دقت پلاک خوان در شرایط بارانی و برفی چقدر است؟ در این مقاله جامع، عوامل موثر بر دقت پلاک خوان، تکنولوژی هوش مصنوعی شرکت شهاب و راهکارهای حفظ کارایی در شرایط سخت بررسی شده است.
مقدمه: چالش نظارت هوشمند در آب و هوای نامساعد
سیستم های پلاک خوان به عنوان قلب تپنده پارکینگ های هوشمند، مبادی ورودی سازمان ها و سامانه های کنترل ترافیک شهری شناخته می شوند. اما یکی از دغدغه های همیشگی مدیران امنیتی و اپراتورهای سیستم، میزان دقت پلاک خوان در شرایطی است که طبیعت با ما همکاری نمی کند. بارش شدید باران، دانه های برف، مه غلیظ و حتی بازتاب نور روی جاده خیس می توانند چالش های بزرگی برای یک سامانه پردازش تصویر ایجاد کنند.
بسیاری از سیستم های معمولی که بر پایه الگوریتم های قدیمی کار می کنند، در روزهای آفتابی عملکرد خوبی دارند، اما به محض شروع بارندگی، نرخ خطای آن ها به شدت افزایش می یابد. اینجاست که تفاوت میان یک نرم افزار معمولی و یک سامانه دانش بنیان مشخص می شود. شرکت شهاب با سال ها تجربه در توسعه الگوریتم های بینایی ماشین، راهکارهایی را ارائه داده است که حتی در سخت ترین شرایط جوی ایران، بالاترین پایداری را داشته باشند. اگر به دنبال ارتقای سیستم نظارتی خود هستید، می توانید برای مشاوره تخصصی با شماره تلفن ۰۲۳۳۲۲۸۱۲۴۲ تماس حاصل فرمایید. در این مقاله به صورت علمی و فنی بررسی می کنیم که چگونه می توان دقت پلاک خوان را در برف و باران حفظ کرد.
دقت پلاک خوان در شرایط سخت محیطی
دقت پلاک خوان در شرایط بارانی و برفی به کیفیت هوش مصنوعی نرم افزار و قابلیت های سخت افزاری دوربین بستگی دارد. در حالی که سیستم های ضعیف در بارندگی با افت دقت به زیر ۷۰ درصد مواجه می شوند، سامانه های پیشرفته مبتنی بر یادگیری عمیق (Deep Learning) مانند محصولات شرکت شهاب، قادرند دقت خود را بین ۹۰ تا ۹۵ درصد حفظ کنند. این پایداری با استفاده از فیلترهای حذف نویز تصویر، کنترل سرعت شاتر دوربین و آموزش مدل های هوش مصنوعی با میلیون ها تصویر در شرایط جوی مختلف به دست می آید تا اثر قطرات باران و بازتاب برف بر روی حروف پلاک خنثی شود.
عوامل متعددی بر روی این عدد تاثیر می گذارند. در واقع دقت پلاک خوان یک مفهوم ایستا نیست و تابعی از متغیرهای محیطی، اپتیکال و دیجیتال است. برای درک بهتر این موضوع، باید ابتدا بدانیم که در زمان بارش باران یا برف، چه اتفاقی برای تصویر دریافتی توسط دوربین می افتد و نرم افزار چگونه سعی می کند این چالش ها را برطرف نماید. شرکت شهاب با ارائه نرم افزار پلاک خوان آی پلاک استانداردهای جدیدی را در این حوزه برای کاربران فارسی زبان تعریف کرده است.
عوامل محیطی موثر بر کاهش دقت پلاک خوان
وقتی از شرایط جوی سخت صحبت می کنیم، منظور ما فقط خیس شدن زمین نیست. فیزیک نور در محیط های بارانی و برفی به کلی تغییر می کند. در ادامه، سه چالش اصلی که مستقیما بر روی دقت پلاک خوان اثر می گذارند را تحلیل می کنیم.
