پارکینگ هوشمند با دوربین های صنعتی

وسایل الکترونیکی هر روز هوشمندتر می‌شوند؛ ما از ساعت‌های هوشمند استفاده می‌کنیم که نه تنها به ما می‌گویند ساعت چند است، بلکه به ما اطلاع می‌دهند که به اندازه کافی ورزش ‌کنیم و از آخرین اخبار رسانه‌های اجتماعی مطلع می‌شویم. علاوه بر این دوست داریم در خانه‌‌ای هوشمند زندگی کنیم که بتوانیم وقتی در خواربارفروشی هستیم، بررسی کنیم که آیا هنوز شیر در یخچال داریم؟ یا اینکه سیستم گرمایشی را از راه دور کنترل کنیم تا از سر کار به خانه گرم خود برمی‌گردیم و همچنین از پارکینگ هوشمند جهت حمل و نقل راحت‌تر استفاده نماییم. همه این برنامه‌ها یک چیز مشترک دارند؛ همه دستگاه‌های موجود در این برنامه‌ها از طریق «اینترنت اشیا» (IoT) به هم متصل می‌شوند. البته اینترنت اشیا چیزهای بیشتری از برنامه‌های خانه هوشمند وجود دارد و علاوه بر خانه می‌توانیم یک شهر هوشمند داشته باشیم.

سیستم پارکینگ هوشمند

افزایش تعداد وسایل نقلیه در شهرهای بزرگ و کمبود فضای پارک منجر به مشکلاتی مانند ازدحام، آلودگی و عصبی و ناامید شدن رانندگان می‌شود. تعدد وسایل نقلیه به ویژه در زمان‌های اوج مصرف که ترافیک در شدیدترین حالت خود می‌باشد و یافتن یک جای پارک خالی تقریبا غیرممکن است، می‌تواند شرایط را بدتر کند. این یکی از بحران‌های شهری قرن حاضر است و نوآوری‌های زیادی با به‌کار‌گیری تکنولوژی و فن‌آوری‌های به روز برای حل آن ایجاد شده است. سیستم‌های پارکینگ هوشمند، با تکیه بر تجزیه و تحلیل و پردازش داده‌های زمان واقعی (real-time) جمع‌آوری‌شده توسط فن‌آوری‌های مختلف تشخیص خودرو، عنصر کلیدی این نوآوری‌ها هستند. با استقرار چنین سیستم‌هایی می‌توان زمان پارک و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش داد و می‌توان با تجزیه و تحلیل داده‌های پارکینگ اطلاعات ارزشمندی در اختیار اپراتورهای پارکینگ قرار گیرد.

وقتی در حال رانندگی در مرکز شهر برای یک جلسه مهم هستید، چگونه متوجه می‌شوید که جای پارک در پارکینگ‌های شهری و سرپوشیده وجود دارد؟

در آینده ممکن است بتوانید از یک برنامه در تلفن همراه خود استفاده کنید که از شما می‌پرسد کجا می‌خواهید بروید. سپس تصاویری از مکان‌های پارکینگ در منطقه را به شما نشان می‌دهد و بررسی می‌کند که آیا خودرویی در آن‌ مکان پارک شده یا خیر و وقتی فضای خالی پیدا کرد به شما اطلاع می‌دهد. شاید این احتمال وجود داشته باشد که هنگام رسیدن به آن‌جا یک فضای خالی رایگان وجود داشته باشد (با در نظر گرفتن زمان رانندگی خود) یا شاید اگر امکانات محلی اجازه می‌دهد، بتوانید به نحوی مکان را رزرو کنید. این تنها یکی از کاربردهای احتمالی دوربین‌های تحت شبکه است. بنابراین، جمع‌آوری داده‌های زمان واقعی و قابل اعتماد، کلید یک سیستم پارکینگ هوشمند با عملکرد خوب است. در ادامه فن‌آوری‌های به روز در این زمینه مطرح می‌شوند. در حال حاضر دو فناوری برای پارکینگ‌های هوشمند موجود است؛ دوربین‌ها و سنسورهای پارکینگ هوشمند تعبیه شده در پیاده‌رو و پارکینگ. هر دو راه حل مزایا و معایب خود را دارند، انتخاب سیستم پارکینگ هوشمند متناسب با نیازهای خاص هر پروژه متفاوت خواهد بود.

