車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的兩種技術(shù):RFID vs ANPR

安全性是車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的重要特性之一，尤其是在收費(fèi)站和停車(chē)場(chǎng)的收費(fèi)業(yè)務(wù)上。

今天，車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(ANPR)也經(jīng)常被用來(lái)識(shí)別車(chē)輛，不過(guò)，人們更多集中關(guān)注ANPR的兩方面：一是自動(dòng)識(shí)別車(chē)輛的高錯(cuò)誤率;二是政府在ANPR技術(shù)上所提供的財(cái)政支出。

射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification)應(yīng)用于車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)，將以更安全、更經(jīng)濟(jì)的方式解決車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)所面臨的技術(shù)問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

國(guó)家公路管理局采用帶光學(xué)字符識(shí)別(OCR)的紅外攝像機(jī)來(lái)讀取車(chē)輛牌照，以便按道路收費(fèi)、執(zhí)法、以及監(jiān)控大門(mén)附近或停車(chē)場(chǎng)的交通情況。

而RFID技術(shù)，主要將電子標(biāo)簽安裝在車(chē)輛上的擋風(fēng)玻璃或者其他地方，并通過(guò)固定放置在出入口和停車(chē)場(chǎng)等位置的RFID基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)識(shí)別來(lái)往的車(chē)輛。

下面主要從資源調(diào)配、檢測(cè)率、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、環(huán)境免疫性、多通道處理和安全性這六方面，對(duì)RFID與ANPR這兩種車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行比較。

01 資源調(diào)配

用戶(hù)配置是創(chuàng)建、維護(hù)和停用訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限和隱私，同時(shí)確保企業(yè)資源安全的過(guò)程。

今天，ANPR技術(shù)，主要是以車(chē)牌的形式呈現(xiàn)。而RFID技術(shù)則要求在車(chē)輛的擋風(fēng)玻璃上貼電子標(biāo)簽。這兩種車(chē)輛識(shí)別技術(shù)都與后端的系統(tǒng)相配合使用，后者主要將標(biāo)識(shí)符(車(chē)牌或RFID標(biāo)簽)與用戶(hù)的賬號(hào)相關(guān)聯(lián)，通過(guò)RFID讀取器所獲得的這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，并向云端或者服務(wù)器提供相關(guān)數(shù)據(jù)。

ANPR常常作為車(chē)輛訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)的一種技術(shù)抉擇，主要在于這種技術(shù)在高速公路的收費(fèi)站以及停車(chē)場(chǎng)的收費(fèi)業(yè)務(wù)提供更低的供應(yīng)成本，因?yàn)锳NPR是一種通過(guò)政府注冊(cè)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，也是一種隨時(shí)可用的通行憑證。

目前，許多州和國(guó)家正在采用聯(lián)邦政府發(fā)布的RFID應(yīng)答器，因此，司機(jī)必須將RFID電子標(biāo)簽貼在車(chē)輛的擋風(fēng)玻璃上，其中，在佛羅里達(dá)州的司機(jī)是將Sun Pass標(biāo)簽貼在車(chē)輛上來(lái)支付道路的通行費(fèi)和停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)費(fèi)用。

02 檢出率

比較ANPR和RFID這兩種技術(shù)的檢測(cè)率需要一致的測(cè)量方法。為此，將ANPR技術(shù)通過(guò)外部觸發(fā)器如環(huán)路檢測(cè)器所檢測(cè)到的車(chē)輛總數(shù)，與RFID技術(shù)所捕獲的標(biāo)簽數(shù)量或車(chē)牌總數(shù)進(jìn)行比較。

基于視覺(jué)識(shí)別的ANPR技術(shù)需要強(qiáng)大的光學(xué)、計(jì)算和數(shù)字化能力，但這會(huì)降低每秒對(duì)車(chē)牌的識(shí)別速度。由于環(huán)境的差別和快門(mén)速度的不同，ANPR系統(tǒng)可以在行駛速度高達(dá)160公里/小時(shí)(100英里/小時(shí))的汽車(chē)上以每秒的速度檢測(cè)車(chē)牌。^[1]

