专利名称：利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法。
背景技术：
一般地，线条痕迹多为剪切、擦划、射击等方式形成的，在痕迹表面沿着作用力的方向形成痕迹线条。现在，痕迹检验人员大都是在显微镜下或者照片上进行痕迹线条的二维检验，对现场物证和比对样本中各自线条的明暗、宽窄及对接连贯情况分别进行观察，以做出产生所述两个线条痕迹的工具是否为同一物件的鉴定结论。上述方法对线条的高度信息是推测的、估计的，甚至是忽略的。另，一些锋利的工具所形成的线条痕迹，从显微镜或者照片上只能看到细小线条，而由细小线条组成的粗大线条极不明显，线条的宽度难定、高度不详，以至于在进行线条对接时，沿着线条的垂直方向移动，会出现多处均能对上的结果，这种对接部位不是唯一的，因此，痕迹检验人员很难做出同一认定或否定的检验鉴定结论，该检验鉴定方法的出错率较高，直接影响了取证工作和侦查破案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，该方法具有检验效率高、检验结论准确的优点。为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，它包括以下工艺步骤1)采用常规的显微三维数据采集仪，并根据线条痕迹的种类，确定采集数据时的分辨率；2)将现场物证安装在显微三维数据采集仪上，调整现场物证中待采集的线条痕迹表面的位置，使所述线条痕迹表面与显微三维数据采集仪的摄像机和其显微镜头的主光轴呈垂直的位置关系，或者所述的位置关系控制在一个允许的误差范围内，同类线条痕迹要采用相同或相近的采集位置；3)根据现场物证的具体情况，确定所述现场物证表面线条痕迹的三维数据和照片的采集次数，再操作2、步骤中的显微三维数据采集仪，采用显微三维数据采集仪中的常规数据采集软件，采集三维数据和照片并分别进行编号，然后，将上述三维数据和照片以文件的形式分别保存在计算机中；4)利用常规的数据处理软件对采集的现场物证的三维数据进行处理，每次处理时，获得由相应三维数据点构成的点云图，具体为在一般工具剪切或者擦划形成的线条痕迹的点云图中包括粗大线条痕�：透阶旁诖执笙咛鹾奂Ｉ系南感∠咛鹾奂＃诘繁砻嫦咛鹾奂５牡阍仆贾邪ㄒ惶醮卫庀吆奂：腿舾商跤尚∠呶乒钩傻拇执笙咛鹾奂＃蒙鲜龅氖荽砣砑凑盏阍仆贾写执笙咛鹾奂５拇瓜叻较蛞砸欢ǖ募涓艟嗬敕直鹱魅舾纱瓜撸来翁崛」刻醮瓜叩母魅莸悖⒔醮瓜呱系母魅莸阋来斡孟叨瘟樱竦盟鱿咛鹾奂１砻嫦嘤Σ课坏南咛鹾奂５娜舾扇卣魇萸撸恚看未硎保莞鞯阍仆贾邢咛醣浠那榭觯范ㄌ崛∪卣魇萸叩奶跏⒏萑舾扇卣魇萸咴诘阍仆忌系奈恢靡来谓斜嗪牛缓笠员嗪盼募肫湎喽杂Φ娜卣魇萸咭徊⒈４嬖诩扑慊校�5)利用常规软件对三维特征数据曲线进行处理，以方便检验鉴定为前提条件，使三维特征数据曲线表达在计算机的显示器上；6)按检验鉴定的相关要求，制作比对样本，对该样本重复1)至幻步骤，得到该样本表面线条痕迹的照片、三维特征数据曲线及前两者各自相应的编号，分别保存于计算机中备检；7)将现场物证、比对样本的三维特征数据曲线和照片分别在计算机的显示器上
一一进行检验鉴定。为能简洁说明问题起见，以下对本发明所述利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法均简称为本方法。本发明采用常规的显微三维数据采集仪及数据采集软件，对现场物证表面的线条痕迹进行三维数据和照片的采集并将它们保存在计算机中，接着利用常规的数据处理软件对采集的现场物证的三维数据进行处理，得到点云图及通过点云图获得三维特征数据曲线，并将它们保存在计算机中；再采用上述方法，得到比对样本表面的线条痕迹的三维数据、照片、三维特征数据曲线，并将它们保存在计算机中；最后，对现场物证、比对样本的三维特征数据曲线和照片分别在计算机的显示器上一一进行检验鉴定。三维特征数据曲线能够真实、客观、精确地反映线条痕迹的微观形态特征，能够准确显示线条痕迹中粗大线条间的位置关系、粗大线条与细小线条间的位置关系、细小线条间的位置关系，更为关键的是，对于线条痕迹的粗大线条、中等线条、细小线条的特征和相互关系(如线条的高度、宽窄、相互间的距离、相互间的高差等信息)，用三维特征数据曲线中的相应数字可得到准确标识和精确反映。本发明利用三维特征数据曲线对线条痕迹进行检验鉴定，克服了现有技术中仅用二维图像对线条痕迹进行检验鉴定的缺陷，使检验人员对线条痕迹的检验由推测、估计的感性意识上升为数字化、信息化、电子化的理性意识，换言之，利用三维特征数据曲线中所包含的线条痕迹的高度、宽度、距离、相互位置等数字信息进行比对，且利用照片发挥映证作用，这样，降低了检验鉴定的难度，解决了线条痕迹比对难的问题，保证了检验鉴定结论的正确性，提高了检验鉴定的效率，有很好的推广应用价值和市场前景。