SMARTTECH三维扫描技术在公安刑侦破案上的应用陶瓷基板

传统的脚印复原方式在之前在公安刑侦破案的调查中很流行,即通过制作嫌疑人的脚印模型来配合下一步的审查对证。收集脚印所用的材料通常是液态硅胶或者石膏。

而现在，我们完全可以通过三维扫描的技术，对现场的嫌疑痕迹：比如雪地上的脚印，进行扫描三维，进而通过3D打印制作模型，来获得最完美且不破坏现场的对证模型。下面，我们将通过可以通过SMARTTECH三维扫描仪扫描雪地中脚印的案例来给大家介绍相关技术的优势。

在搜集嫌疑人的脚印证据时，必须非常小心，不能对现场造成破坏。在使用传统方法对雪中脚印进行翻模时，会用到硫磺。一旦把硫磺注入雪印中，硫磺会快速冷却成一个结晶的脚印翻模，但这个过程会损坏原本留下的现场脚印。另一种获取证据的方式是拍照，但是拍照不能获取准确的信息，如鞋印的深度和角度。正因为如此，三维扫描的技术在刑侦取证方面的应用显得十分有效和重要。使用三维扫描仪可以准确获取到痕迹的各项特性，且不破坏现场痕迹，而这恰恰是传统方法很难做到的。

于是，SMARTTECH公司决定通过三维扫描技术来证明这项技术的优势。应用于这个领域的三维扫描仪是拥有测量体积达到300*400*300mm和精度达到0.041mm的绿色10像素的MICRON3D三维扫描仪。它可以一次扫描40*30cm的表面积和30cm的深度。

值得注意的是，采用绿色LED光源的MICRON3D要比比传统的白光测量方式高出30%的准确度。

图为正在用扫描仪扫描雪中脚印的场景

这项研究是在零下三度的环境下进行。首先在留下足迹的雪上覆盖一层薄薄的干粉，这种干粉用于防止反射和保证光学测量仪正常工作。为了得到全面的脚印信息，MICRON3D需要从不同角度来进行扫描，最后通过三点法合并成一个文件。MICRON3D三维扫描仪还具有基于旋转台或定位标记的自动对焦功能。

使用三点法初步扫描的结果

在扫描过程中，测量头在物体上投射光影，然后用探测器分析物体上光影的变化。这些变化的光影就是关于测量物体的几何信息。随后将数据导入SMARTTCH V2017三维测量软件中，然后转化成包含1000多万个含有XYZ坐标点的3D模型，用于后面制作脚印模型。

鞋底的表面

MICRON3D Green 是为复杂的工作环境设计的。扫描仪的外壳是由坚硬的碳纤维制成，保证了在温度变化时能进行稳定的测量工作。外壳内的减震系统，通过过滤器可以有效地保护脆弱元件，阻止极小的微粒进入扫描仪内部。MICRON3D完全按照德国VDI/VDE2643标准，测量的精准度也通过了德国测量认证实验室的相关认证。

对齐后的扫描是非常详细的

MICRON3D Green不需要配套专门的工作场所就能提供很好的测量结果。坚固的三脚架，让定位激光定位得更加准确。

完成扫描过程后，还需要对脚印的三维模型进行后处理。SMARTTCH V2017扫描仪软件支持点云的编辑功能，消除由外部光源干扰而造成的不必要噪点。SMARTTECH三维软件中所做工作的最终结果是全面而准确地反映三角形网络的几何扫描面。三角形网络被应用于现场脚印痕迹和脚印模型的全面扫描分析。通过使用Geomagic控制软件，我们可以快速容易地获取到一个非常丰富的分析比较结果。

鞋底细节的综合比较

分析的结果是一个清楚显示了差异的颜色偏差地图，同时允许在选定的截面上进行完整的2D分析。数据表明在脚趾附近扫描的表面会与鞋底的模型重叠，原因在于在行走时鞋底的力分布并不均匀，导致了留在雪地上印迹的变形。

然而，这些差异并没有阻止我们做比较，并匹配扫描的脚印模型到具体的鞋底。令人惊喜的是，扫描痕迹的结果是如此精确，即便是轻微的划痕和鞋底特有的纹路反映得都一清二楚。此外，最终三维扫描得到的模型数据，可以直接转换为佳能3D打印机直接读取的打印模型。得益于彩喷打印技术，可以低成本且快速地进行彩色3D打印。

带偏差图的三维打印样件

显而易见，彩喷打印技术对刑侦取证很重要，因为在公安刑警中，对彩色的3D打印模型非常有需要。刑侦调查人员必须将鞋子和痕迹进行直接比对。另外，他们可以打印一些相似的痕迹，然后和打印出来的模型在现场进行比对。使用3D打印技术的模型精度在准确性上远远超过了传统石膏铸件的方法。

研究表明，三维扫描仪和3D打印机不仅可以支持公安中的刑侦破案工作，同时也是现代警察部队可以配备的最好工具之一。不同于传统归档方法，三维扫描仪对留在现场的脚印，在取样上是完全是无破坏的，同时还能以最高的精度来检查遗留现场的痕迹细节。

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