EP2338149B1 - Kalibrieren eines sensors zur wertdokumentbearbeitung - Google Patents

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EP2338149B1
EP2338149B1 EP09778614.9A EP09778614A EP2338149B1 EP 2338149 B1 EP2338149 B1 EP 2338149B1 EP 09778614 A EP09778614 A EP 09778614A EP 2338149 B1 EP2338149 B1 EP 2338149B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
calibration
calibration medium
sensor
optical sensor
magnetic sensor
Prior art date
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Active
Application number
EP09778614.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2338149A1 (de
Inventor
David Sacquard
Jürgen Schützmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP2338149A1 publication Critical patent/EP2338149A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2338149B1 publication Critical patent/EP2338149B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/17—Apparatus characterised by positioning means or by means responsive to positioning

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating a sensor which is designed for checking documents of value, for example in a device for processing documents of value.
  • the invention also relates to a corresponding sensor and a corresponding value document processing device.
  • sensors are usually used with which the type of documents of value is determined and / or with which the documents of value are checked for authenticity and / or for their condition.
  • sensors are used, for example, to check bank notes, checks, ID cards, credit cards, check cards, tickets, vouchers and the like.
  • the documents of value are checked in a device for processing documents of value, in which, depending on the properties of the document of value to be checked, one or more different sensors are contained.
  • the EP1752934 A2 relates to a method for checking documents of value, in which an image of the document of value is recorded, on the basis of which the document of value is checked.
  • the recorded image of the document of value is compared with a stored reference image in order to identify the document of value or to check the authenticity of the document of value.
  • the recorded image of the document of value transported obliquely or offset is subjected to a coordinate transformation, by means of which the recorded image is shifted and rotated as if it were recorded in the ideal position would have been.
  • the shifted and rotated image is then compared with the reference image.
  • the DE3918798 A1 deals with the same problem, but uses a different method to convert the obliquely recorded image of the document of value into a rectangular image of the document of value. A comparison with a reference image is then also carried out in order to check the authenticity or the condition of the document of value.
  • the DE102005000698 A1 discloses a method for checking a document of value, in which a magnetic sensor is used to detect a magnetic signal of the document of value.
  • the detected magnetic signal fluctuates when the distance between the document of value and the magnetic sensor is subject to fluctuations caused by transport. Since the magnetic signal is strongly dependent on the distance between the value document and the magnetic sensor, the distance between the value document and the magnetic sensor is determined at the same time as the magnetic signal detection with another sensor, namely a sound sensor. The distance is used to correct the detected magnetic signal. The corrected magnetic signal is used to check the authenticity of the document of value.
  • the disadvantage here is that the distance determined by the sound sensor can also be subject to errors, which can then cause an incorrect correction of the magnetic signal.
  • the sensors are checked for their correct functionality at certain time intervals or when there is a current occasion.
  • To check a sensor it is first calibrated and then, if necessary, adjusted.
  • the calibration is usually carried out with the aid of calibration media that are fed to the sensor and from which the sensor receives measurement signals, such as from the DE10151854 A1 is known.
  • the calibration media can be used for checking one or several properties of a single sensor, or for checking several or all relevant properties of several or all relevant sensors of the device for processing documents of value.
  • paper sheets with known, predefined properties are used as calibration media for the calibration of bank note sensors, or bank notes specially prepared for checking the sensors.
  • the documents of value are transported past the sensors used for checking in the device.
  • a calibration medium is transported past the sensors, the sensors recording measured values of the calibration medium. The measured values are compared with target values assigned to the calibration medium. If the measured values of the calibration medium deviate from the setpoints of the calibration medium, an adjustment of the relevant sensor is usually carried out in which the sensor is set as far as possible so that it delivers at least approximately the setpoints when the calibration medium is measured. The sensor adjusted in this way is then used to check documents of value.
  • One object of the present invention is to specify a method for calibrating a sensor which is designed for checking documents of value, by means of which a precise calibration of the sensor is made possible.
  • the method according to the invention is used to calibrate a sensor which is designed to check documents of value.
  • the documents of value are checked by the sensor, for example in a device for processing documents of value, which has a transport system for transporting the documents of value past the sensor along a transport direction.
  • the device can have a calibration mode in which one or more sensors of the device according to the invention Procedure to be calibrated.
  • the sensor that is calibrated according to the method according to the invention is a sensor for testing optical; or magnetic properties of the value documents.
  • the device can also be equipped with input and output compartments for feeding and removing the documents of value into and out of the device.
  • a calibration medium is transported past the sensor along the transport direction, the sensor recording measurement signals from the calibration medium.
  • the measurement signals picked up by the sensor contain first measurement signals that the sensor picks up from at least one reference area of the calibration medium, and second measurement signals that the sensor picks up from at least one marking of the calibration medium.
  • Reference data of the calibration medium are determined from the recorded measurement signals, in particular from the first measurement signals.
  • at least one transport property of the calibration medium is determined from the recorded measurement signals, in particular from the second measurement signals, the transport property being determined quantitatively.
  • the level of the measurement signal recorded by the reference area can be used as reference data.
  • other properties of the measurement signal can also be used as reference data, for example the area of the measurement signal, etc.
  • separate reference data can be determined for each measurement track of the sensor from the measurement signal recorded, e.g. a reference value for each measurement track.
  • the transport properties relate, for example, to the transport speed of the calibration medium along the transport direction and / or the position of the calibration medium in the transport plane of the calibration medium, in particular an inclined position of the calibration medium and / or a position of the calibration medium perpendicular to the transport direction.
  • the transport speed and / or the position of the calibration medium in the transport plane are determined quantitatively.
  • the position of the calibration medium can be specified quantitatively, e.g. by shifting the calibration medium perpendicular to the transport direction relative to a predefined, ideal position of the calibration medium.
  • the ideal position can, for example, be predefined relative to the sensor, in particular to the measuring tracks of the sensor.
  • At least one correction value is then determined from the transport property, in particular from the transport speed of the calibration medium and / or from the position of the calibration medium.
  • the previously determined reference data of the calibration medium are then corrected with the aid of the one or with the aid of the several determined correction values. For example, a separate correction value is determined for each measuring track of the sensor.
  • the reference data can also be corrected several times with the aid of correction values, these corrections being able to take place one after the other or at the same time.
  • several different transport properties of the calibration medium are determined quantitatively for this purpose. Separate correction values that are used to correct the reference data can then be determined for each of the various transport properties.
  • common correction values that are used to correct the reference data can also be determined from the various transport properties be used.
  • the reference data can also be corrected, quasi indirectly, in that the recorded measurement signals of the reference area are corrected with the aid of the correction values.
  • the at least one correction value it is possible to fall back on the results of previous measurements of the calibration medium that were carried out under different transport conditions, for example at different transport speeds and / or at different positions of the calibration medium in the transport plane.
  • the results of previous measurements are entered in a table of values which contains the correction values measured under certain transport conditions as a function of the transport conditions and which is kept ready for the calibration of the sensor.
  • those transport conditions are sought from the table of values which, at least approximately, correspond to the quantitatively determined transport properties, and the correction values assigned to these transport conditions are taken from the table of values.
  • the relationship between transport conditions and correction values can also be determined using simulation calculations.
  • the correction values can also be calculated with the aid of geometrical considerations from the transport conditions or from the transport properties. For example, based on the position of the calibration medium, the size of the portion of the measurement tracks swept over by the reference area can be calculated. In particular, that area portion can be calculated for each measuring track which is covered by the reference area of the calibration medium when the calibration medium is transported past the measuring track.
  • the previously determined reference data of the calibration medium are then corrected with the aid of the correction values determined.
  • a percentage correction factor is specified in the table of values for each transport speed, by which the measurement signals of the sensor change if the transport speed deviates from a nominal transport speed.
  • the correction factor that belongs to the quantitatively determined transport speed, i.e. to the actual transport speed of the calibration medium, is determined by means of the table of values.
  • the measurement signals, or alternatively the reference data themselves are multiplied by the correction factor from the table of values. In this way, the influence of irregularities in the transport speed on the measurement signals of the reference area or on the reference data of the calibration medium can be compensated.
  • the calibration of the sensor according to the invention determines corrected reference data which can then be used to adjust the sensor.
  • the corrected reference data are compared with nominal data which are assigned to the calibration medium, in particular the reference area of the calibration medium.
  • the nominal data can contain one or more fixed numerical values, for example several numerical values for different sections of the reference area.
