Automatische Nummernschilderkennung ist eine Videoüberwachungsmethode, die Schrifterkennung (OCR) nutzt, um Kfz-Kennzeichen an Fahrzeugen zu erkennen. Derartige Systeme können derzeit (Stand: 2005) etwa ein Fahrzeug pro Sekunde bei einer Fahrgeschwindigkeit von bis zu 160 km/h auswerten. Dazu werden entweder bestehende Videoüberwachungskameras, Kameras in Radargeräten oder speziell dafür entwickelte Geräte genutzt. Benutzt werden derartige Systeme von den Behörden zur automatischen Erhebung von Mautgebühren und zur Verkehrsüberwachung (etwa Geschwindigkeits- und Abstandsmessungen oder Einhaltung des roten Lichtzeichens an ampelgeregelten Kreuzungen). FrenchNumberPlates_CopyrightKaihsuTai.jpg Das System kann sowohl die geschossenen Bilder als auch den erkannten Text speichern, teilweise auch zusätzlich ein Foto des Fahrers. Üblicherweise wird infrarotes Licht eingesetzt, um unabhängig von der Tageszeit Fotos machen zu können. Zumindest ein System nutzt ein Blitzlicht, einerseits um die Bildqualität zu steigern, andererseits um dem Fahrer sein Fehlverhalten aufzuzeigen. Eingesetzte Systeme unterscheiden sich häufig im Detail, insbesondere aufgrund regionaler Unterschiede in den benutzten Nummernschildern.
Die benötigte Software läuft auf Standard-PC-Hardware und kann mit anderen Programmen oder Datenbanken kommunizieren. Zuerst wird auf dem Foto das Nummernschild identifiziert, dieser Bereich optisch normalisiert, qualitativ verbessert und anschließend eine Schriftzeichenerkennung durchgeführt, um den alphanumerischen Text zu erhalten. Dies wird entweder an Ort und Stelle von einem PC pro Fahrstreifen durchgeführt, oder es werden Fotos mehrerer Fahrstreifen gesammelt und an ein ausgelagertes Rechnersystem gesendet, wo die Erkennung zeitversetzt stattfindet. Wird die Erkennung an Ort und Stelle durchgeführt, dauert der gesamte Erkennungsprozess etwa 250 Millisekunden, wobei der Text der Nummerntafel, das Datum der Aufnahme, der Fahrstreifen und weitere relevante Daten (etwa das angelastete Vergehen) aufgezeichnet werden. Diese relativ kompakten Informationen können automatisiert übertragen oder zur späteren Abholung gespeichert werden. Werden die Daten unverarbeitet sofort übertragen, dann werden sie üblicherweise von einer leistungsfähigen Serverfarm verarbeitet, wie etwa beim London Congestion Charge. Derartige Systeme benötigen für die Übertragung der Bilddaten jedoch eine höhere Bandbreite der Datenverbindung.
Bedenklich sind solche Systeme hinsichtlich des Datenschutzes und der Furcht, von Regierungs- oder anderen Stellen überwacht zu werden ("Personenbezogene Bewegungsprofil-Erstellung"). Außerdem werden eine hohe Fehlerrate und mögliche Fehlidentifikationen kritisiert. Durch eine stetige Weiterentwicklung steigt jedoch die Zuverlässigkeit der Systeme ständig an.
Als Kamerasystem können bestehende Radar-Kameras oder sonstige Überwachungskameras eingesetzt werden, aber auch mobile Systeme, die meist in Fahrzeugen installiert sind. Einige Systeme benutzen Infrarot-Kameras, um ein besseres Bild des Kennzeichens zu erhalten.
Die Qualität jeder einzelnen Stufe beeinflusst die Genauigkeit des Gesamtsystems. Während der dritten Phase (Normalisierung) versuchen einige Systeme die Ränder der Zeichen - den farblichen Unterschied zwischen den Zeichen und dem Hintergrund - zu erkennen. Ebenso werden Filter benutzt, um optische Störungen zu kompensieren.
