DE19806024A1 - Verfahren zur Überwachung eines Gerätebedienungsvorganges und mit diesem überwachte Selbstbedienungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung ei­ nes Gerätebedienungsvorganges und eine mit diesem über­ wachte Selbstbedienungseinrichtung.

Selbstbediente elektronische Geräte, insbesondere Automa­ ten wie Geldausgabegeräte und Selbstbedienungsterminals unterliegen zunehmend Angriffen durch nicht autorisierte Benutzer, mit dem Ziel, unberechtigt Zugang zu den Lei­ stungen des Automaten zu erlangen. Hierzu sind sogenannte "Vorbauten" bekannt geworden, bei denen beispielsweise vor einen Kartenleser eine Nachbildung eines Kartenleser-Mund­ stücks gesetzt wird, welche die Karte unberechtigter­ weise einbehält. Weiterhin wurde von Versuchen berichtet, persönliche Identifikationsnummern, sogenannte PIN-Nummern, auszuspähen, indem die PIN-Tastatur mit einer Sensoreinrichtung für Tastenbetätigungen überbaut wurde.

Ein weiteres Problem ist in Versuchen zu sehen, Geräte der genannten Art durch gezielte Falschbedienung außer Funktion zu setzen.

In der deutschen Patentschrift DE 196 12 949 C1 ist be­ reits eine virtuelle Eingabeeinheit vorgeschlagen worden, die eine Bedienoberfläche nach Art eines Eingabetabletts aufweist, die von einer Tischplatte gebildet ist. Auf die Tischplatte wird von einem Videoprojektor ein Bild der Tastenfläche einer Tastatur projiziert. Eine elektroni­ sche Kamera nimmt die in typischer Zeigeposition ausge­ streckte Hand eines die Eingabeeinrichtung betätigenden Benutzers auf und leitet die Bilddaten einem Rechner zu. Der auf ein Detail der Eingabeeinrichtung weisende Finger und dessen Position bezüglich der Bedienoberfläche werden in einem Mustererkennungsverfahren als solche erkannt.

Aus der US-Patentschrift 5,528,263 ist es auch bereits bekannt, eine mit einem Zeigestock auf ein Eingabefeld weisende Hand zu erkennen.

Die bekannten Anordnungen eignen sich gut zur Erhöhung der Vandalismus- und Abhörsicherheit von Eingabetastatu­ ren, da zum einen bewegliche Teile wie Tastenknöpfe feh­ len, die blockiert werden könnten. Zum anderen würde ein Vorbau auf einer ebenen Projektionsfläche sofort auffal­ len. Zur Sicherstellung des gesamten Gerätebedienungsvor­ ganges eines Selbstbedienungsgerätes sind die bekannten Anordnungen jedoch nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwa­ chung eines Gerätebedienungsvorganges vorzuschlagen, so­ wie eine mit diesem überwachte Selbstbedienungseinrich­ tung.

Der verfahrensbezogene Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und der anordnungsbezogene Teil der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.

Mit Hilfe eines optischen Mustererkennungsverfahrens wird die für den jeweiligen Gerätebedienungsvorgang charakte­ ristische Handhaltung allein oder auch zusammen mit einem bei einer Gerätebenutzung zu handhabenden Gegenstand er­ faßt und mit einem vorgegebenen Muster verglichen, und abhängig von dem Vergleichsergebnis wird ein das weitere Geräteverhalten beeinflussendes Signal erzeugt.

Damit wird es möglich, bereits vor einem Bedienungs­ schritt festzustellen, ob die dafür typische Handhaltung eingenommen wurde. Beispielsweise hat die Hand einer Per­ son, welche im Begriff steht, eine Ausweis- oder Kredit­ karte in einen Kartenleser einzuführen, eine andere Hal­ tung als die Hand, welche sich anschickt, ein von einem Geldautomaten bereitgestelltes Banknotenbündel zu ergrei­ fen. Im ersten Fall wird die Hand außerdem eine Ausweis- oder Kreditkarte halten. Eine leere Hand oder eine Hand, die einen Gegenstand mit einem anderen Format als dem Ausweiskartenformat hält, wird als solche erkannt. Es wird dann ein ein negatives Vergleichsergebnis repräsen­ tierendes Signal erzeugt, das z. B. dazu verwendet werden kann, eine Sperre in der Karteneinführöffnung des Karten­ lesers zu schließen oder erst gar nicht zu öffnen.