  • the fixed numerical values can be provided with fluctuation ranges by means of which acceptable deviations from the target data are permitted within a certain range of values. If the corrected reference data deviate from the nominal data of the calibration medium, an adjustment of the sensor is necessary.
  • the sensor can be adjusted automatically or only after a corresponding adjustment External confirmation, for example by an operator who initiated the calibration of the sensor.
  • parameters are changed that the sensor uses to process value-document measurement signals that the sensor picks up when checking value documents.
  • hardware settings of the sensor can also be changed, for example in the event of very large deviations between the corrected reference data and the setpoint data.
  • the senor that is calibrated by the method according to the invention has a plurality of measuring tracks which are arranged perpendicular to the transport direction with a specific measuring track period. For example, during the calibration, a separate correction value is determined for each of the measuring tracks of the sensor. The reference data of the respective measuring track are then corrected with the aid of the correction value of the respective measuring track.
  • the sensor has, for example, a calibration mode in which it is calibrated according to the method according to the invention.
  • the sensor can be designed to carry out some of the steps of the method according to the invention for calibration itself.
  • the sensor can be equipped with a calibration device that can determine at least one transport property of the calibration medium.
  • the calibration device can be designed to determine at least one correction value from the at least one transport property and / or to correct the reference data with the aid of the at least one correction value.
  • the sensor can also be designed to adjust itself.
  • the device can have an identifier sensor for determining an identifier of a calibration medium supplied to the device, as well as a data memory in which several identifiers are stored and for each of these stored identifiers information is stored about which sensor or sensors in relation to which property and / or Properties a calibration is to be carried out using the calibration medium bearing the associated identifier.
  • the calibration medium used for calibration has at least one reference area, from whose measurement signals reference data of the calibration medium are determined, and at least one marking, from whose measurement signals transport properties of the calibration medium are determined.
  • the calibration medium can have one or more reference areas for the sensor to be calibrated. The multiple reference areas can, for example, along a line or in a specific pattern on the Calibration medium be arranged.
  • the calibration medium can also have one or more reference areas for calibrating further sensors. Different areas of the calibration medium are preferably used as reference area and as markings, but these areas can be sections of the same print, for example the same print image.
  • the at least one marking and the at least one reference area are preferably produced with a high degree of positional precision in relation to one another, so that their relative position is precisely defined.
  • the markings and the reference area are preferably produced in the same method step, for example in the same printing step.
  • the calibration medium is, for example, a flat object which is designed similarly to a value document to be checked with the sensor, for example a printed sheet of paper or a selected value document.
  • the calibration medium can contain an identifier for its identification.
  • the calibration medium can also contain information about which sensors can be calibrated with the calibration medium and / or the setpoint data that are assigned to the calibration medium. This information can be contained, for example, in a character string and / or in a barcode and / or in an electronic data carrier of the calibration medium.
  • the calibration medium has several markings that are spaced apart from one another perpendicular to the direction of transport of the calibration medium, the spacing of the markings perpendicular to the direction of transport being in particular a multiple of the measurement track period of the sensor.
  • the markings can also be offset from one another in the direction of transport.
  • the width of the markings can, for example, be exactly the width of a measuring track perpendicular to the transport direction or an integral multiple of the width of a measuring track. Certain imprints or print image areas can be used as markings, but edges of the calibration medium can also be used or holes etc. made therein can be used as markings.
  • the sensor to be calibrated and the device are designed for checking documents of value which are transported past the sensor in the same way as the calibration medium.
  • measurement signals of the calibration medium transported past or of the value document are recorded.
  • different operating modes of the sensor and / or the device are provided, which can be set externally and in which the recorded measurement signals are used in different ways. In the calibration mode, the measurement signals of the calibration medium are used to determine the state of the sensor; in the test mode, the measurement signals of the value documents are used to determine the authenticity and / or the type and / or the state of the value documents.
  • a set of calibration media is preferably used to calibrate the sensor, for example a packet of 100 calibration media which is fed to the device for processing documents of value.
  • the individual calibration media of the set are successively transported through the device and past the sensor to be calibrated.
  • the calibration media of the set differ only in their identification, while the reference area (s) and the at least one marking are the same.
  • Reference data are determined for each individual calibration medium of the set and the respective reference data are determined with the aid of a for the respective calibration medium Correction value corrected, which is derived from the or the respective transport properties of the respective calibration medium.
  • a correction of the reference data is therefore carried out individually for each calibration medium of the set in order to determine corrected reference data for the respective calibration medium.
  • a mean value of the corrected reference data of the calibration media in the set is then calculated. This mean value is compared with a nominal range around a nominal mean value that is expected for the respective set of calibration media.
  • the target mean value and / or the target range can be introduced into the device for processing documents of value via a corresponding interface, for example by manual input, via a network connection or via a data carrier, for example a USB stick, which is assigned to the set of calibration media. If the mean value calculated for the calibration media of the set is outside the nominal range of the nominal mean value, the sensor is adjusted.
  • the target range corresponds, for example, to a maximum acceptable deviation from the target mean value.
  • certain calibration media of the set can be selected. If, for example, the transport properties of a calibration medium deviate too much from the expected transport properties, this calibration medium and its measurement data can be ignored for the calibration of the sensor.
  • the mean value is then formed from the corrected reference data of the other calibration media in the set, that is to say those calibration media whose transport properties are within certain tolerable limits.
  • a first exemplary embodiment is shown in which a calibration medium 1 is used to calibrate a sensor 10 and for this purpose is transported past the sensor 10 along a transport direction T, the latter receiving measurement signals from the calibration medium 1.
  • the arrangement shown can be arranged in a device for processing documents of value, in which documents of value are checked with the aid of the sensor 10.
  • the sensor 10 is connected to a calibration device 5 which, for example, can be arranged in the housing of the sensor 10 or outside of the sensor 10.
  • the calibration medium 1 has a reference area 2 in which a specific reference material is applied, from which the sensor 10, in the ideal case, if it is optimally adjusted, records specific setpoint data.
  • the reference material can be distributed homogeneously in the reference area 2, for example.
  • the reference material can contain magnetic pigments, for example.
  • the reference material can have, for example, fluorescent or phosphorescent pigments or one or more specific colors.
  • the calibration medium 1 also has a plurality of markings 3a, 3b, which are designed such that the sensor 10 also picks up measurement signals from these.
  • the markings 3a, 3b can also be made from the reference material, for example.
  • the reference material was printed onto the calibration medium 1 in the same method step.
  • three front markings 3a and three rear markings 3b are applied at the beginning and at the end of the calibration medium 1, which are each arranged along a line perpendicular to the transport direction T.
  • the sensor 10 has twelve measuring tracks L1-L12, which are arranged along a line perpendicular to the transport direction T of the calibration medium 1 with a measuring track period a.
  • a sensor element 11 is provided for each of the measuring tracks L1-L12, which picks up measuring signals of the calibration medium 1 transported past the sensor 10, namely both measuring signals of the reference area 2, the heights of which are referred to below as R1-R12, and measuring signals of the markings 3, the heights of which are referred to below as M1-M12.
  • the calibration medium 1 is specially designed for calibrating the sensor 10.
  • the calibration medium 1 is adapted to the sensor 10 in that the distance d between the markings 3a, 3b is a multiple, in this case double, the measurement track period a.
  • the extension of the markings 3a, 3b perpendicular to the transport direction T is selected so that it corresponds to the measurement track width of the sensor 10, which in this example is equal to the measurement track period a.
  • the calibration medium 1 is transported past the sensor 10 in an ideal position.
  • the markings 3a, 3b supply the measurement signal levels M4, M6 and M8 in the measurement tracks L4, L6 and L8, while the measurement tracks L1-L3, L5, L7 and L9-L12 only record negligible measurement signals from the markings 3a, 3b.
  • the measurement tracks L2-L11 covered by the calibration medium 1 detect the measurement signal levels R2-R11 of the reference area 2, while the measurement tracks L1 and L12 of the reference area 2 located outside the calibration medium 1 only detect negligible measurement signals.
  • FIG. 1b a non-ideal transport position is shown, in which the calibration medium 1 is transported past the sensor 10 in the run-up position.
  • the calibration medium 1 is shifted upwards in the transport plane, for example due to unavoidable irregularities in the transport of the calibration medium 1.
  • the magnitude of the displacement of the front and rear markings 3a and 3b is referred to below as Va and Vb, respectively.
  • these displacements Va and Vb are drawn in by way of example in each case using the lowest of the markings 3a and 3b relative to the lower edge of the measurement track L8.