本方法科学、快速、准确、直观、简单易行，本方法是对现有检验鉴定方法的扬弃， 可以预见，本方法是线条痕迹检验鉴定的发展方向。综上所述，本方法具有检验效率高、检验结论准确的优点。在本方法中1)步骤中所述常规的显微三维数据采集仪为显微光栅投影三维数据采集装置、激光采集装置、探针式测量采集装置中的任一种；所述分辨率要根据形成线条痕迹的工具的种类来确定，钳、剪、刀、螺丝刀等形成的线条痕迹，用4微米的分辨率；弹头上的线条痕迹用2. 75到3微米的分辨率；当显微三维数据采集仪采用显微光栅投影三维数据采集装置时，对于4微米的分辨率，其采集标准如下要求采集面积控制在2. 2X3平方毫米且至少含42万个三维数据点的数据信息，要求1毫米长度采集250个三维数据点的三维数据；对于2. 75微米的分辨率， 其采集标准如下要求采集面积控制在1. 5X2. 1平方毫米且至少含42万个三维数据点的数据信息，要求1毫米长度采集363个三维数据点的三维数据；当显微三维数据采集仪采用激光采集装置或探针式测量采集装置时，对于4微米的分辨率，其采集标准如下要求1毫米长度采集250个三维数据点的三维数据；对于2. 75 微米的分辨率，其采集标准如下要求1毫米长度采集363个三维数据点的三维数据。2)步骤中，当显微三维数据采集仪采用显微光栅投影三维数据采集装置时，所述的误差范围控制如下钳、剪、刀、螺丝刀等形成的线条痕迹表面要垂直于显微镜的主光轴，并允许线条痕迹表面上的痕迹线条宽度方向的高度差控制在60微米之内，所述痕迹线条长度方向的高度差控制在150微米之内；弹头上待采集的线条痕迹表面的位置处于弹头底部次棱线下端点的以上部位，所述部位包括次棱线及其旁侧的小线纹区域，使所述小线纹区域中的同一痕迹线条首尾两端的高差不超过100微米。3)步骤中所述的常规数据采集软件为显微光栅投影三维数据采集软件、激光采集装置三维数据采集软件、探针式测量采集装置三维数据采集软件中的任一种。4)步骤中所述常规的数据处理软件为Surface软件、Excel电子表格软件中的任一种。5)步骤中所述利用常规软件对三维特征数据曲线进行处理的工艺步骤为利用常规软件指令计算机，对三维特征数据曲线的宽度方向各三维数据点的距离进行放大倍数为40至200倍的放大处理，对各三维数据点的高度方向的距离进行放大倍数为800至1500倍的放大处理，对三维特征数据曲线作相应的移动和角度调整，使三维特征数据曲线的形态特征明显、突出，进而使三维特数据曲线以适当的比例、适当的位置、适当的颜色表达在计算机的显示器上；所述常规软件为Excel电子表格软件、Surface软件中的任一种。7)步骤中所述的检验鉴定，包括以下工艺步骤a)利用常规的比对系统软件，操作计算机的键盘和光标，对现场物证和比对样本的三维特征数据曲线进行移位和角度调整，所述比对系统软件为Excel电子表格软件；b)先分别找到a)中的若干三维特征数据曲线上各自凸凹起伏较大、所占三维数据点多的各个区段，它们分别为所述三维特征数据曲线上粗大线条所在的位置，先总体观察比较所述三维特征数据曲线的异同，再局部观察比较所述三维特征数据曲线的起伏高低、宽窄、陡缓及起伏较大的区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系的异同；c)当b)中能够反映粗大线条的起伏区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系经过比较发现相似或相同时，再比较所述起伏区段上的窄小波折区段的异同，如发现所述窄小波折区段也相同，可得到产生所述两个线条痕迹的工具为同一物件的比较结果；当b)中所述能够反映粗大线条的起伏区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系存在本质差异时，可得到产生所述两个线条痕迹的工具不为同一物件的比较结果；d)利用照片进行映证并得到检验鉴定结论利用常规的图片处理软件，所述图片处理软件为Adobe Photoshop图片处理软件，对现场物证和比对样本的照片上的痕迹线条进行对接，如果对接处的痕迹线条吻合、连贯，可映证产生所述两个线条痕迹的工具为同一物件的检验结论；反之也然，完成检验鉴定。
