همه چیز در مورد سیستم های تشخیص پلاک خودرو

در این مقاله نگاهی کلی به سیستم های تشخیص پلاک ( LPR ) می اندازیم. ابتدا توضیحاتمان را از جنبه فنی پیش می بریم، سپس وارد دید کاربردی و بازاری آن می شویم.

 1- فناوری LPR چیست؟

LPR ( تشخیص پلاک خودرو ) یک فناوری پردازش تصویر است که وسایل نقلیه را طریق پلاک آن ها شناسایی می کند. این فناوری در برنامه های مختلف امنیتی و ترافیکی مانند سیستم کنترل دسترسی که در انیمیشن زیر نمایش داده می شود ، استفاده می شود:

در مثال بالا: در حالی که وسیله نقلیه به گیت کنترل تردد نزدیک می شود دستگاه LPR به طور خودکار شماره پلاک خودرو را ” می خواند “، با یک لیست از پیش تعریف شده مقایسه می کند و در صورت تطابق پلاک خودرو با شماره های ثبت شده اجازه ی ورود می دهد.

۲- نکات قابل توجه این فناوری

این فناوری در تاسیسات امنیتی و ترافیکی محبوبیت زیادی کسب کرده است. این فناوری فرض می کند که همه وسایل نقلیه از قبل هویت مشخص شده هستند ( پلاک خودرو! ) بنابراین هیچ فرستنده یا گیرنده اضافی لازم نیست بر روی خودرو نصب شود.

این سیستم از روشنایی (مانند مادون قرمز) و یک دوربین برای گرفتن تصویری از جلو یا عقب خودرو استفاده می کند، سپس یک نرم افزار پردازش تصویر ، تصاویر را تجزیه و تحلیل کرده و اطلاعات پلاک را استخراج می کند. این داده ها برای اجرای قوانین یا جمع آوری داده ها استفاده شود و (مانند سیستم کنترل دسترسی که در بالا نشان داده شده است) در صورتی که اتومبیل مجاز به ورود باشد گیت را باز می کند یا برای محاسبه خودکار هزینه ی پارکینگ ، یک بازه زمانی را به عنوان زمان ورود یا خروج ثبت کند.

مزیت قابل توجه سیستم LPR این است که سیستم می تواند آرشیوی از تصاویر ضبط شده از وسیله نقلیه را که برای مقابله با جرم و کلاهبرداری نیز با ارزش است ( ” ارزش یک تصویر از هزاران لغت بیشتر است ” ) ذخیره کند. یک دوربین اضافی می تواند روی چهره راننده متمرکز شده و تصویر چهره را برای موارد امنیتی ذخیره کند. علاوه بر این، این فناوری نیازی به نصب بر روی هر خودرو ندارد (مانند فناوری های دیگر از قبیل RFID که نیاز به نصب فرستنده بر روی هر خودرو یا حمل کردن آن توسط راننده دارند).

۳- نام های دیگر این فناوری

LPR در مراجع مختلفی نیز به نام های زیر خوانده می شود:

• شناسایی خودکار خودرو (AVI)
• تشخیص پلاک خودرو (CPR)
• تشخیص خودکار شماره پلاک خودرو (ANPR)
• دستگاه پلاک خوان (CPR)
• تشخیص کاراکترهای نوری (OCR) برای خودرو

۴- پلاک ها و تصاویر آن ها

دستگاه های LPR بر اساس ثبت تصاویر پلاک جلو و یا عقب خودرو طراحی شده اند. مثال زیر نصب معمولی یک سیستم کنترل دسترسی در گیت ورود و خروج یک دفتر اداری را نشان می دهد.

این اتومبیل با شماره پلاک: W856RKX ، تازه از منطقه پارکینگ خارج شده و توسط سیستم LPR شناسایی شده که آن را به عنوان یک ماشین مجاز معرفی می کند و گیت را باز می کند. یک تابلوی خوش آمد گویی ( که شامل شماره وسیله نقلیه و نام راننده است ) در صفحه نمایشی بزرگ در فضای باز در قسمت پشتی خودرو نمایش داده می شود.