  • the measurement track L11 now detects a reduced measurement signal level R11 of the reference area 2, since the measurement track L11 is only partially covered by the reference area 2.
  • the run-up position is taken into account. Due to the run-up position, a changed measurement signal is also measured from the markings 3a, 3b of the calibration medium 1 in some of the measurement tracks. Compared to the ideal location Figure 1a the measuring tracks L4, L6 and L8 each detect reduced measuring signal levels M4, M6 and M8 of the markings 3a, 3b. In addition, the measurement tracks L3, L5 and L7 now also detect non-negligible measurement signal levels M3, M5 and M7 of the markings 3a, 3b.
  • the transport position of the calibration medium can be determined quantitatively from the measurement signal levels Determine M4, M6 and M8 and from the measurement signal levels M3, M5 and M7.
  • the displacements Va, Vb of the calibration medium 1 perpendicular to the transport direction T are determined in this example by linking the measurement signal levels of adjacent measurement tracks. For example, operations (M4-M3) / M4, (M6-M5) / M6 and (M8-M7) / M8 deliver in the case of the ideal situation Figure 1a each approximately the numerical value 1.
  • measuring tracks L4, L6 and L8 in turn detect reduced measuring signal heights when the vehicle is in a low position, while the measuring tracks L5, L7 and L9 each detect non-negligible measuring signal heights M5, M7 and M9 of the markings 3a, 3b.
  • measuring track L9 In contrast to the run-up position, instead of measuring track L3, measuring track L9 now delivers a non-negligible measuring signal.
  • the run-up position and run-down position can therefore be distinguished from one another, for example, by comparing the measurement signal levels M3 and M9.
  • the difference between the measurement signal levels M3 and M9 in the run-up position and in the run-down position provides results with different signs.
  • the displacements V a , V b in the run-up position have a positive sign and the displacements V a , V b in the run-down position have a negative sign specified.
  • operations (M4-M5) / M4, (M6-M7) / M6 and (M8-M9) / M8 can be carried out, for example, which result in the numerical value 1 for an ideal position, but analogously for a low position to the run-up position, deliver reduced numerical values.
  • Figure 1c shows a further non-ideal transport position in which the calibration medium 1 is transported past the sensor 10 in an inclined position at the angle ⁇ to the transport direction T.
  • the front markings 3a and the rear markings 3b of the calibration medium 1 in the inclined position In contrast to the ideal position and the run-up and run-down positions, clearly different measurement signals are recorded by the front markings 3a and the rear markings 3b of the calibration medium 1 in the inclined position.
  • the front markings 3a of the calibration medium 1 supply relatively low measurement signal levels M4, M6 and M8, but relatively large measurement signal levels M3, M5 and M7.
  • the rear markings 3b of the calibration medium 1 supply almost vanishing measurement signal levels M4, M6 and M8, but relatively large measurement signal levels M5, M7 and M9.
  • the inclined position can be recognized.
  • the markings above in relation to FIG Figure 1b specified operations for the quantitative determination of the run-up position or the run-down position are carried out.
  • a run-up position for the front markings 3a ie a displacement Va with a positive sign
  • the rear markings 3b a run-down position, ie a displacement Vb with a negative sign.
  • the inclined position of the calibration medium 1 can also lead to the measurement signal induced at the beginning and end of the reference area 2 being reduced due to the less abrupt beginning and end of the reference area 2.
  • the correction factor by which the level of the induced measurement signal is reduced is a function of the angle ⁇ .
  • the inclined position can have an effect on the recorded measurement signals.
  • the inclined position of the calibration medium 1 by the angle ⁇ and the associated inclined position of the reference area 2 increases the effectively measured length of the reference area 2 along the transport direction T. Measurements of the calibration medium 1 can be determined in an inclined position, for example in advance of the calibration, or on the basis of simulation calculations.
  • Reference data of the calibration medium 1 are determined from the measurement signals of the reference area 2 recorded by the sensor 10.
  • the measurement signal height R1-R12 for example, is used as reference data for each of the measurement tracks L1-L12.
  • the reference data R1-R12 are then corrected as a function of the quantitatively determined displacements Va, Vb of the front and rear markings 3a, 3b, and possibly as a function of the angle ⁇ .
  • the end Figure 1b corrects the reference data R11 and R1 of the measurement tracks L11 and L1, while no correction is required for the reference data of the measurement tracks L2-L10 and L12.
  • the reference data of the measurement tracks L1 and L11 would have to be corrected, and with different signs of the shifts V R1 and V R2 the reference data of the measurement tracks L1, L2, L11, L12, but only if the size of the shifts does not exceed the measurement track period a. If the displacements V R1 , V R2 should be greater than the measuring track period a, the reference data of further measuring tracks would also have to be corrected, for example the measuring tracks L3 or L10. In order to take into account the displacements V R1 and V R2 , the reference data of the measurement tracks L2 and L12 can be corrected, e.g.
  • the measurement signals recorded by the reference area 2 can also be influenced by the transport speed of the calibration medium 1, for example in the case of magnetic sensors or optical sensors.
  • the recorded reference data can therefore also be falsified by fluctuations in the transport speed of the calibration medium 1.
  • the transport speed of the calibration medium 1 is determined quasi online, by measuring the actual transport speed of the calibration medium 1 using the measurement signals of the calibration medium 1.
  • the (actual) transport speed of the calibration medium 1 results, for example, from the time span between the measurement signals of the markings 3a and 3b of the calibration medium 1 lies in connection with the known distance D between the markings 3a and 3b along the transport direction T, cf. Figure 1a .
  • the reference data can then be corrected as a function of the (actual) transport speed.
  • the correction values required for this can in turn be determined by measurements of the calibration medium 1 in advance of the calibration or by simulation calculations.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zur Prüfung von Wertdokumenten, z.B. in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung, ausgebildet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen entsprechenden Sensor und eine entsprechende Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung.
  • Zur Prüfung von Wertdokumenten werden üblicherweise Sensoren verwendet, mit denen die Art der Wertdokumente bestimmt wird und/oder mit denen die Wertdokumente auf Echtheit und/oder auf ihren Zustand geprüft werden. Derartige Sensoren werden z.B. zur Prüfung von Banknoten, Schecks, Ausweisen, Kreditkarten, Scheckkarten, Tickets, Gutscheinen und dergleichen verwendet. Die Wertdokumente werden in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung geprüft, in der, je nach den zu prüfenden Wertdokumenteigenschaften, einer oder mehrere unterschiedliche Sensoren enthalten sind.
  • Die EP1752934 A2 betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, bei dem ein Bild des Wertdokuments aufgenommen wird, anhand dessen das Wertdokument geprüft wird. Das aufgenommene Bild des Wertdokuments wird mit einem hinterlegtem Referenzbild verglichen, um das Wertdokument zu identifizieren oder die Echtheit des Wertdokuments zu prüfen. In dem Fall, wenn das Wertdokument schräg oder versetzt zur Ideallage transportiert wird, besteht das Problem, dass die beiden zu vergleichenden Bilder nicht aufeinander liegen, was jedoch nötig ist, um sie vergleichen zu können. Daher wird gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel das aufgenommene Bild des schräg oder versetzt transportierten Wertdokuments einer Koordinatentransformation unterzogen, durch die das aufgenommene Bild so verschoben und gedreht wird, als ob es in der Ideallage aufgenommen worden wäre. Anschließend wird der Vergleich des verschobenen und gedrehten Bilds mit dem Referenzbild durchgeführt.
  • Die DE3918798 A1 beschäftigt sich mit demselben Problem, verwendet aber ein anderes Verfahren um das schräg aufgenommenen Bild des Wertdokuments in ein rechteckiges Bild des Wertdokuments zu konvertieren. Anschließend wird auch ein Vergleich mit einem Referenzbild durchgeführt, um die Echtheit oder den Zustand des Wertdokuments zu prüfen.
  • Die DE102005000698 A1 offenbart ein Verfahren zu Prüfung eines Wertdokuments, bei dem mit einem Magnetsensor ein Magnetsignal des Wertdokuments detektiert wird. Das detektierte Magnetsignal schwankt jedoch, wenn der Abstand des Wertdokuments von dem Magnetsensor transportbedingten Schwankungen unterliegt. Da das Magnetsignal stark von dem Abstand des Wertdokuments von dem Magnetsensor abhängt, wird gleichzeitig zur Magnetsignaldetektion mit einem anderen Sensor, nämlich einem Schallsensor, der Abstand des Wertdokuments von dem Magnetsensor bestimmt. Der Abstand wird dazu verwendet, das detektierte Magnetsignal zu korrigieren. Das korrigierte Magnetsignal wird zur Echtheitsprüfung des Wertdokuments verwendet. Nachteilig ist dabei, dass auch der mit dem Schallsensor bestimmte Abstand mit Fehlern behaftet sein kann, die dann eine fehlerhafte Korrektur des Magnetsignals bewirken können.