مزایا و معایب راه حل های پارکینگ هوشمند مبتنی بر دوربین

دو نوع پارکینگ هوشمند مبتنی بر دوربین وجود دارد که در نحوه پردازش داده‌ها متفاوت است: ارزیابی مکان اشغال‌شده در پارکینگ: ویدئو ضبط ‌شده در محل پردازش می‌شود، به این معنی که سیستم مرکزی فقط وضعیت آزاد/اشغال بودن فضا را از دوربین دریافت می‌کند. ارزیابی مرکزی مکان اشغال‌شده در پارکینگ: دوربین فقط ویدئو را ضبط می‌کند و بدون وقفه در یک سرور مرکزی ارزیابی می‌شود. یکی از مزایای روش مبتنی بر دوربین صنعتی این است که بسیاری از مکان‌های پارکینگ را می‌توان به طور همزمان مانیتور کرد، بنابراین راه‌حلی کارآمد به نظر می‌رسد. با این حال، این امر مستلزم آن است که دوربین‌ها به اندازه کافی بالا قرار گیرند تا فضای بزرگ‌تری را نظارت کنند، که اغلب در محیط‌های شهری یا فضاهای پارکینگ در خیابان امکان‌پذیر نیست. به همین دلیل، دوربین‌ها اغلب قادر به تعیین وضعیت مکان‌های پارکینگ با دقت کافی نیستند، زیرا یک وسیله نقلیه پارکینگ بزرگ، مانند یک ون، می‌تواند چندین جای پارک را به طور همزمان از دوربین مخفی کند. مشکل دیگر این است که برخی از خیابان‌ها پیچ در پیچ هستند و نیاز به نصب دوربین‌های بیشتری دارند، البته به این هم باید اشاره ‌کنیم که درختان در خیابان می‌توانند بر پوشش‌دهی دوربین تأثیر منفی بگذارد. دوربین‌ها نیز با شرایط محیطی مختلف به چالش کشیده می‌شوند؛ شرایط نوری ضعیف، باران یا برف شدید و گرد و غبار روی لنزها نیز می‌توانند بر دقت تشخیص تأثیر بگذارند.

نصب دوربین‌ها در پارکینگ سرپوشیده ایده‌ی بهتری است. شرایط متفاوت نصب دوربین‌ها معمولاً متداول است؛ اولی نصب دوربین‌های جدیدی است که به طور خاص برای نظارت بر فضاهای اشغال‌شده پارکینگ طراحی شده‌اند و دوم استفاده از دوربین‌های موجود است که معمولاً برای اهداف نظارتی نصب می‌شوند. تامین برق مورد نیاز دوربین‌ها و قرار دادن منبع تغذیه مناسب می‌تواند یک چالش بالقوه در هنگام نصب دوربین‌های جدید باشد که در نگاه اول ممکن است غلبه بر آن آسان به نظر برسد. با این حال، در یک محیط شهری، تامین برق اغلب می‌تواند مشکل باشد. استفاده از دوربین‌های موجود برای تعیین فضای اشغال‌شده در پارکینگ ممکن است راه‌حلی عملی باشد، در صورتی که محل قرارگیری دوربین‌های مداربسته (CCTV) مناسب است و به ندرت تأمین منبع تغذیه در پارکینگ به مشکل برمی‌خورد. اگر یک سیستم نظارت بر فضای پارکینگ را بتوان در یک محیط شهری به روشی مقرون به صرفه، چه با دوربین‌های موجود یا با دوربین‌های جدید، پیاده‌سازی کرد، ممکن است برخلاف روش مبتنی بر سنسور بتواند وسایل نقلیه را دسته‌بندی کند. بدین ترتیب برای هر نوع خودرو می‌توان گزارش آماری جداگانه‌ای ارائه کرد. علاوه بر این، روش مبتنی بر دوربین معمولاً می‌تواند با به‌کارگیری پردازش تصویر و الگوریتم‌های بینایی ماشین، قابلیت تشخیص شماره پلاک خودرو را نیز داشته باشد. این یک مزیت اضافی نسبت به سنسورهای مغناطیسی است که دوربین‌ها می‌توانند اشیایی را که فضای پارکینگ را اشغال کرده‌اند اما به دلایلی توسط سنسورها شناسایی نمی‌شوند، تشخیص دهند.

کدام روش توصیه می شود؟ دوربین یا سنسور؟

دوربین‌ها معمولاً می‌توانند برای نظارت بر یک پارکینگ بزرگ راه‌حل خوبی باشند که البته اگر در بهترین حالت، در شب روشن باشد. دوربین‌ها می‌توانند در هر نقطه و ارتفاعی در مکان‌هایی مانند سوپرمارکت‌ها، مراکز خرید یا پارکینگ‌ فرودگاه‌ها و سایر محیط‌های شهری هستند، نصب شوند. امروزه سنسورهای پارک هوشمند جهانی‌ترین راه حل برای اندازه‌گیری اشغال فضاهای پارک با دقت و کارایی هر چه بیشتر می‌باشند.

