использования валюты, устройства обработки чеков, механизмы выдачи наличных средств, принтеры, копиры, сканеры, ATM или любое другое устройство, которое обрабатывает или транспортирует листы бумаги и другие материалы. Дополнительно типы листовых носителей, которые могут проверяться на наличие нескольких перекрывающихся листов, могут включать в себя, по меньшей мере, одно из чеков, валюты, листов бумаги, бумажных документов или других элементов, позволяющих ультразвуковым волнам проходить через них.

Вычислительные программные инструкции, используемые при работе детектора, банковских автоматов и подключенных компьютеров, могут загружаться с машиночитаемых носителей или устройств различных типов в соответствующие процессоры компьютера. Это компьютерное программное обеспечение может включаться на или загружаться с одного или более носителей, таких как дискеты, компакт-диски, DVD или запоминающие устройства только для чтения. Это программное обеспечение также может включаться на такие носители, как накопителя на жестких дисках, на магнитной ленте, накопители на флэш-памяти и другие энергонезависимые запоминающие устройства. Это программное обеспечение также может храниться в микропрограммном обеспечении детектора и/или банковского автомата или других систем, которые включают в себя детектор. Другие носители, которые содержат данные, представляющие инструкции для управления вычислительными процессорами описанным способом, подходят для использования в работе детектора, банковского автомата или других систем в соответствии с описанными вариантами осуществления.

Описанные варианты осуществления детектора, банковских автоматов и других систем, приведены со ссылкой на конкретные программные компоненты и признаки. Другие варианты осуществления изобретения могут включать в себя другие или отличные программные компоненты, которые предоставляют аналогичные функциональные возможности.

Таким образом, новое устройство и способ ультразвукового обнаружения в банковском автомате достигает одной или более вышеуказанных целей, устраняет трудности, возникающие при использовании устройств и систем предшествующего уровня техники, разрешает проблемы и позволяет получить требуемые описанные результаты.

В вышеприведенном описании определенные термины использованы для краткости, ясности и понимания, однако отсюда не вытекают никакие ограничения, поскольку эти термины используются для описания и их не следует трактовать в широком смысле. Кроме того, описания и иллюстрации приведены только в качестве примера, и изобретение не ограничено точными показанными и описанными подробностями.

В нижеследующей формуле изобретения любой признак, описываемый в качестве средства выполнении функции, должен истолковываться как включающий в себя все средства, известные специалистам в данной области техники, которые позволяют осуществлять вышеупомянутую функцию, и не должен быть ограничен показанными в данном документе признаками и структурами или простыми их эквивалентами. Описание вариантов осуществления, включенное в прилагаемый раздел "Реферат", не должно ограничивать изобретение описанными в нем признаками.

Описание признаков, новшеств и принципов изобретения, способа его изготовления и работы, а также достигаемых преимуществ и полезных результатов; новых и полезных структур, устройств, элементов, компоновок, элементов, комбинаций, систем, оборудования, операций, способов и соотношений изложено в прилагаемой формуле изобретения.

Предложен детектор для устройства приема депозитов банковского автомата или другой системы. Технический результат - расширение области применения устройства. Детектор включает в себя ультразвуковое передающее устройство, возбуждаемое сигналом возбуждения, обеспечивающим передачу ультразвуковым передающим устройством ультразвукового сигнала через путь перемещения листов в детекторе. Детектор также включает в себя ультразвуковое приемное устройство, формирующее сигнал приемного устройства в ответ на ультразвуковой сигнал. Детектор также содержит первый и второй корреляционные фильтры. Первый и второй корреляционные фильтры формируют первый и второй выходные сигналы в ответ на сигнал приемного устройства. По меньшей мере, один процессор в соответствии с первым и вторым выходными сигналами корреляционных фильтров определяет информацию, связанную с изменениями фазы ультразвукового сигнала, и обеспечивает различение одиночных и множественных листов на пути перемещения в соответствии с информацией, связанной с изменениями фазы. 9 н. и 76 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Способ различения одиночных листов от множественных листов в банковском автомате, содержащий

a) передачу звуковой волны через листовой носитель, перемещающийся по пути перемещения в банковском автомате, причем банковский автомат содержит механизм выдачи наличных средств;

b) формирование, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства в ответ на звуковую волну, при этом, по меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства формируется в ответ на волну после прохождения через листовой носитель;

c) фильтрацию, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства с помощью двух корреляционных фильтров, использующих соответственно отличающиеся опорные сигналы, которые отличаются по фазе по существу на 90°;

d) посредством, по меньшей мере, одного процессора банковского автомата, в ответ на этап (с), определение данных, представляющих, по меньшей мере, одно изменение в фазе звуковой волны, вызываемое передачей через листовой носитель; и

e) посредством, по меньшей мере, одного процессора банковского автомата определение, соответствует листовой носитель одиночному листу или, по меньшей мере, двум перекрывающимся листам, в соответствии со сравнением между данными, определенными на этапе (d), и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

f) управление, по меньшей мере, одним механизмом транспортировки в банковском автомате в соответствии с этапом (е) для перемещения листового носителя.

g) посредством, по меньшей мере, одного процессора, выполнение транзакции депонирования чека, которая включает в себя считывание MICR на чеке и обеспечение кредитования счета, связанного с пользователем автомата, на величину стоимости, связанную с чеком.