  • Üblicherweise werden die Sensoren in bestimmten zeitlichen Abständen oder bei aktuellem Anlass bezüglich ihrer korrekten Funktionsfähigkeit überprüft. Zur Überprüfung eines Sensors wird dieser zunächst kalibriert und anschließend, falls nötig, justiert. Die Kalibrierung erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Kalibriermedien, die dem Sensor zugeführt werden und von denen der Sensor Messsignale aufnimmt, wie es z.B. aus der DE10151854 A1 bekannt ist. Die Kalibriermedien können für die Überprüfung einer oder mehrerer Eigenschaften eines einzelnen Sensors ausgebildet sein, oder für die Überprüfung mehrerer oder aller relevanten Eigenschaften von mehreren oder allen relevanten Sensoren der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung. Beispielsweise werden für die Kalibrierung von Banknotensensoren Papierblätter mit bekannten, vordefinierten Eigenschaften als Kalibriermedien eingesetzt oder auch speziell für die Überprüfung der Sensoren präparierte Banknoten.
  • Bei einigen Vorrichtungen zur Wertdokumentbearbeitung werden die Wertdokumente in der Vorrichtung an den zur Prüfung verwendeten Sensoren vorbeitransportiert. Um die Sensoren zu kalibrieren wird, an Stelle der Wertdokumente, ein Kalibriermedium an den Sensoren vorbeitransportiert, wobei die Sensoren Messwerte des Kalibriermediums aufnehmen. Die Messwerte werden mit Sollwerten verglichen, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind. Falls die Messwerte des Kalibriermediums von den Sollwerten des Kalibriermediums abweichen, wird üblicherweise eine Justage des betreffenden Sensors durchgeführt, bei der der Sensor möglichst so eingestellt wird, dass er bei Messung des Kalibriermediums zumindest näherungsweise die Sollwerte liefert. Der so justierte Sensor wird anschließend zur Prüfung von Wertdokumenten verwendet.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors, der zur Prüfung von Wertdokumenten ausgebildet ist, anzugeben, durch das eine präzise Kalibrierung des Sensors ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Kalibrieren eines Sensors verwendet, der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist. Die Wertdokumente werden durch den Sensor z.B. in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung geprüft, die ein Transportsystem zum Vorbeitransportieren der Wertdokumente an dem Sensor entlang einer Transportrichtung aufweist. Die Vorrichtung kann einen Kalibriermodus aufweisen, in dem einer oder mehrere Sensoren der Vorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert werden. Der Sensoren, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wird, ist ein Sensor zur Prüfung optischer; oder magnetischer Eigenschaften der Wertdokumente. Bei der Prüfung der Wertdokumente wird die Art der Wertdokumente bestimmt und/oder die Wertdokumente werden auf Echtheit und/oder auf ihren Zustand geprüft. Die Vorrichtung kann außerdem mit Ein- und Ausgabefächern zum Zuführen bzw. Abführen der Wertdokumente in die bzw. aus der Vorrichtung ausgestattet sein.
  • Zum Kalibrieren des Sensors wird ein Kalibriermedium entlang der Transportrichtung an dem Sensor vorbeitransportiert, wobei der Sensor Messsignale des Kalibriermediums aufnimmt. Insbesondere enthalten die von dem Sensor aufgenommenen Messsignale erste Messsignale, die der Sensor von mindestens einem Referenzbereich des Kalibriermediums aufnimmt, und zweite Messsignale, die der Sensor von mindestens einer Markierung des Kalibriermediums aufnimmt. Aus den aufgenommenen Messsignalen, insbesondere aus den ersten Messsignalen, werden Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt. Außerdem wird aus den aufgenommenen Messsignalen, insbesondere aus den zweiten Messsignalen, mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmt, wobei die Transporteigenschaft quantitativ bestimmt wird.
  • Als Referenzdaten kann z.B. die Höhe des von dem Referenzbereich aufgenommenen Messsignals verwendet werden. Alternativ können als Referenzdaten auch andere Eigenschaften des Messsignals verwendet werden, beispielsweise die Fläche des Messsignals etc. Bei einem mehrspurigen Sensor können für jede Messspur des Sensors aus dem jeweils aufgenommenen Messsignal eigene Referenzdaten bestimmt werden, z.B. jeweils ein Referenzwert für jede Messspur.
  • Die Transporteigenschaften betreffen z.B. die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums entlang der Transportrichtung und/ oder die Lage des Kalibriermediums in der Transportebene des Kalibriermediums, insbesondere eine Schräglage des Kalibriermediums und/oder eine Position des Kalibriermediums senkrecht zur Transportrichtung. Bei der quantitativen Bestimmung der mindestens einen Transporteigenschaft werden z.B. die Transportgeschwindigkeit und/oder die Lage des Kalibriermediums in der Transportebene quantitativ bestimmt. Die Lage des Kalibriermediums lässt sich quantitativ z.B. durch die Verschiebung des Kalibriermediums senkrecht zur Transportrichtung relativ zu einer vordefinierten, idealen Lage des Kalibriermediums angeben. Die ideale Lage kann z.B. relativ zum Sensor, insbesondere zu den Messspuren des Sensors, vordefiniert sein.
  • Aus der Transporteigenschaft, insbesondere aus der Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums und/oder aus der Lage des Kalibriermediums, wird anschließend mindestens ein Korrekturwert ermittelt. Anschließend werden die zuvor bestimmten Referenzdaten des Kalibriermediums mit Hilfe des einen oder mit Hilfe der mehreren ermittelten Korrekturwerte korrigiert. Beispielsweise wird für jede Messspur des Sensors ein eigener Korrekturwert ermittelt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Referenzdaten auch mehrfach mit Hilfe von Korrekturwerten korrigiert werden, wobei diese Korrekturen nacheinander oder gleichzeitig erfolgen können. Beispielsweise werden dazu mehrere verschiedene Transporteigenschaften des Kalibriermediums quantitativ bestimmt. Für jede der verschiedenen Transporteigenschaften können dann eigene Korrekturwerte ermittelt werden, die zum Korrigieren der Referenzdaten verwendet werden. Alternativ können aus den verschiedenen Transporteigenschaften auch gemeinsame Korrekturwerte ermittelt werden, die zum Korrigieren der Referenzdaten verwendet werden. Die Referenzdaten können auch, quasi indirekt, dadurch korrigiert werden, dass bereits die aufgenommenen Messsignale des Referenzbereichs mit Hilfe der Korrekturwerte korrigiert werden. Durch die Korrektur der Messsignale einer Messspur erfolgt schließlich automatisch auch eine Korrektur der Referenzdaten der jeweiligen Messspur.
  • Zum Ermitteln des mindestens einen Korrekturwerts kann auf Ergebnisse früherer Messungen des Kalibriermediums zurückgegriffen werden, die unter verschiedenen Transportbedingungen durchgeführt wurden, z.B. bei verschiedenen Transportgeschwindigkeiten und/oder bei verschiedenen Lagen des Kalibriermediums in der Transportebene. Beispielsweise sind die Ergebnisse früherer Messungen in einer Wertetabelle eingetragen, in der die unter bestimmten Transportbedingungen gemessenen Korrekturwerte in Abhängigkeit der Transportbedingungen enthalten sind und die für die Kalibrierung des Sensors bereit gehalten wird. Um die Korrekturwerte zu ermitteln, werden aus der Wertetabelle diejenigen Transportbedingungen herausgesucht, die den quantitativ bestimmten Transporteigenschaften, zumindest näherungsweise, entsprechen, und die diesen Transportbedingungen zugeordneten Korrekturwerte aus der Wertetabelle entnommen. Alternativ kann der Zusammenhang zwischen Transportbedingungen und Korrekturwerten auch durch Simulationsrechungen ermittelt werden. Alternativ können die Korrekturwerte auch mit Hilfe geometrischer Überlegungen aus den Transportbedingungen bzw. aus den Transporteigenschaften berechnet werden. Beispielsweise kann anhand der Lage des Kalibriermediums die Größe des von dem Referenzbereich überstrichenen Anteils der Messspuren berechnet werden. Insbesondere kann für jede Messspur derjenige Flächenanteil berechnet werden, der beim Vorbeitransportieren des Kalibriermediums an der Messspur durch den Referenzbereich des Kalibriermediums abgedeckt wird.