遠(yuǎn)程、超高頻RFID技術(shù)其實(shí)更好地應(yīng)對(duì)高速車(chē)輛識(shí)別的挑戰(zhàn)。如今，RFID系統(tǒng)正在應(yīng)用于高速汽車(chē)的車(chē)牌識(shí)別，即使汽車(chē)以非常高的速度通過(guò)收費(fèi)站，也不減速通過(guò)——車(chē)輛識(shí)別和認(rèn)證以超過(guò)每小時(shí)150英里進(jìn)行測(cè)試。馬薩諸塞州交通部(MassDOT)展示了RFID系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，與過(guò)去使用的付費(fèi)電池板系統(tǒng)相比，其E-ZPass系統(tǒng)在六個(gè)月的時(shí)間里基于RFID應(yīng)答器供電的收費(fèi)提高了超過(guò)99%。^[2]

03 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性是對(duì)正確捕獲車(chē)輛和傳輸數(shù)據(jù)的度量。

RFID使用Air協(xié)議將結(jié)合循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)作為防止電子標(biāo)簽和讀取器之間傳錯(cuò)數(shù)據(jù)的方法。而ANPR依賴(lài)于軟件算法和投票邏輯來(lái)確定識(shí)別字符的可能性。[3]由于RFID能夠自檢所讀取的相關(guān)數(shù)據(jù)，它比ANPR提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

ANPR技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率并不如RFID技術(shù)的高。其中的主要問(wèn)題在于，ANPR每100個(gè)讀數(shù)有4個(gè)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。[4]IT West報(bào)告顯示，在英國(guó)，ANPR系統(tǒng)使用9000臺(tái)攝像頭，每年存儲(chǔ)多達(dá)3000萬(wàn)份車(chē)輛記錄，并表明這一系統(tǒng)每天承載著高達(dá)120萬(wàn)份錯(cuò)誤的車(chē)牌讀數(shù)!這相當(dāng)于每年有超過(guò)4億次的錯(cuò)誤讀數(shù)。^[5]

04 環(huán)境免疫性

作為一種光學(xué)技術(shù)，ANPR技術(shù)容易受到環(huán)境因素影響，比如部分的雪或污垢可能掩蓋車(chē)牌號(hào)碼，而陽(yáng)光照射在車(chē)輛前照燈的眩光或者白色閃回也會(huì)導(dǎo)致攝像頭難以辨別覆蓋車(chē)牌號(hào)碼。此外，帶有紅色的數(shù)字和字母的車(chē)牌與紅外照相機(jī)形成極低的對(duì)比度，也會(huì)導(dǎo)致ANPR對(duì)車(chē)牌的檢測(cè)率顯著下降。

RFID技術(shù)則免受環(huán)境等外部因素的影響。一個(gè)標(biāo)簽在沒(méi)有光線(xiàn)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(huán)境條件下識(shí)別車(chē)輛車(chē)牌。而RFID設(shè)備的壽命比光學(xué)識(shí)別設(shè)備要長(zhǎng)，同時(shí)所需要的維護(hù)最少，以提高系統(tǒng)配置的靈活性。

外部因素

05 多通道處理

單個(gè)RFID讀取器能夠管理兩個(gè)車(chē)道。每個(gè)RFID讀取器都將根據(jù)車(chē)輛的身份信息來(lái)進(jìn)行唯一識(shí)別，區(qū)分其車(chē)道分配。

(通道控制面板需要來(lái)自每個(gè)車(chē)道的無(wú)線(xiàn)信號(hào)來(lái)控制閘門(mén)的執(zhí)行器)