图1是本发明实施例一的现场物证(铝线)上一个剪切面的线条痕迹的照片(照片编号为Z2)；图2是本发明实施例一中利用常规的Surface软件对采集的现场物证(铝线)的编号为S2的三维数据进行处理后，获得由相应三维数据点构成的局部点云图；图3是本发明实施例一的现场物证(铝线)剪切端一个剪切面上所获得的编号为S2-001的三维特征数据曲线、比对样本(铝线)剪切端一个剪切面上所获得的编号为 S2' -001的三维特征数据曲线的比对图片；图4是本发明实施例一的比对样本(铝线)上一个剪切面的线条痕迹的照片(照片编号为Z2')；图5是本发明实施例一中利用常规的Adobe Photoshop图片处理软件，对现场物证(铝线)的照片(照片编号为Z2)和比对样本(铝线)的照片(照片编号为Z2')上的痕迹线条进行对接的局部照片；图6是本发明实施例二的现场物证(弹头)表面的线条痕迹照片(照片编号为 Z2002911-1)的局部(为该弹头膛线照片的局部)；图7是本发明实施例二中利用常规的Surface软件对采集的现场物证(弹头)的编号为D20(^911_l的三维数据进行处理后，获得由相应三维数据点构成的局部放大点云图；图8是本发明实施例二的现场物证(弹头)表面上所获得的编号为 D2002911-1-001的三维特征数据曲线、比对样本(弹头)表面上所获得的编号为 D2002911' -4-001的三维特征数据曲线的比对图片；图9是本发明实施例二的比对样本(弹头)表面的线条痕迹照片(照片编号为 Z2002911' -4)的局部(为该弹头膛线照片的局部)；图10是本发明实施例二中利用常规的Adobe Photoshop图片处理软件，对现场物证(弹头)的照片(照片编号为Z2002911-1)和比对样本(弹头)的照片(照片编号为 Z2002911' -4)上的痕迹线条进行对接的局部照片。
具体实施例方式以下通过下面给出的实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
实施例一利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，它包括以下工艺步骤1)取现场物证，即一把老虎钳剪切得到的直径为1. 5毫米的一段铝线(以下均称为现场铝线)，采用常规的显微光栅投影三维数据采集装置，准备对现场铝线上的线条痕迹进行三维数据的采集，确定采集三维数据时用4微米的分辨率，对于4微米的分辨率，其采集标准如下要求采集面积控制在2. 2X3平方毫米且至少含42万个三维数据点的数据信息，要求1毫米长度采集250个三维数据点的三维数据，所述显微光栅投影三维数据采集装置的生产厂家的名称、地址、邮编、电话分别为沈阳同联集团高新技术公司，沈阳市大东区东顺城街充才巷18号，110042,024-89700616 ；2)将现场铝线安装在显微光栅投影三维数据采集装置的夹具上，调整现场铝线中待采集的线条痕迹表面的位置，使所述线条痕迹表面与显微光栅投影三维数据采集装置的摄像机和其显微镜头的主光轴的位置关系控制在一个允许的误差范围内，所述的误差范围控制如下老虎钳形成的线条痕迹表面要垂直于显微镜的主光轴，并允许线条痕迹表面上的痕迹线条宽度方向的高度差控制在60微米之内，所述痕迹线条长度方向的高度差控制在150微米之内；3)现场铝线的剪切端形成相对的两个剪切面，故确定现场铝线表面线条痕迹的三维数据和照片的采集次数为两次，再操作2~)步骤中的显微光栅投影三维数据采集装置，采用该装置中的显微光栅投影三维数据采集软件(为该装置中自带的常规软件)，采集三维数据和照片并分别进行编号，然后，以上述三维数据、照片各自的编号作为文件名，将上述三维数据和照片以文件的形式分别保存在计算机中；两次采集的三维数据的编号分别是 Si、S2，两次采集的照片的编号分别是Z1、Z2，现场铝线上一个剪切面的线条痕迹的照片 Z2参见图1，照片Zl未示出；4)利用常规的Surface软件对采集的现场铝线的三维数据进行处理，所述 Surface软件的生产厂家的名称、地址、邮编、电话、传真分别为微软(中国)有限公司，北京市朝阳区望京街8号利星行广场微软大厦，100102，010-59178888，010-59258588，每次处理时，获得由相应三维数据点构成的点云图，具体为对编号为S2的三维数据进行处理后，获得的局部点云图参见图2，对编号为Sl的三维数据进行处理后，获得的点云图予以省略、未示出；在图2的点云图中包括粗大线条痕迹A、粗大线条痕迹B、粗大线条痕迹C和附着在粗大线条痕迹A、粗大线条痕迹B、粗大线条痕迹C上的细小线条痕迹(细小线条痕迹在图2中未标件号)，每次处理时，根据点云图中线条变化的情况，确定提取三维特征数据曲线(以下对三维特征数据曲线均简称为数据曲线)的条数为两条，利用上述的数据处理软件，按照点云图中粗大线条痕迹A、粗大线条痕迹B、粗大线条痕迹C的垂线方向以0.5毫米的间隔距离分别作垂线Li、垂线L2，依次提取过每条垂线的各三维数据点，并将同条垂线上的各三维数据点依次用线段连接，进而获得所述线条痕迹表面相应部位的线条痕迹的两条数据曲线，并根据两条数据曲线在点云图上的位置依次进行编号，然后以编号为文件名将与其相对应的数据曲线一并保存在计算机中；所述数据曲线的编号方法是数据曲线从表面线条痕迹的线条起端开始，向线条终端方向依次排序，逐条生成三位数的序号，将序号通过横线分别放在两次采集的三维数据的编号的后面，作为数据曲线的完整编号，将完整编号作为相应数据曲线的文件名与相应数据曲线一并保存在计算机中；按上述编号方法，现场铝线的剪切端一个剪切面上所获得的两条数据曲线的编号为Sl-001、S1-002，现场铝线的剪切端另一个剪切面上所获得的两条数据曲线的编号为 