Sistema Inteligente de Reconocimiento Automático de Matrículas

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"La conjunción de una empresa de soporte nomo Nacional Instruments, la ingeniería de desarrollo y fabricación de Iris Control Systems y la comercialización mediante un gran distribuidor que da soporte técnico y comercial al producto, hacen que el SIRAM sea un Sistema óptimo para la mayor parte de clientes y usuarios que requieran de un control de vehículos."

- Juan Navarro Delgado, IRIS CONTROL SYSTEMS, S.L.

The Challenge:
El objetivo principal era conseguir un producto competitivo en el mercado de la seguridad en relación al reconocimiento automático de matriculas de vehículos y con una tasa de fiabilidad elevada en contraprestación a lo existente en la actualidad.

The Solution:
Mediante un sistema basado en un PC industrial con tarjeta de adquisición de cámaras de escaneado de area progresivo y focos de luz infrarroja, y un software en LabView de filtrado, segmentación y OCR se ha optimizado el reconocimiento de la mayor parte de las matrículas europeas de automóviles y camiones.

Author(s):
Juan Navarro Delgado - IRIS CONTROL SYSTEMS, S.L.

Artículo:

1. INTRODUCCIÓN
Los sistemas de visión artificial para OCR de productos industriales se caracterizan principalmente por el movimiento continuo y dispar en muchos casos. Por otro lado otro un factor importante es la certeza y fiabilidad de los resultados obtenidos, dado que una lectura o interpretación errónea puede provocar tiempos de paro considerables y catástrofes productivas.
Por lo anteriormente expuesto y por la experiencia acumulada en lenguajes de programación avanzados para sistemas de control industrial (LabView), se ha creído conveniente aplicar dichas técnicas industriales al campo de la identificación y la seguridad, y más en concreto al reconocimiento automático de matrículas de vehículos.
Para el desarrollo de un Sistema Inteligente de Reconocimiento Automático de Matrículas se han investigado con detenimiento los elementos que configuran un sistema de visión artificial (objeto a analizar, iluminación, óptica, cámara, tarjeta de adquisición y software de control y análisis) así como los factores que son importantes a la hora de decidir los parámetros que afectan al producto u objeto en cuestión:
· Calidad de los objetos a inspeccionar y de su entorno.
· Condiciones de iluminación exterior y posibles interferencias puntuales.
· Condiciones ambientales.
· Nivel de preparación técnica para la instalación y configuración.
· Nivel de conocimientos en tecnologías de información del usuario/explotador.
· Capacidad del sistema de inspección para la integración en entornos de comunicación, redes y bases de datos.
· Integración en sistemas de control de accesos ya existentes.
Una vez realizado el desarrollo y viendo los resultados obtenidos en las pruebas realizadas con centenares de miles de matrículas en condiciones ambientales diversas, iluminación diurna y nocturna, diferentes distancias y ángulos de visión y tipologías variadas de instaladores, usuarios y explotadores, se ha desarrollado el sistema inteligente de reconocimiento automático de matrículas de vehículos (SIRAM) del cual se describen a continuación sus características técnicas básicas así como aspectos relacionados con las comunicaciones y la programación.


2. CARACTERÍSTICAS
Inicialmente, el Sistema Inteligente de Reconocimiento Automático de Matrículas (SIRAM) estuvo basado en el OCR de Nacional Instruments, pero éste no se adaptaba perfectamente a la tipología del producto y de caracteres, así que partiendo de esta base iniciamos el desarrollo de un sistema propio en un 90% del SIRAM que actualmente incluso continúa su evolución, adaptándose a nuevos formatos de matrículas y optimizando su rendimiento y velocidad de identificación.
El SIRAM está basado en la tarjeta de video IMAQ-PCI-1409, que permite la adquisición independiente de 4 cámaras de escaneado progresivo (p.e. Pulnix PE-100 ó Sony XC-55), y un software desarrollado en LabVIEW (ver código fuente 1 y 2 )que permite filtrar adaptativamente, segmentar, discriminar e identificar los caracteres existentes en una matrícula reflectante a la luz infrarroja.

El sistema de captura dispone de un foco de luz infrarroja para cada cámara, así como un filtro de luz visible para enmascarar el resto de información lumínica que no es necesaria. Al PC industrial se pueden conectar hasta 4 sistemas de captura que vienen dispuestos en una carcasa de protección ambiental y antivandálica (ver foto 1). En el caso de requerirse más de 4 sistemas de captura se ha optado por configurar una LAN y disponer de un servidor donde se centraliza la base de datos.

