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車輛自動識別系統的兩種技術:RFID vs ANPR

發布時間:2021-07-30 點擊數:847

安全性是車輛自動識別系統中的重要特性之一,尤其是在收費站和停車場的收費業務上。

 

今天,車牌自動識別系統(ANPR)也經常被用來識別車輛,不過,人們更多集中關注ANPR的兩方面:一是自動識別車輛的高錯誤率;二是政府在ANPR技術上所提供的財政支出。

 

射頻識別技術(Radio Frequency Identification)應用于車輛識別系統,將以更安全、更經濟的方式解決車輛自動識別系統所面臨的技術問題與經濟問題。

 

國家公路管理局采用帶光學字符識別(OCR)的紅外攝像機來讀取車輛牌照,以便按道路收費、執法、以及監控大門附近或停車場的交通情況。

 

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而RFID技術,主要將電子標簽安裝在車輛上的擋風玻璃或者其他地方,并通過固定放置在出入口和停車場等位置的RFID基礎設施來識別來往的車輛。

 

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下面主要從資源調配、檢測率、數據準確性、環境免疫性、多通道處理和安全性這六方面,對RFID與ANPR這兩種車輛自動識別技術進行比較。

 

01 資源調配

 

用戶配置是創建、維護和停用訪問權限和隱私,同時確保企業資源安全的過程。

 

今天,ANPR技術,主要是以車牌的形式呈現。而RFID技術則要求在車輛的擋風玻璃上貼電子標簽。這兩種車輛識別技術都與后端的系統相配合使用,后者主要將標識符(車牌或RFID標簽)與用戶的賬號相關聯,通過RFID讀取器所獲得的這些數據存儲在本地,并向云端或者服務器提供相關數據。

 

ANPR常常作為車輛訪問系統的一種技術抉擇,主要在于這種技術在高速公路的收費站以及停車場的收費業務提供更低的供應成本,因為ANPR是一種通過政府注冊的車牌識別系統,也是一種隨時可用的通行憑證。

 

目前,許多州和國家正在采用聯邦政府發布的RFID應答器,因此,司機必須將RFID電子標簽貼在車輛的擋風玻璃上,其中,在佛羅里達州的司機是將Sun Pass標簽貼在車輛上來支付道路的通行費和停車場的停車費用。

 

02 檢出率

 

比較ANPR和RFID這兩種技術的檢測率需要一致的測量方法。為此,將ANPR技術通過外部觸發器如環路檢測器所檢測到的車輛總數,與RFID技術所捕獲的標簽數量或車牌總數進行比較。

 

基于視覺識別的ANPR技術需要強大的光學、計算和數字化能力,但這會降低每秒對車牌的識別速度。由于環境的差別和快門速度的不同,ANPR系統可以在行駛速度高達160公里/小時(100英里/小時)的汽車上以每秒的速度檢測車牌。[1]

 

遠程、超高頻RFID技術其實更好地應對高速車輛識別的挑戰。如今,RFID系統正在應用于高速汽車的車牌識別,即使汽車以非常高的速度通過收費站,也不減速通過——車輛識別和認證以超過每小時150英里進行測試。馬薩諸塞州交通部(MassDOT)展示了RFID系統的準確性,與過去使用的付費電池板系統相比,其E-ZPass系統在六個月的時間里基于RFID應答器供電的收費提高了超過99%。[2]

 

03 數據準確性

 

數據準確性是對正確捕獲車輛和傳輸數據的度量。

 

RFID使用Air協議將結合循環冗余校驗(CRC)作為防止電子標簽和讀取器之間傳錯數據的方法。而ANPR依賴于軟件算法和投票邏輯來確定識別字符的可能性。[3]由于RFID能夠自檢所讀取的相關數據,它比ANPR提供更準確的數據。

 

ANPR技術的數據準確率并不如RFID技術的高。其中的主要問題在于,ANPR每100個讀數有4個錯誤的數據。[4]IT West報告顯示,在英國,ANPR系統使用9000臺攝像頭,每年存儲多達3000萬份車輛記錄,并表明這一系統每天承載著高達120萬份錯誤的車牌讀數!這相當于每年有超過4億次的錯誤讀數。[5]