S2-001、S2-002 ；5)利用常规的Excel电子表格软件对数据曲线S1-001、数据曲线S1-002、数据曲线S2-001、数据曲线S2-002进行缩放、移动、角度调整等处理，所述Excel电子表格软件的生产厂家的名称、地址、邮编、电话、传真分别为微软(中国)有限公司，北京市朝阳区望京街8号利星行广场微软大厦，100102，010-59178888，010-59258588，以方便检验鉴定为前提条件，使四条数据曲线表达在计算机的显示器上；所述利用常规软件对数据曲线进行处理的工艺步骤为利用Excel电子表格软件指令计算机，对所述四条数据曲线的宽度方向各三维数据点的距离进行放大倍数为40倍的放大处理，对各三维数据点的高度方向的距离进行放大倍数为1000倍的放大处理，进而将四条数据曲线的峰和谷出现的部位、数量、宽度、峰和谷间的距离更加突出地表达在显示器上，对四条数据曲线作相应的移动和角度调整，使四条数据曲线的形态特征明显、突出，进而使四条数据曲线以适当的比例、适当的位置、适当的颜色表达在计算机的显示器上；数据曲线S2-001参见图3，数据曲线S2-002、数据曲线S1-001、数据曲线S1-002 未示出；6)按检验鉴定的相关要求，制作比对样本，即采用1)中的那把老虎钳，通过其上不同的刃口部位，分别对直径为1. 5毫米的铝线剪切五次，得到六段铝线(以下均称为比对铝线)，对六段比对铝线的20个剪切面，分别重复1)至5)步骤，分别得到六段比对铝线表面线条痕迹的数据曲线、照片及前两者各自相应的编号，分别保存于计算机中备检；为能简洁而清楚地说明问题起见，下面仅给出一段比对铝线同一剪切端的两个剪切面的表面线条痕迹的数据曲线、照片及前两者各自相应的编号，并把它们分别保存于计算机中备检所述两个剪切面上所获得的数据曲线的编号分别为Sl' -OOUSl' -002、 S2' -OOU S2' -002，数据曲线S2' -001参见图3，数据曲线S2 ‘ -002、数据曲线 Sl' -001、数据曲线Sl' -002未示出，所述两个剪切面的表面线条痕迹的照片的编号分别为Zl'、Z2'，照片Z2'参见图4，照片Zl'未示出；7)将现场铝线、比对铝线的数据曲线和照片分别在计算机的显示器上一一进行检
验鉴定。现场铝线和六个比对铝线的检验鉴定要分别逐一地进行，但，为能简洁而清楚地说明问题起见，下面仅给出现场铝线和其中一个比对铝线能够做出同一认定结论的检验鉴定的具体工艺步骤。所述的检验鉴定，包括以下工艺步骤a)利用常规的Excel电子表格软件，操作计算机的键盘和光标，对现场铝线的四条数据曲线(它们的编号分别为Sl-001、Sl-002、S2-001、S2-002)和比对铝线的四条数据曲线(它们的编号分别为S1' -OOUSl' -002、S2' _001、S2' -002)进行移位和角度调整，以便在显示器上找到最好的观察、比对位置；
b)先分别找到a)中现场铝线的四条数据曲线和比对铝线的四条数据曲线上各自凸凹起伏较大、所占三维数据点多的各个区段，它们分别为所述数据曲线上粗大线条所在的位置，先总体观察比较所述数据曲线的异同，再局部观察比较所述数据曲线的起伏高低、 宽窄、陡缓及起伏较大的区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系的异同；c)参见图3，以现场铝线的数据曲线S2-001和比对铝线的数据曲线S2' -001为例进行具体说明当所述两数据曲线中能够反映粗大线条的起伏区段的数量、部位、高低、 宽窄、相互间距离和位置关系经过比较发现相同时，再比较所述起伏区段上的窄小波折区段的异同，发现所述窄小波折区段也相同，得到产生所述两个线条痕迹的工具为同一把老虎钳的比较结果，另，对b)中剩余相应数据曲线的异同比较，这里就不再一一赘述；d)利用照片进行映证并得到检验鉴定结论为能清楚说明问题起见，图5中设置一条便于区分现场铝线照片Z2和比对铝线照片Z2'对接部位的水平对接线L3，对接线L3的上方照片为现场铝线照片Z2的局部照片， 对接线L3的下方照片为比对铝线照片Z2'的局部照片；参见图5，以现场铝线照片Z2和比对铝线照片Z2'为例进行具体说明利用常规的Adobe Photoshop图片处理软件，所述Adobe Photoshop图片处理软件的生产厂家的名称、地址、邮编、电话、传真分别为=Adobe公司中国办事处，中国国际贸易中心国贸大厦9层 0909建国门外大街一号，100004，010-58657700，010-58657701，对现场铝线照片Z2和比对铝线照片Z2'上的痕迹线条进行对接，发现对接处的痕迹线条吻合、连贯，可映证产生所述两个线条痕迹的工具为同一把老虎钳的检验结论，完成检验鉴定；需要说明的是，对现场铝线照片Zl和比对铝线照片Zl'的对接映证过程，以及对现场铝线照片和其余五个比对铝线照片分别一一进行的对接映证过程，这里就不再一一赘述。