دوربین پلاک خوان
تکنولوژی دوربین پلاک خوان ANPR ،فناوری است که با استفاده از شناسایی نوری کاراکترها در تصاویر(optical character recognition)، شماره پلاک ثبت شده وسیله نقلیه را می‌خواند تا موقعیت و مکان وسیله نقلیه مشخص شود.
این فناوری از دوربین مداربسته، دوربین ثبت تخلفات راهنمایی و رانندگی، یا دوربین‌هایی استفاده می‌کند که مشخصا برای این کار طراحی شده‌اند.
دوربین پلاکخوان
تمام نیروهای پلیس سراسر دنیا بمنظور اجرای قوانین و بررسی اینکه آیا پلاک وسیله نقلیه ثبت شده یا خیر، از سیستم تشخیص خودکار پلاک خودرو (یا همان سیستم پلاکخوان) استفاده میکنند.
از دیگر کاربردهای فناوری ANPR میتوان به نظارت بر پرداخت الکترونیک عوارض جاده‌ای و ترافیک جاده‌ای و کنترل ورود و خرو ج پارکینگ اشاره کرد.
سیستم پلاک خوان خودرو، تصاویر ثبت شده با دوربین‌ها و متن پلاک خودرو را ذخیره می‌کند، همچنین با اعمال تنظیماتی می‌تواند تصویر/عکس راننده را هم ذخیره کند.
سیستم‌های پلاکخوان عمدتا با استفاده از نور مادون قرمز در ساعات مختلف شبانه‌روز عکس می‌گیرند. فناوری ANPR باید تفاوت پلاک شهرهای مختلف را درنظر بگیرد.
مسائل امنیتی و حریم شخصی ازجمله ردیابی حرکات ترافیکی مردم توسط دولت، اشتباه گرفتن افراد، نرخ بالای خطا، و بالا رفتن هزینه‌ها و مخارج دولت از دغدغه‌های اصلی استفاده از این سیستم‌ها بشمار می‌آیند. منتقدان این فناوری آن را شکلی از تجسس و نظارت عمومی می‌دانند.
دوربین پلاک خوان پارکینگ
در پارکینگ ها برای کنترل ورود و خروج خودرو به چندین روش میتوان دروبین پلاک خوان را به خدمت گرفت:
1-استفاده از دوربین پلاک خوان و دستگاه کارتخوان پارکینگ : در این روش با قراردادن کارت بر روی دستگاه پارکینگ دوربین پلاک خودرو رو بر میدارد و در موقع خروج مشخصات وود و خروج را به کاربر نشان میدهد.
2-استفاده از دوربین و نرم افزار پلاک خوان : در این روش نیازی به دستگاه کارتخوان نیست و مانند روش قبل فقط با قرار گرفتن ماشین در جلوی دوربین مشخصات ثبت می شود.
3-کامل ترین روش استفاده از دستگاه های پارکینگ اتوماتیک می باشد که بدون نیاز به کاربر می تواند پلاک خودرو را تشخیص داده و مدیریت ورود و خروج را انجام دهد.
نرم افزار دوربین پلاک خوان
بخش نرم‌افزاری سیستم دوربین پلاک خوان در یک کامپیوتر خانگی استاندارد نیز اجرا می‌شود که می تواند به سایر اپلیکیشن‌ها یا پایگاه‌های داده وصل شود. سیستم ابتدا با چند تکنیک دستکاری تصویر، عکس پلاک را شناسایی، بهنجارسازی و تقویت می‌کند، و در مرحله بعد، با استفاده از تشخیص نوری کاراکتر (OCR) اعداد و حروف پلاک خودرو را شناسایی می‌کند.
سیستم دوربین پلاک خوان
سیستم‌های پلاک خوان معمولا به دو شکل اصلی استفاده می‌شوند:
در روش نخست،کل فرایند در خیابان در زمان واقعی اجرا می‌شود، زمانی که شناسایی در همان خیابان انجام می‌گیرد، اطلاعات حروفی-عددی پلاک، تاریخ-ساعت، شماره خیابان، و سایر اطلاعات مورد نیاز تقریبا در 250 میلی‌ثانیه تکمیل می‌شوند.
در صورت نیاز به پردازش بیشتر، اطلاعات بلافاصله به نرم افزار دوربین پلاک خوان کامپیوتر مرکز کنترل از راه دور ارسال شده، یا برای بازیابی بعدی در اطلاعات همان مسیر ذخیره می‌شوند.
