1.1.1 Распознавание автомобильных номеров

Системы, которые осуществляют контроль за автотранспортом, появившиеся в последние годы и, к сожалению, в широкой литературе не описаны. Пожалуй, самой известной является многофункциональная система установлена в Великобритании в районе Сити. По данным источников массовой информации система является обширной сетью из наблюдательных видеокамер соединенных с центральным пультом управления. Система была создана с целью снижения уровня преступности на улицах города.

Одной из функций системы является автоматический поиск автотранспортных средств по заданным номерам и дальнейшее их исследование. Также имеется функция идентификации автотранспорта проходящей через ключевые точки и проверки по базе данных, не содержится данное транспортное средство в "черном списке", например, не разыскивается автомобиль.

За время эксплуатации данная система хорошо себя зарекомендовала и позволила существенно снизить уровень преступности.

Контроль движения автотранспорта включает и другие задачи. Так, например, общеизвестная проблема проезда по платным шоссе и мостах. Необходимость производить оплату при въезде на такие шоссе и мосты приводит к возникновению пробок. В летнее время длина пробок может достигать нескольких километров. Установка в таких местах систем, которые распознают, позволит на основании идентифицированного автотранспортного средства определить по базе данных его владельца и просто выставить ему счет за проезд. Таким образом проблема пробок будет решена.

Другим звеном использование систем контроля за автотранспортом является организация безопасности на платных автостоянках. Установка системы, которая распознает, на въезде автостоянки позволит решать следующие задачи. При регистрации факта выезда на мониторе появляются два кадра - текущий и выбранный из журнала въезда. Это позволяет оператору визуально оценивать соответствие и исключать возможность подмены автомобиля. Также появляется возможность автоматического вычисления времени нахождения машины на стоянке. При заданных тарифах можно сразу распечатывать чек на оплату.

Разработку систем контроля автотранспорта ведут также российские исследовательские лаборатории. Рассмотрим систему «Авто-Инспектор». Система «Авто-Инспектор» - программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий распознавание номеров движущихся автомобилей, надежно работает в широком диапазоне внешних условий, легко интегрирован с охранным оборудованием, исполнительными устройствами и внешними базами данных. Эффективен для решения задач регистрации, идентификации и обеспечения безопасности автомобилей, контроля транспортных потоков.

Система «Авто-Инспектор» внедрена на тысячах объектах, среди которых пограничные переходы границы Украины, резиденция президента Республики Бразилии, объекты ОАО «АВТОВАЗ», Череповецькиий металлургический комбинат «Северсталь», Ярославский моторный завод, Орловский сталепрокатный завод, Волгоградский алюминиевый завод, успешно используется на мобильных постах Тверского управления ГИБДД.

Область применения Система «Авто-Инспектор» - решение задач контроля, регистрации, идентификации и обеспечения безопасности автомобилей на любых объектах, для которых характерен транспортный поток различной интенсивности: от автопаркинга жилого комплекса до городской магистрали.

Безопасность и автоматизация автомобильных стоянок, организация стационарных и мобильных постов ДПС, предотвращение несанкционированного проезда на охраняемые объекты, контроль транспортных потоков предприятия, магистрали, города.

Специально разработанная технология обеспечивает высокий процент распознавания, мгновенное сравнение с информацией базы данных, возможность одновременного анализа нескольких регистрационных номеров автомобилей. Функциональными возможностями этой системы является распознавание автомобильных номеров, формирование базы данных, быстрый поиск информации, интеграция в составе единой системы безопасности с внешними базами данных, технологическим оборудованием, системами расчетов.

В системе «Авто-Инспектор» реализованы функциональные возможности необходимые для эффективного решения задач на разных объектах: от обеспечения сохранности автомобилей в пределах автостоянки до контроля за передвижением транспорта в масштабах предприятия, отдельной магистрали, целого города. Технические характеристики системы гарантируют надежную работу в широком диапазоне внешних условий:

- Обнаружение появления автомобиля в кадре;
- Распознавание регистрационного номера автомобиля.