  • Mit Hilfe der ermittelten Korrekturwerte werden anschließend die zuvor bestimmten Referenzdaten des Kalibriermediums korrigiert.
  • In einem speziellen Ausführungsbeispiel ist in der Wertetabelle für jede Transportgeschwindigkeit jeweils ein prozentualer Korrekturfaktor angegeben, um den sich die Messsignale des Sensors bei Abweichung der Transportgeschwindigkeit von einer nominellen Transportgeschwindigkeit ändern. Mittels der Wertetabelle wird derjenige Korrekturfaktor bestimmt, der zu der quantitativ bestimmten Transportgeschwindigkeit, d.h. zu der tatsächlichen Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums, gehört. Zur Korrektur der Referenzdaten des Kalibriermediums werden die Messsignale, oder alternativ die Referenzdaten selbst, mit dem Korrekturfaktor aus der Wertetabelle multipliziert. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von Unregelmäßigkeiten der Transportgeschwindigkeit auf die Messsignale des Referenzbereichs, bzw. auf die Referenzdaten des Kalibriermediums, kompensieren.
  • Durch die erfindungsgemäße Kalibrierung des Sensors werden korrigierte Referenzdaten bestimmt, die anschließend zum Justieren des Sensors verwendet werden können. Die korrigierten Referenzdaten werden mit Solldaten verglichen, die dem Kalibriermedium, insbesondere dem Referenzbereich des Kalibriermediums, zugeordnet sind. Die Solldaten können einen oder mehrere feste Zahlenwerte enthalten, z.B. mehrere Zahlenwerte für verschiedene Abschnitte des Referenzbereichs. Die festen Zahlenwerte können mit Schwankungsbreiten versehen sein, durch die akzeptable Abweichungen von den Solldaten in einem bestimmten Wertebereich erlaubt werden. Falls die korrigierten Referenzdaten von den Solldaten des Kalibriermediums abweichen, ist eine Justage des Sensors erforderlich. Das Justieren des Sensors kann automatisch erfolgen oder erst nach einer entsprechenden Bestätigung von außen, z.B. durch eine Bedienperson, die die Kalibrierung des Sensors veranlasst hat. Zum Justieren des Sensors werden z.B. Parameter verändert, die der Sensor zur Verarbeitung von Wertdokument-Messsignalen verwendet, die der Sensor beim Prüfen von Wertdokumenten aufnimmt. Alternativ können beim Justieren des Sensors auch hardwaremäßige Einstellungen des Sensors verändert werden, z.B. bei sehr großen Abweichungen der korrigierten Referenzdaten von den Solldaten.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist der Sensor, der durch das erfindungsgemäße Verfahren kalibriert wird, mehrere Messspuren auf, die senkrecht zur Transportrichtung mit einer bestimmten Messspurenperiode angeordnet sind. Zum Beispiel wird bei der Kalibrierung für jede der Messspuren des Sensors jeweils ein eigener Korrekturwert ermittelt. Mit Hilfe des Korrekturwerts der jeweiligen Messspur werden dann die Referenzdaten der jeweiligen Messspur korrigiert. Der Sensor weist z.B. einen Kalibriermodus auf, in dem er gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert wird. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, einige der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kalibrierung selbst durchzuführen. Zu diesem Zweck kann der Sensor mit einer Kalibriereinrichtung ausgestattet sein, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums bestimmen kann. Zusätzlich kann die Kalibriereinrichtung dazu ausgebildet sein, aus der mindestens einen Transporteigenschaft mindestens einen Korrekturwert zu ermitteln und/oder die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts zu korrigieren. Insbesondere kann der Sensor auch dazu ausgebildet sein, sich selbst zu justieren.
  • Die Vorrichtung kann einen Kennungssensor zur Ermittlung einer Kennung eines der Vorrichtung zugeführten Kalibriermediums aufweisen sowie einen Datenspeicher, in dem mehrere Kennungen gespeichert ist und zu jeder dieser gespeicherten Kennungen Informationen darüber gespeichert sind, für welchen Sensor oder welche Sensoren in Bezug auf welche Eigenschaft und/oder Eigenschaften eine Kalibrierung anhand des die zugehörige Kennung tragenden Kalibriermediums durchzuführen ist.
  • Das zum Kalibrieren verwendete Kalibriermedium weist mindestens einen Referenzbereich auf, aus dessen Messsignalen Referenzdaten des Kalibriermediums bestimmt werden, und mindestens eine Markierung, aus deren Messsignalen Transporteigenschaften des Kalibriermediums bestimmt werden. Das Kalibriermedium kann einen oder mehrere Referenzbereiche für den zu kalibrierenden Sensor aufweisen. Die mehreren Referenzbereiche können z.B. entlang einer Linie oder in einem bestimmten Muster auf dem Kalibriermedium angeordnet sein. Zusätzlich kann das Kalibriermedium auch einen oder mehrere Referenzbereiche zur Kalibrierung weiterer Sensoren aufweisen. Als Referenzbereich und als Markierungen werden vorzugsweise verschiedene Bereiche des Kalibriermediums verwendet, die jedoch Abschnitte desselben Aufdrucks sein können, beispielsweise desselben Druckbilds. Die mindestens eine Markierung und der mindestens eine Referenzbereich werden vorzugsweise mit hoher Lagepräzision zueinander hergestellt, so dass deren relative Lage genau definiert ist. Dadurch lässt sich eine hohe Genauigkeit der Kalibrierung erreichen. Vorzugsweise werden die Markierungen und der Referenzbereich in demselben Verfahrensschritt hergestellt, z.B. in demselben Druckschritt. Das Kalibriermedium ist z.B. ein flacher Gegenstand, der ähnlich wie ein mit dem Sensor zu prüfendes Wertdokument gestaltet ist, z.B. ein bedruckter Papierbogen oder ein ausgewähltes Wertdokument. Zu seiner Identifikation kann das Kalibriermedium eine Kennung enthalten. Außerdem kann das Kalibriermedium auch Informationen darüber enthalten, welche Sensoren mit dem Kalibriermedium zu kalibriert werden können und/oder die Solldaten, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind. Diese Informationen können z.B. in einer Zeichenfolge und/ oder in einem Barcode und/ oder in einem elektronischen Datenträger des Kalibriermediums enthalten sein. In einem Ausführungsbeispiel weist das Kalibriermedium mehrere Markierungen auf, die senkrecht zur Transportrichtung des Kalibriermediums voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand der Markierungen senkrecht zur Transportrichtung insbesondere ein Vielfaches der Messspurenperiode des Sensors beträgt. Die Markierungen können auch in Transportrichtung zueinander versetzt sein. Die Breite der Markierungen kann z.B. genau eine Breite einer Messspur senkrecht zur Transportrichtung betragen oder auch ein ganzzahliges Vielfaches der Breite einer Messspur. Als Markierungen können bestimmte Aufdrucke oder Druckbildbereiche verwendet werden, es können aber auch Kanten des Kalibriermediums oder darin eingebrachte Löcher etc. als Markierungen verwendet werden.
  • Der zu kalibrierende Sensor und die Vorrichtung sind zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet, die in derselben Weise wie das Kalibriermedium an dem Sensor vorbeitransportiert werden. Beim Kalibrieren des Sensors und beim Prüfen der Wertdokumente werden jeweils Messsignale des vorbeitransportierten Kalibriermediums bzw. des Wertdokuments aufgenommen. Zum Kalibrieren des Sensors und zum Prüfen der Wertdokumente sind jedoch verschiedene Betriebsmodi des Sensors und/oder der Vorrichtung vorgesehen, die von außen eingestellt werden können und in denen die aufgenommenen Messsignale verschieden verwendet werden. Im Kalibriermodus werden die Messsignale des Kalibriermediums zur Feststellung des Zustands des Sensors verwendet, im Prüfmodus werden die Messsignale der Wertdokumente zur Bestimmung der Echtheit und/oder der Art und/oder des Zustands der Wertdokumente verwendet.