El sistema también permite el envío de información y alarmas (formato SMS) mediante un módem de comunicaciones GSM. Un ejemplo de mensaje SMS podría ser: “VEHÍCULO EN LISTA NEGRA: MATRÍCULA 1234ABC. PUESTO 9856”, como ya se está utilizando para aplicaciones de seguridad que requieran intervención inmediata.
La configuración básica del SIRAM dispone de un módulo de consulta y gestión mediante SQL de una base de datos que permite almacenar varias imágenes de cada vehículo, su matrícula, tasa de fiabilidad, matrícula alternativa (por similitud de tipologías de diferentes países), fecha, hora, vial de acceso, etc. permitiendo así enlazar con cualquier sistema de control mediante TCP/IP y actuar en este caso como un elemento más de identificación de un Control de Accesos.
Otra posibilidad disponible es la de actuar de forma independiente mediante una aplicación básica que se puede adaptar a las necesidades del cliente en el que se pueden dar de alta los vehículos autorizados y activar un relé de salida para apertura de barrera. También es posible en este módulo realizar las consultas de históricos por días y realizar búsquedas por matrículas y/o fechas. Véase el ejemplo para un control de acceso de un vial de entrada y otro de salida en las fotos 2 y 3.

APLICACIONES
Actualmente el SIRAM desarrollado por IRIS CONTROL SYSTEMS, S.L. se está instalando en aplicaciones como:
· Control de Accesos: enlazado mediante TCP/IP, RS-485, etc al sistema de gestión.
· Seguridad y Grabación de Video Digital: control de accesos conectado a un sistema de grabación digital de imágenes que permite además de la captura e identificación de la matrícula del vehículo, disponer de una o varias cámaras de grabación digital que registran secuencias temporales y planos diversos del acceso de cada vehículo, pudiéndose realizar consultas por matrícula, fecha, usuario, etc. y observar diferentes grabaciones y vistas de los accesos o salidas realizadas.
· Gasolineras: mediante un software especial se evita que en más de una ocasión se produzcan impagos de carburante en estaciones de servicio en las que se realiza el pago después de la recarga. El sistema se conecta a una LAN y base de datos corporativa de control de vehículos en Lista negra y que obliga dichos usuarios a realizar la operación mediante prepago.
· Peajes: control de vias lentas y rápidas para el control de infracciones, impagos, varios vehículos muy próximos en el paso de una barrera, etc.
· Aduanas: control de flujo de vehículos en ambos sentidos y que permite realizar un control de entrada y salida en las fronteras con otros paises o zonas.
· Tráfico: enlace con sistemas de control de infracciones y vehículos buscados por las autoridades.
· Otras: actualmente se están desarrollando otros módulos y posibilidades de interconexión a bases de datos y sistemas de control para poder integrar el SIRAM de forma sencilla a modo simple terminal de lectura o bien realizando el desarrollo de la aplicación requerida por el cliente.

4. CONCLUSIONES
El Sistema Inteligente de Reconocimiento Atutomático de Matrículas desarrollado por Iris Control Systems, S.L. integramente con LabVIEW de Nacional Instruments es actualmente un herramienta válida para un gran número de aplicaciones de pequeño y gran alcance, dada la filosofía de servicio que tanto el fabricante como el suministrador de plataforma software y tarjetas de adquisición han instaurado en el mercado.
La comercialización a través de un gran distribuidor a nivel nacional y europeo y su posible expansión a otros mercados hacen que tanto el mantenimiento de actualizaciones y nuevas versiones como el servicio post-venta están garantizados en todo su alcance.
La utilización igualmente de cámaras, focos, lentes, etc y demás hardware cuyos proveedores garantizan servicio mundial y eficiente dan igualmente soporte al SIRAM que actualmente ya se ha instalado con éxito en aparcamientos de aeropuertos, accesos a edificios de administraciones públicas, aparcamientos privados, controles internos de flujos de vehículos, campings, etc.

En resumen: la conjunción de una empresa de soporte como Nacional Instruments, la ingeniería de desarrollo y fabricación de Iris Control Systems y la comercialización mediante un gran distribuidor que da soporte técnico y comercial al producto, hacen que el SIRAM sea un Sistema óptimo para la mayor parte de clientes y usuarios que requieran de un control de vehículos.
El futuro y evolución del Sistema OCR de Matrículas está ya en curso, realizando la posible integración en placas de Real Time, mejorando los algoritmos de reconocimiento, aportando inteligencia y aprendizaje dinámico de OCR, mejorando los costes para facilitar el acceso a clientes que hasta el momento no se habían planteado un sistema de control mediante un OCR de matrículas de vehículos, etc.

Author Information:
Juan Navarro Delgado
IRIS CONTROL SYSTEMS, S.L.

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