تصویری معمولی که توسط واحد تصویر برداری و دوربین مادون قرمز ضبط شده است در تصویر زیر نشان داده شده است (این تصویر همان ماشین بالایی است). اطلاعات تصویر توسط سیستم LPR خوانده می شود و بطور خودکار تجزیه و تحلیل می شود.

از آنجا که پلاک های خودرو بر اساس استاندارد های مختلف کشور ها طراحی شده است معمولاً از لحاظ شکل، فرم و مواد به کار گرفته شده جهت ساخت متفاوت هستند. بنابراین سیستم های LPR هر کشور مخصوص آن کشور هستند و با کشوری که در آن نصب و استفاده می شوند سازگار هستند (در مورد مثال بالا دوربین در بریتانیا نصب شده).

برخی از پلاک ها دارای اطلاعات اضافی هستند که روی پلاک نوشته یا ضمیمه شده است مانند شماره ی ایالت (مانند پلاک های ایالات متحده در ردیف بزرگتر)، حرف اول اسم هر استان (مانند ردیف بالایی در پلاک های چین)، تاریخ چاپ پلاک (مانند پلاک های ایالات متحده)، نوع وسیله نقلیه (مانند پلاک های کره در ردیف بالایی) ، پرچم کشور (مانند پلاک های اروپایی در سمت چپ) و موارد دیگر. برای اکثر برنامه های کاربردی این اطلاعات اضافی مورد نیاز نیست (و معمولاً به دلیل پیچیدگی ، متنوع بودن، کیفیت و وضوح تصاویر مشخص نمی شوند).

۵- محتوای تصاویر ضبط شده

تصویر فوق از قسمت جلوی خودرو ، که در یک قالب معمولی نشان داده شده است، از ۲۵۶ سطح خاکستری اعم از سیاه (سطح خاکستری ۰) تا سفید (سطح خاکستری ۲۵۵) تشکیل شده است. برای یک قالب معمولی ۷۶۸ در ۲۸۸ پیکسل یا حدود ۰٫۲ میلیون عنصر وجود دارد. این مقدار وسیع از اطلاعات توسط نرم افزار شناسایی پلاک به منظور یافتن خودکار و خواندن پلاک پردازش می شود.

تصویر زیر بزرگنمایی در نمونه تصویر بالا را نشان می دهد. پردازش تصویر اولیه از داده های خام شروع می شود، سپس به طور مکرر تا سطح پیکسل زوم می شود (با ضریب x2).

پردازش رایانه برای شناسایی صفحه باید بر روی اطلاعات global (کل تصویر) کار کند، سپس به منظور بزرگنمایی جزئیات کوچک، اطلاعات را بزرگنمایی کند و در نهایت داده های ثبت شده را استخراج کند. نتیجه نهایی فرایند، تشخیص یک رشته است (در مورد فوق ، “W859RKX”). این تبدیل داده های تصویر به یک رشته در واقع فشرده سازی بسیار بزرگی از داده های خام اصلی است (۱: ۳۱۶۰۰!).

۶- این فناوری چقدر کاربردی است؟

سیستم های اولیه ی LPR دقت تشخیص کم حتی پایین تر از حد قابل قبول در سیستم های عملی رنج می برد. اثرات های خارجی (نور خورشید و چراغ های جلو خودرو ، پلاک های با طراحی ناماسب،  گستردگی انواع پلاک ها) و سطح محدود نرم افزار تشخیص و سخت افزار مرتبط با دوربین، عرضه ی سیستم های با کیفیت پایین را به همراه داشت.

با این حال ، پیشرفت های اخیر در حوزه ی نرم افزار و سخت افزار باعث شده است که سیستم های LPR بسیار مطمئن تر و گسترده تر شوند. اکنون تعداد بیشماری از این سیستم ها در سراسر جهان نصب شده اند و تعداد سیستم ها بصورت تصاعدی در حال رشد هستند و کار های بیشتری را می  توانند در بخش های مختلف بازار به صورت اتوماتیک انجام دهند. در بسیاری موارد واحد LPR علاوه بر راه حل های موجود ، مانند کارت خوان مغناطیسی یا توزیع کننده کارت پارک، به عنوان ابزاری جهت بهبود به سیستم اضافه می شود تا بتواند قابلیت های بیشتری را به امکانات موجود آن اضافه کند.

