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Lettura targhe con telecamere MOBOTIX
Premessa
Le telecamere MOBOTIX non hanno a bordo un software in grado di effettuare la lettura
dei caratteri della targa (OCR – Optical Character Recognition) ma possono fornire
immagin di ottima qualità ad un software di terze parti dedicato a questo scopo.
Maggiori sono la qualità delle immagini e la dimensione dei caratteri, maggiore sarà il
livello di affidabilità della lettura
Scelta delle ottiche
La lettura targhe viene effettuata normalmente con una telecamera a doppia ottica:
un’ottica inquadra il dettaglio della targa mentre l’altra, generalmente con angolo di visuale
più ampio, mostra il contesto, ovvero il tipo di veicolo e ciò che vi è intorno.
Prima di tutto occorre scegliere correttamente l’ottica per la lettura della:
1) Determinare la distanza di rilevamento e la larghezza della strada
2) Utilizzando questo strumento di calcolo selezionare l’ottica con campo di
visualizzazione più stretto in grado di contenere interamente la porzione di spazio da
monitorare, ovvero dove ci si aspetta che possa transitare una targa.
Maggiore sarà la focale dell’ottica minore potrà essere la risoluzione dell’immagine e
maggiore sarà il frame rate.
Per quanto riguarda l’ottica di contesto si può usare lo stesso strumento per il calcolo degli
obiettivi. Quello che occorre considerare è che questa inquadratura dovrà fornire una
panoramica, quindi generalmente la focale sarà inferiore rispetto all’ottica utilizzata per il
rilevamento della targa.
Scelta dei sensori
Per evitare che la telecamera venga abbagliata dai fari delle auto è consigliabile dotare
l’ottica per la lettura della targa di un sensore LPF. Il sensore LPF è un sensore Night con
un filtro passa-basso che permette di tagliare tutta la componente visibile della luce
lasciando passare solo la componente IR. L’immagine risultante sarà in binaco e nero con
un ottimo contrasto fra targa e sfondo.
Per quanto riguarda l’ottica di contesto, invece, è consigliabile utilizzare un sensore Night
tradizionale per poter riprendere la scena sia di giorno che di notte.
I modelli di telecamere MOBOTIX a doppia ottica che permettono di montare un sensore
LPF sono i seguenti:
M12D-Night - Telecamera robusta, semplice da installare, ottiche orientate nella stessa
direzione. Consente di montare solamente focali 22, 43 e 135 mm e non permette la
sostituzione delle ottiche a meno che non si mandi la telecamera in fabbrica.
D14D-Fix - Telecamera dome con due sensori orientabili in modo indipendente, alto frame
rate grazie al processore di nuova generazione. Permette di montare tutti gli obiettivi
MOBOTIX che vanno dal 22 al 135 mm. Estremamente flessibile in quanto consente di
sostituire sensori ed ottiche manualmente senza dover inviare la telecamera in fabbrica.
S14D - Telecamera con due sensori che possono essere montati a distanza dal corpo
macchina e processore di nuova generazione per il massimo delle prestazioni.
Particolamente adatta in casi in cui si vuole nascondere la presenza della telecamera
stessa o adattarla al design del sistema. Permette di montare tutte le ottiche MOBOTIX
dall’11 al 135 mm. Il sensore LPF può montare solo focali 43, 65 e 135 mm. Sensore e
ottica vengono forniti insieme.
Scelta del faretto IR
Un elemento indispensabile per poter leggere una targa, soprattutto durante le ore
notturne, è la presenza di un faretto a raggi infrarossi che permette di illuminare il
bersaglio. Se la targa non viene illuminata non può riflettere alcuna luce e di conseguenza
non sarà visibile. Di seguito alcuni consigli per la scelta del faretto:
- Utilizzare sempre faretti con lunghezza d’onda 850 nm. Il sensore LPF MOBOTIX ha la
massima sensibilità proprio nell’intorno di questa lunghezza d’onda.
- Utilizzare un faretto con potenza adeguata: l’esigenza è quella di avere più luce possibile
sulla targa al fine di poter ridurre il tempo di esposizione per evitare l’abbagliamento dei
fari delle auto. Come regola empirica è consigliabile scegliere un faretto che possa
illuminare almeno a tre volte la distanza dichiarata sul datasheet. Quindi per una targa a
30 metri di distanza sarebbe opportuno acquistare un faretto che possa illuminare
almeno a 100 metri.
- L’angolo di apertura del cono di luce dovrebbe essere uguale a quello della lente per
evitare dispersioni o zone buie. A tale proposito possono risultare vincenti i faretti che
permettono di regolare l’ampiezza del cono luminoso come ad esempio la tecnologia
“Adaptive Illumination” di RayTec.
La targa, la cui superficie chiara è fatta di materiale riflettente, rifletterà la luce nella
direzione da cui proviene (retro-riflessione). Bisognerà tener conto di questo fatto quando
si dovrà decidere dove collocare il faretto IR.
Consigli sull’installazione
La distanza per la rilevazione della targa non dovrebbe superare i 25-30 metri. A distanze
superiori sarebbe necessario utilizzare il formato immagine MEGA (1280x960) e ciò
comporterebbe una drastica diminuzione del frame rate. In più, a tale distanza,
risulterebbe molto difficile illuminare la targa in modo adeguato.
