کانال تلگرام

دوربین مدار بسته پلاک خوان خودرو

امتیاز کاربران :
10 / 10
از 1 کاربر

دوربین مدار بسته پلاک خوان جاده ای و تکنولوژی ANPR تشخیص خودکار شماره پلاک

تشخیص خودکار شماره پلاک یا (ANPR (Automatic number plate recognition یک فناوری‌ است که با استفاده از تشخیص کاراکترهای نوری روی تصاویر، قادر به خواندن پلاک وسایل نقلیه است. برای این منظور ، می‌توان تلویزیون‌های مدار بسته، دوربین‌های کنترل تخلفات رانندگی و یا دوربین‌های مخصوص که برای این کار طراحی شده است، را مورد استفاده قرار داد. ANPR در سراسر جهان برای اجرای قانون توسط نیروهای پلیس از جمله کنترل وسایل نقلیه استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از این فناوری جهت پرداخت عوارض وسایل نقلیه در جاده ها یا کنترل ترافیک در بزرگراه‌‌ها نیز استفاده نمود.

ANPR می‌تواند تصاویر گرفته شده از پلاک خودروها و متن آنها را ذخیره کند، همچنین این قابلیت را دارد که تصویری از شخص راننده را نیز تهیه کند. استفاده از نور مادون قرمز در سیستم ‌ها، موجب می‌شود که دوربین‌ها بتوانند در هرساعتی از شبانه‌ روز تصویربرداری کنند. نکته جالب توجه در فناوری ANPR این است که باید تفاوت پلاک خودروها را از یک مکان به مکان دیگر نیز در نظر بگیرد.

نگرانی‌های موجود از عملکرد این سیستم‌ها، بیشتر در رابطه با حفظ حریم خصوصی شهروندان توسط دولت، تشخیص نادرست، میزان خطای بالا و افزایش هزینه‌های دولت است. منتقدان این فناوری را نوعی تجسس در بین مردم توصیف کرده‌اند.

تاریخچه ی دوربین های پلاک خوان

دوربین مداربسته پلاک خوان در سال 1976 در واحد توسعه علمی پلیس در کشور انگلستان طراحی شد. سیستم‌های نمونه اولیه آن در سال 1979 شروع به کار نمود، و قراردادها برای تولید سیستم های صنعتی ابتدا به شرکت EMI Electronics و سپس Computer Recognition Systems (CRS) در شهر وکینگهام انگلستان اعطا گردید.

سیستم‌های آزمایشی اولیه برای اولین بار در جاده A1 و در تونل دارتفورد، مستقر شدند. اولین تشخیص از طریق این فناوری در سال 1981 انجام شد که طی آن یک ماشین به سرقت رفته، پیدا شد. پس از آن از فناوری ANPR به طور گسترده استفاده نشد، تا اینکه در سال 1990 با تولید و توسعه نرم‌افزار‌های ارزان‌تر و ساده‌تر، استفاده از آن دوباره رونق پیدا کرد. مجموعه ای از داده های مربوط به ANPR به منظور استفاده در آینده، در دهه اول 2000 مستند شد. اولین مورد مستند شده توسط فناوری ANPR  برای حل معمای یک قتل در شهر بردفورد در کشور انگلستان، در نوامبر سال 2005 مورد استفاده قرار گرفته و فناوری ANPR در تعیین محل و محکوم شدن قاتلان یک افسر پلیس انگلیس نقش بسزایی را ایفا کرد.

اجزای تشکیل دهنده دوربین پلاک خوان

این سیستم از نظر نرم افزاری در تمامی کامپیوترهای استاندارد خانگی قابل اجرا است و می‌تواند حتی به دیگر برنامه‌ها یا پایگاه داده‌ها نیز متصل شود. فناوری ANPR ابتدا به منظور تشخیص پلاک ، نرمال سازی و بهبود تصاویر مربوط به پلاک خودروها، مجموعه ای از تکنیک‌های مربوط به تجزیه و تحلیل تصویر را مورد استفاده قرار می‌دهد، سپس با استفاده از فناوری تشخیص نوری کاراکتر ها و حروف روی پلاک (OCR) شماره پلاک را می خواند.