و در روش دوم، تمام تصاویر بدست آمده از مسیرهای مختلف به نرم افزار دوربین پلاک خوان کامپیوتر کنترل از راه دوری فرستاده می‌شوند و پس از چند لحظه فرایند شناسایی نوری کاراکترها انجام می‌شود.
تعداد زیادی کامپیوترهای رومیزی در یک مزرعه سروربرای حجم کار بالا تعبیه شده‌اند مثل مراکزی که در پروژه بار تراکم ترافیکی لندن بودند. معمولا در این سیستم‌ها باید تصاویر به سرور از راه دوری ارسال شوند، به‌همین خاطر به سیستم‌های ارسالی با پهنای باند بزرگ‌تر نیاز است.
سخت افزار دوربین پلاک خوان
در راس تمام سیستم‌های تشخیص خودکار شماره پلاک خودرو، سخت‌افزار دوربین پلاک خوان که همان بخش عکسبرداری است قرار گرفته که عکس پلاک خودرو را می‌گیرد.
نخستین عکسی که گرفته می‌شود بخش بسیار مهمی از سیستم دوربین پلاک خوان است که براساس اصل رایانشی ورودی زباله-خروجی زباله (اصطلاحى است به اين معنى که اگر به برنامه اطلاعات ورودى بيهوده داده شود برنامه نتايج بيهوده‌اى را به عنوان خروجى توليد خواهد کرد)، عملکرد کلی سیستم را مشخص خواهد کرد.
معمولا از دوربین‌های پلاک خوان خاصی که مشخصا برای این کار طراحی شده‌اند برای عکسبرداری از پلاک خودرو استفاده میکنند، هرچند که امروزه تکنیک‌های نرم‌افزاری استفاده می‌شوند که دوربین‌های پایشی اینترنتی (تحت IP) را پوشش داده و از ANPR برای امنیت محیطی استفاده میکنند.
عوامل مشکل‌ساز برای دوربین‌های عکاسی از پلاک خودرو عبارتند از سرعت خودروهای عبوری، میزان نور محیطی متغیر، نور چراغ جلو ماشین و شرایط محیطی و آب و هوایی بد و نامناسب.
بیشتر دوربین‌های مخصوص عکسبرداری از پلاک خودرو از نور مادون قرمز برای حل مسئله نورپردازی و بازتاب (شکست) نور پلاک استفاده میکنند.
دوربین‌های عکسبرداری از پلاک خودرو می‌توانند از وسایل نقلیه‌ای عکس بگیرند که با سرعت 120 مایل در ساعت (190 کیلومتر برساعت) عبور میکنند.
تشخیص خودکار شماره پلاک خودرو
تشخیص خودکار شماره پلاک خودرو از سیستم تشخیص نوری کاراکتر (OCR) در تصاویر گرفته شده با دوربین استفاده می‌کند. در سال 2002 شکل پلاک خودروهای هلندی تغییر کرد، یکی از این تغییرات، تغییر فونت (قلم) نوشته روی پلاک‌ها بود، به این ترتیب که فاصله کوچکی بین برخی حروف (مثل P و R) گذاشته شد تا متمایزتر و مشخص‌تر شوند، درنتیجه بیشتر به‌کار این سیستم‌ها می‌آیند.
دوبین پلاک خوان
اندازه نوشته‌های روی پلاک و محل قرار گرفتن حروف‌ها در پلاک‌های مختلف باهم فرق میکنند، بنابراین سیستم‌های ANPR خوب باید تمام این تفاوت‌ها را درنظر بگیرند. برای استفاده از این فناوری تشخیص خودکار پلاک خودرو در سطح بین‌المللی به سیستم‌های پیشرفته‌تر و پیچیده‌تری نیاز داریم، گرچه که هرکشور برنامه خاص خود را دارد.
دوربین‌های بکار رفته در سیستم تشخیص خودکار پلاک خودرو از نوع دوربین‌های کنترل ترافیک جاده‌ای، دوربین‌های تلویزیون مداربسته، و واحدهای سیار هستند که معمولا به وسیله نقلیه وصل می‌شوند. برخی سیستم‌ها از دوربین‌های مادون‌قرمز برای عکسبرداری واضح‌تر از پلاک استفاده میکنند.
مشکلات دوربین پلاک خوان
مشکلاتی هم در این مسیر وجود داشته که این نرم‌افزار باید از پس آن‌ها بربیاید. مشکلاتی از قبیل:
رزلوشن پایین فایل، که معمولا بخاطر فاصله زیاد از حد پلاک است، اما گاهی هم بخاطر استفاده از دوربین‌های بی‌کیفیت.