حتی اگر تشخیص به صورت مطلق درست نباشد، برنامه ای که به نتایج شناسایی بستگی دارد می تواند خطا ها را جبران کند و یک سیستم تقریبا بی عیب و نقص ایجاد کند. به عنوان مثال هنگام مقایسه تشخیص زمان ورود خودرو به زمان خروج آن به منظور تعیین مدت زمانی که خودرو در پارکینگ پارک شده، سیستم انطباق (خودروی ورودی با خودروی خروجی) می تواند از مقداری از خطا های کوچک بدون ایجاد اشتباه چشم پوشی کند. این ادغام هوشمند می تواند بر برخی از نقص های LPR غلبه کند و موجب توبید سیستم های قابل اعتماد و کاملاً خودکار شود.

۷- عناصر متعارف سیستم های LPR

سیستم های LPR معمولاً از واحدهای زیر تشکیل شده اند:

دوربین ( ها ) – که تصاویر خودرو ( از جلو یا عقب ) را ضبط می کنند

نورپردازی – نوری کنترل شده که می تواند پلاک را روشن کند، و امکان کاربری دوربین در روز و شب را فراهم می کند. در بیشتر موارد نور مادون قرمز (IR) استفاده می شود که راننده قادر به دیدن آن نیست.

رایانه – معمولاً رایانه ای است که سیستم عامل Windows یا Linux را اجرا می کند. این سیستم برنامه ی  LPR را اجرا می کند که سامانه پلاک خوان را کنترل می کند، تصاویر را می خواند، پلاک خودرو را تجزیه و تحلیل می کند و آن را شناسایی می کند و با سایر برنامه ها و سیستم ها رابطه برقرار  می کند.

نرم افزار – برنامه و بسته تشخیص پلاک. معمولاً بسته تشخیص پلاک به عنوان DLL ( کتابخانه نرم افزاری ) تهیه می شود.

سخت افزار – تابلوهای ورودی / خروجی مختلفی که برای رابط جهان خارجی استفاده می شود ( مانند تابلو های کنترل و تابلو های شبکه )

بانک اطلاعاتی – رویدادها در یک پایگاه داده محلی ضبط می شوند یا از طریق شبکه منتقل می شوند. داده ها شامل نتایج شناسایی پلاک و (به صورت اختیاری) تصویر وسیله نقلیه یا فایل تصویر راننده می باشد.

تصویر زیر یک پیکربندی معمولی از یک سیستم LPR را نشان می دهد. نرم افزار پلاک خوان خودرو به عنوان یک برنامه پس زمینه ویندوز در رایانه شخصی ، و رابطی میان مجموعه ای از دوربین ها است. برنامه تصاویر دوربین ها را دریافت کرده و با پردازش آن ها، پلاک خودرو های در حال تردد را استخراج می کند. سپس برنامه نتایج را نمایش می دهد و همچنین می تواند آن ها را از طریق ارتباط سریال به سایر قسمت های سیستم از قبیل دوربین یا نمایشگر LED ارسال کند. سپس این اطلاعات را به پایگاه داده محلی یا پایگاه داده های خارجی (از طریق شبکه) ارسال می کند.

۸- نحوه کارکرد این فناوری چگونه است؟

مثال زیر نحوه عملکرد یک سیستم کنترل دسترسی معمولی را نشان می دهد که از ترتیب انیمیشن بالا پیروی می کند.

وسیله نقلیه به منطقه امن نزدیک شده و ورود به محدوده ی دید دوربین عملیات شناسایی آن شروع شده و حضور آن به واحد LPR ارسال می شود.

سیستم LPR از پلاک جلو یا عقب خودرو با استفاده از دوربین LPR تصویر می گیرد (در سمت چپ گیت ورود و خروج نشان داده شده است). تصاویر این وسیله نقلیه شامل پلاک خودرو و اطلاعات پیکسلی هستند که توسط سخت افزار پردازش تصویر سیستم LPR خوانده می شود.