سیستم‌های مربوط به ANPR به طور کلی به یکی از این دو روش ایجاد می شوند:

  •  در روش اول تمام مراحل مربوط به فرآیند، آنی و در زمان واقعی و در همان مکان اصلی انجام می شود، در روش دیگر، تمامی تصاویر از خطوط بسیاری به یک کامپیوتر مرکزی راه دور فرستاده شده و فرآیند OCR در آنجا و در زمان دیگری انجام می شود. هنگامی که این روند در محل انجام می‌شود، اطلاعاتی از قبیل شماره پلاک، تاریخ-زمان و شناسایی مسیر و هرگونه اطلاعات مورد نیاز دیگر، در حدود 250 میلی‌ ثانیه تکمیل می شود. در صورت لزوم، این اطلاعات می‌تواند به سادگی به یک کامپیوتر راه دور برای انجام دیگر مراحل کار، منتقل شده و یا برای بازیابی مجدد در مسیر، ذخیره شوند.
  • در روش دوم، تعداد زیادی رایانه‌های شخصی وجود دارد که در یک مکان پر از سرور، مورد استفاده قرار می گیرند تا حجم کار بالایی را مدیریت کنند، همانند پروژه‌ی congestion charge لندن. در چنین سیستم‌هایی اغلب،  تجهیزاتی از قبیل آنتن های رادیویی برای ارسال تصاویر دریافتی برای سرور راه دور وجود دارد و  پهنای باند بزرگتری نیز مورد نیاز است. 

فناوری دوربین های پلاک خوان

ANPR از فناوری تشخیص نوری کاراکتر (OCR) روی تصاویری که توسط دوربین ثبت می شوند، استفاده می‌کند. هنگامی که سبک پلاک خودروها در سال 2002 در هلند تغییر یافت، یکی از تغییرات کار این فناوری، تغییر فونت کلمات بود. بنابراین روی آن حروف کوچک برخی کلمات (مانند P و R) را تعریف نمودند تا بتوانند این حروف را برای این سیستم‌ها واضح تر و خواناتر کنند. برخی از پلاک خودروها در نوع فونت و چیدمان حروف و اعداد متفاوت هستند، بنابراین ANPR باید توانایی خواندن نمونه‌های متفاوت پلاک‌ها را نیز دارا باشد، که بتواند برای این قبیل پلاک‌ها نیز کارایی صحیح را داشته باشد. سیستم‌های پیچیده‌تر می‌توانند انواع پلاک‌های مربوط به کشورهای مختلف را تشخیص دهند ولی بسیاری از برنامه های مربوط به ANPR برای هر کشوری به‌صورت مجزا طراحی شده است.

دوربین پلاک خوان

این سیستم ها می‌توانند از دوربین‌های کنترل تخلفات رانندگی موجود یا از دوربین‌های مدار بسته استفاده کنند یا از واحدهای متحرک که به وسیله نقلیه متصل می‌شوند، استفاده کنند. برخی سیستم‌ها نیز برای گرفتن تصاویر واضح‌تر، از دوربین‌های مادون قرمز استفاده می‌کنند.

الگوریتم و روش کار دوربین های پلاک خوان خودرو چیست؟

هفت مرحله الگوریتم اصلی وجود دارد که نرم‌افزار برای شناسایی پلاک به آن ها نیاز دارد:

شناسایی موقعیت پلاک در کل تصویر : که این مرحله مسئول پیداکردن و جداسازی پلاک در یک تصویر است پس نرم افزار ابتدا میبایست پلاک را در کل تصویر پیدا کند.

جهت‌یابی و برآورد ابعاد پلاک : این مرحله شامل تصحیح کجی پلاک و تنظیم ابعاد آن به اندازه مورد نظر است.

نرمال‌سازی: در این مرحله، روشنایی و میزان نور تصویر تنظیم می‌شود.

تقسیم‌بندی کارکتر‌ها: در این مرحله کارکترهای روی پلاک تشخیص داده می شود و حروف و اعداد در کنار هم چیده میشوند تا پلاک خودرو مورد نظر شکل بگیرد.

تشخیص نوری کارکترها

تجزیه و تحلیل هندسی و ترکیبی تصویر: در این مرحله، کاراکترها و موقعیت آنها براساس قوانین خاص هر کشور بررسی می‌شود.

در مرحله دیگر، میانگین قابلیت تشخیص ارزش تصویر گرفته شده در چند زمینه، برای حصول نتیجه بهتر و قابل اطمینان‌تر، ارزیابی می‌شود. به خصوص اگر در تصویر گرفته شده نوراضافی وجود داشته باشد یا نور زیادی از آن منعکس شده باشد، یا حتی بخش‌هایی از تصویر تیره و ناخوانا باشد. در این بخش تمام جوانب تصویر از لحاظ کیفی مورد بررسی قرار می‌گیرد.