تصویر تار و محو، بخصوص تصاویری که حین حرکت تار افتاده‌اند.
نور نامناسب و کنتراست پایین عکس بخاطر ضدنور، بازتاب نور، یا سایه افتادن.
شی یا جسمی (بخشی) از پلاک را پوشانده، طناب یدک‌کش، یا کثیفی و آلودگی روی پلاک.
خواندن پلاک‌هایی که در جلو و عقب باهم فرق دارند.
تغییر مسیر وسیله نقلیه در زاویه دید دوربین در طول پلاک خوانی.
فونت متفاوت برای پلاک‌های تجملاتی (نمره ویژه)(برخی کشورها اجازه استفاده از این پلاک‌ها را نمی‌دهند، که این به منزله پاک‌کردن صورت مسئله است).
سیستم های موبایل پلاک خوان
پیشرفت قابل‌توجه فناوری در دهه 1990 تغییرات اساسی در سیستم‌های تشخیص اتومات پلاک خودرو بوجود آورد و از اپلیکیشن‌های ثابت، محدود و پرهزینه که به این راحتی‌ها قابل استفاده نبودند به سیستم‌های موبایل ساده سریع رسید.
اتفاقی که به لطف بوجود آمدن نرم‌افزاری محقق شد که در سخت‌افزار کامپیوتری غیرتخصصی و معمولی ارزان‌تری اجرا می‌شد و دیگر نیازی به دادن زوایای ازپیش تعریف شده، جهت، اندازه، و سرعت عبور پلاک اتومبیل از زاویه دید دوربین‌ها نبود.
استفاده از تجهیزات کمتر با قیمت مقرون به صرفه‌تر باعث شد که موسسات و نهادهای اجرای قانون در سراسر دنیا سراغ این فناوری بروند.
دوربین‌های کوچکتری که قابلیت ثبت پلاک خودرو با سرعت بیشتری را داشتند، همراه با پردازشگرهای کوچکتر و بادوام‌تری که در بدنه خودرو پلیس قرار گرفته و به ماموران اجرایی پلیس امکان داده تا گشت روزانه داشته باشند و بتوانند پلاک خودرو را در زمان واقعی خوانده و بلافاصله دستور توقیف خودرو را بدهند.
البته که سیستم‌های ANPR موبایلی و سیار علیرغم محاسن و مزایای مزبور، چالش‌های قابل‌ملاحظه‌ای هم دارند. یکی از مشکلات اصلی این سیستم‌های موبایل این است که پردازشگر و دوربین‌ها باید به اندازه کافی سریع باشند تا خود را با سرعت نسبی بیشتر از 100 مایل در ساعت (160 کیلومتر بر ساعت) تطبیق دهند (معمولا در مواقع ترافیک چنین اتفاقی مشاهده می‌شود).
از آنجایی که سیستم اتومات سیار تشخیص پلاک خودرو با باتری کار می‌کند، بهینگی مصرف آن دیگر مشکلی است که سرراه استفاده از این سیستم وجود دارد، چرا که تجهیزات باید به اندازه کافی کوچک باشند تا فضای کمی را اشغال کنند.
سرعت نسبی تنها یکی از مسائل تاثیرگذار بر توانایی دوربین در خواندن پلاک خودرو محسوب می‌گردد. الگوریتم‌ها باید تمام متغیرهای تاثیرگذار بر توانایی ANPR در خواندن صحیح پلاک مثل زمان روز، آب و هوا، و زوایای بین دوربین و پلاک خودرو را درنظر بگیرند. طول موج نور سیستم هم تاثیر مستقیمی بر رزلوشن و دقت خوانش در این شرایط می‌گذارد.
تکنیک های بهتر شدن عکس دوربین پلاک خوان
امروزه بیشتر کشورها از پلاک‌هایی برای اتومبیل‌ها استفاده میکنند که نور را منعکس میکنند. به این ترتیب نور تابیده شده به پلاک به منبع نوری بازگردانده می‌شود و درنتیجه کنتراست تصویر بهتر خواهد شد. دربرخی کشورها، حروف و ارقام روی پلاک بازتابنده نور نیستند به همین خاطر کنتراست زیادی با پس‌زمینه بازتابی در شرایط نوری مختلف بوجود می‌آورند.
