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三維掃描技術(shù)在公安刑偵破案上的應(yīng)用
2017-07-31 10:19:20 來源 : 3D虎????????中國國際警用裝備網(wǎng)訊：?傳統(tǒng)的腳印復(fù)原方式在之前在公安刑偵破案的調(diào)查中很流行,即通過制作嫌疑人的腳印模型來配合下一步的審查對證。收集腳印所用的材料通常是液態(tài)硅膠或者石膏。
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? ? 而現(xiàn)在，我們完全可以通過三維掃描的技術(shù)，對現(xiàn)場的嫌疑痕跡：比如雪地上的腳印，進行掃描三維，進而通過3D打印制作模型，來獲得最完美且不破壞現(xiàn)場的對證模型。下面，我們將通過可以通過某公司三維掃描儀掃描雪地中腳印的案例來給大家介紹相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢。
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? ? 在搜集嫌疑人的腳印證據(jù)時，必須非常小心，不能對現(xiàn)場造成破壞。在使用傳統(tǒng)方法對雪中腳印進行翻模時，會用到硫磺。一旦把硫磺注入雪印中，硫磺會快速冷卻成一個結(jié)晶的腳印翻模，但這個過程會損壞原本留下的現(xiàn)場腳印。另一種獲取證據(jù)的方式是拍照，但是拍照不能獲取準(zhǔn)確的信息，如鞋印的深度和角度。正因為如此，三維掃描的技術(shù)在刑偵取證方面的應(yīng)用顯得十分有效和重要。使用三維掃描儀可以準(zhǔn)確獲取到痕跡的各項特性，且不破壞現(xiàn)場痕跡，而這恰恰是傳統(tǒng)方法很難做到的。
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? ? 于是，某公司公司決定通過三維掃描技術(shù)來證明這項技術(shù)的優(yōu)勢。應(yīng)用于這個領(lǐng)域的三維掃描儀是擁有測量體積達到300*400*300mm和精度達到0.041mm的綠色10像素的MICRON3D三維掃描儀。它可以一次掃描40*30cm的表面積和30cm的深度。
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? ? 值得注意的是，采用綠色LED光源的MICRON3D要比比傳統(tǒng)的白光測量方式高出30%的準(zhǔn)確度。
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? ? 圖為正在用掃描儀掃描雪中腳印的場景
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? ? 這項研究是在零下三度的環(huán)境下進行。首先在留下足跡的雪上覆蓋一層薄薄的干粉，這種干粉用于防止反射和保證光學(xué)測量儀正常工作。為了得到全面的腳印信息，MICRON3D需要從不同角度來進行掃描，最后通過三點法合并成一個文件。MICRON3D三維掃描儀還具有基于旋轉(zhuǎn)臺或定位標(biāo)記的自動對焦功能。
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? ? 使用三點法初步掃描的結(jié)果
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? ? 在掃描過程中，測量頭在物體上投射光影，然后用探測器分析物體上光影的變化。這些變化的光影就是關(guān)于測量物體的幾何信息。隨后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SMARTTCH V2017三維測量軟件中，然后轉(zhuǎn)化成包含1000多萬個含有XYZ坐標(biāo)點的3D模型，用于后面制作腳印模型。
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? ? 鞋底的表面
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? ? MICRON3D Green 是為復(fù)雜的工作環(huán)境設(shè)計的。掃描儀的外殼是由堅硬的碳纖維制成，保證了在溫度變化時能進行穩(wěn)定的測量工作。外殼內(nèi)的減震系統(tǒng)，通過過濾器可以有效地保護脆弱元件，阻止極小的微粒進入掃描儀內(nèi)部。MICRON3D完全按照德國VDI/VDE2643標(biāo)準(zhǔn)，測量的精準(zhǔn)度也通過了德國測量認證實驗室的相關(guān)認證。
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? ? 對齊后的掃描是非常詳細的
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? ? MICRON3D Green不需要配套專門的工作場所就能提供很好的測量結(jié)果。堅固的三腳架，讓定位激光定位得更加準(zhǔn)確。
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? ? 完成掃描過程后，還需要對腳印的三維模型進行后處理。SMARTTCH V2017掃描儀軟件支持點云的編輯功能，消除由外部光源干擾而造成的不必要噪點。某公司三維軟件中所做工作的最終結(jié)果是全面而準(zhǔn)確地反映三角形網(wǎng)絡(luò)的幾何掃描面。三角形網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用于現(xiàn)場腳印痕跡和腳印模型的全面掃描分析。通過使用Geomagic控制軟件，我們可以快速容易地獲取到一個非常豐富的分析比較結(jié)果。
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? ? 鞋底細節(jié)的綜合比較
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? ? 分析的結(jié)果是一個清楚顯示了差異的顏色偏差地圖，同時允許在選定的截面上進行完整的2D分析。數(shù)據(jù)表明在腳趾附近掃描的表面會與鞋底的模型重疊，原因在于在行走時鞋底的力分布并不均勻，導(dǎo)致了留在雪地上印跡的變形。
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? ? 然而，這些差異并沒有阻止我們做比較，并匹配掃描的腳印模型到具體的鞋底。令人驚喜的是，掃描痕跡的結(jié)果是如此精確，即便是輕微的劃痕和鞋底特有的紋路反映得都一清二楚。此外，最終三維掃描得到的模型數(shù)據(jù)，可以直接轉(zhuǎn)換為佳能3D打印機直接讀取的打印模型。得益于彩噴打印技術(shù)，可以低成本且快速地進行彩色3D打印。
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? ? 帶偏差圖的三維打印樣件
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? ? 顯而易見，彩噴打印技術(shù)對刑偵取證很重要，因為在公安刑警中，對彩色的3D打印模型非常有需要。刑偵調(diào)查人員必須將鞋子和痕跡進行直接比對。另外，他們可以打印一些相似的痕跡，然后和打印出來的模型在現(xiàn)場進行比對。使用3D打印技術(shù)的模型精度在準(zhǔn)確性上遠遠超過了傳統(tǒng)石膏鑄件的方法。
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? ? 研究表明，三維掃描儀和3D打印機不僅可以支持公安中的刑偵破案工作，同時也是現(xiàn)代警察部隊可以配備的最好工具之一。不同于傳統(tǒng)歸檔方法，三維掃描儀對留在現(xiàn)場的腳印，在取樣上是完全是無破壞的，同時還能以最高的精度來檢查遺留現(xiàn)場的痕跡細節(jié)。
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