دوربین سرعت سنج و ثبت تخلف کارابین

رایج‌ترین کاربرد دوربین Embedded کارابین استفاده از آن به‌عنوان تجهیزات ثبت تخلف است، دوربین‌های ثبت تخلف استانداردهای مخصوص خود را دارند که از آن جمله اطمینان پذیری و پایداری بالای نتایج آن در شرایط مختلف می‌باشد. به‌طور کلی دو گونه خطا در سامانه‌های ثبت تخلف قابل تعریف است که عبارت‌اند از:

 به‌عنوان خطاهای عملکردی می‌توان به خطای پلاک خوانی اشاره نمود که هر سامانه پلاک خوان یک خطای غیرقابل اجتناب داشته و بی‌شک برای پلاک‌های کثیف، تاریک، معوج و ضربه خورده، خطاهایی در آن وجود خواهد داشت لکن این‌گونه خطاها غیرقابل‌اجتناب بوده اما توسط کاربر قابل اصلاح هستند. یعنی اگر پلاکی اشتباه خوانده شود، می‌توان با چک اپراتوری آن را اصلاح نمود و خود عکس، گواه اطلاعات داخل آن بوده و می‌توان اشتباهات را تشخیص داد. این‌گونه خطاها، گرچه بر سطح کیفیت خدمات سامانه اثرگذار هستند اما وجود تعداد انگشت شماری از این‌گونه خطا غیرقابل‌اجتناب و پذیرفتنی می‌باشد.

لکن یک دوربین سرعت‌سنج، به هیچ‌وجه مجاز به اعلام سرعت اشتباهی برای خودروهای متخلف نیست! و این‌گونه خطاها، خطاهای فاحشی هستند که حتی رخداد یک مورد از این گونه خطاها موجب بطلان عملکرد سامانه خواهد شد. ازاین‌رو، استانداردها و کیفیت عملکرد سامانه‌های ثبت تخلف بالاتر از دوربین‌های پلاک خوان معمولی تعریف می‌گردد. سامانه‌های کارابین برای اطمینان از سرعت اعلامی خودروها، سرعت هر وسیله نقلیه را از طریق دو فناوری پردازش تصویر و رادار اندازه‌گیری نموده و تنها درصورتی‌که الگوریتم sensor fusion  به‌سرعت اندازه‌گیری شده اطمینان کامل داشته باشد، آن را اعلام می‌دارد.

علاوه بر دقت و کیفیت خروجی‌های عملکردی سامانه، دوربین ثبت تخلف بنا بر نصب در جاده‌ها و محیط‌های خشن، نیازمند سطح بالای کیفیت سخت‌افزاری هستند. بدین ترتیب دوربین کارابین با به‌کارگیری سخت‌افزارهای صنعتی در عمل کارایی خود را طی فصول مختلف در انواع اقلیم‌های گرم و سرد و خشک و مرطوب اثبات نموده است.

سرعت‌سنجی خودروها

الگوریتم‌های پردازش تصویر داخل دوربین Embedded کارابین توانمندی استخراج موقعیت سه‌بعدی پلاک خودرو در دنیای سه‌بعدی داراست و بدین ترتیب می‌توان با در دست داشتن توالی موقعیت خودرو در طول زمان سرعت خودرو را استخراج نمود. درنتیجه دوربین پلاک خوان Embedded کارابین قابلیت تبدیل به سامانه سرعت‌سنج پردازش تصویر مبتنی بر پلاک را، داراست. اما برای دقت بالاتر و پایداری عملکرد بیشتر می‌توان یک ماژول رادار و یا ماژول استریوویژن را به سامانه افزود به‌گونه‌ای که با ترکیب دوربین کارابین (یا دوربین‌های کارابین برای مسیرهای عریض) و این ماژول عملکرد نهایی سامانه تکمیل گردد.