این امر بخصوص برای دوربین‌هایی مناسب است که از تصویربرداری مادون‌قرمز با فیلتر رنگی نرمال روی لنزها و نورافکن مادون‌قرمز استفاده میکنند چرا که امواج مادون‌قرمز از پلاک بازتابیده می‌شوند. هرچند این اتفاق تنها در دوربین‌های تخصصی سیستم تشخیص خودکار پلاک خودرو رخ میدهد، از این‌رو دوربین‌هایی که برای اهداف دیگری بکار رفته بیشتر به قابلیت‌های نرم‌افزاری اتکا میکنند. به‌علاوه اینکه، در مواردی که به عکس کاملا رنگی و جزئیات بازیابی شده ANPR نیاز باشد حتما باید از دوربین‌های مجهز به مادون‌قرمز و یک دوربین رنگی معمولی باهم استفاده کرد.
برای آنکه عکس بهتری از پلاک خودرو بگیرید، باید حین نصب به محل قرارگرفتن دوربین نسبت به محدود عکسبرداری هدف توجه کنید. اگر زاویه تایش بین لنز دوربین و پلاک خودرو رعایت نشود، احتمال گرفتن عکس خوب و قابل استفاده بخاطر بدشکلی و دفرمه شدن پایین می‌آید. تولیدکننده‌ها ابزاری برای ازبین بردن خطاهای نصب فیزیکی دوربین‌های عکاسی از پلاک خودرو تولید کرده‌اند.
الگوریتم های دوربین پلاک خوان پارکینگ
هفت الگوریتم اصلی داریم که نرم‌افزار برای شناسایی پلاک اتومبیل به آن‌ها نیاز دارد:
مکان‌یابی پلاک: این الگوریتم مسئول شناسایی و تفکیک پلاک روی عکس است.
جهت و اندازه پلاک: انحراف پلاک را درنظر گرفته و ابعاد را با سایز موردنظر وفق میدهد.
بهنجارسازی: روشنایی (نور) و کنتراست تصویر/عکس را تنظیم می‌کند.
تقسیم‌بندی/افرازبندی کاراکترها: تک‌تک حروف روی پلاک را شناسایی می‌کند.
شناسایی نوری کاراکتر
تحلیل ترکیبی/هندسی: کاراکترها (حروف/اعداد) و جایگاه‌شان را نسبت به قوانین خاص کشور بررسی می‌کند.
میانگین/متوسط مقدار شناسایی شده در عکس‌ها/میادین مختلف برای رسیدن به نتیجه موثق‌تر یا مطمئن. بخصوص به این خاطر که در یک عکس ممکن است بازتاب و شکست نور اتفاق افتاده باشد، و بخشی از تصویر معلوم نباشد یا هر چیز دیگری.
پیچیدگی هرکدام از این بخش‌های برنامه است که دقت سیستم را تعیین می‌کند. در مرحله سوم یعنی بهنجارسازی، برخی از سیستم‌ها از تکنیک تشخیص لبه/کناره برای بالا بردن تفاوت عکسی بین حروف و پس‌زمینه پلاک استفاده میکنند. میتوان از فیلتر میانه استفاده کرد تا پارازیت‌های بصری روی عکس را کمتر کرد.
دوربین پلاک خوان پلیس
نصب دوربین‌های ANPR روی وسایل نقلیه اجرای قانون مستلزم توجه دقیق به کنارهم قرارگرفتن دوربین‌ها با پلاک خودرویی است که پلاکش باید خوانده شود.
استفاده از تعداد مناسب دوربین و قراردادن‌شان در جای مناسب برای رسیدن به بهترین نتیجه کار بسیار سختی است چرا که ماموریت‌ها و شرایط محیطی بسیار متنوع و متفاوت هستند.
گشت‌زنی در بزرگراه به دوربین‌های جلونگر نیاز دارد که چند خط و مسیر را پوشش داده و قادرند در سرعت بسیار بالا، پلاک اتومبیل را بخوانند. گشت‌های شهری اما دوربین‌های با فاصله کانونی کمتر و برد کوتاهتر برای ثبت پلاک خودروهای پارک‌شده می‌طلبد.
پارکینگ‌های عمومی که اتومبیل‌ها به‌صورت عمودی در آن‌ها پارک شده معمولا دوربین‌های تخصصی با فاصله کانونی بسیار کوتاه می‌طلبند. بیشتر سیستم‌های فنی پیشرفته انعطاف‌پذیر هستند و از یک تا چهار دوربین داشته که میتوان در موارد نیاز به‌راحتی آن‌ها را جابجا کرد.