هر کدام از این روش‌ها، مزایا و معایب خاص خود را دارند. تجربه تاکنون نشان داده است که هیچ مکانیزم تشخیصی به تنهایی برای نظارت بر فضای اشغال‌شده پارکینگ‌های روباز کافی نیست، زیرا هر کدام دارای معایب خاص خود هستند که می‌توانند اثربخشی را مخدوش کنند. برای اینکه یک پارکینگ هوشمند تا حد امکان مطمئن و دقیق کار کند و در عین حال کارآمدی انرژی داشته باشد، توصیه می‌شود هر دو روش ترکیب شوند. استفاده از سنسورها ممکن است در نگاه اول از نظر صرفه‌جویی در مقیاس نسبت به فن‌آوری دوربین سودمندتر به نظر برسند، زیرا سنسورها باید در هر فضای پارکینگ نصب شوند. اما مشکل بالقوه زمانی است که یک ماشین پارک شده دو فضا را به طور همزمان اشغال کند، در این صورت سنسور ممکن است تشخیص ندهد که هر دو فضا اشغال شده است. علاوه بر مورد بالا، فقدان پوشش گسترده نیز می‌تواند یک مشکل باشد، اما خوشبختانه با گسترش فناوری‌های تلفن همراه، این مشکل اکنون به حداقل رسیده است. حسگرهای تشخیص دوگانه از مغناطیس‌سنج و رادار برای اندازه‌گیری استفاده می‌کنند و از مزایای هر دو فناوری بهره می‌برند و هیچ سیستم مدیریت سنسور مرکزی مورد نیاز نیست. اما روش پارکینگ هوشمند مبتنی بر دوربین یکی از جهانی‌ترین راه حل‌ها است، بنابراین می‌تواند به طور موثر و دقیق در محیط پارکینگ با دید مناسب کار کند.

چگونه می‌توان اطلاعات دوربین‌ها را جمع‌آوری کرد و سپس آنها را به ابر (cloud) متصل کرد؟

در سیستم ابری دوربین لبه (edge) بیرونی است. عملکرد دوربین بدین صورت است که نور را دریافت کرده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و در نهایت یک تصویر را ارائه می‌دهد. ما در مورد 10 میلیون پیکسل با سرعت 30 فریم در ثانیه صحبت می‌کنیم و نمی‌خواهیم این حجم زیاد از داده را به فضای ابری فرستیم، زیرا این کار خیلی طول می‌کشد و هزینه‌بر است. بنابراین اگر می‌خواهید اطلاعات را روی لبه و «پشت» دوربین پردازش کنید، راه حل آن کم حجم و گسسته نگه داشتن فرآیند پردازش و استفاده از یک برد پردازش جاسازی شده است. این پردازنده و مغز سیستم مشخص می‌کند شما واقعاً به دنبال چه چیزی هستید (که البته بررسی فضای پارکینگ و وجود یا عدم وجود وسیله نقلیه در آن است) که برای این کار می‌توانید از الگوریتم‌های شبکه‌های عصبی استفاده کنید. پس از این که پردازنده تشخیص داد که آیا جای پارک خالی وجود دارد یا نه، برای اطلاع‌رسانی به سرویس ابری سیگنالی می‌فرستد. این کار را هر بار که وضعیت تغییر می‌کند (ماشین باشد یا نباشد) انجام می‌دهد. هنگامی که برنامه را در تلفن همراه خود راه‌اندازی می‌کنید، با این ابر تماس می‌گیرد و با دادن مختصات GPS، از وضعیت نزدیک‌ترین مکان‌های پارک مطلع می‌شوید و این امر انتخاب و همچنین یک عکس از «فضا» را به شما نشان می‌دهد. شاید فضا برای ماشین شما (یا توانایی پارک شما) خیلی کوچک باشد. پس شما می‌توانید فضای مناسب برای پارک خودروی خود انتخاب کنید. هنگامی که یک فضای پارکینگ را در برنامه خود انتخاب می‌کنید، پیامی به ابر برای «رزرو فضا» ارسال کرده و ابر با سایت تماس می‌گیرد و ممکن است تا زمانی که به آن‌جا برسید، آن را برای شما رزرو کند. این نمونه‌ای از بسیاری از امکانات در یک شهر هوشمند است.

سوالات متداول