 

04 環境免疫性

 

作為一種光學技術,ANPR技術容易受到環境因素影響,比如部分的雪或污垢可能掩蓋車牌號碼,而陽光照射在車輛前照燈的眩光或者白色閃回也會導致攝像頭難以辨別覆蓋車牌號碼。此外,帶有紅色的數字和字母的車牌與紅外照相機形成極低的對比度,也會導致ANPR對車牌的檢測率顯著下降。

 

RFID技術則免受環境等外部因素的影響。一個標簽在沒有光線的情況下,也可以在驚人的行駛速度或者從霧、雪、油漆以及其他惡劣的環境條件下識別車輛車牌。而RFID設備的壽命比光學識別設備要長,同時所需要的維護最少,以提高系統配置的靈活性。

 

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外部因素

 

05 多通道處理

 

單個RFID讀取器能夠管理兩個車道。每個RFID讀取器都將根據車輛的身份信息來進行唯一識別,區分其車道分配。

 

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(通道控制面板需要來自每個車道的無線信號來控制閘門的執行器)

 

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單個RFID閱讀器能夠管理兩個通道。Wiegand(威根德)開關根據特定天線來傳輸讀取器身上的數據,并將Wiegand信號傳輸到訪問系統的控制面板。無論RFID讀取器讀取的是沿著同一方向或不同方向的汽車上的標簽,都可以實現識別車牌。每條天線都具有車道相匹配的唯一標識符,因此,它可以區分RFID讀取器所讀取的車輛方向,從而有助于單獨控制出入閘門。“RFID+Weigand開關”這一解決方案能夠減少讀卡器數量,易于安裝和調節信號,從而節省時間和成本。

 

ANPR技術,需要多個讀卡器共同運行來識別多車道的車牌。那么,ANPR所需要的成本將會更高,因為它需要購買更多的硬件來進行維護。然而,RFID技術有助于降低這些成本。這是因為rfid有多個天線輸出數據,并且可以為不同的讀取點提供數據支持。由于RFID技術只是車輛識別系統中硬件成本的一小部分,因此與購買多個硬件部件以獲得相同的結果相比,潛在地節省不少硬件成本。

 

06 安全性

 

安全性是車輛識別中最重要的特性之一,特別是當車輛進行金融交易時,比如在停車場的收費業務。然而,ANPR(車牌自動識別系統)并沒有內置安全機制。例如,一張高質量的假車牌圖像貼在原車牌上,其實就能欺騙ANPR的相機系統。

 

盡管某些形式的RFID沒有足夠高的安全性,比如用于庫存控制或資產管理類型的RFID標簽。然而,車輛車牌識別系統所使用的RFID技術具備將密碼嵌入應答器的能力,因此,沒有密碼的前提下不允許訪問系統數據,這無疑提高了訪問系統的安全性。除此之外,RFID技術還有加密功能。當密碼本身進行密鑰加密,就便于安全地訪問控制系統。有了加密功能,沒有密鑰就無法訪問控制系統。目前,最高形式的安全是NXP半導體公司的UCODEDNA芯片,它結合了防篡改功能,如密碼算法,以阻止小偷和仿冒者,同時在高速下提供訪問控制系統的高性能。

 

最后的想法

 

RFID技術已被證明可以在減少大量錯誤讀數上節省數百萬美元,并提供了一個現代化、可靠和高度安全的解決方案。

 

同時,RFID降低了受到外部因素影響所造成讀數之間的不準確性,從而提高了配置靈活性。

 

另一個解決方案是一種混合方法,綜合運用ANPR和RFID技術的解決方案也可以防止未經授權的車輛,并克服ANPR在識別車輛方面的不精確性,從而讓車輛訪問系統取得良好的運作效果。

 

事實上,許多國家正在將RFID技術載入車輛訪問系統中,將RFID芯片恰當地安裝在或嵌入車輛的車牌中。

 

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