۱. انکسار و شکست نور توسط قطرات باران
باران مانند میلیون ها عدسی کوچک عمل می کند که بین دوربین و پلاک خودرو قرار می گیرند. هر قطره باران می تواند بخشی از تصویر پلاک را منحرف کند یا باعث ایجاد دنباله های نوری (Streaks) در تصویر شود. اگر بارش شدید باشد، این قطرات یک لایه نویز متحرک روی تصویر ایجاد می کنند که باعث می شود لبه های حروف و اعداد پلاک برای نرم افزار “محو” به نظر برسند. در چنین شرایطی، توانایی نرم افزار در “بازسازی تصویر” اهمیت پیدا می کند.
۲. بازتاب شدید نور در شرایط برفی
برف به دلیل خاصیت بازتابندگی بسیار بالا (Albedo)، می تواند باعث “کور شدن” سنسور دوربین شود. در روزهای برفی، نور محیط به شدت زیاد است و اگر دوربین قابلیت کنترل نور محیطی (WDR) را نداشته باشد، تصویر پلاک به صورت یک مستطیل کاملا سفید دیده می شود. همچنین، نشستن لایه ای از برف روی خود پلاک، چالش برانگیزترین حالت ممکن است که حتی چشم انسان نیز در تشخیص آن دچار مشکل می شود. در این موارد، هوش مصنوعی باید بر اساس “الگوهای احتمالی” عمل کند که در بخش تشخیص پلاک های مخدوش، ناخوانا و کثیف با هوش مصنوعی به تفصیل درباره آن صحبت شده است.
۳. مه و کاهش کنتراست تصویر
مه غلیظ باعث پراکندگی نور می شود و کنتراست (تضاد رنگی) بین حروف سیاه و پس زمینه سفید پلاک را به شدت کاهش می دهد. وقتی تصویر خاکستری و یکنواخت می شود، الگوریتم های قدیمی در پیدا کردن محل پلاک (Localization) شکست می خورند. دقت پلاک خوان در مه، به شدت وابسته به قدرت پردازشی نرم افزار در بالا بردن مجازی کنتراست و فیلتر کردن فرکانس های پایین تصویر است.
نقش سخت افزار در حفظ دقت پلاک خوان
نرم افزار هر چقدر هم قدرتمند باشد، به یک تصویر ورودی با کیفیت نیاز دارد. انتخاب دوربین پلاک خوان مناسب، اولین قدم برای تضمین عملکرد در برف و باران است. بسیاری از اشتباهات در پروژه های نظارتی از اینجا ناشی می شود که از دوربین های مداربسته معمولی برای این کار استفاده می کنند.
سرعت شاتر و مدیریت تاری حرکت
در بارندگی، جاده ها لغزنده هستند و خودروها ممکن است با سرعت های متفاوتی حرکت کنند. دوربین باید سرعت شاتر (Shutter Speed) بالایی داشته باشد تا تصویر خودرو را “منجمد” کند. اگر سرعت شاتر پایین باشد، ترکیب حرکت خودرو و حرکت قطرات باران باعث ایجاد تصویری کاملا تار می شود که هیچ نرم افزاری قادر به خواندن آن نخواهد بود. دوربین های تخصصی شرکت شهاب امکان تنظیم دقیق شاتر برای سناریوهای مختلف را فراهم می کنند.
استفاده از پروژکتورهای مادون قرمز (IR)
در شب های بارانی، بازتاب نور چراغ خودروها روی آسفالت خیس می تواند سنسور را دچار خطا کند. استفاده از پروژکتورهای IR قدرتمند و فیلترهای حذف نور مرئی به دوربین کمک می کند تا فقط بازتاب پلاک را ببیند و نویزهای نوری محیط را حذف کند. این موضوع تاثیر مستقیمی بر روی دقت پلاک خوان در شب دارد. برای محیط هایی که نیاز به تصویر رنگی دارند، پیشنهاد می شود از دوربین پلاک خوان دید در شب رنگی استفاده شود که از تکنولوژی های پیشرفته تری برای تفکیک رنگ در نور کم بهره می برند.
تکنولوژی یادگیری عمیق؛ فرشته نجات در شرایط سخت
دوران استفاده از روش های ساده OCR (نویسه خوان نوری) به پایان رسیده است. امروزه دقت پلاک خوان مدیون شبکه های عصبی پیچیده ای است که مانند مغز انسان آموزش دیده اند. شرکت شهاب با بهره گیری از کتابخانه تشخیص پلاک ساتپا (SDK)، از مدلی استفاده می کند که تحت عنوان Convolutional Neural Networks (CNN) شناخته می شود.