实施例二利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，它包括以下工艺步骤1)取现场物证，即枪号为2002911国产六四式手枪射击过的一发弹头(以下均称为现场弹头)，采用常规的显微光栅投影三维数据采集装置，准备对现场弹头上的线条痕迹进行三维数据的采集，确定采集三维数据时用2. 75微米的分辨率，对于2. 75微米的分辨率，其采集标准如下要求采集面积控制在1. 5X2. 1平方毫米且至少含42万个三维数据点的数据信息，要求1毫米长度采集363个三维数据点的三维数据；2)将现场弹头安装在显微光栅投影三维数据采集装置的夹具上，调整现场弹头中待采集的线条痕迹表面的位置，使所述线条痕迹表面与显微光栅投影三维数据采集装置的摄像机和其显微镜头的主光轴控制在一个允许的误差范围内，所述的误差范围控制如下 弹头上待采集的线条痕迹表面的位置处于弹头底部次棱线下端点的以上部位，所述部位包括次棱线及其旁侧(为左侧)的小线纹区域，使所述小线纹区域中的同一痕迹线条首尾两端的高差不超过100微米；3)现场弹头上有四条次棱线线条痕�：拖嘤Φ男∠呶坪奂Ｇ颍嗜范ㄏ殖〉繁砻嫦咛鹾奂５娜莺驼掌牟杉问拇危俨僮骰貌街柚械南晕⒐庹ね队叭莶杉爸茫捎酶米爸弥械南晕⒐庹ね队叭莶杉砑�(为该装置中自带的常规软件)，采集三维数据和照片并分别进行编号，然后，以上述三维数据、照片各自的编号作为文件名，将上述三维数据和照片以文件的形式分别保存在计算机中；四次采集的三维数据的编号分别是D2002911-1、D2002911-2、D2002911-3、 D2002911-4,四次采集的照片的编号分别是Z2002911_1、Z2002911-2、Z2002911-3、 Z2002911-4，现场弹头表面的一条次棱线区域A及其左侧小线纹区域B的照片(照片编号为Z2002911-1)的局部参见图6，照片Z2002911-2、照片Z2002911-3、照片Z20(^911_4未示出；4)利用常规的Surface软件对采集的现场弹头的三维数据进行处理，每次处理时，获得由相应三维数据点构成的点云图，具体为对编号为D20(^911_l的三维数据进行处理后，获得的局部点云图参见图7。对编号为D2002911-2、D2002911-3、D2002911-4的三维数据进行处理后，获得的点云图予以省略、未示出；在图7的点云图中包括一条次棱线痕迹A"和若干条由小线纹构成的粗大线条痕迹B"，每次处理时，根据点云图中线条变化的情况，确定提取三维特征数据曲线(以下对三维特征数据曲线均简称为数据曲线)的条数为20条，利用上述的数据处理软件，按照点云图中粗大线条痕迹B"的垂线方向以0. 02毫米的间隔距离、分20次作垂线Li、垂线 L2……、垂线L20(图7中仅示出垂线Li、垂线L2、垂线L3，剩余垂线未示出)，依次提取过每条垂线的各三维数据点，并将同条垂线上的各三维数据点依次用线段连接，进而获得所述线条痕迹表面相应部位的线条痕迹的20条数据曲线，并根据这些数据曲线在点云图上的位置依次进行编号，然后以编号为文件名将与其相对应的数据曲线一并保存在计算机中；所述数据曲线的编号方法是数据曲线从线条痕迹的线条起端(即弹头端)开始， 向线条终端(即弹尾端)方向依次排序，逐条生成三位数的序号，将序号通过横线分别放在所采集的三维数据的编号的后面，作为数据曲线的完整编号，将完整编号作为相应数据曲线的文件名与相应数据曲线一并保存在计算机中；按上述编号方法，在图7的点云图中获得的20条数据曲线的编号分别为 D2002911-1-001、......、D20(^911-l_020 (中间的编号省略)；对编号为D20(^911-2、D2002911-3、D20(^911-4的三维数据进行处理后各获得一个点云图，在每一点云图中又可获得20条数据曲线，按上述编号方法，对每一点云图中获得的20条数据曲线进行编号，分别为:D2002911-2-00U……、D2002911-2_020 (中间的编
号省略)，D2002911-3-001、......、D2002911-3-020 (中间的编号省略)，D2002911-4-001、...