Während einige davon von der Software korrigiert werden können, ist der Großteil nur über bessere Hardware oder Änderungen am Gesamtsystem zu erreichen. So lässt sich über eine höhere Platzierung der Kamera das Problem beheben, dass andere Objekte - wie etwa Fahrzeuge - die Nummerntafel überdecken, andererseits ergeben sich dadurch wieder Probleme durch die stärkere Verzerrung des Kennzeichens am Foto.
Viele Länder benutzen retroreflektive Kennzeichen. Diese reflektieren das Licht in die Richtung der Quelle zurück, wodurch sich ein besserer Kontrast ergibt. Auch werden oft nicht-reflektierende Zeichen eingesetzt, was auch unter schlechten Lichtbedingungen den Kontrast erhöht. Infrarot-Kameras eignen sich ebenfalls gut für den Einsatz in solchen Systemen, in Verbindung mit einem Infrarot-Strahler und einem Normallicht-Filter vor der Kamera. Dies kann jedoch nur bei Systemen angewandt werden, die speziell dafür adaptiert sind, herkömmliche Radar-Kameras eignen sich dafür üblicherweise nicht. Werden zu Beweiszwecken auch Echtfarben-Bilder benötigt, etwa des Fahrers, so kann die Infrarot-Kamera mit einer Normallichtkamera gekoppelt werden, um zwei Bilder zu schießen. Unscharfe Bilder erschweren die Zeichenerkennung. Es werden daher Kameras mit einer sehr kurzen Belichtungszeit eingesetzt, um die Bewegungsunschärfe zu minimieren. Idealerweise beträgt die Belichtungszeit 1/1000 Sekunde. Wird die Kamera sehr niedrig montiert oder bewegt sich der Verkehr langsamer, kann diese Zeit auch länger sein. Bei einer Geschwindigkeit von etwa 64 km/h reicht eine Belichtung von 1/500, bei 8 km/h genügen 1/250.
Andere Fahrzeuge, Anhängerkupplungen, Abschleppstangen oder ähnliche Objekte können die Sicht auf ein oder zwei Zeichen verdecken, ebenso Fahrräder auf Fahrradträgern. Die meisten derartigen Hindernisse können mittels einer höheren Platzierung der Kamera korrigiert werden. Hinsichtlich der Fahrradträger existieren teilweise Gesetze (etwa in New South Wales, Australien), die die Montage eines zusätzlichen, gut sichtbaren Kennzeichens vorschreiben, wenn Fahrradträger oder ähnliche Sichthindernisse benutzt werden.
Je nach Anwendungszweck können auch geringfügige Fehler akzeptiert werden. Wird ein Erkennungssystem verwendet, um Zufahrt zu einem ansonst gesperrten Gebiet zu gewähren, so kann die Fehl- oder Nichterkennung eines einzelnen Zeichens meist toleriert werden. Es wäre sehr unwahrscheinlich, dass ein Fahrzeug mit fast dem gleichen Kennzeichen Zutritt zu dem Gelände erlangen möchte. In den meisten Einsatzgebieten ist jedoch eine korrekte Erkennung des gesamten Nummernschildes Voraussetzung für ein Funktionieren des Gesamtsystems.
Auch die absichtliche Verschmutzung oder Verdeckung der Nummerntafel wird von Fahrzeuglenkern versucht. So wurde etwa in Toronto (Kanada) ein Motorrad-Fahrer entdeckt, der während der Fahrt mittels eines Kabels ein anderes Nummernschild vor das gültige ziehen konnte, um so in den Kameraabschnitten seine Identität zu verschleiern.
