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三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2021-04-30 14:17     浏览次数:    

借助高科技的手段来辅助司法已经成为一种趋势,数据可视化是现代取证工作的重要组成部分。

一、现场复制

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图1)

刑事案件、交通事故或火灾等案发现场的形成都具有很大的突发性,案发现场一旦撤销或遭到破坏便很难还原,而基层工作又往往面临着案件现场勘查快、侦破快的现实要求,案发现场的保护、记录成为基层司法工作的难点。

以往传统的二维影像摄录无法实现空间的测绘,在空间还原方面无法很好满足需求,现场展示碎片化,对于超大型物证不能很好保全,容易导致之后的犯罪行为分析与现场真实情况脱节。

在现场勘查过程中,使用三维扫描仪快速、非接触的对现场进行扫描,能让现场人员在短时间内创建完整的360度场景,将真实案发现场完整的记录保存下来,帮助办案人员收集精确的尺寸、证据和特征,进行记录,更好保证现场勘查工作质效。

在撤离案发现场后,根据扫描得到的海量点云数据经过计算机专业软件处理后可以对现场进行三维建模,重建犯罪现场的空间布局、痕迹物证的分布、尸体在现场中的位置等立体场景,对扫描数据进行测量、分析,以提取重要信息,确立可靠的案件分析。

简单的来说,使用3D扫描方案进行案件调查的价值在于:

1、能够使得调查人员更快的清理现场

2、可以根据需要,在之后随时对证据进行记录分析和处理

3、除此之外,点云数据可以揭示遗漏的证据或者使证据能够以新的方式被考虑,如果新证据浮出水面或者是嫌犯改变陈述时也可作为应证。

因此,面对复杂的现场环境,执法机构需要快速、易于操作且数据完整的三维扫描解决方案。

沪敖擅于使用多设备、多软件协同工作,从而使调查人员快速、完整收集证据、创建能够精确描述事件的图表、动画和漫游模型,加深对复杂证词证物的理解,为司法带来了良好的使用价值。

1、小范围现场重建

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图2) 

室外犯罪现场还原

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图3) 

室内犯罪现场还原

以上室内、室外现场记录使用的设备为MV F6手持三维扫描仪,其在中短距离精度表现优秀,内置电池、体积小、重量轻,可扫描记录其他技术手段无法覆盖的角落等信息;发射的红外光线对肉眼伤害程度低,适合直接扫描人体。

 三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图4)

点击查看F6详细信息

F6编码结构光三维扫描仪的有效工作距离达到0.5-4.5m(这意味着操作者可以站在更远的地方进行数据采集),大视角覆盖范围提高了三维扫描的效率,5分钟可以完成25平方空间连贯扫描,满足房间扫描建模的需求。

单人手持操作更便捷:使用PAD操作,适合无电源、要求快速采集数据的现场环境。非接触式的三维扫描作业方式能够避免人为因素对现场环境的破坏,最大程度地保护现场的原貌。

扫描出来的模型1:1还原被扫物品,被扫物品的精度达到毫米级,相关软件还能将获取的模型数据快速转换成带尺寸的二维线框图信息。

总结:F6在便携性、扫描速度、有效距离、模型还原度及软件应用等方面均可较好满足现场需求。

采集外业数据之后,在办公室里,技术人员可根据现场三维模型数据方便的制作现场勘查笔录和现场平面图、现场立体图。提高现场勘查效率。

 三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图5) 

2、大场景重建(如交通事故现场)

交通事故不仅给国家和人民的生命财产造成巨大的直接经济损失‚同时‚交通事故的发生亦会造成难以数计的间接经济损失。为了认定事故中的责任‚必须对事故现场进行勘查工作。

事故现场勘查必然会引起道路通行能力下降或完全中断‚提高现场处理速度将大大缩短交通阻塞的时间,而且作为交通事故法定处理程序中承上启下的重要环节‚需要及时迅速、细致完备、客观全面、依法定程序对现场进行勘查‚为交通事故处理程序的后续环节提供精确、公正、客观的数据和图像‚同时方便进行事故现场的现场重建。

而事故现场图是分析交通事故原因、认定交通事故责任的重要依据‚可用来补充现场笔录和现场照片所难以表现的事故现场的空间关系‚是事故案卷中的核心材料之一。

交通事故现场图的最大特点是能够精确地反映交通事故现场各组成元素间的位置关系‚其作用主要能反映出交通事故发生的过程和状态。

目前‚绘制交通事故现场图主要采用交警在交通事故现场手工绘制示意图的方法‚由于交通事故现场勘查工作的特点‚决定了交通事故现场草图不可能工整、详细地绘制‚存在标准化程度不够、比例失调的缺点‚一定程度上影响了交通事故公正、准确的分析。而交通事故现场比例图则可以弥补草图的缺点‚更加准确、形象地表现交通事故现场。但在实践中‚绘制比例图费时、费力‚且效率低‚质量要求越高‚绘制所需时间越长。