…、D2002911-4-020(中间的编号省略)；所述数据曲线为现场弹头表面上所获得的数据曲线；5)利用Excel电子表格软件对相应的每20条数据曲线分别进行缩放、移动、角度调整等处理，以方便检验鉴定为前提条件，使相应的每20条数据曲线表达在计算机的显示器上；所述利用常规软件对相应的每20条数据曲线进行处理的工艺步骤为利用Excel 电子表格软件指令计算机，对相应的每20条数据曲线的宽度方向各三维数据点的距离进行放大倍数为40倍的放大处理，对各三维数据点的高度方向的距离进行放大倍数为1000 倍的放大处理，进而将相应的每20条数据曲线的峰和谷出现的部位、数量、宽度、峰和谷间的距离更加突出地表达在显示器上，对相应的每20条数据曲线作相应的移动和角度调整，使相应的每20条数据曲线的形态特征明显、突出，进而使相应的每20条数据曲线以适当的比例、适当的位置、适当的颜色表达在计算机的显示器上；对编号为D2002911-1-001、......、D2002911-1-020的20条数据曲线分别进行处
理后，仅将编号为D20(^911-l-001的那条数据曲线在图8中示出，剩余19条数据曲线在图 8中未示出；另外，对编号为D20(^911-2-001、......、D2002911-2_020的20条数据曲线分别进
行处理后，所述的20条数据曲线在图8中未示出；
…、D2002911-3-020的20条数据曲线分别进行处对编号为 D2002911-3-001、. 理后，所述的20条数据曲线在图8中未示出；
·、D2002911-4-020的20条数据曲线分别进行处对编号为D2002911-4-001、. 理后，所述的20条数据曲线在图8中未示出；6)按检验鉴定的相关要求，制作比对样本，即采用1)中的那把枪号为20(^911 国产六四式手枪，再次射击得到一发弹头(以下均称为比对弹头)，对比对弹头重复1)至 5)步骤，分别得到比对弹头表面线条痕迹的数据曲线、照片及前两者各自相应的编号，分别保存于计算机中备检，具体为四次采集的三维数据的编号分别是D2002911 ‘ -1, D2002911 ‘ -2、 D2002911' -3、D2002911' -4 ；四次采集的照片的编号分别是Ζ200291Γ-1、Ζ200291Γ -2、Ζ200291Γ -3、 Z2002911' -4，其中比对弹头表面的一条次棱线区域A'及其左侧小线纹区域B'的照片 (照片编号为Z20(^911' -4)的局部参见图9，照片Z20(^911' -1、照片Z20(^911 ‘ -2、照片Z2002911' -3未示出；利用常规的Surface软件对四次采集的比对弹头的三维数据分别进行处理，每次处理时，各获得一个由相应三维数据点构成的点云图(共四个点云图，所述的点云图在附图中未示出)，在每一点云图中又可获得20条数据曲线，分别为数据曲线D2002911' -1-001、......、数据曲线 D2002911 ‘
线省略)；数据曲线D2002911' -2-001、......、数据曲线 D2002911 ‘
线省略)；数据曲线D2002911' -3-001、......、数据曲线 D2002911 ‘
线省略)；且上述的各20条数据曲线在图8中均未示出；数据曲线D2002911' -4-001、......、数据曲线 D2002911 ‘
线省略)，其中数据曲线D20(^9ir -4-001参见图8，剩余19条数据曲线在图8中未示出；所述数据曲线为比对弹头表面上所获得的数据曲线；7)对现场弹头、比对弹头的数据曲线和照片分别在计算机的显示器上一一进行检
验鉴定。现场弹头的每个点云图中的20条数据曲线和比对弹头的每个点云图中的20条数据曲线的检验鉴定要分别逐一地进行，所述的检验鉴定，包括以下工艺步骤
-1-020(中间的数据曲 -2-020(中间的数据曲 -3-020(中间的数据曲
-4-020(中间的数据曲
a)利用常规的Excel电子表格软件，操作计算机的键盘和光标，对现场弹头的一个点云图中的每条数据曲线分别和比对弹头的四个点云图中的共80条数据曲线逐一地进行移位和角度调整，以便在显示器上找到最好的观察、比对位置；b)先分别找到a)中现场弹头的每条数据曲线和比对弹头的80条数据曲线上各自凸凹起伏较大、所占三维数据点多的各个区段，它们分别为所述数据曲线上粗大线条所在的位置，先总体逐一地观察比较所述数据曲线的异同，再局部逐一地观察比较所述数据曲线的起伏高低、宽窄、陡缓及起伏较大的区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系的异同；C)参见图8，以现场弹头的数据曲线D20(^911-l-001和比对弹头的数据曲线 D2002911' -4-001为例进行具体说明当所述两数据曲线中能够反映粗大线条的起伏区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系经过比较发现相同时，再比较所述起伏区段上的窄小波折区段的异同，发现所述窄小波折区段也相同，所述的两数据曲线在形态上接近；另，对于现场弹头的数据曲线D2002911-1-002、……、数据曲线 D2002911-1-020 (剩余19条)和比对弹头的80条数据曲线的逐一异同比较，对于b)中现场弹头的剩余每条数据曲线和比对弹头的80条数据曲线的逐一异同比较，这里均不再一一赘述和在附图中加以表示；这样，得到产生所述两个线条痕迹的工具为同一把手枪的比较结果；d)利用照片进行映证并得到检验鉴定结论为能清楚说明问题起见，图10中设置一条便于区分现场弹头照片Z20(^911-l和比对弹头照片Z20(^911 ‘ -4对接部位的水平对接线L6，对接线L6的上方照片为现场弹头照片Z20(^911-l的局部照片，对接线L6的下方照片为比对弹头照片Z20(^911' _4的局部照片，图10中设置的点划线L4、L5之间的区域为小线纹痕迹区域；参见图10，以现场弹头照片Z20(^911-l和比对弹头照片Z20(^911' _4为例进行具体说明利用常规的Adobe Photoshop图片处理软件，对现场弹头照片Z20(^911_l和比对弹头照片Z20(^911 ‘ -4上的痕迹线条进行对接，发现对接处的痕迹线条吻合、连贯，可映证产生所述两个线条痕迹的工具为同一把手枪的检验结论，完成检验鉴定；需要说明的是，对现场弹头照片2200 11-1和比对弹头照片Z20(^911' -1、比对弹头照片Ζ20(^91Γ -2、比对弹头照片Ζ20(^91Γ _3的对接映证过程，以及对现场弹头照片Ζ2002911-2、现场弹头照片Ζ2002911-3、现场弹头照片Ζ20(^911_4和比对弹头照片 Ζ2002911' -1、比对弹头照片Ζ20(^911' -2、比对弹头照片Ζ20(^911 ‘ _3、比对弹头照片 Ζ2002911' -4分别一一进行的对接映证过程，这里就不再一一赘述。另，实施例二中利用的硬件、软件的生产厂家及其相关信息与实施例一中对应相同。需要说明的是1)步骤中所述常规的显微三维数据采集仪还可为激光采集装置、探针式测量采集装置中的任一种；激光采集装置(如激光共焦显微镜等)国内外有许多厂家生产，奥林巴斯(中国) 有限公司就生产“激光共焦显微镜”，该公司的地址北京市朝阳区酒仙桥路10号恒通商务园 B12C 座 1-2 层，邮编:100015,电话:010-59756116_1701，传真:010-59756433 ；探针式测量采集装置国内外有多家厂商生产，德国布鲁克AXS有限公司就生产 “探针式表面轮廓仪”，该公司的地址北京海淀区中关村南大街11号光大国信大厦5201 室，邮编 100081，电话:010-68486946-51，传真:010-88417855 ；3)步骤中所述的常规数据采集软件还可为激光采集装置三维数据采集软件、探针式测量采集装置三维数据采集软件中的任一种，且所述的两软件为现有激光采集装置、探针式测量采集装置中的自带软件；4)步骤中所述常规的数据处理软件还可为Excel电子表格软件；5)步骤中所述常规软件还可为Surface软件等。以上所述的仅是本发明的两种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，它包括以下工艺步骤1)采用常规的显微三维数据采集仪，并根据线条痕迹的种类，确定采集数据时的分辨率；2)将现场物证安装在显微三维数据采集仪上，调整现场物证中待采集的线条痕迹表面的位置，使所述线条痕迹表面与显微三维数据采集仪的摄像机和其显微镜头的主光轴呈垂直的位置关系，或者所述的位置关系控制在一个允许的误差范围内，同类线条痕迹要采用相同或相近的采集位置；3)根据现场物证的具体情况，确定所述现场物证表面线条痕迹的三维数据和照片的采集次数，再操作2、步骤中的显微三维数据采集仪，采用显微三维数据采集仪中的常规数据采集软件，采集三维数据和照片并分别进行编号，然后，将上述三维数据和照片以文件的形式分别保存在计算机中；4)利用常规的数据处理软件对采集的现场物证的三维数据进行处理，每次处理时，获得由相应三维数据点构成的点云图，具体为在一般工具剪切或者擦划形成的线条痕迹的点云图中包括粗大线条痕�：透阶旁诖执笙咛鹾奂Ｉ系南感∠咛鹾奂＃诘繁砻嫦咛鹾奂５牡阍仆贾邪ㄒ惶醮卫庀吆奂：腿舾商跤尚∠呶乒钩傻拇执笙咛鹾奂＃蒙鲜龅氖荽砣砑凑盏阍仆贾写执笙咛鹾奂５拇瓜叻较蛞砸欢ǖ募涓艟嗬敕直鹱魅舾纱瓜撸来翁崛」刻醮瓜叩母魅莸悖� 并将同条垂线上的各三维数据点依次用线段连接，进而获得所述线条痕迹表面相应部位的线条痕迹的若干三维特征数据曲线，另，每次处理时，根据各点云图中线条变化的情况，确定提取三维特征数据曲线的条数，并根据若干三维特征数据曲线在点云图上的位置依次进行编号，然后以编号为文件名将与其相对应的三维特征数据曲线一并保存在计算机中；5)利用常规软件对三维特征数据曲线进行处理，以方便检验鉴定为前提条件，使三维特征数据曲线表达在计算机的显示器上；6)按检验鉴定的相关要求，制作比对样本，对该样本重复1)至幻步骤，得到该样本表面线条痕迹的照片、三维特征数据曲线及前两者各自相应的编号，分别保存于计算机中备检；7)将现场物证、比对样本的三维特征数据曲线和照片分别在计算机的显示器上一一进行检验鉴定。
2.根据权利要求1所述的利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，其特征在于1)步骤中所述常规的显微三维数据采集仪为显微光栅投影三维数据采集装置、激光采集装置、探针式测量采集装置中的任一种；所述分辨率要根据形成线条痕迹的工具的种类来确定，钳、剪、刀、螺丝刀等形成的线条痕迹，用4微米的分辨率；弹头上的线条痕迹用2. 75到3微米的分辨率；当显微三维数据采集仪采用显微光栅投影三维数据采集装置时，对于4微米的分辨率，其采集标准如下要求采集面积控制在2. 2X3平方毫米且至少含42万个三维数据点的数据信息，要求1毫米长度采集250个三维数据点的三维数据；对于2. 75微米的分辨率，其采集标准如下要求采集面积控制在1. 5X2. 1平方毫米且至少含42万个三维数据点的数据信息，要求1毫米长度采集363个三维数据点的三维数据；当显微三维数据采集仪采用激光采集装置或探针式测量采集装置时，对于4微米的分辨率，其采集标准如下要求1毫米长度采集250个三维数据点的三维数据；对于2. 75微米的分辨率，其采集标准如下要求1毫米长度采集363个三维数据点的三维数据。