بدین ترتیب با به‌کارگیری ماژول رادار در سامانه نهایی، دقت سنجش سرعت لحظه‌ای متناسب با دقت فناوری راداری و مبتنی بر پدیده داپلر خواهد بود و در عمل عواملی ازجمله خطاهای پلاک خوانی، شرایط عمرانی و فیزیکی محل، نصب نامناسب پلاک و یا پوشش آن تأثیری در استخراج سرعت هدف و دقت آن نخواهد داشت. همچنین استخراج مکان سه‌بعدی پلاک از روی تصویر وابسته به زوایا و فیزیک نصب دوربین در محل است و احتمال تغییر جزئی این زوایا در طول زمان وجود دارد لکن به‌کارگیری رادار در سامانه دست آورد دیگری به‌عنوان فرآیند خود کالیبره شوندگی به سیستم می‌افزاید که نیاز عملیاتی به سرکشی در بازه‌های زمانی کوتاه برای اطمینان از کالیبره دوربین را از بین خواهد برد.

در عمل پیشنهاد می‌گردد که از سرعت‌سنجی مبتنی بر پلاک برای استخراج دیتای آماری و مدیریت ترافیک بهره گرفته شود و برای اعمال قانون بر اساس سرعت لحظه‌ای ماژول رادار یا پردازش تصویر سه‌بعدی به سامانه اضافه گردد لکن اگر کارفرمایی قصد سرعت‌سنجی با حاشیه اطمینان پایین‌تر را داشته باشد و به فناوری پردازش تصویر مبتنی بر پلاک برای استخراج سرعت لحظه‌ای بسنده کند دوربین کارابین یکی از کامل‌ترین الگوریتم‌های چند مرحله‌ای برای استخراج سرعت لحظه‌ای از پلاک را برای وی فراهم خواهد ساخت.

تشخیص کلاس سبک یا سنگین خودرو

آستانه سرعت مجاز در بسیاری از جاده‌ها برای خودروهای سبک و سنگین متفاوت می‌باشد و همچنین عبور وسایل نقلیه سنگین (اتوبوس، کامیون و…) از لاین سرعت در بسیاری از راه‌های سه باندِ ممنوع است. بدین ترتیب برای کارایی کامل دوربین ثبت تخلف سرعت، و ثبت این دو گونه تخلف برای خودروهای سنگین، به قابلیت تشخیص کلاس وسیله نقطه در دوربین نیاز خواهیم داشت. دوربین سرعت‌سنج کارابین با به‌کارگیری روش‌های ترکیبی دیتای رادار و ویژگی‌های تصویری خودرو قادر به تشخیص کلاس وسیله نقلیه با دقتی به‌مراتب بالاتر از استانداردهای تعریف شده برای سیستم‌های سرعت‌سنج می‌باشد.

همچنین به‌عنوان یک راه حل اصولی‌تر، اگر دیتابیس خودروها بر اساس پلاک در دسترس باشد، می‌توان این دیتا را در دوربین وارد کرده و دوربین به‌صورت اتوماتیک در کسری از ثانیه قادر به تشخیص کلاس وسیله نقلیه و اعمال آستانه سرعت مورد نظر برای وی خواهد بود.

تهیه عکس رنگی از تمامی خودروها

برای اعمال قانون، تصویر تهیه‌شده از خودروی متخلف الزاماً بایستی رنگی باشد به‌گونه‌ای که نوع و رنگ خودرو و شماره پلاک آن در تصویر مربوطه واضح باشد. در بسیاری از دوربین‌های ثبت تخلف هنگامی‌که تخلف واقع می‌شود به‌عنوان‌مثال رادار و یا سنسور سرعت‌سنج وقوع تخلف را اعلام می‌دارد یک فلش در سیستم فعال‌شده و تصویر رنگی تهیه می‌گردد اما بدیهی است چنین سازوکاری برای ثبت تمامی ترددها به‌صورت رنگی و نیز ثبت برخی تخلفات که در لحظه قطعی نمی‌شوند (ازجمله تخلف سرعت میانگین) کاربردی نخواهد بود.