پیچیدگی هریک از بخش‌های این برنامه، میزان دقت سیستم را تعیین می‌کند. در طی مرحله سوم (بخش نرمال‌سازی)، برخی سیستم‌ها با استفاده از تکنیک تشخیص مرز تصاویر می‌توانند حروف را با کیفیت بهتر از صفحه پلاک تشخیص دهند. همچنین گاهی برای کاهش نویز تصاویر، یک فیلتر نصب می‌شود.

با این وجود باور غلط در مورد توانایی دوربین ها در تشخیص پلاک با وجود مخدوش بودن و یا کاور شدن قسمتی از پلاک به روشنی رد میشود.

مشکلات این فناوری و راه های گریز از خوانده شدن پلاک توسط نرم افزار و دوربین چیست؟

مشکلاتی که ممکن است نرم‌افزار با آنها مواجه شود، عبارتند از:

  • کیفیت پایین تصویر: معمولا به دلیل فاصله زیاد دوربین از هدف و عبور اتومبیل ها در منتهی الیه خلاف به جهت نصب دوربین و نیز گاهی به دلیل کیفیت پایین دوربین پلاک قابل خواندن نیست .
  • ثبت تصویر تار شده: به‌ دلیل حرکت اتومبیل و سرعت بالای آن و ترمز اتومبیل در هنگام روئیت دوربین نصب شده ، ممکن است گاهی تصویر تار و لرزیده شده، ثبت شود.
  • نورکم و کنتراست نامناسب: این عوامل ممکن است در اثر نور بیش از حد یا انعکاس یا سایه تصاویر به‌وجود آید که گاهی از نبود رور روی پلاک خودرو و یا تابش نور اتومبیل مجاور ایجاد میشود.
  • مبهم بودن بخشی از پلاک: گاهی ممکن است در اثر چسبیده شدن یک جسم خارجی به پلاک یا وجود گرد و غبار زیاد روی پلاک این مشکل پیش بیاید.
  • تغییر مسیر خودرو از زاویه دید دوربین در حین ثبت تصویر پلاک
  • عدم توانایی خواندن یک فونت متفاوت
  • تکنیک‌های دور زدن این فناوری نیز از موارد مشکل آفرین است که البته پلیس با آن برخورد جدی مینماید.
  • عدم وجود هماهنگی بین پلاک‌های کشورها یا ایالت‌ها: ممکن است دو ماشین از دو کشور یا ایالت مختلف بتوانند پلاک‌های مشابهی با یکدیگر داشته باشند اما طراحی پلاک‌های آنها با یکدیگر متفاوت باشد.

درحالی که برخی از این مشکلات از طریق نرم‌افزار به سادگی قابل اصلاح است، اما اغلب برای رفع آنها در پی ایجاد تغییر در سخت‌ افزار سیستم هستند. افزایش ارتفاع دوربین ممکن است برخی مشکلات مانند ناخوانا بودن پلاک را حل کند، اما گاهی موجب مشکلاتی مانند عدم هماهنگی و افزایش انحراف در خواندن پلاک می‌گردد.

در برخی از خودروها، ممکن است قلاب های بوکسل یک یا دو کاراکتر را در پلاک خودرو پنهان کنند. دوچرخه ها در دوچرخه بند خودرو نیز می توانند شماره پلاک را پنهان کنند. برخی سیستم های کوچک خطاهایی در خواندن پلاک به وجود می آورند. هنگامی که از این فناوری برای گرفتن مجوز عبور برای وسایل نقلیه خاص به مناطق حفاظت شده استفاده شود، ممکن است خطای در خواندن یک کاراکتر قابل قبول باشد، چرا که احتمال این که یک خودروی غیرمجاز پلاکی با این حد شباهت داشته باشد بسیار کم است. با این وجود، این سطح از عدم دقت در بسیاری از کاربردهای یک سیستم ANPR  از قبیل ثبت تخلفات رانندگی در جاده های پر تردد ، قابل قبول نیست.

 

سخت افزار تصویربرداری

در قسمت جلوی هر سیستم ANPR ، سخت‌افزار تصویربرداری قرار گرفته است که توسط آن تصویر پلاک خودرو‌ها گرفته می‌شود. ضبط تصویر اولیه، بخش مهمی از کار سیستم ANPR است که طبق اصل garbage in, garbage out (GIGO) (اصلی که بیان می کند کیفیت داده های ورودی به یک سیستم کامپیوتری، کیفیت خروجی را تحت تاثیر قرار می دهد)، اغلب عملکرد کلی را تعیین خواهد کرد.