In Texas wurden 2003 einige Zier-Rahmensysteme um die Nummernschilder verboten, da diese die Erkennung der Kennzeichen verhinderten. Der Einsatz derartiger Rahmen wird nun mit üblicherweise 200 US-Dollar bestraft, wobei die Strafe bis zu 2000 Dollar und 180 Tage Gefängnis betragen kann, wenn der Rahmen nachweisbar absichtlich zur Verhinderung der automatischen Erkennung benutzt wurde.
Manche Autos erlauben es, mittels einem über dem Nummernschild angebrachten Einsatz die Zeichen so zu verzerren, dass die automatische Erkennung unmöglich wird. Schwerer erkannt werden auch ältere Kennzeichen, deren Reflexionsfähigkeit schon stark nachgelassen hat.
Kann ein Foto nicht automatisch ausgewertet werden, so kann es zur manuellen Nacharbeit an einen Mitarbeiter der Verkehrsauswertung geleitet werden. Dieser kann dann eventuell über die Marke, den Typ oder die Farbe des Autos, gemeinsam mit den erkennbaren Zeichen des Nummernschildes, in einer Fahrzeugdatenbank das betroffene Fahrzeug ausfindig machen.
In London gab es nach der Einführung des Überwachungssystems einen Aufschwung an unzulässig angebrachten Kennzeichen. Diese werden von anderen Autos mit ähnlichem Aussehen kopiert und an das eigene Fahrzeug montiert. Damit können automatische Erkennungssysteme überlistet werden und auch die Nachkontrolle durch Menschen erschwert werden. Zusätzlich ändern die Fahrer dieser Fahrzeuge oft ihre Fahrstrecke und -Zeit, um noch schwerer entdeckt werden zu können.
Am 18. November 2005 wurde der britische Polizist Sharon Beshenivsky während eines Raubüberfalles in Bradford erschossen. Über ein automatisches Nummernschild-Erkennungssystem wurde das Fluchtfahrzeug wenig später registriert, woraufhin sechs Verdächtige verhaftet werden konnten. Das System wurde von einem Vertreter der britischen Polizei als ein „revolutionäres Werkzeug zur Verbrechensbekämpfung“ bezeichnet.
Das war eine logische Folge des Project Spectrum bei der alle 43 Polizeieinheiten in England und Wales mit derartigen, jedoch mobilen Systemen ausgerüstet wurden. Das ursprüngliche Projekt lief von September 2002 bis März 2003, dabei wurden die Geräte von neun Polizeieinheiten getestet. Von Sommer 2003 bis Sommer 2004 lief anschließend als zweite Phase ein Feldversuch in 23 Dienststellen. Dabei wurden von der Driver and Vehicle Licensing Agency (DVLA) auch bereits Daten von unregistrierten und nicht versicherten Fahrzeugen gesammelt.
Das Projekt wurde als großer Erfolg angesehen, obwohl Berichte davon ausgehen, dass die Fehlerrate bis zu 40 Prozent falsch erkannter Fahrzeuge betrug. Im Gegenzug führte das Projekt zu über 100 Verhaftungen pro Polizist pro Jahr, was etwa dem zehnfachen Landesdurchschnitt entsprach. Weitere Tests und Änderungen am System (Einführung von Infrarot-Systemen und Software-Verbesserungen) führten in weiterer Folge dazu, dass die Fehlerrate auf fünf Prozent gesenkt werden konnte.
Insgesamt wurden während der einjährigen Testphase etwa 28 Millionen Kennzeichen erkannt, 1,1 Millionen davon (3,9 Prozent) konnten in der Datenbank gefunden werden. 180.543 Fahrzeuge wurden angehalten (101.775 davon unmittelbar auf Grund der automatischen Erkennung), was zu 13.499 Verhaftungen (7,5 Prozent der Anhaltungen) und 50.910 Strafmandaten (28,2 Prozent) führte. 1.152 gestohlene Fahrzeuge konnten entdeckt werden, Drogen im Wert von £ 380.000 und gestohlene Güter im Wert von £ 640.000 konnten beschlagnahmt werden.
