Was ist eine ANPR-Kamera, und wie liest sie ein Kennzeichen?

ANPR, LPR, ALPR, License Plate Reader: dasselbe

Automatic Number Plate Recognition ist der Begriff in Großbritannien, Europa und Australien. In den USA heißt dasselbe System License Plate Recognition (LPR), Automatic License Plate Recognition (ALPR) oder License Plate Reader. Es ist immer Kamera plus Software: Die Kamera liefert ein scharfes Bild des Kennzeichens, die Software findet es darin und macht aus den Zeichen Text, der mit einer Liste abgeglichen werden kann.

Die Liste gibt dem System seine Aufgabe: Ein Parkhaus öffnet die Schranke für ein registriertes Auto und misst jede Parkdauer, eine Firma protokolliert, wer durchs Tor kam, und die Polizei gleicht Kennzeichen mit gesuchten Fahrzeugen ab. Abschnittskontrollen nutzen zwei ANPR-Kameras und die Fahrzeit dazwischen; eine einzelne ANPR-Kamera misst keine Geschwindigkeit.

Warum Kennzeichen reflektieren

Ein Kennzeichen ist mit retroreflektierender Folie beschichtet: winzigen Prismen, die Licht zur Quelle zurückwerfen, statt es zu streuen. Deshalb leuchtet ein Schild im Scheinwerferlicht auf. 3M gibt für seine weiße Kennzeichenfolie 150 cd/lx/m² an, wenn das Licht fast von dort kommt, wo das Auge ist. Um so hell zu wirken, müsste eine matte Fläche 471-mal heller sein als perfekt weißes Papier. Dunkler Asphalt hat etwa ein Zehntel von perfektem Weiß, also gibt das Schild rund 4.700-mal mehr Licht zurück als die Straße.

Eine Kamera mit Infrarot-LEDs direkt neben dem Objektiv ist genau dieser Fall. Ihr eigenes Licht kommt vom Schild direkt zurück und von allem anderen viel schwächer, also ist das Kennzeichen nachts mit Abstand das hellste Objekt im Bild.

3M PB Series 6750, Tabelle 1, weiße Folie, in cd/lx/m². Der Beobachtungswinkel ist der Winkel zwischen Lichtquelle und Objektiv, vom Schild aus gesehen: Er wächst, je weiter das Infrarot vom Objektiv sitzt und je näher das Schild ist. Im sichtbaren Licht gemessen; kein Hersteller veröffentlicht den Wert bei 850 nm, aber die Prismen reflektieren durch Totalreflexion, die kaum von der Wellenlänge abhängt.

Warum eine gewöhnliche Kamera nachts Probleme hat

Nachts tut eine gewöhnliche Kamera das Gegenteil dessen, was ein Kennzeichen braucht. Um eine dunkle Szene zu sehen, hält sie den Verschluss so lange offen wie möglich, oft 1/30 s, und erhöht die Verstärkung. Ein geparktes Auto ist kein Problem. Ein fahrendes schon: Bei 30 km/h bewegt sich das Schild in 1/30 s um 28 cm, und aus 20° von der Seite ist das ein Schmierfleck von 95 mm quer durchs Bild, fast siebenmal die 14 mm, die ein Kennzeichen verträgt.

Unter dem eigenen Infrarot kann das Schild in einem auf die dunkle Straße belichteten Bild zudem überstrahlen, und die Zeichen verschwimmen zu einem weißen Fleck.

Was eine ANPR-Kamera anders macht

Eine ANPR-Kamera belichtet auf das Kennzeichen. Sie nutzt eine sehr kurze Verschlusszeit, geringe Verstärkung und eigenes Infrarot, oft im Takt des Verschlusses gepulst, und oft einen Filter, der nur die Wellenlänge des Strahlers durchlässt. Das Schild, das sein Licht so stark zurückgibt, kommt sauber heraus; Auto und Straße werden dunkel.

Viele ANPR-Kameras haben deshalb zwei Kanäle: einen monochromen für das Kennzeichen und einen farbigen für Auto und Umgebung.

Verschlusszeit: die 14-mm-Regel

Die von Axis empfohlenen Verschlusszeiten für die Kennzeichenerfassung folgen alle einer Regel: Während der Verschluss offen ist, darf sich das Schild um höchstens etwa 14 mm quer durchs Bild bewegen. Es zählt die Bewegung quer zur Blickrichtung, also kann eine Kamera, die entlang der Spur auf ein ankommendes Auto blickt, länger belichten als eine von der Seite.

Längste Verschlusszeit, bei der die Unschärfe unter 14 mm bleibt (Axis, White Paper License plate capture). Der Winkel liegt zwischen Blickrichtung der Kamera und Fahrtrichtung des Autos.

Wie viele Pixel ein Kennzeichen braucht

Axis setzt die Untergrenze bei 75 Pixeln über die Breite des Schilds: Darunter verlieren die Zeichen Kontrast. Die meiste Lesesoftware verlangt 100 bis 150. Ein europäisches Kennzeichen ist 520 mm breit, ein US-Kennzeichen 12 Zoll (305 mm), also liest dieselbe Kamera ein europäisches Schild aus größerer Entfernung.

Größte Entfernung, in der eine 1920 Pixel breite (1080p) Kamera noch 100 Pixel über die Schildbreite legt, die Untergrenze dessen, was Lesesoftware verlangt. Nachts muss auch das eigene Infrarot der Kamera so weit reichen.

Montagewinkel und Höhe

Axis empfiehlt, den Gesamtwinkel zwischen Kamera und Kennzeichen unter 30° zu halten. Darüber werden die Zeichen verkürzt, und das Schild gibt weniger Kameralicht zurück: In der Tabelle von 3M fällt der Wert von 150 frontal auf 26 bei 30°, etwa ein Sechstel.

Der beste Platz ist eine einzelne Spur, auf der Autos langsamer werden: eine Parkhausschranke, ein Tor, ein Drive-in. Üblich ist eine Kamera pro Spur, weil das Schild groß und frontal zur Kamera bleiben muss.

Planen Sie es vor dem Kauf

In CCTVplanner hat der Kamerakatalog einen Filter für Kennzeichenkameras. Setzen Sie eine ans Tor, richten Sie sie entlang der Spur aus, geben Sie dem Auto eine Geschwindigkeit und öffnen Sie die Kameravorschau in 3D. Sie simuliert das Kennzeichen im eigenen Infrarot der Kamera und die Unschärfe ihres Verschlusses, am Tag und nachts, und sagt, ob das Kennzeichen lesbar ist und, wenn nicht, woran es scheitert.

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