определение значений восстановленных фазовых углов из значений исходных фазовых углов в соответствии с изменениями первого и второго выходных сигналов, причем значения восстановленных фазовых углов представляют фазовую задержку звуковой волны;

при этом на этапе (е), по меньшей мере, один процессор определяет, соответствует листовой носитель одиночному листу или, по меньшей мере, двум перекрывающимся листам, в соответствии со значениями восстановленных фазовых углов.

звуковое передающее устройство, передающее звуковую волну через листовой носитель;

звуковое приемное устройство, формирующее, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства в ответ на звуковую волну после прохождения через листовой носитель;

схему фильтра, включающую в себя два корреляционных фильтра, фильтрующие, соответственно, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства с использованием соответственно отличающихся опорных сигналов, которые отличаются по фазе по существу на 90°; и

по меньшей мере, один процессор, который в ответ на, по меньшей мере, один выходной сигнал из схемы фильтра определяет данные, представляющие, по меньшей мере, одно изменение фазы звуковой волны, вызываемое листовым носителем,

при этом, по меньшей мере, один процессор определяет то, соответствует листовой носитель одиночному листу или, по меньшей мере, двум перекрывающимся листам в соответствии со сравнением между определенными данными и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

звуковое приемное устройство, формирующее, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства в ответ на звуковую волну после прохождения звуковой волны через листовой носитель;

схему фильтра, включающую в себя два корреляционных фильтра, фильтрующие, соответственно, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства с использованием соответственно отличающихся опорных сигналов, которые отличаются по фазе по существу на 90°; и

по меньшей мере, один процессор, который в ответ на, по меньшей мере, один выходной сигнал из схемы фильтра определяет данные, представляющие, по меньшей мере, одно изменение фазы звуковой волны, вызываемое прохождением через листовой носитель,

при этом, по меньшей мере, один процессор определяет, содержит листовой носитель, через который прошла звуковая волна, одиночный лист или несколько листов, в соответствии со сравнением между определенными данными и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

a) передачу звуковой волны через листовой носитель, перемещающийся по пути перемещения, причем листовой носитель содержит либо одиночный лист, либо, по меньшей мере, два перекрывающихся листа;

b) формирование, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства в ответ на звуковую волну, при этом, по меньшей мере, часть одного сигнала приемного устройства формируется в ответ на волну после прохождения через листовой носитель;

c) фильтрацию, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства с помощью двух корреляционных фильтров, использующих соответственно отличающиеся опорные сигналы, которые отличаются по фазе по существу на 90°;

d) посредством, по меньшей мере, одного процессора, в ответ на этап (с), определение данных, представляющих, по меньшей мере, одно изменение в фазе звуковой волны, вызываемое передачей через листовой носитель; и

е) посредством, по меньшей мере, одного процессора, определение, что листовой носитель содержит одиночный лист или, по меньшей мере, два листа, в соответствии со сравнением между данными, определенными на этапе (d), и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

определение значений исходных фазовых углов в соответствии с первыми и вторыми выходными сигналами корреляционных фильтров; и

определение значений восстановленных фазовых углов из значений исходных фазовых углов в соответствии с изменениями первого и второго выходных сигналов, причем значения восстановленных фазовых углов представляют фазовую задержку звуковой волны;

при этом на этапе (е), по меньшей мере, один процессор определяет, соответствует листовой носитель одиночному листу или, по меньшей мере, двум перекрывающимся листам, в соответствии со значениями восстановленных фазовых углов.

звуковое передающее устройство, передающее звуковой сигнал через путь перемещения;

звуковое приемное устройство, формирующее, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства в ответ на звуковой сигнал после прохождения через путь перемещения;

первый корреляционный фильтр и второй корреляционный фильтр, при этом первый корреляционный фильтр реагирует на, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства и первый опорный сигнал для формирования первого выходного сигнала, представляющего разность по фазе в отношении, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства и первого опорного сигнала, второй корреляционный фильтр реагирует на, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства и второй опорный сигнал для формирования второго выходного сигнала, представляющего разность по фазе в отношении, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства и второго опорного сигнала, причем второй опорный сигнал запаздывает по фазе относительно первого опорного сигнала;

по меньшей мере, один процессор, при этом, по меньшей мере, один процессор в соответствии с изменениями в первом и втором выходных сигналах корреляционных фильтров определяет информацию, представляющую фазовую задержку, формируемую в звуковом сигнале в ответ на прохождение звукового сигнала через листовой носитель по пути перемещения,

