基于三维激光彩色扫描仪的公安子弹综合检测软件系统关键算法分析和实现

《基于三维激光彩色扫描仪的公安子弹综合检测软件系统关键算法分析和实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文现实系统、文物保护、服装设计、公安与国家安全、医疗美容等领域。近年来国内持枪犯罪案件数量大大增加,给社会安定和人民生活带来了极大的破坏和威胁。公安机关在将这些犯罪分子绳之以法的过程中需要对大量的物证进行详细观察、分析和比对以及档案建立和管理，在诉讼过程中需要现场演示各种物证的特征及比对结果。这些物证对于持枪犯罪来说主要是子弹弹头和弹壳。由于体积较小和物理损坏等原因,弹头和弹壳上的各种关键特征如用人的肉眼观察有相当大的难度，往往需要借助放大镜、显微镜等器材，也常常需要极富经验的犯罪

2、形迹专门人员进行观察比对工作，使得子弹比对的单位时间较长；再加上案例的渐增，子弹物证数量繁多（可多达上万）长年累积缺乏有效管理，给人工检测比对造成了巨大的工作量，罪证检测专家的数量却由于高训练成本没有能够相应的增加。上述困难对于快速准确处理持枪犯罪案件、有效保护人民生命财产安全是非常不利的。随着我国成功加入WTO，国内政府机关和各行各业都面临着信息化改造的重大任务。由于计算机信息技术的发展,公安机关迫切地需要利用高科技物证检测比对技术来代替现行人工方法，武汉市公安局刑侦处已经采用了计算机指纹检测比对技术

3、并取得了较好的效果，但在子弹检测比对方面仍然采用人工方法，这些方法不但存在着技术缺陷而且带来繁重的工作量，急需改进。我们研究所研制成功的三维扫描系统对罪证检测有着重要意义：三维扫描所获得的包含痕迹深度信息的子弹物证三维信息与传统的光学显微镜－分段摄像－平面照片比对的方式相比有明显的信息量优势，可以对传统的子弹物证检测比对方式进行很好的补充与改造；系统可以为罪证检测专家提供一套计算机数字图像处理工具，使罪证检测变得更高效便利，不但大大减少罪证检测专家的工作量，还有利于保护证物的物理完整性；同时还可以提供一

4、套数据库管理系统，使罪证数据管理和海量罪证比对更为方便、可靠。本课题所研究的内容就是在以3DLCS-200型系统为基础，以三维扫描方式建立的子弹弹头弹壳平面与立体模型为分析处理对象，以平面、三维图像处理和数据库技术为主要技术和新比对方法来源的子弹综合检测计算机软件系统3DLCS-IBIS，计划首先供武汉市公安局刑侦九处使用，从而达到高效完成公安子弹罪证检测比对工作流程，妥善管理持枪罪案罪证记录的目的。本课题在此背景下详细讨论了笔者提2华中科技大学硕士学位论文出的基于类似本研究课题小组实际现状的特定软件开

5、发方法与过程，对于今后类似环境下的软件开发模式具有一定的参考价值。[1]1.23DLCS-200型系统简介1.2.1三维激光彩色扫描仪系统(3DLCS)的工作原理：我们用3DLCS原始系统的工作原理作为系统原理简介的开始。3DLCS采用线状结构光测距方法测量物体的空间坐标，原理如图1.1。线光源产生狭窄的激光平面（宽度小于0.4mm），投射于被扫描物体表面，形成一条光条纹，摄像机光轴与激光投射面L成一个角度α。这样，摄像机拍摄的光条纹图像不是一条直线，其形状就反映了物体表面的形状，在一幅图像中可以算出所

6、有位于激光照射线上的点的深度和高度。当物体以固定的角速度ω旋转一周，激光投射面L扫过物体表面，其上所有点的深度和高度信息都可以算出。如果用柱坐标系，取h轴与物体旋转轴重合，那么物体表面上每一点的极角坐标可以从ω算出。这种方法图象处理的难度小，计算复杂性低。光条纹被扫描物体光平面Lω线光源光摄条像纹机图象图1.1线状结构光测距示意图3华中科技大学硕士学位论文图1.2是系统的结构示意图。3DLCS由激光线光源、CCD摄像机、步进电机、机械转台、动态图象采集卡、微机和相应的软件系统构成。处理软件读取扫描图像序

7、列文件，对其中的各帧图像进行处理，提取出激光照射的条纹。在获得采样点空间坐标和色彩分量：(,共六维信息后，将数据整理为三维模型文件，文件格式可以为DXF、OBJ、PLY等等。步进电机控制信号5控制接口板光阀控制信号7主机、外存及软件系统6线光源2步进电机同驱动转台步激光线信号4图象采集卡rαO3摄像机8目标ω1转台图1.23DLCS系统结构示意图1.2.23DLCS-200型系统简介3DLCS-200型系统的主要应用方向是工业制造领域和公安物证痕迹检测领域，这些领域对扫描仪产品的需求中具有要求可以扫描具

8、有复杂形状的物体、扫描方式灵活、精度高等特点。为此，3DLCS-200型的性能指标包括以下几方面：(1)扫描仪的扫描头可在空间x、y、z三个方向作匀速直线运动，转台可作匀速旋转运动，速度可调。(2)扫描精度x、y、z方向为5～10丝（0.05～0.1mm）在0.05mm左右，机械系统精度控制在0.02～0.03mm左右；光学与电子系统精度控制在0.03～0.04mm之内。4华中科技大学硕士学位论文(3)扫描时间同精度相关，扫描一个物体可分多