Von einer Hand, welche sich anschickt, ein Banknotenbün­ del zu ergreifen, wird eine typische Greifhaltung erwar­ tet. Außerdem wird diese Hand leer sein. Wird etwas ande­ res erkannt, kann das Geldentnahmefach rechtzeitig ge­ schlossen oder erst gar nicht geöffnet werden oder ein dargebotenes Banknotenbündel zurückgezogen werden.

Eine Hand, die sich einem Depositfach nähert, wird im allgemeinen einen zu deponierenden Gegenstand halten und eine Haltung einnehmen, die das Einführen des Gegenstan­ des in die Eingabeöffnung ermöglicht. Die Sicherheit vor nicht zu akzeptierenden Gegenständen kann noch dadurch erhöht werden, daß zuvor ein Kuvert bereitgestellt wird, in das der zu deponierende Gegenstand eingelegt werden muß. Ein solches Kuvert ist dann leicht wiederzuerkennen.

In einer Telefonzelle kann eine nach dem Handapparat greifende oder diesen haltende Hand ebenfalls an ihrer typischen Haltung erkannt werden.

Umfaßt der Gerätebedienungsvorgang wenigstens zwei Bedie­ nungsschritte mit jeweils einer charakteristischen Hand­ haltung, wird ein auf einen Bedienungsschritt folgender nächster Bedienungsschritt erst freigegeben, wenn das Vergleichsergebnis des einen Bedienungsschritts positiv ist, also ein ein positives Vergleichsergebnis repräsen­ tierendes Signal abgegeben wird.

Bei einem negativen Vergleichsergebnis, also einem ein negatives Vergleichsergebnis repräsentierendes Signal, wird ein akustischer und/oder visueller Benutzungshinweis ausgelöst und/oder ein Fehlermeldesignal erzeugt, welches einen Alarm auslöst und/oder eine Kamera einschaltet, welche die das negative Vergleichsergebnis verursachende Person konterfeit.

Der Grad der Übereinstimmung zwischen dem vorgegebenen und dem erfaßten Muster, welcher zur Abgabe eines ein po­ sitives Vergleichsergebnis meldenden Signals erforderlich ist, ist vorzugsweise vorwählbar. Damit wird es möglich, den Toleranzbereich des verwendeten Mustererkennungsver­ fahrens abhängig vom zu überwachenden Gerätebedienungs­ vorgang schärfer oder unkritischer einzustellen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Selbstbedienungsgerät in perspektivischer Vorderansicht,

Fig. 2-6 charakteristische Handhaltungen bei verschiede­ nen Bedienungsvorgängen.

In Fig. 1 ist ein Selbstbedienungsgerät allgemein mit 10 bezeichnet. Wesentliches Konstruktionselement ist ein aufrecht stehendes, innen hohles Wandelement 12 mit einem bogenförmigem Querschnittsprofil. Die konkave Fläche 14 des Wandelements 12 ist die Bedienseite 16 des Selbstbe­ dienungsgerätes 10. Das Wandelement 12 ist auf einer Bo­ denplatte 18 aufgestellt. Seitlich sind an das Wandele­ ment 12 Sichtschutzblenden 20 angesetzt. Über der Boden­ platte 18 und parallel zu dieser ist etwa in genormter Tischhöhe eine Platte 22 angeordnet. Nach oben ist das Selbstbedienungsgerät 10 durch einen Aufsatz 24 abge­ schlossen, dessen Aufbau weiter unten noch erläutert wird.