در شهرهایی که تنها از پلاک عقب برای اتومبیل‌ها استفاده میکنند مشکل دوچندان می‌شود چرا که دیگر استفاده از دوربین‌های جلونگر برای ترافیک ورودی (خودروهایی که از مسیر روبروی دوربین می‌آیند) بی‌فایده خواهد بود. در این شرایط، یکی از دوربین‌ها را رو به عقب برمی‌گردانند.
دور زدن دوربین طرح ترافیک (پلاک خوان)
عدم هماهنگی بین کشورها یا استان‌ها. دو خودرو از دو کشور یا استان متفاوت شماره یکسانی دارند اما مدل پلاک‌ها باهم فرق می‌کند.
هرچند برخی از این مشکلات در خود نرم‌افزار حل‌شدنی هستند، اما پیداکردن راه‌حل‌های عملی اصولا به بخش سخت‌افزاری سیستم مربوط می‌شود. با بالابردن ارتفاع دوربین میتوان از بروز مشکلات اجسامی که مانع پلاک می‌شوند (مثل سایر خودروها) جلوگیری کرد اما این کار خود باعث بوجود آمدن مشکلات دیگری می‌شود مثل تنظیم اتحراف بیشتر پلاک.
در برخی خودروها، میل بکسل‌ها یک یا دو حرف/عدد پلاک خودرو را می‌پوشانند. دوچرخه‌ها در قفسه‌های حمل دوچرخه هم باعث پوشاندن شماره پلاک می‌شوند، هرچند در برخی کشورها و حوزه‌ها مثل جزیره ویکتوریا، استرالیا، «پلاک دوچرخه‌ها» روی دوچرخه سوار می‌شود.
در برخی سیستم‌های کوچک مقیاس امکان خطا در پلاک خودرو طبیعی است. زمانی که قرار است خودروهای بخصوصی وارد منطقه ممنوعه شوند، میزان خطای قابل قبول تنها درحد یک حرف/عدد است. چرا که احتمال اینکه خودرو غیرمجاز و بدون مجوزی همین پلاک مشابه را داشته باشد بسیار کم است. هرچند که این میزان از نادرستی در بیشتر کاربردهای سیستم ANPR غیرقابل‌قبول است.
سایر کاربردهای سیستم پلاک خوان خودرو
از سیستم‌های خودکار تشخیص پلاک خودرو میتوان برای موارد زیر هم استفاده کرد:
کنترل بخش برای محاسبه سرعت میانگین وسایل نقلیه در مسافت‌های طولانی‌تر.
گذرگاه‌های مرزی
ضبط و تصرف خودروها
پمپ‌بنزین‌ها برای ثبت خودروها و وسایل نقلیه‌ای که هزینه بنزین‌شان را نمی‌پردازند.
ابزار بازاریابی برای ثبت الگوهای مصرف
تبلیغات هدفمند مانند بیلبوردهای تبلیغاتی.
سیستم‌های مدیریت ترافیک که جریان عبورومرور را با استفاده از زمانی مشخص کرده که طول می‌کشد وسایل نقلیه بین دو منطقه مجهز به ANPR جابجا شوند
تحلیل رفتار عبورومرور (انتخاب مسیر، مبدا-مقصد، و غیره) برای برنامه‌ریزی حمل‌ونقل.
تشخیص مشتری خدمات سواره توسط دوربین پلاک خوان برای شناسایی اتومات مشتریان براساس پلاک خودروهایشان و عرضه محصولاتی که آخرین‌باری که از این خدمات استفاده کرده بودند، سفارش دادند.
کمک به سیستم‌های مدیریت گردشگر برای شناسایی وسایل نقلیه مهمان.
پلیس و پلیس امداد
شرکت‌های پارک خودرو
برای بالا و پایین بردن تیرهای مهار
هتل‌ها
جابجایی اضطراری برای خودروهای اورژانس
تست خودکار انتشار آلاینده‌ها
سایر اسامی تکنولوژی ANPR
اسامی دیگر فناوری سیستم پلاک خوان :
تشخیص اتومات/خودکار پلاک خودرو (ALPR)
پلاک خوانی اتومات خودرو (ALPR)
شناسایی خودکار خودرو (AVI)
Automatisk nummer plade genkendelse (ANPG)
تشخیص پلاک اتومبیل (CPR)
شناسایی پلاک (LPR)
Lecture automatique de plaques d’immatriculation (LAPI)
دوربین پلاک خوان سیار (MLPR)
تشخیص پلاک وسیله نقلیه (VLPR)
شناسایی خودرو (VRI)