چگونه هوش مصنوعی باران را نادیده می گیرد؟
هوش مصنوعی پیشرفته آموزش دیده است تا “ویژگی های ثابت” یک حرف یا عدد را شناسایی کند. برای مثال، حرف “ب” در پلاک های ایرانی دارای ویژگی های خاصی است که حتی اگر نیمی از آن زیر یک قطره باران یا لایه ای از گل و لای پنهان شده باشد، هوش مصنوعی می تواند با احتمال بالا آن را حدس بزند. این فرآیند که “استخراج ویژگی” نام دارد، باعث می شود دقت پلاک خوان در شرایط نامساعد به طرز شگفت انگیزی بالا بماند.
همچنین، نرم افزارهای مدرن از تکنیکی به نام “چند فریمی” استفاده می کنند. یعنی به جای اینکه فقط یک عکس از خودرو بگیرند و سعی کنند آن را بخوانند، در یک ثانیه ده ها فریم را بررسی می کنند. اگر در یک فریم، قطره باران روی عدد “۲” قرار گرفته باشد، احتمالا در فریم بعدی آن نقطه شفاف است. نرم افزار با ترکیب این اطلاعات، بهترین خروجی را ارائه می دهد. این یکی از استانداردهای روز دنیا در حوزه Automatic Number Plate Recognition است که در محصولات شرکت شهاب به طور کامل پیاده سازی شده است.
تاثیر زاویه نصب بر دقت در روزهای بارانی
یکی از نکاتی که اغلب توسط نصابان نادیده گرفته می شود، تاثیر فیزیکی زاویه دوربین بر روی تجمع قطرات آب روی شیشه لنز است. اگر دوربین در زاویه ای نصب شود که باد و باران مستقیما به شیشه آن برخورد کند، قطرات آب روی لنز باقی مانده و باعث تاری دائمی تصویر می شوند.
رعایت استانداردهای زاویه نصب دوربین پلاک خوان نه تنها به بهبود دید نرم افزار کمک می کند، بلکه باعث می شود سایه بان دوربین (Sunshield) بتواند به خوبی از لنز در برابر بارش محافظت کند. ما همواره توصیه می کنیم دوربین ها در ارتفاع و زاویه ای نصب شوند که کمترین بازتاب نور از جاده خیس را دریافت کنند. بازتاب نور از سطح جاده در روزهای بارانی می تواند باعث ایجاد پدیده “کوری موقت” در سنسور دوربین شود که نتیجه آن کاهش لحظه ای دقت پلاک خوان است.
مقایسه دقت پلاک خوان های مختلف در برف و باران
برای اینکه مشتریان بتوانند انتخاب درستی داشته باشند، باید تفاوت عملکردی سامانه ها را درک کنند. جدول زیر یک مقایسه کلی بر اساس تست های میدانی انجام شده در شرایط آب و هوایی ایران است:
| نوع سیستم | دقت در روز آفتابی | دقت در باران متوسط | دقت در برف و کولاک |
| پلاک خوان های ارزان چینی | ۹۰% | ۶۰% | زیر ۴۰% |
| سیستم های مبتنی بر پردازش تصویر کلاسیک | ۹۵% | ۷۵% | ۵۰% |
| سامانه های یادگیری عمیق (شرکت شهاب) | ۹۹% | ۹۶% | ۹۰-۹۵% |
همانطور که مشاهده می کنید، تفاوت اصلی در پایداری (Robustness) سیستم است. یک سیستم حرفه ای طراحی شده است تا “کمترین نوسان” را در خروجی داشته باشد. این سطح از پایداری به خصوص در پروژه های اتوماسیون فرآیند توزین با پلاک خوان باسکول که دقت در آن ها با سود و زیان مالی مستقیم در ارتباط است، اهمیت دوچندانی پیدا می کند.
راهکارهای عملی برای افزایش دقت پلاک خوان در زمستان
اگر در حال حاضر یک سیستم پلاک خوان دارید و از عملکرد آن در فصل سرما راضی نیستید، راهکارهای زیر می توانند به شما کمک کنند:
- نظافت دوره ای شیشه دوربین: بخار آب و گرد و غبار خشک شده روی شیشه دوربین در ترکیب با باران، لایه ای کدر ایجاد می کنند. تمیز کردن لنز با دستمال های نانو حداقل ماهی یک بار الزامی است.