Das Hauptziel der zweiten Phase war es, zu ermitteln, ob sich die Kosten des Systems amortisieren würden. Das Ergebnis war, dass lediglich zehn Prozent der aufgewendeten Kosten wieder über Strafen eingenommen werden konnten. Es wurde aber angegeben, dass viele Bestrafte nicht pünktlich zahlten und nur deswegen dieser niedrige Wert erreicht wurde. Es wurde von den Betreibern empfohlen, das Projekt fortzusetzen und es landesweit zu installieren.
Die Finanzierung des landesweiten Systems ist nun gesichert. Grundlage dafür ist ein Rechenzentrum, das täglich 50 Millionen Nummernschilder erkennen kann. Es soll ab März 2006 betriebsbereit sein.
Der Vorteil derartiger Systeme ist es, nicht eine Momentangeschwindigkeit zu überprüfen. Ist den Lenkern die Position eines Radargerätes bekannt, brauchen sie nur kurz davor die Geschwindigkeit verringern, um anschließend weiter rasen zu können. Section Control hingegen prüft die Geschwindigkeit über eine längere Strecke (teilweise mehrere Kilometer) und zwingt die Fahrer, die Geschwindigkeit nachhaltig zu reduzieren. Die längste Strecke mit einem solchen System befindet sich an der A77 in Schottland, wo zwischen Glasgow und Ayr auf einer Länge von 30 Meilen (48 Kilometern) die Durchschnittsgeschwindigkeit ermittelt wird.
An Orten, wo ein solches System eingesetzt wird, konnten die Unfallzahlen deutlich gesenkt werden. Der Nachteil eines solchen Systems sind jedoch die deutlich höheren Kosten gegenüber gewöhnlichen Systemen zur Geschwindigkeitsmessung.
Neben der Erkennung der Nummerntafel kann das System zusätzlich auch die Fahrzeugklasse aufgrund der Bauform und -größe erkennen. Das System kann zwischen PKW, Bus, LKW, LKW mit Anhänger und Motorrad unterscheiden. Dies ist notwendig, um eine unterschiedliche Höchstgeschwindigkeit (PKW: 80 km/h, LKW: 60 km/h) automatisch durchsetzen zu können. Die Höchstgeschwindigkeit kann dabei etwa für den Kaisermühlentunnel auch von der Leitzentrale aus verringert werden, was über LED-Tafeln den Fahrern angezeigt wird.
Weiter wird das System zur Erkennung von Falschfahrern, zur Überwachung gesperrter Fahrspuren und zur Fahrzeughöhenkontrolle eingesetzt.
Eine Vielzahl weiterer Mautsysteme nutzen ebenfalls ähnliche kombinierte Systeme, wie etwa:
230 Überwachungskameras, davon 180 an den Rändern der Zone, sind derzeit im Einsatz. Weitere 50 Kameras befinden sich verstreut innerhalb der Gebührenzone, um Fahrzeuge zu entdecken, die bei der Einfahrt übersehen wurden oder sich ausschließlich innerhalb der Zone bewegen. Zusätzlich werden einige mobile Kameras innerhalb der Zone eingesetzt.
Schätzungen gehen davon aus, dass 98% aller Fahrzeugbewegungen korrekt erfasst werden können. Alle Aufnahmen werden zur Fahrzeugerkennung von einem Rechenzentrum in London ausgewertet. Ein zweites Rechenzentrum dient der Datenspeicherung und als Ausfallsicherung.
Aufgenommen werden sowohl die Kennzeichen an der Front als auch am Heck von Fahrzeugen, die in die Zone einfahren und sie verlassen. Dies erhöht die Chancen für eine korrekte Erkennung. Die erkannten Nummernschilder werden mit einer Liste der bereits verrechneten Fahrten abgeglichen, gegebenenfalls wird eine Verrechnung veranlasst. Ebenso werden die Daten mit den Zulassungsdaten der Driver and Vehicle Licensing Agency verglichen. Untersuchungen der Regierung haben dabei ergeben, dass ein signifikanter Anteil der in dieser Datenbank gespeicherten Daten nicht mehr korrekt sind. Dies führte unter anderem dazu, dass nun Fahrzeughalter eine korrekte Ummeldung veranlassen müssen, wenn sie ihr Auto verkaufen.