  • Zur Kalibrierung des Sensors wird bevorzugt ein Satz von Kalibriermedien verwendet, z.B. ein Päckchen von 100 Kalibriermedien, das der Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung zugeführt wird. Durch die Kalibrierung mit einer Vielzahl von Kalibriermedien können weitere Schwankungen des Messsystems eliminiert und die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht werden. Zum Kalibrieren werden die einzelnen Kalibriermedien des Satzes nacheinander durch die Vorrichtung und an dem zu kalibrierenden Sensor vorbei transportiert. Beispielsweise unterscheiden sich die Kalibriermedien des Satzes nur in ihrer Kennung, während der oder die Referenzbereiche und die mindestens eine Markierung gleich sind. Für jedes einzelne Kalibriermedium des Satzes werden Referenzdaten bestimmt und die jeweiligen Referenzdaten mit Hilfe eines für das jeweilige Kalibriermedium ermittelten Korrekturwerts korrigiert, der aus der oder den jeweiligen Transporteigenschaften des jeweiligen Kalibriermediums abgeleitet wird. Eine Korrektur der Referenzdaten wird also für jedes Kalibriermedium des Satzes individuell durchgeführt, um korrigierte Referenzdaten für das jeweilige Kalibriermedium zu ermitteln. Anschließend wird ein Mittelwert der korrigierten Referenzdaten der Kalibriermedien des Satzes berechnet. Dieser Mittelwert wird mit einem Sollbereich um einen Soll-Mittelwert verglichen, der für den jeweiligen Satz an Kalibriermedien erwartet wird. Der Soll-Mittelwert und/oder der Sollbereich können über eine entsprechende Schnittstelle in die Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung eingebracht werden, z.B. durch manuelle Eingabe, über eine Netzwerkverbindung oder über einen Datenträger, z.B. einen USB-Stick, der dem Satz an Kalibriermedien zugeordnet ist. Falls der für die Kalibriermedien des Satzes berechnete Mittelwert außerhalb des Sollbereichs des Soll-Mittelwerts liegt, wird eine Justage des Sensors durchgeführt. Der Sollbereich entspricht z.B. einer höchstens akzeptablen Abweichung von dem Soll-Mittelwert.
  • Zur Durchführung der Kalibrierung des Sensors können bestimmte Kalibriermedien des Satzes selektiert werden. Wenn z.B. bei einem Kalibriermedium eine zu große Abweichung der Transporteigenschaften von den zu erwartenden Transporteigenschaften festgestellt wird, so kann dieses Kalibriermedium und dessen Messdaten für die Kalibrierung des Sensors ignoriert werden. Der Mittelwert wird dann aus den korrigierten Referenzdaten der übrigen Kalibriermedien des Satzes gebildet, also derjenigen Kalibriermedien, deren Transporteigenschaften innerhalb bestimmter tolerierbarer Grenzen liegen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1a
    Ein Kalibriermedium, das in idealer Lage an einem Sensor vorbeitransportiert wird,
    Figur 1b
    ein Kalibriermedium, das in Hochlauflage an dem Sensor vorbeitransportiert wird,
    Figur 1c
    ein Kalibriermedium, das in Schräglage an dem Sensor vorbeitransportiert wird.
  • In den Figuren 1a-c ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Kalibriermedium 1 zum Kalibrieren eines Sensors 10 verwendet wird und zu diesem Zweck entlang einer Transportrichtung T an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird, wobei dieser Messsignale des Kalibriermediums 1 aufnimmt. Die gezeigte Anordnung kann in einer Vorrichtung zur Wertdokumentbearbeitung angeordnet sein, in der Wertdokumente mit Hilfe des Sensors 10 geprüft werden. Der Sensor 10 ist mit einer Kalibriereinrichtung 5 verbunden, die z.B. im Gehäuse des Sensors 10 angeordnet sein kann oder außerhalb des Sensors 10.
  • Das Kalibriermedium 1 weist einen Referenzbereich 2 auf, in dem ein bestimmtes Referenzmaterial aufgebracht ist, von dem der Sensor 10 im Idealfall, sofern er optimal justiert ist, bestimmte Solldaten aufnimmt. Das Referenzmaterial kann im Referenzbereich 2 beispielsweise homogen verteilt sein. Im Fall eines Magnetsensors 10 kann das Referenzmaterial z.B. magnetische Pigmente enthalten. Im Fall eines optischen Sensors 10 kann das Referenzmaterial z.B. Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzpigmente oder eine oder mehrere bestimmte Farben aufweisen. Außerhalb des Referenzbereichs 2 weist das Kalibriermedium 1 außerdem mehrere Markierungen 3a, 3b auf, die so ausgebildet sind, dass der Sensor 10 auch von diesen Messsignale aufnimmt. Die Markierungen 3a, 3b können z.B. ebenfalls aus dem Referenzmaterial hergestellt sein. Zur Herstellung des Referenzbereichs 2 und der Markierungen 3a, 3b wurde das Referenzmaterial im selben Verfahrensschritt auf dem Kalibriermedium 1 aufgedruckt. In dem speziellen Ausführungsbeispiel sind am Anfang und am Ende des Kalibriermediums 1 jeweils drei vordere Markierungen 3a bzw. drei hintere Markierungen 3b aufgebracht, die jeweils entlang einer Linie senkrecht zur Transportrichtung T angeordnet sind.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1a-c weist der Sensor 10 zwölf Messspuren L1-L12 auf, die entlang einer Linie senkrecht zur Transportrichtung T des Kalibriermediums 1 mit einer Messspurenperiode a angeordnet sind. Für jede der Messspuren L1-L12 ist jeweils ein Sensorelement 11 vorgesehen, das Messsignale des an dem Sensor 10 vorbeitransportierten Kalibriermediums 1 aufnimmt, und zwar sowohl Messsignale des Referenzbereichs 2, deren Höhen im Folgenden als R1-R12 bezeichnet werden, als auch Messsignale der Markierungen 3, deren Höhen im Folgenden als M1-M12 bezeichnet werden. Das Kalibriermedium 1 ist speziell zum Kalibrieren des Sensors 10 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist das Kalibriermedium 1 dadurch an den Sensor 10 angepasst, dass der Abstand d der Markierungen 3a, 3b ein Vielfaches, hier das Doppelte, der Messspurenperiode a beträgt. Darüber hinaus ist im gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Ausdehnung der Markierungen 3a, 3b senkrecht zur Transportrichtung T so gewählt, dass sie der Messspurenbreite des Sensors 10 entspricht, die in diesem Beispiel gleich der Messspurenperiode a ist.
  • Im Fall der Figur 1a wird das Kalibriermedium 1 in idealer Lage an dem Sensor 10 vorbeitransportiert. Die Markierungen 3a, 3b liefern dabei in den Messspuren L4, L6 und L8 die Messsignalhöhen M4, M6 und M8, während die Messspuren L1-L3, L5, L7 und L9-L12 von den Markierungen 3a, 3b nur vernachlässigbare Messsignale erfassen. Außerdem erfassen die von dem Kalibriermedium 1 überstrichenen Messspuren L2-L11 die Messsignalhöhen R2-R11des Referenzbereichs 2, während die außerhalb des Kalibriermediums 1 angeordneten Messspuren L1 und L12 von dem Referenzbereich 2 nur vernachlässigbare Messsignale erfassen.