- استفاده از دوربین های دارای گرم کن (Heater): در مناطق سردسیر مانند اردبیل یا همدان، استفاده از دوربین هایی که دارای گرم کن داخلی هستند مانع از یخ زدگی شیشه لنز و ایجاد مه داخلی می شود.
- به روز رسانی نرم افزار: موتورهای هوش مصنوعی دائما در حال بهبود هستند. نسخه های جدید نرم افزار شرکت شهاب همیشه شامل الگوهای جدیدی برای بهبود دقت پلاک خوان در شرایط سخت هستند.
- تنظیم داینامیک نور: در برخی از مدل های پیشرفته، می توان تنظیمات دوربین را به گونه ای برنامه ریزی کرد که در ساعت های بارندگی، پارامترهای Gain و Shutter به صورت خودکار تغییر کنند تا نویز تصویر کاهش یابد.
اهمیت استفاده از سامانه های بومی در اقلیم ایران
ایران کشوری با اقلیم های بسیار متنوع است. از رطوبت بالای شمال تا سرمای خشک غرب و ریزگردهای جنوب، هر کدام چالش خاصی برای پلاک خوانی ایجاد می کنند. نرم افزارهای خارجی معمولا بر اساس داده های کشورهای اروپایی یا چینی آموزش دیده اند که فونت و ابعاد پلاک متفاوتی دارند.
تخصص شرکت شهاب در بومی سازی این تکنولوژی است. نرم افزار پلاک خوان آی پلاک با استفاده از دیتابیس های عظیم از پلاک های ایرانی در جاده های هراز، فیروزکوه و اتوبان های پر تردد تهران آموزش دیده است. این یعنی نرم افزار ما با “باران تیره” شهرهای صنعتی یا “برف حجیم” کوهستان های ایران آشنایی کامل دارد و به همین دلیل است که دقت پلاک خوان شهاب در بازار ایران بی رقیب مانده است.
آینده تکنولوژی پلاک خوانی و چالش های جوی
با پیشرفت روز افزون هوش مصنوعی، ما به سمتی حرکت می کنیم که شرایط جوی دیگر هیچ محدودیتی برای سیستم های نظارتی ایجاد نخواهند کرد. تکنولوژی هایی مانند دوربین های حرارتی (Thermal) در حال ترکیب شدن با سیستم های LPR هستند. دوربین های حرارتی می توانند پلاک را از طریق گرمای بدنه خودرو حتی در مه غلیظ که هیچ نوری وجود ندارد، شناسایی کنند.
همچنین، استفاده از کلان داده ها (Big Data) به سیستم ها اجازه می دهد تا الگوهای ترافیکی را در زمان بارندگی تحلیل کنند. برای مثال، سیستم می تواند پیش بینی کند که در زمان بارش برف، سرعت خودروها کاهش یافته و فاصله آن ها تغییر می کند و بر این اساس، دقت خود را بهینه سازی کند. شرکت شهاب به عنوان یک واحد پیشرو، هم اکنون در حال تحقیق بر روی ادغام سامانه های هوش مصنوعی پلاک خوان با سنسورهای هواشناسی محلی است تا به صورت هوشمند و خودکار، بالاترین کارایی را ارائه دهد.
پرسش های متداول
۱. آیا باران شدید باعث قطع شدن سیستم پلاک خوان می شود؟
خیر، باران شدید باعث قطع شدن سیستم نمی شود، اما اگر دوربین و نرم افزار استاندارد نباشند، ممکن است تعداد پلاک های تشخیص داده نشده (Missed) افزایش یابد و دقت پلاک خوان افت کند.
۲. بهترین دوربین برای پلاک خوانی در برف و باران چیست؟
دوربین های تحت شبکه (IP) با رزولوشن حداقل ۲ مگاپیکسل، دارای ویژگی WDR واقعی، پروتکل ONVIF و پروژکتور IR جداگانه، بهترین گزینه هستند. دوربین های سری شاهد شرکت شهاب به طور اختصاصی برای این شرایط طراحی شده اند.