單個(gè)RFID閱讀器能夠管理兩個(gè)通道。Wiegand(威根德)開(kāi)關(guān)根據(jù)特定天線(xiàn)來(lái)傳輸讀取器身上的數(shù)據(jù)，并將Wiegand信號(hào)傳輸?shù)皆L(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)的控制面板。無(wú)論RFID讀取器讀取的是沿著同一方向或不同方向的汽車(chē)上的標(biāo)簽，都可以實(shí)現(xiàn)識(shí)別車(chē)牌。每條天線(xiàn)都具有車(chē)道相匹配的唯一標(biāo)識(shí)符，因此，它可以區(qū)分RFID讀取器所讀取的車(chē)輛方向，從而有助于單獨(dú)控制出入閘門(mén)。“RFID+Weigand開(kāi)關(guān)”這一解決方案能夠減少讀卡器數(shù)量，易于安裝和調(diào)節(jié)信號(hào)，從而節(jié)省時(shí)間和成本。

ANPR技術(shù)，需要多個(gè)讀卡器共同運(yùn)行來(lái)識(shí)別多車(chē)道的車(chē)牌。那么，ANPR所需要的成本將會(huì)更高，因?yàn)樗枰?gòu)買(mǎi)更多的硬件來(lái)進(jìn)行維護(hù)。然而，RFID技術(shù)有助于降低這些成本。這是因?yàn)閞fid有多個(gè)天線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)，并且可以為不同的讀取點(diǎn)提供數(shù)據(jù)支持。由于RFID技術(shù)只是車(chē)輛識(shí)別系統(tǒng)中硬件成本的一小部分，因此與購(gòu)買(mǎi)多個(gè)硬件部件以獲得相同的結(jié)果相比，潛在地節(jié)省不少硬件成本。

06 安全性

安全性是車(chē)輛識(shí)別中最重要的特性之一，特別是當(dāng)車(chē)輛進(jìn)行金融交易時(shí)，比如在停車(chē)場(chǎng)的收費(fèi)業(yè)務(wù)。然而，ANPR(車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng))并沒(méi)有內(nèi)置安全機(jī)制。例如，一張高質(zhì)量的假車(chē)牌圖像貼在原車(chē)牌上，其實(shí)就能欺騙ANPR的相機(jī)系統(tǒng)。

盡管某些形式的RFID沒(méi)有足夠高的安全性，比如用于庫(kù)存控制或資產(chǎn)管理類(lèi)型的RFID標(biāo)簽。然而，車(chē)輛車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)所使用的RFID技術(shù)具備將密碼嵌入應(yīng)答器的能力，因此，沒(méi)有密碼的前提下不允許訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這無(wú)疑提高了訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)的安全性。除此之外，RFID技術(shù)還有加密功能。當(dāng)密碼本身進(jìn)行密鑰加密，就便于安全地訪(fǎng)問(wèn)控制系統(tǒng)。有了加密功能，沒(méi)有密鑰就無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)控制系統(tǒng)。目前，最高形式的安全是NXP半導(dǎo)體公司的UCODEDNA芯片，它結(jié)合了防篡改功能，如密碼算法，以阻止小偷和仿冒者，同時(shí)在高速下提供訪(fǎng)問(wèn)控制系統(tǒng)的高性能。

最后的想法

RFID技術(shù)已被證明可以在減少大量錯(cuò)誤讀數(shù)上節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元，并提供了一個(gè)現(xiàn)代化、可靠和高度安全的解決方案。

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

另一個(gè)解決方案是一種混合方法，綜合運(yùn)用ANPR和RFID技術(shù)的解決方案也可以防止未經(jīng)授權(quán)的車(chē)輛，并克服ANPR在識(shí)別車(chē)輛方面的不精確性，從而讓車(chē)輛訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)取得良好的運(yùn)作效果。

事實(shí)上，許多國(guó)家正在將RFID技術(shù)載入車(chē)輛訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)中，將RFID芯片恰當(dāng)?shù)匕惭b在或嵌入車(chē)輛的車(chē)牌中。