E’ estremamente importante direzionare in modo preciso il fascio di luce, soprattutto
quando si opera con faretti IR a lunga portata che hanno in genere un cono molto stretto.
Per un risultato ottimale la targa deve essere al centro del cono di luce.
Quando si utilizzano lenti con focale 65 o 135 mm è molto importante regolare la messa a
fuoco.
E’ più facile rilevare la targa posteriore dei veicoli in quanto più grande e perché meno
disturbata dai fari dell’auto.
Installazione della telecamera
Scenario: Installare la telecamera per riprendere il lato frontale della vettura.
L’immagine della telecamera dovrebbe essere riempita orizzontalmente con la larghezza
del veicolo.
La targa deve essere ripresa in modo tale che i caratteri abbiano un’altezza minima di 20
pixel per garantire una certa precisione nella lettura. La percentuale minima che l’altezza
della targa occupa sulla dimensione dell’immagine è determinata dalla seguente formula:
640x480
800x600
4.0%
3.0%
1024x768
1280x960
2.5%
2.0%
La distanza fra il veicolo e la telecamera dovrebbe essere compresa fra 5 e 22 metri
(immagine errata); la telecamera dovrebbe essere installata ad un’altezza compresa fra 3
e 6 metri.
L’angolo verticale di installazione non deve superare i 30°.
L’angolo orizzontale non deve superare i 15°.
Installazione della telecamera – Consigli utili
Sole e stagioni
La lettura taghe deve poter funzionare h24, 365 giorni all’anno. Tenendo a mente questo è
bene evitare di installare la telecamera rivolta verso Est e Ovest. Particolare attenzione
deve essere fatta quando si considera l’inclinazione del sole durante le stagioni.
Mascheramento
Utilizzare la funzione di mascheramento della telecamera (Setup > General Image
Settings) per mascherare ogni cartello, disegno o carattere nella scena che potrebbe
causare una falsa lettura.
Distanza e Risoluzione
Le registrazioni in formato VGA (640x480) permettono di ottenere un alto frame rate. Di
seguito riportiamo le distanze massime raccomandate per risoluzione VGA:
-
Lente L43 3.0 metri
Lente L65 7.0 metri
Lente L135 15.0 metri
Angolo di installazione
Assicurarsi che l’angono di installazione fra la telecamera e la targa non ecceda i seguenti
valori:
-
30° orizzontali
15° verticali
Angoli superiori a quelli indicati potrebbero compromettere l’accuratezza del software OCR
e generare una falsa lettura. Ad esempio caratteri come “O” e “D” oppure “I” e “1”
potrebbero essere confusi.
Configurazione della telecamera
Una volta terminata l’installazione dell’hardware è possibile impostare una serie di
parametri sulla configurazione della telecamera per ottimizzare la ripresa.
Dal menù Setup > Exposure Settings (http://<ip_cam>/control/exposure) modificare i valori
di fabbrica come mostrato di seguito.
Configurazione del sensore Left (LPF).
1. Disattivare il “Backlight Correction”
Impostarlo a -10. Questo permette di spegnere un amplificatore hardware.
2. Controllo dell’esposizione
Impostare il controllo dell’esposizione a “Full Image”. Questo permette alla telecamera di
basarsi sulla luminosità di tutta l’immagine per il calcolo dell’esposizione evitando cambi di
tempi di esposizione mentre il veicolo si muove.
3. Disattivazione del “Minimum Average Brightness
Impostando questo parametro a “off” si ridurrà notevolmente il rumore nell’immagine.
4. Disattivazione del “Night Improvement”
Si tratta di un altro amplificatore software. Spegnendolo si riduce il rumore nell’immagine.
5. Tempo di Esposizione
Sensore Left: il valore indicato determinerà la quantità di luce rilevata dal sensore. Il
Maximum Exposure Time non dovrebbe essere superiore a 1/250 di secondo per evitare
immagini mosse come nel caso di veicoli che procedono a velocità moderata (60Km/h).
Valori ideali vanno da 1/250 a 1/2000 a seconda dell’intensità della luce prodotta dal
faretto IR.
Sensore Right: Impostare il Maximum Exposure Time del sensore destro ad un valore
compreso fra 1/30 e 1/250 di secondo, in base alle condizioni di luce della scena. Bisogna
tenere presente che questo sensore deve offrire una panoramica e non è necessario che
sia in grado di leggere la targa; è più importante che sia in grado di riconoscere il tipo di
veicolo e ciò che vi è intorno.
6. Nitidezza e Soppressione del Rumore
Dal menù Setup selezionare General Image Settings è consigliabile impostare il “Noise
Suppression” a “Low” e modificare la nitidezza per migliorare la lettura dei caratteri.
Migliorare il Frame Rate
Un frame rate alto permette di leggere le targhe anche di quei veicoli che transitano a
velocità sostenuta. Una volta scelta l’ottica giusta e installata la telecamera nella giusta
posizione per catturare un primo piano della targa
1. Accedere al menù Setup > General Image Settings
2. Evitare, ove possibile, di visualizzare entrambe le ottiche contemporaneamente.
3. Limitare la risoluzione delle immagini
4. Utilizzare una qualità delle immagini “Normal” o, ancora meglio, “Fast”.
5. Accedere al menù Setup > Recording
6. Disabilitare, ove possibile, il Full Image Recording