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图6) 

点击图片查看X7详细信息

沪敖使用地面三维激光扫描设备Trimble X7对交通事故进行记录,其能在较短时间内快速测量事故现场详细的三维数据‚解决现场调查的紧迫性问题‚缩短事故现场对正常交通活动和交通秩序的干扰时间‚避免连锁事故的发生‚防止证据的丢失‚为后续的事故现场的立体再现提供数据。获取事故现场的三维场景数据‚经过处理得到事故现场平面图、车辆模型以及损坏检测等。将三维激光扫描技术应用于交通事故现场处理‚不仅缩短了事故现场处理的时间‚而且便于事故现场图的绘制和后续分析。

 

使用Trimble X7地面三维激光扫描进行事故现场勘查‚简单架站即可自动整平、自动校准开始扫描现场,并可在现场对关键部位进行拍照并文字描述注释,帮助后勤执法人员了解现场。

 三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图7)

上图为示意图

Trimble X7的另一个特点是可在现场凭借PAD即时、自动、高精度进行配准数据,现场人员当时即可查看、确保数据无遗漏, 避免再次返回现场。

通过以上全天候、快速地进行事故现场测量‚经过数据处理后可快速得到事故现场图。

随着科学技术的进步‚越来越多的高科技产品被应用于交通事故现场勘查工作,大大提高了工作效率。


二、人体信息提取和记录

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图8)

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图9)

 欢迎点击上图查看具体信息

在法医学鉴定实践中存在着大量繁琐的体表测量工作,如何实现快速准确测量并将形态特征客观完整地记录下来是鉴定实践中的难点。传统法医学证据的收集与固定主要依靠带标准比例尺的照片来实现,记录维度的降低无疑会造成信息的丢失或偏倚,且具有一定的主观性,使其证据力下降。此外,法医学证据大多不可恢复,局部的照片往往无法保留完整的信息,导致复勘困难,对鉴定造成一定影响。

非接触性三维测量方法逐渐应用于法医学实践以获取人体的三维信息,具有测量精确、可重复性高、数据易于存储传输等优点。

人体体表损伤与瘢痕的准确测量和记录是法医学日常工作的重要组成部分。在损伤记录方面,无论是照片还是对损伤测量后作出的叙述性描述都有主观性强、专家依赖性高、信息还原度低等不足。在拍照不规范的情形下,可能无法准确记录损伤的形态和位置,同时由于法医学检验的不可重复性,一旦发生重新鉴定,往往不具备复核的条件。因此,探寻符合法医学鉴定实际需要的体表精确测量和永久保存的技术方法具有实践意义。

人体损伤的数字化构模不仅可以永久地将损伤信息完整保留,而且可以提供多维度的计量分析和形态学比较。

使用手持式结构光学三维扫描仪具有很好的便携性和很快的扫描速度,可以完成对活体对象的全身扫描。这在法医病理鉴定和法医临床鉴定中人体创伤面积计算时十分好用。以三维扫描在活体损伤鉴定应用方面的应用为例,交通事故、工伤及故意伤害等造成的人体体表创口、瘢痕的长度或面积的准确测量是法医临床学鉴定的难点。传统测量方法(如直尺法、贴膜法、手掌法、照相法等)由于容易受鉴定人测量时的人为因素及瘢痕不规则、增生收缩、体表皮肤曲率变化等因素的影响,误差较大,容易引起鉴定争议。使用3D扫描测量法则不受上述等因素的影响,对瘢痕进行测量数据精确可靠。

综上所述,使用结构光三维扫描法对法医学体表损伤与瘢痕的测量准确可靠,同时还永久保留了体表三维信息,在案件发生争议时能够进行有效溯源,相较于传统测量记录方式是一种更加直观、客观的法庭证据。

三、现场痕迹提取

案件现场痕迹的提取是刑事科学技术工作的重要组成部分,传统的提取方法主要是照相提取,常用数码相机来完成此项工作。数码相机在拍摄提取过程中,易受到场地、技术等限制,在提取的图像边缘会出现几何变形情况,尚未达到物证所需的真实性和客观性。而三维扫描的方式可以保持痕迹原始图像,客观、真实反映痕迹特征。

案例1:三维扫描提取立体足迹

 三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图10)

本案例使用F6手持三维扫描仪

立体足迹提取常用制模法,受到主客观因素影响,制模法存在不可避免的弊端。立体足迹的数字化精确提取,通过三维扫描技术得到解决。通过非接触式激光扫描方式获取立体足迹形态特征,实现无损提取足迹信息,获取立体足迹深度在内的三维数据信息。三维数据信息比制模、照片蕴含更多的细节信息,增加了立体足迹检验中的特征参量。通过数据处理软件建立足迹的三维模型,可以完成各种复杂几何测量。检验人员也可以方便地进行多角度、任意缩放的观察、重合比对,丰富了检验手段。

