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【论文发表】三维制图在犯罪现场勘察中的运用

发布时间:2019-01-19 点击: 发布:论文代发-经典期刊网-论文发表
三维制图在犯罪现场勘察中的运用
摘要:犯罪现场三维制图作为公安信息技术研究领域的热点问题,其能通过模拟分析犯罪现场为各种案件的案件的侦破工作提供有力依据。由于案发现场容易受人为、天气等外界因素的影响,所以重建案现场在公安机关现场侦查中起到的作用越来越大。本文结合虚拟图像技术和现场勘查工作的需求,提出了一种三维快速建模的方法,并将其应用到犯罪现场的重建中去,但其中的关键技术问题,还需要相关研究人员进一步实践证实。
关键词:现场勘查;三维制图;三维动画模拟
虚拟现实技术是发展技术与计算机图像学、传感技术、多媒体技术等多种技术的集合,主要通过计算机技术构造一种多元信息融合的三维动态视景的仿真系统。近些年来随着计算机技术的发展,公安信息系统技术的相关研究人员将研究焦点放在了如何利用该技术对犯罪现场进行三维还原,重现犯罪现场。一般情况下,公安机关在犯罪现场获取信息主要采取的是勘察现场、储存现场信息资料、固定提取痕迹物证等方法。这些信息的获取方式通过采用传统的拍照、摄影或者画图来完成,导致办案人员工作繁琐,耗费时间较长。为提高工作效率,国外研究人员将三维全景扫描技术应用到犯罪现场的重建中,只需要通过全景扫描仪扫描现场一周便可得到现场的全景影像。这种有别于传统意义上的现场勘查方法,所记录的信息更加全面且高度逼真,给侦查人员一个直观、立体的描述,使之对犯罪现场有全面的把握。
一、三维制图技术在公安工作中的应用前景
    随着三维制图技术的不断发展,以其自身优势不断受到人们的青睐。其准确性、可操作性、真实性被广泛应用于教育、医学等各个领域。在公安犯罪现场勘察中,侦查人员可以利用三维制图技术复原饭桌现场,打破了传统的文字、图像说明赘述。其与传统真实人体做模拟的优势在于:①可模拟出真人无法模拟的动作;②不必担心实验风险,可随意摆弄模型;③可利用多个角度对模型与现场空间进行全局性的审视。
二、三维制图在犯罪现场勘察中的运用
(一)案发现场的全景重视
相较于传统拍照、摄像等在现场收集物证,三维图形扫描可在犯罪现场最原始的情况下对现场进行扫描,体现痕迹物证的相应位置、状态及痕迹物证之间的联系,完整保存犯罪现场信息并在电脑内形成电子数据。指挥人员可通过三维实景信息反复巡查犯罪原始现场,分析哪个部分存在潜在的痕迹物证,制定现场人员的勘察方案及勘察路线。可见,采用三维制图可有效避免侦查人员反复进入现场,从而减少破坏现场潜在痕迹物证的几率,并可长时间保存犯罪现场的相关信息。
(二)建立常见物体模型库
对于在犯罪现场经常出现的例如刀具、家具等一些常见物体和设施。这些模型可根据性质分为公共设施模型、建筑模型、交通工具模型、室内家具模型等。这些模型通常对精度要求不高,可优先使用3ds Max进行几何建模,然后纹理贴图。此外,对犯罪现场的三维制图是要将现场所有的物证结合起来,模拟分析整个犯罪过程。如何构建具有犯罪嫌疑人的三维人体建模是研究的重点。公安机关在现场勘察中,会根据犯罪现场所遗留下来的物证,大致推断出嫌疑人的性别、年龄等基本信息,帮助其快速建模。为了构建具有犯罪嫌疑人基本特征的三维人体模型,本文将探讨是否能将手工绘制的二维人脸草图映射在三维空间中。
三、应用框架
犯罪现场三维制图所应用到的技术较多,是一个比较复杂的系统工程。目前国内外的研究所大多研究方向都不同。本文是基于虚拟技术的研究之上,分析如何将三维建模技术应用到犯罪现场中。整个系统的应用框架包括:与场景有关的内容及人机交互画面。利用OSG中的场景交互控制、节点访问及回调机制等关键技术,实现虚拟犯罪现场的立体环境,增强虚拟场景的逼真度。在案件分析的过程中,通过修改视点的角度和范围以及切换虚拟场景的漫游器,实现多视角动态浏览,对整个案件从多个角度进行分析。
四、关键技术
   (一)分析犯罪嫌疑人的特征
犯罪现场三维制图可对犯罪嫌疑人的心理进行分析,从而推理其犯罪行为过程,受害人的行为过程及相关物证的运动过程。在犯罪过程重建中,案件分析的关键点在于对犯罪嫌疑人的特征分析。犯罪嫌疑人的行为重建是犯罪现场三维制图的关键点,可根据犯罪嫌疑人的外形等特征从而构建相应的行为模型。其中在众多的建模方法中,目前使用最为广泛的是关键帧方法。关键帧方法的本质是参数插值问题,笔者通过在犯罪嫌疑人众多的行为姿态中指定某些关键点,然后采用插值方法计算出中间姿态,最终完成犯罪嫌疑人的行为建模。
(二)优化场景布局
从用户的角度出发,友好的人机交互画面给使用者提供了更多的便利。系统能通过鼠标执行一些基本操作,包括缩放、平移、旋转等来布置虚拟场景。本文的场景组织管理选择了场景图形。其执行了各种用户功能同时也包含了多种类型节点,其直观的树状数据结构让人们能更好的理解排列布局和组织结构。此外还可借助本地CPU的投影从总体上减少系统负担,使其不同层次上的细节物体能得到更高效地渲染。
五、结语
本文利用三维制图技术中线犯罪现场进行相关研究,对三维制图技术在犯罪现场中的实际应用具有一定的指导意义。通过与模型资源库交互,使犯罪现场能从多方面角度呈现出来,从而提高案件侦破效率。将三维制图技术应用到犯罪现场重建中,能高度还原犯罪现场,满足其实际应用需要,为案件的侦破、记录、汇报、存档查询提供便利,是现代化科技强警的有力工具,在未来的公安工作中,三维制图也将得到更大程度的发挥,得到更广泛的应用。
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