نرم افزار LPR با استفاده از الگوریتم های مختلف پردازش تصویر، تصویر را تجزیه و تحلیل می کند، آن را تقویت کرده، موقعیت پلاک را تشخیص می دهد، رشته حروف و اعداد پلاک را استخراج می کند و فونت به کار رفته در پلاک را با استفاده از روش های ویژه هوش مصنوعی (مانند شبکه های عصبی) مشخص می کند. بیشتر سیستم های LPR بر پایه برنامه ای هستند که از طریق سیستم عامل Windows کار می کند. سیستم های دیگری نیز وجود دارند که به کامپیوتر احتیاج ندارند (مانند واحد مستقل که به صورت مینی کامپیوتر یا Embedded پیاده سازی می شوند).

سیستم LPR بررسی می کند که آیا وسیله نقلیه در لیست از پیش تعریف شده ی خودرو های مجاز ثبت شده است یا نه، و در صورت یافتن وسیله ی نقلیه در لیست، به شما اجازه می دهد که با فعال کردن سیگنال مورد نظر گیت را باز کنید. این واحد همچنین می تواند یک چراغ سبز به معنی “حرکت” یا چراغ قرمز به معنی”توقف” را روشن کند. این واحد همچنین می تواند یک پیام خوش آمد گویی را نشان دهد! پیامی با داده های شخصی سازی شده.

وسیله نقلیه مجاز وارد منطقه امن می شود. پس از عبور از گیت ورود و خروج، سیستم شناسایی کننده گیت را می بندد. اکنون سیستم منتظر است تا وسیله نقلیه بعدی به منطقه امن وارد شود.

از اطلاعات استخراج شده از تصاویر در انواع دیگری از کاربرد ها برای اهداف مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال ، تهیه برگه ی جریمه ی نقض سرعت مجاز یا عبور از چراغ قرمز. همه این کاربرد ها به فرآیند درک خودکار تصاویر که توسط سیستم LPR انجام می شود، متکی هستند که در واقع از ذهن انسان تقلید می کند.

۹- نمونه ی برنامه های کاربردی

برنامه های LPR دارای طیف گسترده ای از کاربردها هستند که از استخراج شماره پلاک خودرو و تصاویر برای ایجاد راهکار های خودکار برای مشکلات مختلف استفاده می کنند. نمونه هایی این برنامه ها در ادامه ذکر شده است :

پارکینگ 

شماره پلاک برای ورود خودکار اعضایی که هزینه ی پارکینگشان از پیش پرداخت شده و محاسبه هزینه پارکینگ برای افراد غیر عضو (با مقایسه زمان های خروج و ورود) استفاده می شود. استفاده از تصویر صورت راننده به صورت اختیاری می توان برای جلوگیری از ربودن خودرو استفاده کرد.

در این مثال، یک اتومبیل در یک مرکز خرید شلوغ وارد پارکینگ می شود. پلاک ماشین شناسایی و ذخیره می شود. وقتی ماشین از آنجا خارج شود (از طریق گیت در سمت راست)، پلاک ماشین دوباره خوانده می شود. هزینه ی مدت زمان حضور راننده در پارکینگ محاسبه خواهد شد. این گیت به طور خودکار پس از پرداخت باز می شود ؛ یا اگر وسیله نقلیه مجوز ورود و خروج ماهانه داشته باشد به طور خودکار باز خواهد شد.

سیستم کنترل دسترسی

گیت بطور خودکار برای اعضای مجاز در منطقه امن باز می شود و بدین ترتیب جایگزین و یا کمک کار نیروهای امنیتی می شود. این رویدادها در یک پایگاه داده ثبت می شوند و می توانند برای جستجوی تاریخ رویدادها از آن ها استفاده کرد.

در این مثال، گیت پس از شناسایی خودرو توسط سیستم، به طور خودکار برای خودروی مجاز باز می شود. یک صفحه نمایش بزرگ در فضای باز به راننده سلام می کند. این رویداد (نتیجه ، زمان و تصویر) در پایگاه داده ذخیره می شود.

اخذ عوارض 

شماره ماشین برای محاسبه هزینه سفر در یک جاده عوارضی یا برای بررسی مجدد برگه پرداخت عوارض استفاده می شود.

در این سیستم نصب شده، هنگامی که وسیله ی نقلیه وارد خط پرداخت عوارش می شود، پلاک خوانده شده و مجوز عبور به وی داده می شود. اطلاعات وسیله نقلیه از بانک اطلاعاتی بازیابی می شود و در مقابل اطلاعات عبور مقایسه می شود. در صورت جعل پلاک یا ارتکاب هر گونه جرمی به اپراتور اطلاع داده می شود.