  • In Figur 1b ist eine nicht-ideale Transportlage gezeigt, bei der das Kalibriermedium 1 in Hochlauflage an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird. Dabei ist das Kalibriermedium 1, z.B. aufgrund von unvermeidbaren Unregelmäßigkeiten beim Transport des Kalibriermediums 1, in der Transportebene nach oben verschoben. Die Größe der Verschiebung der vorderen bzw. der hinteren Markierungen 3a bzw. 3b wird im Folgenden mit Va bzw. Vb bezeichnet. In Figur 1b sind diese Verschiebungen Va und Vb beispielhaft jeweils anhand der untersten der Markierungen 3a und 3b relativ zum unteren Rand der Messspur L8 eingezeichnet. Im Vergleich zur idealen Lage aus Figur 1a detektiert die Messspur L11 nun eine reduzierte Messsignalhöhe R11 des Referenzbereichs 2, da die Messspur L11 von dem Referenzbereich 2 nur teilweise überstrichen wird. Ohne Berücksichtigung der Hochlauflage würde man aufgrund der reduzierten Messsignalhöhe R11 demzufolge für diese Messspur L11 verfälschte Referenzdaten erhalten. Erfindungsgemäß wird die Hochlauflage aber berücksichtigt. Aufgrund der Hochlauflage wird auch von den Markierungen 3a, 3b des Kalibriermediums 1 in einigen der Messspuren ein verändertes Messsignal gemessen. Im Vergleich zur idealen Lage aus Figur 1a detektieren die Messspuren L4, L6 und L8 jeweils reduzierte Messsignalhöhen M4, M6 und M8 der Markierungen 3a, 3b. Außerdem detektieren nun auch die Messspuren L3, L5 und L7 jeweils nicht vernachlässigbare Messsignalhöhen M3, M5 und M7 der Markierungen 3a, 3b. Die Transportlage des Kalibriermediums lässt sich quantitativ aus den Messsignalhöhen M4, M6 und M8 und aus den Messsignalhöhen M3, M5 und M7 bestimmen. Um das Ausmaß der Hochlauflage zu berechnen werden in diesem Beispiel die Verschiebungen Va, Vb des Kalibriermediums 1 senkrecht zur Transportrichtung T durch Verknüpfen der Messsignalhöhen benachbarter Messspuren ermittelt. Beispielsweise liefern die Operationen (M4-M3)/M4, (M6-M5)/M6 und (M8-M7)/M8 im Fall der idealen Lage aus Figur 1a jeweils etwa den Zahlenwert 1. Bei Hochlauflage, wie in Figur 1b, ergibt sich ein deutlich reduzierter Zahlenwert: Falls das Kalibriermedium 1 z.B. um eine halbe Messspurenperiode a nach oben verschoben ist, würden diese Operationen jeweils etwa den Zahlenwert 0 liefern. Dazwischen liegende Verschiebungen Va, Vb können durch Interpolation berechnet werden. Um die Transportlage des Kalibriermediums 1 noch genauer zu bestimmen, können auch für alle drei vorderen und hinteren Markierungen 3a, 3b jeweils die Verschiebungen Va, Vb bestimmt werden.
  • Analog kann auch bei Tieflauflage des Kalibriermediums 1 vorgegangen werden, bei der das Kalibriermedium 1 in der Transportebene nach unten verschoben transportiert wird. Im Vergleich zur idealen Lage aus Figur 1a detektieren die Messspuren L4, L6 und L8 bei Tieflauflage wiederum jeweils reduzierte Messsignalhöhen, während die Messspuren L5, L7 und L9 jeweils nicht vernachlässigbare Messsignalhöhen M5, M7 und M9 der Markierungen 3a, 3b detektieren. Im Unterschied zur Hochlauflage liefert nun also statt der Messspur L3 die Messspur L9 ein nicht vernachlässigbares Messsignal. Hochlauflage und Tieflauflage können demzufolge z.B. durch Vergleichen der Messsignalhöhen M3 und M9 voneinander unterschieden werden. So liefert die Differenz der Messsignalhöhen M3 und M9 bei Hochlauflage und bei Tieflauflage Ergebnisse verschiedenen Vorzeichens. Zum Beispiel werden die Verschiebungen Va, Vb bei Hochlauflage mit positivem Vorzeichen und die Verschiebungen Va, Vb bei Tieflauflage mit negativem Vorzeichen angegeben. Zur quantitativen Bestimmung der Tieflauflage lassen sich beispielsweise die Operationen (M4-M5)/M4, (M6-M7)/M6 und (M8-M9)/M8 durchführen, die bei idealer Lage jeweils den Zahlenwert 1 ergeben, bei Tieflauflage jedoch, analog zur Hochlauflage, reduzierte Zahlenwerte liefern.
  • Figur 1c zeigt eine weitere nicht-ideale Transportlage, bei der das Kalibriermedium 1 in einer Schräglage unter dem Winkel α zur Transportrichtung T an dem Sensor 10 vorbeitransportiert wird. Im Unterschied zur idealen Lage sowie zur Hochlauf- und Tieflauflage werden von den vorderen Markierungen 3a und den hinteren Markierungen 3b des Kalibriermediums 1 bei Schräglage deutlich unterschiedliche Messsignale erfasst. Gemäß Figur 1c liefern die vorderen Markierungen 3a des Kalibriermediums 1 relativ geringe Messsignalhöhen M4, M6 und M8, aber relativ große Messsignalhöhen M3, M5 und M7. Die hinteren Markierungen 3b des Kalibriermediums 1 liefern nahezu verschwindende Messsignalhöhen M4, M6 und M8, aber relativ große Messsignalhöhen M5, M7 und M9. Durch Vergleichen der Messsignalhöhen der vorderen Markierungen 3a mit den Messsignalhöhen der hinteren Markierungen 3b, insbesondere der jeweiligen Messsignalhöhen M3 und M9, kann die Schräglage erkannt werden. Um die Schräglage, d.h. den Winkel α, quantitativ zu ermitteln werden z.B. für die vorderen 3a und hinteren Markierungen 3b jeweils die oben, in Bezug auf Figur 1b angegebenen Operationen zur quantitativen Bestimmung der Hochlauflage bzw. der Tieflauflage durchgeführt. Im Beispiel der Figur 1c ergibt sich für die vorderen Markierungen 3a eine Hochlauflage, d.h. einer Verschiebung Va mit positivem Vorzeichen, und für die hinteren Markierungen 3b eine Tieflauflage, d.h. eine Verschiebung Vb mit negativem Vorzeichen. In Figur 1c sind diese Verschiebungen Va und Vb beispielhaft anhand jeweils der untersten der Markierungen 3a und 3b relativ zum unteren Rand der Messspur L8 eingezeichnet. Damit berechnet sich sin(α) aus der Differenz der Verschiebungen Va der vorderen Markierungen 3a und der Verschiebung Vb der hinteren Markierungen 3b im Verhältnis zum Abstand D der Markierungen 3a und 3b in Transportrichtung T, d.h. sin(α)=(Va-Vb)/D.
  • Bei einem induktiv funktionierenden Magnetsensor 10 kann die Schräglage des Kalibriermediums 1 auch dazu führen, dass das am Beginn und am Ende des Referenzbereichs 2 induzierte Messsignal, aufgrund des weniger abrupten Beginns und Endes des Referenzbereichs 2, reduziert ist. Bei homogener Verteilung des Referenzmaterials im Referenzbereich 2 sind die verschiedenen Messspuren des Magnetsensors 10 zumindest näherungsweise in gleicher Weise von dieser Reduktion des induzierten Messsignals betroffen. Der Korrekturfaktor, um den sich die Höhe des induzierten Messsignals reduziert, ergibt sich in Abhängigkeit des Winkels α. Auch bei einem optischen Sensor 10 kann sich die Schräglage auf die aufgenommenen Messsignale auswirken. Beispielsweise erhöht sich durch die Schräglage des Kalibriermediums 1 um den Winkel α, und die damit verbundene Schräglage des Referenzbereichs 2, die effektiv gemessene Länge des Referenzbereichs 2 entlang der Transportrichtung T. Der jeweilige Zusammenhang zwischen dem Winkel α und den Korrekturfaktor kann z.B. anhand von gezielten Messungen des Kalibriermediums 1 in Schräglage, z.B. im Vorfeld der Kalibrierung, oder anhand von Simulationsrechungen ermittelt werden.
  • Aus den vom Sensor 10 aufgenommenen Messsignalen des Referenzbereichs 2 werden Referenzdaten des Kalibriermediums 1 bestimmt. Als Referenzdaten werden für jede der Messspuren L1-L12 z.B. jeweils die Messsignalhöhe R1-R12 verwendet. Die Referenzdaten R1-R12 werden anschließend in Abhängigkeit der quantitativ bestimmten Verschiebungen Va, Vb der vorderen und hinteren Markierungen 3a, 3b, und gegebenenfalls in Abhängigkeit des Winkels α, korrigiert. Beispielsweise werden zur Korrektur der Hochlauflage aus Figur 1b die Referenzdaten R11 und R1 der Messspuren L11 und L1 korrigiert, während für die Referenzdaten der Messspuren L2-L10 und L12 keine Korrektur erforderlich ist.