تصویر پلاک خودرو اغلب توسط دوربین‌های مخصوص که به طور خاص برای این منظور طراحی شده‌اند، گرفته می شود، هر چند تکنیک‌های جدید نرم‌افزاری  تمام دوربین های نظارتی مبتنی بر IP را پشتیبانی کرده و سودمندی ANPR را برای کاربردهای امنیت محیطی افزایش می دهند. عواملی که برای دوربین‌های ثبت پلاک خودرو مشکلاتی ایجاد می کنند عبارتند از: سرعت وسیله نقلیه، تغییر در میزان نور محیط، روشنایی زننده چراغ جلو،حساسیت به میزان نور چراغ جلو و شرایط محیطی نامطلوب. در بسیاری از دوربین های تصویر برداری پلاک وسایل نقلیه، از نور مادون قرمز برای حل مشکلات مربوط به روشنایی و انعکاس نور از پلاک استفاده می شود.

 

در حال حاضر در بسیاری از کشورها از پلاک‌هایی که قابلیت کنترل بازتاب نور را دارند، استفاده می‌شود، که این امر موجب می شود تا نور به سمت منبع بازتابیده شده و کنتراست تصویر بهبود یابد. در برخی کشورها، کاراکترهای روی پلاک منعکس کننده نور نیستند و این موضوع سطح بالایی از کنتراست با بازتاب روی پیش‌زمینه پلاک را در هر شرایط نوری، برای ثبت تصویر فراهم خواهد کرد. دوربینی که با استفاده از نور مادون قرمز فعال، تصویربرداری می‌کند (با یک فیلتر رنگ معمولی روی لنز و نورافکن مادون قرمز در کنار آن)  از این امر سود می برد چرا که امواج مادون قرمز از پلاک بازتابیده می‌شوند. اگرچه این ویژگی تنها در دوربین‌های ANPR خاصی وجود دارد، دوربین هایی که برای هدف های دیگر مورد استفاده قرار می گیرند باید بیشتر روی قابلیت‌های نرم‌افزار تکیه کنند. علاوه براین، در صورتی که یک تصویر تمام رنگی نیاز باشد و در عین حال جزئیات بازیافتی ANPR هم نیاز باشد، لازم است که یک دوربین مادون قرمز و یک دوربین معمولی(رنگی) با یکدیگر مورد استفاده قرار گیرند.

برای جلوگیری از ایجاد لرزش و تار شدن تصویر لازم است سرعت شاتر دوربین روی 1000/1 بر ثانیه تنظیم شود. همچنین بسیار حائز اهمیت است که در دوربین از یک شاتر کروی، بجای شاتر غلتان، استفاده شود، تا مطمئن شوید که تصویر گرفته شده بدون لرزش و انحراف است. از آنجا که خودرو در حال حرکت است، سرعت شاتر آهسته تر باعث می شود تا تصویر تار و ناخوانایی گرفته شده و در نتیجه نرم‌افزار OCR قادر به خواندن آن نخواهد بود، به خصوص اگر دوربین بالاتر از وسیله نقلیه باشد. در مکان‌هایی که سرعت حرکت خودروها آهسته‌تر است، یا دوربین در سطح پایین‌تری قرار گرفته است و خودرو در زاویه نزدیک به دوربین است، نیازی به سرعت بالای شاتر نیست. سرعت شاتر برابر با500/1 در یک ثانیه می تواند در ترافیک هایی تا سرعت 40 مایل بر ساعت (64 کیلومتر بر ساعت)، و سرعت شاتر برابر با 250/1 در یک ثانیه می تواند در ترافیک هایی تا سرعت 5 مایل بر ساعت (8 کیلومتر بر ساعت) مورد استفاده قرار گیرد. دوربین هایی که از پلاک وسایل نقلیه تصویر برداری می کنند، می توانند تصاویر مفیدی از حرکت وسایل نقلیه با سرعت 120 مایل بر ساعت (190 کیلومتر بر ساعت) تولید کنند.

برای به حداکثر رساندن شانس ثبت تصویر بهتر از پلاک خودرو، هنگام نصب لازم است موقعیت دوربین نسبت به منطقه ی هدف، با دقت بیشتری مورد بررسی قرار گیرد. وجود زاویه بیشتر بین لنز دوربین و پلاک، به دلیل وجود انحراف تا حد زیادی احتمال ثبت تصویر مفید را کاهش خواهد داد. تولیدکنندگان، ابزارهایی را برای جلوگیری از ایجاد خطای ناشی از نصب فیزیکی دوربین های تصویر برداری  پلاک وسایل نقلیه، توسعه داده‌اند.

 

مترجم: منیره غفرانی
با اهتمام و نظارت فنی مهندس شهاب عسگری

ارسال نظر

عنوان نظر :
نام شما :
ایمیل :