مدل‌های مشخصی از دوربین پلاک خوان embedded کارابین دارای دوربین مرئی برای تهیه تصویر رنگی از خودروهاست. این دوربین با دقت بالایی با سامانه نورپردازی هماهنگ شده است به‌گونه‌ای که بهترین تصویر رنگی با کمترین مصرف تغذیه فراهم گردد. برای سامانه نورپردازی می‌توان از فلش و یا نور پالسی استفاده نمود که در حالت فلش تنها برای زمان کوتاهی نور شدید فلش روشن‌شده و عکس رنگی متناسب هم‌زمان اخذ می‌شود بدین ترتیب درخشش نور فلش در محیط محسوس خواهد بود. این حالت برای تصویربرداری از خودروهای متخلف به‌صورت محسوس مناسب است اما در حالت پالسی نور ملایم و یکنواختی در محیط تولید می‌گردد گرچه این نور شدید و آزاردهنده نیست بااین‌حال نور به‌گونه‌ای است که تصویر رنگی مناسبی در دوربین تهیه می‌شود. در این حالت از تمامی خودروهای عبوری تصویر رنگی مناسب تهیه‌شده است. البته حالت ترکیبی نیز که با نور پالسی از تمامی خودروها تصویربرداری شده و برای خودروی متخلف نیز حالت درخشش فلش اعمال می‌شود نیز در سیستم پیاده‌سازی شده است.

درروش فلشی با توجه به اینکه تنها برای خودروهای متخلف فلش می‌زنیم لذا مصرف برق فلش به‌طورکلی بسیار پایین بوده و به‌راحتی امکان استفاده از سولار وجود دارد ولی برای حالت نورپردازی پالسی با توجه به تصویربرداری رنگی از تمامی خودروها نیاز به ملاحظات و تمهیدات بیشتری است لکن با توجه به استفاده از ماژول‌های LED در پروژکتور و Duty cycle پایین روشن بودن آن در عمل همچنان می‌توان از راه‌حل انرژی خورشیدی برای این حالت نیز بهره گرفت.

بدین ترتیب قابلیت ثبت تصویر رنگی به‌گونه‌ای که اولاً رنگ بدنه در آن مشخص بوده و ثانیاً پلاک نیز نه تاریک و نه به حالت Over exposure باشد یکی از مزیت رقابتی‌های ویژه دوربین Embedded کارابین می‌باشد.

استخراج سایر پارامترهای خودروها

دوربین Embedded کارابین علاوه بر عملکردهای اصلی خود که در قرائت پلاک خودرو و مکان‌یابی و سرعت‌سنجی آن خلاصه‌شده است در عمل دیتاهای ارزشمند دیگری نیز از خودروی عبوری فراهم می‌سازد که برای اعمال قانون و یا مدیریت ترافیک کاربردی می‌باشند.

تشخیص فاصله طولی

فاصله طولی بر مبنای قانون دو ثانیه بر اساس اندازه‌گیری مکان دقیق و زمان دقیق هر خودروی حاضر درصحنه استخراج‌شده و اعلام می‌گردد. این دیتا برای مدیریت ترافیک و همچنین اگر زیرساخت قانونی متناسب آن تعریف‌شده باشد برای اعمال قانون قابل‌استفاده خواهد بود.

تشخیص لاین حرکتی

در رابط کاربری کارابین قابلیت تعریف لاین های خیابان در نظر گرفته‌شده است و درصورتی‌که لاین ها برای دوربین تعریف شود سامانه قادر به تشخیص لاین عبوری خودروی مدنظر و حتی اعمال آستانه متفاوت سرعت مجاز برای هر لاین را دارا خواهد بود.

تشخیص جهت حرکت

با بکار بستن روش‌های Machine Vision و محاسبات ریاضی مربوطه می‌توان موقعیت سه بعدی پلاک خودرو را به‌صورت XYZ در طول زمان به دست آورد بدین ترتیب امکان تشخیص جهت حرکت خودرو در دنیای سه‌بعدی ممکن شده و در نتیجه می‌توان تخلفات را تشخیص داده و به‌وسیله دوربین Embedded کارابین تخلف مربوطه را ثبت نمود:

عبور خودرو در خلاف مسیر اصلی چهارراه