案例2、人牙咬痕个体识别

对咬痕及牙模3D扫描处理, 并对咬痕和牙模的相关参数进行3D数字化记录处理,可以排除传统比对方法所导致的失真性,3D测量和数字化分析法具有较高的精确性,可对人牙咬痕作出精确的分析认定。

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图11)

本案例使用的是iReal 2E

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图12)

案例3、物证提取

 三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图13)

三维扫描技术应用于工具痕迹(撬压,打击痕迹等)、特殊痕迹等立体痕迹物证的提取和检验鉴定。

以往现场勘查中立体痕迹的提取主要采用制模法,可视化效果差,细节特征难以体现,模型需要长期存储,容易损坏、丢失,存储需要的空间也比较大。三维扫描测量技术通过计算机操作,实现立体痕迹上任意两点之间的高精度测量,利用这些数据进行立体痕迹的重新构建。重新构建的三维模型精度高,并且可以从多个角度和多个方位对立体痕迹进行观察和测量,为后期的准确鉴定奠定坚实基础。三维扫描技术、三维实体模型重构技术在痕迹物证鉴定领域的应用将突破传统二维痕迹形态学比对方法,实现痕迹物证检验的全程非接触式和非创伤性的三维痕迹数字化信息采集、比对和判定,构建了全新的痕迹比对模式,能够有效提升痕迹物证提取和检验鉴定能力。(下图为现场撬痕扫描提取数据)

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图14)

三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图15) 

四、MR智能穿戴展示、三维模拟动画

MR智能穿戴可将物光与参考光在记录材料中形成干涉,产生全息图,在显示光学中有效展示对应的仿真虚拟形象,进而真实完整地呈现三维场景模型,实现虚实结合的互动体验,以最大化贴近真实的方式还原整个案发现场,跨越了时间与空间的界限。

重建的三维现场可导入MR智能眼镜、手机及大屏中查看实景详情,配以语音助手操控切换视场,将现场投射至现实场景中,技术专家可漫游式观察目标场景或物证。对现场虚拟物品及重点痕迹进行自由移动、缩放、测量与比对,跨越时空界限达到观者身临其境的效果,实现了对现场及物证沉浸式分析研判与远程支撑。这种直观的混合现实交互展现,更利于案件有效还原、演绎模拟、证据分析及讲解教学等。

现场勘查全息重建信息化系统可将扫描好的场景、作案工具、作案痕迹等保存至平台,便于查阅还原现场各类全息信息,在任意地点支持多人同时虚拟进入同一全息空间(即复原的犯罪现场),共享彼此的侦查视角,对现场进行勘查并进行实时的互动交流,可邀请远程技术专家以虚拟形象进入犯罪现场进案情研讨。

3D模型呈现了客观真实的现场环境,克服传统选择性摄录的主观局限,弥补了2D、伪3D影像的应用盲区。

3D现场数据有效保存为定向深度神经网络辅助归类三维数据集建立了条件,为未来构建犯罪现场大型3D勘查数据库和行为特征可视化匹配分析提供了可能。

利用现有的数据,可以进行三维数字化重建、存储各类痕迹物证,以真实的比例还原实际物体,增益立体细节展示,对物证数量、形状、颜色、表面状态及时、准确、全面地表征,克服如氧化、融化、腐烂、破碎、人为丢失及保存环境局限等易损变动的问题,实现物证永久无损的四维时空保全,降低物证保存成本与风险,同时正确提炼的三维尺寸信息更便于形态复杂物证的法庭动态呈现与案后调阅分析。

总结

三维扫描具有采集速度快、采集信息全、数据信息真实可靠,展现形式丰富的特点,

(1)扫描记录速度快:一般现勘技术人员要第一批进入犯罪现场,现场三维数据的采集时间往往仅几十分钟;

(2)采集信息全:犯罪现场整体环境,物证散落的位置、各个关键角落、地面、墙面及房顶等多元信息均要全面采集;

(3)数据真实可靠:要求犯罪现场能实景还原,应包含场景物体1:1的尺寸信息;

(4)数据调用便捷:现场重建数据用途广泛,可被应用于VR/AR/MR展现、远程指挥及AI拓展训练等情景。

综上所述:三维扫描在现场勘查中的应用,极大的减轻了现场勘查人员的工作强度,提高了现场勘查效率。


沪敖3D是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业,拥有丰富的三维项目经验,公司以行业应用为出发点,为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。

沪敖3D拥有结构光拍照式三维扫描仪、手持三维扫描仪(大小空间)、地面三维激光扫描仪、无人机倾斜摄影测量、3D打印等多种技术手段,从几厘米到几百米的物体或三维空间,从几个微米到几个厘米的精度,沪敖均可提供涵盖软硬件产品和项目服务的完整解决方案。

沪敖3D目前主要服务于制造业(汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械)、建筑业(建筑设计、施工、装修等)、文化遗产(博物馆、古建筑、考古等)、数字化工厂、警用公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。

 三维扫描在司法领域中的应用简述【上海沪敖3D】(图16)


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