کنترل مرز 

شماره ماشین در ورودی یا خروجی کشور ثبت شده است و برای نظارت بر گذرگاه های مرزی استفاده می شود. این کار می تواند مدت زمان عبور از مرز را کاهش داده و خطوط طولانی انتظار در مرز را کوتاه کند. نصب این سیستم می تواند تمام مرزهای کل کشور را به صورت یک پارچه در بر گیرد. هر وسیله نقلیه در یک پایگاه داده مرکزی ثبت شده و با اطلاعات اضافی مانند اطلاعات گذرنامه مرتبط می شود. از این سیستم برای ردیابی همه گذرگاه های مرزی استفاده می شود.

کشف اتومبیل های مسروقه

لیستی از خودرو های مسروقه یا خودروهایی که جریمه های خود را پرداخت نکرده اند در دسترس نیرو های انتظامی هست. این “لیست سیاه” می تواند در هر لحظه به روز شود و به سرعت نیروهای پلیس را مطلع کند. سیستم LPR در کنار جاده مستقر شده است و لحظه به لحظه بین خودرو های عبوری از جاده و لیست سیاه مطابفت انجام می دهد. در صورت یافتن انطباق، آژیر یا صفحه نمایش فعال می شود و مأمور پلیس از خودروی شناسایی شده و دلایل توقف آن مطلع می شود.

اجرای قانون 

از شماره پلاک خودرو برای صدور برگه ی جریمه نقض سرعت مجاز یا عبور از چراغ قرمز استفاده می شود. فرآیند دستی تهیه برگه ی جریمه با یک فرآیند خودکار جایگزین می شود که باعث کاهش زمان سربار و جلوگیری از دوباره کاری می شود. جریمه ها را می توان به صورت آنلاین مشاهده و پرداخت کرد.

عکس زیر نمونه ای از یک ماشین پر سرعت است که توسط دوربین راهنمایی گرفته شده است. پلاک عقب وسیله نقلیه به طور خودکار از فیلم اسکن شده استخراج می شود و این کار جایگزین یک عمل دستی خسته کننده شده و همچنین نیاز به چاپ برگه ی  تخلف را کاهش می دهد.

بانک اطلاعاتی در سمت راست بالا، اطلاعاتی راجب خودرو های با سرعت غیر مجاز است که بطور خودکار از فیلم توسعه یافته استخراج می شود و برای تکمیل برگه ی جریمه استفاده می شود و در یک بانک اطلاعاتی درج می شود. متخلفان می توانند جریمه را به صورت آنلاین پرداخت کنند و این عکس به عنوان مدرک اثبات تخلف همراه با اطلاعات مربوط به میزان سرعت غیر مجازشان به همراه این عکس ارائه می شوند.

کنترل ترافیک 

وسایل نقلیه را می توان با توجه به مجوز های ورود به آن ها به خطوط مختلفی هدایت کرد (مانند پروژه هایی که در محیط هایی دانشگاهی برگزار می شود). این سیستم به طور موثری تراکم ترافیک و بازدید کنندگان از محل را کاهش می دهد.

در این سیستم نصب شده، سیستم مبتنی بر LPR خودرو ها را در ورودی پر ازدحام به ۳ نوع (بازدید کنندگان مجاز، بازدیدکنندگان شناخته شده و اتومبیل های ناشناخته برای استعلام) طبقه بندی می کند و آن ها را به خط مناسب راهنمایی می کند. این سیستم خطوط انتظار طولانی را کاهش داده و باعث کاهش بار کار افسران امنیتی می شود.

ابزار بازاریابی 

از پلاک خودرو می توان برای تهیه لیستی از بازدید کنندگان مکرر برای اهداف بازاریابی یا ایجاد پروفایل ترافیکی استفاده شود (مانند تعداد دفعات ورود به ساعت یا تعداد روزهای مراجعه).