An die Rückseite des Wandelements 12 ist ein Geldautomat 26 angesetzt, dessen Geldfach 28 oberhalb der Platte 22 das Wandelement 12 durchdringt und damit von der Bedien­ seite 16 her zugänglich ist. Geldautomaten und zugehörige Geldfachklappen sind allgemein bekannt und deshalb nicht näher beschrieben. Neben dem Geldfach 28 ist ein Karten­ leser 30 in das Wandelement 12 eingebaut, der entweder als Einsteckleser mit einer Karteneinführöffnung 32 oder als kontaktloser Leser mit einer Induktionsfläche 34 aus­ gebildet sein kann. Über dem Geldfach 28 ist in dem Wandelement 12 ein weiteres Fach 35 angeordnet, das durch eine transparente Abdeckung verschlossen ist. Hinter die­ ser ist eine nicht dargestellte Videokamera und ein Nähe­ rungssensor 35' angeordnet. Der oberhalb der Platte 22 angeordnete Abschnitt des Wandelements 12 bildet den Be­ dienbereich 17 des Selbstbedienungsgerätes 10.

Der Aufsatz 24 ist als Hohlkörper mit einer Deckplatte 36 und einer dazu parallelen unteren Begrenzungswand 38 aus­ gebildet. Im Inneren des Aufsatzes 24 sind auf die Be­ grenzungswand 38 eine elektronische Kamera 40, ein Video­ projektor 42 und eine Beleuchtungseinrichtung 44 so auf­ gesetzt, daß die Kamera 40 den Raum oberhalb der Platte 22 zu erfassen vermag, der Videoprojektor 42 ein Bild, beispielsweise der Tastenfläche einer Tastatur, auf eine Projektionsfläche 46 auf der Platte 22 scharf abzubilden vermag und die Beleuchtungseinrichtung 44 den Raum ober­ halb der Platte 22 gleichmäßig ausleuchtet. Außerdem ist in die untere Begrenzungswand 38 ein Lautsprecher 48 ein­ gebaut, der den Bereich zwischen dem Wandelement 12 und den Sichtschutzblenden 20 beschallt.

Das Selbstbedienungsgerät 10 wird von einem nur symbolisch dargestellten Datenverarbeitungsgerät 50 gesteuert, wel­ ches in das Wandelement 12 eingebaut ist und in Fig. 1 nur aus Gründen der Übersichtlichkeit außerhalb des Selbstbedienungsgerätes 10 gezeigt ist. An das Datenverar­ beitungsgerät 50 ist der Näherungssensor 35' und über ei­ ne Anschlußleitung 40' die Kamera 40, über eine Anschluß­ leitung 42' der Videoprojektor 42, über eine Anschlußlei­ tung 44' die Beleuchtungseinrichtung 44 und über eine An­ schlußleitung 48' der Lautsprecher 48 angeschlossen. Der Geldautomat 26 wird über eine Steuerleitung 26' ebenfalls von dem Datenverarbeitungsgerät 50 gesteuert. Die Steue­ rung des Geldfachs 28 erfolgt über eine Steuerleitung 28' und der Kartenleser 30 ist über eine Steuerleitung 30' mit dem Datenverarbeitungsgerät 50 verbunden. Mit Hilfe des Datenverarbeitungsgerätes 50 wird auch ein Programm zur Durchführung des oben genannte Mustererkennungsver­ fahrens betrieben.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Selbstbedienungsge­ rätes 10 beschrieben. Bei Annäherung einer Person an das Selbstbedienungsgerät 10 spricht der Näherungssensor 35 an, worauf unter Steuerung des Datenverarbeitungsgerätes 50 der Videoprojektor 42 eine Bedienungsanleitung auf die Projektionsfläche 46 projiziert, die u. a. die Weisung enthält, eine Ausweis- oder Kreditkarte zu benutzen. Zu­ gleich wird die Kamera 40 und die Beleuchtungseinrichtung 44 in Betrieb genommen.

Ist der Kartenleser 30 mit einer Karteneinführöffnung 32 ausgestattet, wird von dem Mustererkennungsprogramm das Bild einer Hand 52 erwartet, die in der in Fig. 2 gezeig­ ten Weise eine Ausweis- oder Kreditkarte 54 hält. Werden von der Kamera 40 auch noch Bildsignale an das Datenver­ arbeitungsgerät 50 abgegeben, die eine Bewegung der die Ausweis- oder Kreditkarte 54 haltenden Hand 52 in Rich­ tung der Karteneinführöffnung 32 erkennen lassen, wird letztere freigegeben, so daß die Ausweis- oder Kreditkar­ te 54 in den Kartenleser 30 eingeführt werden kann. Ist der Kartenleser 30 hingegen mit einer Induktionsfläche 34 ausgestattet, wird von dem Mustererkennungsprogramm das Bild einer Hand 56 erwartet, die in der in Fig. 3 gezeig­ ten Handhaltung eine Ausweis- oder Kreditkarte 58 an der Induktionsfläche 34 vorbeiführt.