3.根据权利要求1所述的利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，其特征在于2)步骤中，当显微三维数据采集仪采用显微光栅投影三维数据采集装置时，所述的误差范围控制如下钳、剪、刀、螺丝刀等形成的线条痕迹表面要垂直于显微镜的主光轴，并允许线条痕迹表面上的痕迹线条宽度方向的高度差控制在60微米之内，所述痕迹线条长度方向的高度差控制在150微米之内；弹头上待采集的线条痕迹表面的位置处于弹头底部次棱线下端点的以上部位，所述部位包括次棱线及其旁侧的小线纹区域，使所述小线纹区域中的同一痕迹线条首尾两端的高差不超过100微米。
4.根据权利要求1所述的利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，其特征在于3)步骤中所述的常规数据采集软件为显微光栅投影三维数据采集软件、激光采集装置三维数据采集软件、探针式测量采集装置三维数据采集软件中的任一种。
5.根据权利要求1所述的利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，其特征在于4)步骤中所述常规的数据处理软件为Surface软件、Excel电子表格软件中的任一种。
6.根据权利要求1所述的利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，其特征在于5)步骤中所述利用常规软件对三维特征数据曲线进行处理的工艺步骤为利用常规软件指令计算机，对三维特征数据曲线的宽度方向各三维数据点的距离进行放大倍数为40至200倍的放大处理，对各三维数据点的高度方向的距离进行放大倍数为 800至1500倍的放大处理，对三维特征数据曲线作相应的移动和角度调整，使三维特征数据曲线的形态特征明显、突出，进而使三维特征数据曲线以适当的比例、适当的位置、适当的颜色表达在计算机的显示器上；所述常规软件为Excel电子表格软件、Surface软件中的任一种。
7.根据权利要求1所述的利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，其特征在于7)步骤中所述的检验鉴定，包括以下工艺步骤a)利用常规的比对系统软件，操作计算机的键盘和光标，对现场物证和比对样本的三维特征数据曲线进行移位和角度调整，所述比对系统软件为Excel电子表格软件；b)先分别找到a)中的若干三维特征数据曲线上各自凸凹起伏较大、所占三维数据点多的各个区段，它们分别为所述三维特征数据曲线上粗大线条所在的位置，先总体观察比较所述三维特征数据曲线的异同，再局部观察比较所述三维特征数据曲线的起伏高低、宽窄、陡缓及起伏较大的区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系的异同；c)当b)中能够反映粗大线条的起伏区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系经过比较发现相似或相同时，再比较所述起伏区段上的窄小波折区段的异同，如发现所述窄小波折区段也相同，可得到产生所述两个线条痕迹的工具为同一物件的比较结果；当b)中所述能够反映粗大线条的起伏区段的数量、部位、高低、宽窄、相互间距离和位置关系存在本质差异时，可得到产生所述两个线条痕迹的工具不为同一物件的比较结果；d)利用照片进行映证并得到检验鉴定结论利用常规的图片处理软件，所述图片处理软件为Adobe Photoshop图片处理软件，对现场物证和比对样本的照片上的痕迹线条进行对接，如果对接处的痕迹线条吻合、连贯，可映证产生所述两个线条痕迹的工具为同一物件的检验结论；反之也然，完成检验鉴定。
全文摘要
利用三维特征数据曲线支持线条痕迹检验鉴定的方法，为1)确定采集数据时的分辨率；2)将现场物证安装在显微三维数据采集仪上，调整其待采集的线条痕迹表面的位置；3)确定线条痕迹的三维数据和照片的采集次数，采集、编号并存在计算机中；4)利用常规数据处理软件处理三维数据，获得点云图，进而从点云图中获得若干三维特征数据曲线；5)使所述曲线表达在计算机显示器上；6)制作比对样本，对该样本重复1)至5)步骤，得到该样本表面线条痕迹的照片、三维特征数据曲线及相应编号，存于计算机中；7)将现场物证、比对样本的三维特征数据曲线和照片分别在计算机显示器上一一进行检验鉴定。本方法具有检验效率高、检验结论准确的优点。
文档编号G01N21/84GK102435606SQ201110364168
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者马建春 申请人:马建春
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