Kontrollbrücken überprüfen dabei, ob die Fahrt des Fahrzeuges ordnungsgemäß verbucht wurde. Dies kann entweder automatisch mittels einer On Board Unit (OBU) geschehen oder mittels sogenannter Manueller Einbuchung. Das automatisch erkannte Kennzeichen dient dabei der Identifikation des Fahrzeugs.
Ist für das Fahrzeug im zentralen Buchungscomputer eine aktuelle Mautzahlung vorhanden, dann werden die aufgenommenen Bilder wieder gelöscht. Kann im zentralen Buchungscomputer keine Buchung gefunden werden oder kann die Schrifterkennungssoftware das Kennzeichen nicht eindeutig identifizieren, werden alle vom Fahrzeug gesammelten Daten in einem Datensatz gespeichert und zur manuellen Nachkontrolle an Toll Collect eingeschickt. Die gespeicherten Fotos werden dann von Mitarbeitern des Betreibers manuell ausgewertet. Auch Fotos von Lastkraftwagen mit OBU, deren montiertes Kennzeichen nicht mit dem in der OBU abgespeicherten Kennzeichen identisch ist, werden in der Nachkontrolle ausgewertet.
Die Kennzeichen-Lesefähigkeiten des automatischen Kontrollsystems werden von Toll Collect mit über 90 % angegeben. Das identische Kontrollsystem der Schweiz, welches die leistungsabhängige Schwerverkehrsabgabe LSVA ermittelt, liefert bei Fahrzeugen mit OBU, also mit einem bei Kontrolle übermitteltem elektronischem Kennzeichen eine Erkennungsrate von 93 %, bei Fahrzeugen ohne OBU eine Erkennungsrate von 77 %.
Das so erfasste Fahrzeug kann die Mautstelle anschließend auf einem eigenen Fahrstreifen passieren. Bei der Durchfahrt ist eine Höchstgeschwindigkeit von 15 km/h erlaubt, die Fahrzeugbreite darf 2,3 m nicht überschreiten. Wird das Nummernschild nicht automatisch erkannt, wird das Fahrzeug zu einer manuellen Bemautungsstelle geleitet.
Ähnliche Kritik wurde auch in anderen Ländern laut. Easterbrook argumentiert weiter, dass derartige Technologien nur den Geldzugang für den Staat maximieren sollen, anstatt für mehr Verkehrssicherheit zu sorgen.
Die Fehlerrate älterer Systeme war alarmierend: Ein Kritiker des Londoner Systems gibt an, dass vier von zehn Nummerntafeln falsch erkannt wurden. Dies führt unweigerlich zu einer hohen Fallanzahl der Verrechnung von Gebühren an unbeteiligte Bürger. Diese können sich gegen eine Zahlung von £10 den Beweis erbringen lassen, dass die Kosten gerechtfertigt sind, etwa durch Aushändigung des Beweisfotos. Verbesserungen in der verwendeten Technik haben die Fehlerraten aber drastisch reduziert, obschon unberechtigte Zahlungsansprüche noch immer häufig auftreten.
Weitere Bedenken schließen die Datenspeicherung der aufgenommenen Daten ein. Diese könnten benutzt werden, um Informationen über Personen zu sammeln, wie etwa das Fahrverhalten oder gar die tägliche Terminplanung ("Personenbezogene Bewegungsprofile"). Derartige personenbezogene Daten werden von den Rechtssystemen im Rahmen des Datenschutzes üblicherweise streng geschützt.
Forschung:
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