при этом, по меньшей мере, один процессор обеспечивает различение между листовым носителем на пути перемещения, соответствующим одиночному листу, и листовым носителем на пути перемещения, соответствующим нескольким листам, в соответствии со сравнением между информацией, представляющей фазовую задержку, и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

a) направление звукового сигнала через листовой носитель, перемещающийся по пути перемещения;

b) формирование, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства в ответ на звуковой сигнал, при этом, по меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства формируется в ответ на звуковой сигнал после прохождения через листовой носитель;

c) формирование посредством первого корреляционного фильтра, в ответ на, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства и первый опорный сигнал, первого выходного сигнала, представляющего разность по фазе относительно, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства и первого опорного сигнала;

d) формирование посредством второго корреляционного фильтра, в ответ на, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства и второй опорный сигнал, второго выходного сигнала, представляющего разность по фазе относительно, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства и второго опорного сигнала, при этом второй опорный сигнал запаздывает по фазе относительно первого опорного сигнала;

e) в соответствии с изменениями первого и второго выходных сигналов, определение информации, представляющей фазовую задержку, формируемую в звуковом сигнале; и

f) определение, соответствует ли листовой носитель на пути перемещения, по меньшей мере, одному из одиночного листа и нескольких листов, в соответствии со сравнением между информацией, представляющей фазовую задержку, и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

g) получение первой пары выходных значений, связанных с первой выборкой первого и второго выходных сигналов;

h) определение, что первая выборка связана с фазовым углом, который попадает в первый диапазон углов примерно равный 90°;

i) получение второй пары выходных значений, связанных со второй выборкой первого и второго выходных сигналов, при этом вторая выборка следует во времени после получения первой выборки;

j) сравнение второй пары выборок и первой пары выборок;

k) определение в ответ на этап (j), что вторая выборка связана с фазовым углом, который попадает во второй диапазон углов примерно равный 90°, смежный с первым диапазоном;

l) определение в ответ на этап (k) восстановленной фазовой информации, связанной со второй выборкой;

при этом этап (f) включает в себя определение, соответствует ли листовой носитель на маршруте, по меньшей мере, одному из одиночного листа и нескольких листов, в соответствии с восстановленной фазовой информацией.

g) определение значений исходных фазовых углов в соответствии с первым и вторым выходными сигналами корреляционных фильтров;

при этом этап (е) включает в себя определение значений восстановленных фазовых углов из значений исходных фазовых углов в соответствии с изменениями в первом и втором выходных сигналах, причем значения восстановленных фазовых углов представляют фазовую задержку звукового сигнала, при этом, по меньшей мере, один процессор обеспечивает различение между одиночным листом и несколькими листами в соответствии со значениями восстановленных фазовых углов.

h) формирование индексов для таблицы заранее вычисленных значений исходных фазовых углов в соответствии с первым и вторым выходными сигналами первого и второго корреляционных фильтров;

при этом на этапе (g) значения исходных фазовых углов определяются из таблицы с помощью индексов.

g) считывание MICR-информации с чека;

h) выполнение транзакции депонирования чеков с помощью MICR-информации; и

i) управление, по меньшей мере, одним механизмом транспортировки листов в автомате для помещения чека в область хранения в автомате.

j) управление, по меньшей мере, одним механизмом транспортировки листов для перемещения чека для обеспечения к нему доступа вне автомата.

a) направление звукового сигнала через листовой носитель, перемещающийся по пути перемещения;

b) формирование, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства в ответ на звуковой сигнал, при этом, по меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного сигнала приемного устройства формируется в ответ на звуковой сигнал после прохождения через листовой носитель;

c) использование первого и второго корреляционных фильтров для выработки первого и второго выходных сигналов, представляющих фазовую информацию, в ответ на, по меньшей мере, один сигнал приемного устройства;

d) получение первой пары выходных значений, связанных с первой выборкой первого и второго выходных значений;

e) определение, что первая выборка связана с фазовым углом, который попадает в первый диапазон углов примерно равный 90°;

f) получение второй пары выходных значений, связанных со второй выборкой первого и второго выходных сигналов, причем вторая выборка следует во времени после получения первой выборки;

g) сравнение второй пары выборок и первой пары выборок;

h) определение в ответ на этап (g), что вторая выборка связана с фазовым углом, который попадает во второй диапазон углов примерно равный 90°, смежный с первым диапазоном;

i) определение в ответ на этап (h) восстановленной фазовой информации, связанной со второй выборкой; и

j) определение, соответствует листовой носитель на пути перемещения, по меньшей мере, одному из одиночного листа и нескольких листов, в соответствии со сравнением между восстановленной фазовой информацией и, по меньшей мере, одним пороговым значением изменения фазы.

k) перед этапом (i) определение исходной фазовой информации в соответствии с второй парой выходных значений, при этом этап (i) включает в себя сопоставление исходной фазовой информации с восстановленной фазовой информацией в соответствии с этапом (h).