سفر

تعدادی از واحد های LPR در نقاط مختلف در مسیرهای شهری نصب شده اند و بدین ترتیب شماره های پلاک خودرو عبوری بین نقاطی که واحد ها نصب شده اند، انطباقشان بررسی می شود. به منظور نظارت بر بار های ترافیکی شهری می توان میانگین سرعت و زمان سفر بین این نقاط را محاسبه و ارائه کرد. علاوه بر این، ممکن است از میانگین سرعت برای صدور برگه ی جریمه سرعت غیر مجاز استفاده کرد.

در این مثال ماشین در دو نقطه شناسایی شده است و عکس تردد صورت گرفته در هر دو مکان را که بر روی پل ها در بالای بزرگراه گرفته شده نشان می دهد. میانگین سرعت خودرو از هر دو نقطه محاسبه می شود و در صورت عبور سرعت از آستانه مجاز، به صورت اختیاری چاپ و نمایش داده می شود.

پارکینگ فرودگاه ها

به منظور کاهش جعل بلیط یا اشتباهات صورت گرفته، از واحد LPR برای ضبط شماره پلاک و تصویر خودروها استفاده می شود. این اطلاعات ممکن است برای محاسبه زمان پارکینگ یا ارائه اثبات حضور خودرو در پارکینگ در صورتی که بلیط گم شود مورد استفاده قرار گیرد- یک مشکل معمول در پارکینگ فرودگاه ها این است که خودرو ها مدت زمان نسبتاً طولانی در آنجا حضور دارند و هزینه ی آن بالاست. عکس زیر گیت یک پارکینگ فرودگاه را نشان می دهد. خودرو در هنگام ورود تشخیص داده می شود و از داده ها بعداً برای ردیابی زمان ورود در صورتی که بلیط فرد گم شود، استفاده می شود.

۱۰- اطلاعات بیشتر

با توجه به موارد گفته شده، استفاده از سیستم های LPR در دنیای امروزی امری لازم و اجتناب ناپذیر است. اتوماسیون سامانه های تردد، حضور و غیاب و کنترل دسترسی و امنیت که از مهم ترین نیاز های دنیای امروز می باشند که با استفاده از نرم افزار های پلاک خوان خودرو قابل انجام است. از طرفی در پیاده سازی چنین سیستم هایی، دقت تشخیص اهمیت بسیار بالایی دارد. چرا که ممکن است یک تشخیص غلط موجب جریمه شدن فردی اشتباه یا دیگر مشکلات و خطا های کوچک و بزرگ شود.

نرم افزار پلاک خوان آی پلاک که از موتور تشخیص پلاک ساتپا (دقیق ترین موتور تشخیص پلاک ایرانی) استفاده می کند، می تواند تردد انواع خودرو ها و موتورسیکلت ها را در لحظه ثبت کرده و گزارشات کامل تردد را در پایگاه داده ذخیره کند. همچنین این نرم افزار قابلیت صدور مجوز نامحدود یا زماندار برای اشخاص و خودرو ها را دارد تا در صورت داشتن مجوز، از طریق برد کنترلی ، راهبند یا گیت را برای آن ها باز کند.

همانطور که گفته شد مهم ترین عامل در انتخاب یک سیستم پلاک خوان ، قابلیت اطمینان آن است. نرم افزار آی پلاک و کتابخانه تشخیص پلاک ساتپا هم اکنون در بسیاری از سازمان های دولتی و خصوصی ، پارکینگ ها ، انبار ها و میدان های تره بار ، سطح شهر ها و جاده های برون شهری و همچنین مرز های کشور در حال استفاده می باشند. همچنین این نرم افزار با توجه به نیاز های به خصوص شما، قابلیت سفارشی سازی دارد و می تواند برای کاربرد مد نظر شما بهینه گردد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه می توانید با کارشناسان شرکت شهاب تماس بگیرید.

بیشتر بخوانید:

• گوگل ساختار سازمانی خود را جهت تمرکز بر هوش مصنوعی اصلاح می کند
• پلاک خوان های شهر گرینزبوروی آمریکا فعلاً قرار نیست افزایش پیدا کنند
• فرماندار اوکلند از پلاک خوان ها حمایت می کند اما مخالفان در اثربخشی آن تردید دارند
• لبنان استفاده از پلاک خوان های خودکار را تایید کرد
• چالش های مدیریت کلاس با ابزار جدید تشخیص چهره هوش مصنوعی

منبع Licenseplaterecognition