Wurde das erwartete Muster erkannt, wird das Datenverar­ beitungsgerät 50 von der Betriebsart "Überwachen eines Gerätebedienungsvorganges" auf die Betriebsart "Virtuelle Eingabe" umgeschaltet und der nächste Bedienungsschritt eingeleitet. In diesem wird die Tastenfläche einer Tasta­ tur auf der Projektionsfläche 46 abgebildet. Diese Ta­ stenfläche mag bei dem als Ausführungsbeispiel eines Selbstbedienungsgerätes 10 gewählten Geldautomaten Aus­ wahltasten für verschiedene Gerätefunktionen wie "Auszah­ lung", "Einzahlung" oder "Kontoauszug drucken" umfassen. Hierbei wird eine Handhaltung entsprechend Fig. 4 erwar­ tet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine "Tastenbetätigung" mit einem Stift 60 zugelassen sein, der von einer Hand 62 in einer dafür charakteristischen Handhaltung gemäß Fig. 5 gehalten wird. Ein Erkennungs­ verfahren für Tastatureingaben ist in der DE 196 12 949 C1 ausführlich beschrieben.

Für den nächsten Bedienschritt wird - unter der Annahme, die Gerätefunktion "Einzahlung" sei gewählt worden - das Datenverarbeitungsgerät 50 wieder von der Betriebsart "Virtuelle Eingabe" auf die Betriebsart "Überwachen eines Gerätebedienungsvorganges" umgeschaltet. Dabei wird das Bild einer in Fig. 6 dargestellten Hand 64 erwartet, die ein Kuvert 66 hält. Werden von der Kamera 40 auch noch Bildsignale an das Datenverarbeitungsgerät 50 abgegeben, die eine Bewegung der das Kuvert 66 führenden Hand 64 in Richtung des Geldfachs 28 erkennen lassen, wird letzteres freigegeben, so daß das Kuvert 66 in das Geldfach 28 ein­ geführt werden kann. Ist die Gerätefunktion "Auszahlung" gewählt, bei der in dem Geldfach 28 eine Banknote oder ein Banknotenbündel bereitgestellt wird, wird ebenfalls die in Fig. 6 dargestellte Handhaltung erwartet. Dabei muß die Hand 64 aber leer sein.

Wurde einer der genannten Bedienschritte oder eine Tasta­ tureingabe nicht erkannt, wird von dem Datenverarbei­ tungsgerät 50 ein ein negatives Vergleichsergebnis reprä­ sentierendes Signal erzeugt, das z. B. die in dem weiteren Fach 35 angeordnete Videokamera in Betrieb setzt, welch letztere den Gerätebenutzer konterfeit. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der nächste Bedienschritt blockiert werden. Es kann auch zwischen verschiedenen Fehlbedie­ nungsarten unterschieden werden: Bei Bedienungsfehlern, die nicht auf eine böswillige Attacke auf das Selbstbe­ dienungsgerät 10 schließen lassen, kann z. B. der Gerä­ tebenutzer durch eine über den Lautsprecher 48 ausgegebe­ ne akustische Information zur Wiederholung des letzten Bedienschritts aufgefordert werden. Auch kann auf die Projektionsfläche 46 eine ausführliche Bedienungsanlei­ tung projiziert werden.

Die Erfindung ist nicht auf Geldautomaten beschränkt. Sie kann vielmehr bei Geräten jedweder Art eingesetzt werden, deren Bedienung charakteristische Handhaltungen erfor­ dert. Als Selbstbedienungsgeräte im Sinne der Erfindung z. B. können auch Waren- oder Dienstleistungsautomaten, Telefonzellen mit einem Fernsprechautomaten oder auch zu­ sätzlich einem Telefax- oder E-mail-Anschluß, Gepäck- oder Postschließfachanlagen gelten.