  • Zur Korrektur der Referenzdaten des Kalibriermediums 1 aus Figur 1c müssen sowohl die Hochlauflage (Verschiebung Va) der Markierungen 3a und die Tieflauflage (Verschiebung Vb) der Markierungen 3b korrigiert werden als auch die Schräglage des Kalibriermediums 1 um den Winkel α. Aus den Verschiebungen Va und Vb bestimmt man - unter Berücksichtigung der bekannten Position des Referenzbereichs 2 auf dem Kalibriermedium 1- zunächst die Verschiebungen VR1 und VR2 der Kanten des Referenzbereichs 2 relativ zur idealen Lage des Referenzbereichs, die in Figur 1c relativ zum oberen Rand der Messspur L2 eingezeichnet sind. Aus dem negativen Vorzeichen und der Größe der beiden Verschiebungen VR1 und VR2 folgt, dass im Fall der Figur 1c die Referenzdaten der Messspuren L2 und L12 korrigiert werden müssen. Dementsprechend würde man bei positivem Vorzeichen beider Verschiebungen VR1 und VR2 die Referenzdaten der Messspuren L1 und L11 korrigieren müssen, und bei verschiedenen Vorzeichen der Verschiebungen VR1 und VR2 die Referenzdaten der Messspuren L1, L2, L11, L12, aber nur, sofern die Größe der Verschiebungen nicht über die Messspurenperiode a hinausgeht. Falls die Verschiebungen VR1, VR2 größer als die Messspurenperiode a sein sollten, müssten auch die Referenzdaten weiterer Messspuren korrigiert werden, z.B. der Messspuren L3 oder L10. Um die Verschiebungen VR1 und VR2 zu berücksichtigen, können die Referenzdaten der Messspuren L2 und L12 z.B. unter Zuhilfenahme einer Wertetabelle korrigiert werden, in der Korrekturwerte enthalten sind anhand von gezielten Messungen des Kalibriermediums 1 bei verschiedenen Transportlagen des Kalibriermediums 1 ermittelt wurden. Um auch die Schräglage der Kanten zu berücksichtigen, kann als weitere Korrektur der Referenzdaten z.B. eine Multiplikation der Referenzdaten der Messspuren mit dem in Abhängigkeit des Winkels α bestimmten Korrekturfaktor durchgeführt werden.
  • Die von dem Referenzbereich 2 aufgenommenen Messsignale können bei einigen Sensoren auch durch die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 beeinflusst werden, so z.B. bei Magnetsensoren oder bei optischen Sensoren. Durch Schwankungen der Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 können die aufgenommenen Referenzdaten daher ebenfalls verfälscht werden. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 quasi online bestimmt, durch Messung der tatsächlichen Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 anhand der Messsignale des Kalibriermediums 1. Die (tatsächliche) Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums 1 ergibt sich z.B. aus der Zeitspanne, die zwischen den Messsignalen der Markierungen 3a und 3b des Kalibriermediums 1 liegt, in Verbindung mit dem bekannten Abstand D zwischen den Markierungen 3a und 3b entlang der Transportrichtung T, vgl. Figur 1a. Die Referenzdaten können dann in Abhängigkeit der (tatsächlichen) Transportgeschwindigkeit korrigiert werden. Die dazu benötigten Korrekturwerte können wiederum durch Messungen des Kalibriermediums 1 im Vorfeld der Kalibrierung oder durch Simulationsrechungen bestimmt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines Magnetsensors (10) oder eines optischen Sensors (10), der zum Prüfen von Wertdokumenten ausgebildet ist, die entlang einer Transportrichtung (T) an dem Magnetsensor (10) oder optischen Sensor (10) vorbeitransportiert werden, mit folgenden Schritten:
    - Vorbeitransportieren eines Kalibriermediums (1) an dem Magnetsensor (10) oder optischen Sensor (10) entlang der Transportrichtung (T), wobei der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) Messsignale des Kalibriermediums (1) aufnimmt,
    - Bestimmen von Referenzdaten (R1-R12) des Kalibriermediums (1) aus den von dem Magnetsensor (10) oder optischen Sensor (10) aufgenommenen Messsignalen, wobei die Referenzdaten (R1-R12) aus ersten Messsignalen bestimmt werden, die der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) von mindestens einem Referenzbereich (2) des Kalibriermediums (1) aufnimmt,
    - Bestimmen mindestens einer Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1),
    - Ermitteln mindestens eines Korrekturwerts aus der mindestens einen Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1),
    - Korrigieren der Referenzdaten (R1-R12) des Kalibriermediums (1) mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts,
    - Vergleichen der korrigierten Referenzdaten mit Solldaten, die dem Kalibriermedium (1) zugeordnet sind, und,
    - falls die korrigierten Referenzdaten von den Solldaten des Kalibriermediums (1) abweichen, Justieren des Magnetsensors (10) oder optischen Sensors,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums aus den Messsignalen bestimmt wird, die der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) aufnimmt, wobei die mindestens eine Transporteigenschaft aus zweiten Messsignalen bestimmt wird, die der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) von einer oder mehreren Markierungen (3a, 3b) des Kalibriermediums (1) aufnimmt, wobei die Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) quantitativ bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mindestens einen Transporteigenschaft eine Transportgeschwindigkeit des Kalibriermediums (1) betrifft.
  3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mindestens einen Transporteigenschaft eine Lage des Kalibriermediums (1) in der Transportebene des Kalibriermediums (1) betrifft, insbesondere eine Schräglage des Kalibriermediums (1) und/oder eine Position des Kalibriermediums (1) senkrecht zur Transportrichtung (T).
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des mindestens einen Korrekturwerts auf Ergebnisse von Messungen des Kalibriermediums (1) zurückgegriffen wird, die unter verschiedenen Transportbedingungen des Kalibriermediums (1) durchgeführt wurden.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriermedium (1) mehrere Markierungen (3a, 3b) aufweist, die senkrecht zur Transportrichtung (T) voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand (d) der Markierungen (3a, 3b) vorzugsweise ein Vielfaches einer Messspurenperiode (a) des Magnetsensors (10) oder optischen Sensors (10) beträgt.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung des Magnetsensors (10) oder optischen Sensors (10) eine Satz mehrerer Kalibriermedien (1) verwendet werden, die einzeln nacheinander an dem Magnetsensor (10) oder optischen Sensor (10) vorbei transportiert werden, wobei für jedes einzelne der Kalibriermedien (1) die Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1 durchgeführt werden, um für jedes einzelne der Kalibriermedien (1) korrigierte Referenzdaten zu bestimmen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, mit den weiteren Schritten:
    - Berechnen eines Mittelwerts aus den einzelnen korrigierten Referenzdaten der Kalibriermedien (1) des Satzes an Kalibriermedien (1),
    - Vergleichen des berechneten Mittelwerts mit einem Sollbereich um einen Soll-Mittelwert, der für den Satz an Kalibriermedien (1) erwartet wird,
    und gegebenenfalls Justieren des Magnetsensors (10) oder optischen Sensors (10), falls der für den Satz an Kalibriermedien (1) berechnete Mittelwert außerhalb des Sollbereichs liegt.
  8. Sensor (10) zur Prüfung von Wertdokumenten, die entlang einer Transportrichtung (T) an dem Sensor (10) vorbeitransportiert werden, wobei der Sensor (10) ein Magnetsensor (10) oder ein optischer Sensor ist und dazu ausgebildet ist, nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7 kalibriert und gegebenenfalls justiert zu werden und dazu ausgebildet ist, Messsignale eines Kalibriermediums (1) aufzunehmen, das entlang der Transportrichtung an dem Magnetsensor (10) oder optischen Sensor vorbeitransportiert wird, und wobei der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) eine Kalibriereinrichtung (5) aufweist, die dazu ausgebildet ist,
    - aus den von dem Magnetsensor (10) oder optischen Sensor (10) aufgenommenen Messsignalen Referenzdaten (R1-R12) des Kalibriermediums (1) zu bestimmen, wobei die Referenzdaten (R1-R12) aus ersten Messsignalen bestimmt werden, die der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) von mindestens einem Referenzbereich (2) des Kalibriermediums (1) aufnimmt und,
    - mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) zu bestimmen und
    - mindestens einen Korrekturwert aus der mindestens einen Transporteigenschaft zu ermitteln und
    - die Referenzdaten mit Hilfe des mindestens einen Korrekturwerts zu korrigieren und
    - die korrigierten Referenzdaten mit Solldaten zu vergleichen, die dem Kalibriermedium zugeordnet sind, und
    - den Magnetsensor (10) oder optischen Sensor (10) mittels der korrigierten Referenzdaten zu justieren, falls die korrigierten Referenzdaten von den Solldaten des Kalibriermediums abweichen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Transporteigenschaft des Kalibriermediums aus den Messsignalen zu bestimmen, die der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) aufnimmt, wobei die mindestens eine Transporteigenschaft aus zweiten Messsignalen bestimmt wird, die der Magnetsensor (10) oder optische Sensor (10) von einer oder mehreren Markierungen (3a, 3b) des Kalibriermediums (1) aufnimmt, wobei die Transporteigenschaft des Kalibriermediums (1) quantitativ bestimmt wird.
  9. Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einem Sensor (10) nach Anspruch 8.
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