Преимуществами этой системы являются:

- Распознавание номеров движущихся на скорости до 150 км / ч автомобилей;
- Высокое качество распознавания в различных условиях освещенности: в дневное и ночное время;
- Распознавание регистрационных номерных знаков разных стран с возможностью адаптации для работы с новыми стандартами;
- Формирование базы данных с сохранением информации о времени, дате, направлении проезда, распознанный номер автомобиля, его видеоизображения;
- Обеспечение поиска информации в базе данных по номеру, времени, дате проезда транспортного средства;
- Мгновенный поиск информации по заданным параметрам: при объеме базы до 10 млн. записей не более 0,2 с;
- Сопоставление распознанного номера с информацией базы данных (собственной или внешней).

Специально разработанная технология обеспечивает высокий процент распознавания, мгновенное сравнение с информацией базы данных, возможность одновременного анализа нескольких регистрационных номеров автомобилей. Согласно разработанной технологии процесс анализа видеоизображения проходит следующие этапы:

а) нормализация изображения [9,12]. Удаление в видео потоке шумов, нивелирование эффектов потери фокуса, неравномерного распределения яркости от источников света, удаление рисунков или другой графики из фона номерной пластины обеспечивает высокую точность распознавания;
б) локализация номера в видеокадра. Выделение областей, по рисунку тех, которые потенциально содержат номер, осуществляется по результатам анализа видеоизображения на основе формального представления о масштабных характеристики номерного знака;
в) преобразования исходного изображения [9,12]. Графическое изображение номера приводится в векторную форму, максимально походят для быстрого распознавания: выделяются отдельные символы для дальнейшего анализа по ключевым характеристикам. Используемый при этом алгоритм позволяет осуществлять распознавание независимо от масштаба, используемого шрифта символов номера, оптических искажений, налипания грязи и разрывов;
г) проверка результатов распознавания [6]. Уточнение результатов распознавания осуществляется на основе заданных шаблонов, позволяет избежать тривиальных ошибок - ошибочного распознавания артефактов, определение неправильного количества символов в номере, распознавание близких символов и другие;
д) сравнение результатов распознавания с информацией базы данных. Экспорт распознанного номера в собственную или внешнюю базу данных [2] для сопоставления имеющейся информации и дальнейшей реализации заданной реакции системы и оповещение оператора по результатам распознавания и сравнения.

Рассмотрим систему «Авто-Интеллект» (рисунок 1.1). Система «Авто-Инспектор» - это система распознавания, учета и анализа объектов, имеющих идентификационный номер. Объектами могут быть автомобили, движущиеся в потоке и видеокамеры, попадающих в область "зрения", поезд с номерами на вагонах, конвейерное производство каких-то продуктов, которые нумеруются и попадают в область видеокамеры.

«Авто-Инспектор», являясь модулем базовой системы "Интеллект", имеет практически неограниченные возможности, то есть на программном уровне можно всегда построить систему в режиме событие-реакция.
Рисунок 1.1 - Вид программной оболочки системы «Авто-Интеллект»

Наличие номера на объектах, какого-либо потока лишь расширяет возможности учета, обработки, анализа и запрограммированной реакции системы. "Авто-Интеллект" может идентифицировать объект по его номеру, и среагировать в соответствии с настройками - проверить и выдать информацию о том, что автомобиль похищен, пересчитать и идентифицировать все вагоны поезда, проходящего или просто открыть шлагбаум на парковке, прочитав номер машины, которая подъехала.

Рассмотрим принцип действия распознавания авто номеров. При движении автомобилей на участке дорожного полотна, что попадает в поле зрения видеокамеры, происходит автоматическое распознавание номера (государственного регистрационного знака), его запись в журнал и проверка на совпадение с номерами в базах данных на предмет машин, числящихся как угнанный. Система формирует базу данных всех транспортных средств, прошедших через зону контроля, включая в базу изображение, номер, дату, время регистрации и направление движения каждого автомобиля. «Авто-Интеллект» также может вести учет статистических характеристик транспортного потока. Данные, получаемые детектором системы, позволяют реализовать алгоритмы адаптивного регулирования дорожным движением с учетом реальной дорожно-транспортной обстановки, фиксировать факты ДТП и пробок, рассчитывать реальные нагрузки на дорожное полотно и т.д. Источником информации служит телевизионный сигнал, поступающий от нескольких видеокамер, расположенных на столбах сбоку проезжей части. Вычисленная статистика о транспортный поток доступна для дальнейшей обработки и анализа:

- Общее количество прошедших автомобилей;
- Классификация автомобилей по классам;
- Средняя скорость движения по каждой полосе;
- Заполнение по каждой полосе.