Claims (11)

1. Verfahren zur Überwachung eines Gerätebedienungsvor­ ganges, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines optischen Mustererkennungsverfah­ rens die für den jeweiligen Gerätebedienungsvorgang charakteristische Handhaltung allein oder auch zusam­ men mit einem bei einer Gerätebenutzung zu handhaben­ den Gegenstand (54, 58, 60, 66) erfaßt und mit einem vorgegebenen Muster verglichen wird und daß abhängig von dem Vergleichsergebnis ein das weitere Gerätever­ halten beeinflussendes Signal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auch die Bewegungsrich­ tung einer die für den jeweiligen Gerätebedienungs­ vorgang charakteristische Handhaltung einnehmenden Hand (52, 56, 62, 64) allein oder auch zusammen mit dem bei einer Gerätebenutzung zu handhabenden Gegen­ stand (54, 58, 60, 66) erfaßt und dem Mustererken­ nungsverfahren unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gerätebedienungs­ vorgang wenigstens zwei Bedienungsschritte mit je­ weils einer charakteristischen Handhaltung oder auch Bewegungsrichtung umfaßt, und daß ein auf einen Be­ dienungsschritt folgender nächster Bedienungsschritt erst freigegegeben wird, wenn das Vergleichsergebnis des einen Bedienungsschritts positiv ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem negativen Vergleichsergebnis ein akustischer und/oder visueller Benutzungshinweis ausgelöst und/oder ein Fehlermeldesignal erzeugt wird, welches einen Alarm auslöst und/oder eine Kamera einschaltet, welche den das negative Vergleichsergebnis verursachenden Benut­ zer konterfeit.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Grad der Übereinstimmung zwischen dem vorgegebenen und dem erfaßten Muster, welcher zur Abgabe eines ein positi­ ves Vergleichsergebnis meldenden Signals erforderlich ist, vorwählbar ist.

6. Selbstbedienungseinrichtung, welche mit Hilfe des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 überwacht wird, gekennzeichnet durch

• - eine elektronische Kamera (40),
• - ein Bildinformationen verarbeitendes Datenverarbei­ tungsgerät (50), in welchem Muster der für den je­ weiligen Gerätebedienungsvorgang charakteristischen Handhaltung allein oder auch zusammen mit einem bei einer Gerätebenutzung zu handhabenden Gegenstand gespeichert sind, und in dem ein Vergleicher ange­ ordnet ist, mit dem eine von der Kamera (40) gelie­ ferte Bildinformation mit einem gespeicherten Mu­ ster verglichen wird, und der abhängig von dem Ver­ gleichsergebnis ein das weitere Geräteverhalten be­ einflussendes Signal erzeugt.

7. Selbstbedienungseinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem Datenverarbeitungsgerät (50) Bewegungsvektoren einer die für den jeweiligen Gerätebedienungsvorgang cha­ rakteristische Handhaltung einnehmenden Hand (52, 56, 62, 64) allein oder auch zusammen mit dem bei einer Gerätebenutzung zu handhabenden Gegenstand (54, 58, 60, 66) gespeichert sind und mit der von der Kamera (40) erfaßten Bewegungsabfolge der Hand (52, 56, 62, 64) den gespeicherten Bewegungsvektoren verglichen wird.

8. Selbstbedienungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (40) oberhalb eines Bedienbereichs (17) derart angeordnet ist, daß sie diesen zu erfassen vermag.

9. Selbstbedienungseinrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß oberhalb des Bedienbereichs (17) eine Beleuchtungseinrichtung (44) derart angeordnet ist, daß sie diesen auszu­ leuchten vermag.

10. Selbstbedienungseinrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kame­ ra (40) und die Beleuchtungseinrichtung (44) in einem das Bedienfeld (17) nach oben abschließenden Aufsatz (24) angeordnet sind.

11. Selbstbedienungseinrichtung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Be­ dienfeld (17) eine horizontale Platte (22) mit einer Projektionsfläche (46) umfaßt und daß in dem Aufsatz (24) ein Videoprojektor (42) eingebaut ist.