FDM 技術

FDM 又稱熔融沉積成型,是迄今為止使用廣泛的 3D 打印工藝之一

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3D掃描罪犯腳印,SMARTTECH用來刑偵破案

3D掃描罪犯腳印,SMARTTECH用來刑偵破案

2020-07-30 11:39

傳統的腳印復原方式在之前在公安刑偵破案的調查中很流行,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硅膠或者石膏。

而現在,我們完全可以通過三維掃描的技術,對現場的嫌疑痕跡: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場的對證模型。下面,我們將通過可以通過SMARTTECH三維掃描儀掃描雪地中腳印的案例來給大家介紹相關技術的優勢。


在搜集嫌疑人的腳印證據時,必須非常小心,不能對現場造成破壞。在使用傳統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晶的腳印翻模,但這個過程會損壞原本留下的現場腳印。另一種獲取證據的方式是拍照,但是拍照不能獲取準確的信息,如鞋印的深度和角度。正因為如此,三維掃描的技術在刑偵取證方面的應用顯得十分有效和重要。使用三維掃描儀可以準確獲取到痕跡的各項特性,且不破壞現場痕跡,而這恰恰是傳統方法很難做到的。

于是,SMARTTECH公司決定通過三維掃描技術來證明這項技術的優勢。應用于這個領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。值得注意的是,采用綠色LED光源的MICRON3D要比比傳統的白光測量方式高出30%的準確度。

△圖為正在用掃描儀掃描雪中腳印的場景

這項研究是在零下三度的環境下進行。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臺或定位標記的自動對焦功能。

△使用三點法初步掃描的結果

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于測量物體的幾何信息。隨后將數據導入SMARTTCH V2017三維測量軟件中,然后轉化成包含1000多萬個含有XYZ坐標點的3D模型,用于后面制作腳印模型。

△鞋底的表面

MICRON3D Green 是為復雜的工作環境設計的。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定的測量工作。外殼內的減震系統,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部。MICRON3D完全按照德國VDI/VDE2643標準,測量的精準度也通過了德國測量認證實驗室的相關認證。

△對齊后的掃描是非常詳細的

MICRON3D Green不需要配套專門的工作場所就能提供很好的測量結果。堅固的三腳架,讓定位激光定位得更加準確。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。SMARTTECH三維軟件中所做工作的最終結果是全面而準確地反映三角形網絡的幾何掃描面。三角形網絡被應用于現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果。

△鞋底細節的綜合比較

分析的結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。數據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,導致了留在雪地上印跡的變形。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據,可以直接轉換為佳能3D打印機直接讀取的打印模型。得益于彩噴打印技術,可以低成本且快速地進行彩色3D打印。

△帶偏差圖的三維打印樣件

顯而易見,彩噴打印技術對刑偵取證很重要,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場進行比對。使用3D打印技術的模型精度在準確性上遠遠超過了傳統石膏鑄件的方法。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,同時也是現代警察部隊可以配備的最好工具之一。不同于傳統歸檔方法,三維掃描儀對留在現場的腳印,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場的痕跡細節。

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