۳. آیا پلاک های کثیف در زمستان قابل خواندن هستند؟
اگر گل و لای تمام سطح پلاک را پوشانده باشد، هیچ سیستمی قادر به خواندن آن نیست. اما اگر حروف تا حدودی قابل رویت باشند، نرم افزارهای مبتنی بر یادگیری عمیق شرکت شهاب می توانند با دقت بالایی آن ها را بازیابی کنند.
۴. برای پلاک خوانی در جاده های مه آلود چه باید کرد؟
در این شرایط استفاده از دوربین هایی با قابلیت Defog (مه زدا) و نصب دوربین در فاصله ای نزدیک تر به خودرو توصیه می شود تا اثر ذرات معلق در هوا کاهش یابد.
۵. دقت پلاک خوان شهاب در شرایط برفی چقدر است؟
در صورت نصب صحیح و استفاده از سخت افزار پیشنهادی، دقت سامانه های شرکت شهاب در شرایط برفی معمولی بالای ۹۴ درصد گزارش شده است.
۶. آیا رعد و برق می تواند به سیستم پلاک خوان آسیب بزند؟
بله، مانند هر تجهیز الکترونیکی دیگری، صاعقه می تواند باعث سوختن دوربین یا بردها شود. استفاده از ارستر (Surge Protector) و چاه ارت استاندارد برای تمام پروژه های فضای باز الزامی است.
۷. تفاوت دقت پلاک خوان در شب بارانی با روز بارانی چیست؟
در شب بارانی به دلیل بازتاب نور چراغ ها روی آسفالت خیس و ایجاد تضاد نوری شدید، چالش بیشتر است. سیستم باید توانایی مدیریت نور شدید (HLC) را داشته باشد تا دقت پلاک خوان حفظ شود.
۸. آیا برای افزایش دقت در باران نیاز به نورافکن اضافه هست؟
در اکثر موارد، خیر. پروژکتورهای داخلی دوربین های پلاک خوان شهاب کافی هستند. اما در محیط های بسیار وسیع یا تاریک مطلق، نصب یک پروژکتور مادون قرمز کمکی می تواند موثر باشد.
۹. هزینه نگهداری سیستم پلاک خوان در زمستان چقدر است؟
هزینه اصلی مربوط به نظافت فیزیکی لنزها و چک کردن اتصالات در برابر رطوبت است. برای اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله هزینه نگهداری سیستم پلاک خوان مراجعه کنید.
۱۰. چگونه می توان نسخه دموی نرم افزار را برای تست در شرایط بارانی تهیه کرد؟
شما می توانید با مراجعه به وب سایت شرکت شهاب و بخش تماس با ما، درخواست نسخه آزمایشی خود را ثبت کنید تا در شرایط محیطی خودتان دقت پلاک خوان ما را بسنجید.
نتیجه گیری و تماس با شرکت شهاب
حفظ دقت پلاک خوان در شرایط بارانی و برفی، نه یک اتفاق، بلکه نتیجه یک مهندسی دقیق در انتخاب سخت افزار و قدرت نرم افزار است. تکنولوژی یادگیری عمیق به ما این اجازه را می دهد که محدودیت های فیزیکی تصویر را دور بزنیم و امنیتی پایدار را برای شهروندان و مدیران فراهم کنیم. شرکت شهاب با تکیه بر دانش متخصصان داخلی، محصولاتی را تولید کرده است که با افتخار در هزاران نقطه از کشور، تحت شدیدترین بارش ها و سرماها، بدون وقفه در حال خدمت رسانی هستند.
اگر شما هم به دنبال راه اندازی یک سیستم پلاک خوان هستید که در روزهای بحرانی زمستان ناامیدتان نکند، ما در کنار شما هستیم. از مشاوره رایگان برای انتخاب بهترین سرور دوربین مداربسته تا نصب و راه اندازی کامل سامانه، تیم متخصص شرکت شهاب همراه شماست.
پل های ارتباطی با شرکت شهاب:
- شماره تماس: 02332281242
- دفتر مرکزی: سمنان، پارک علم و فناوری، ساختمان شرکت شهاب
با انتخاب تکنولوژی درست، اجازه ندهید برف و باران نقطه کور امنیت مجموعه شما باشد. آینده نظارت هوشمند در دستان شماست.
