[实用新型]弹头痕迹三维测量仪

说明书

本实用新型是一种弹头痕迹测量仪，特别是一种弹头痕迹三维测量仪。弹头痕迹三维测量仪用于定量化获取发射后弹头表面遗留下来的痕迹信息，真实有效地反映发射弹头的痕迹特征。提取痕迹特征后，通过对发射弹头痕迹进行分析，可认定发射枪支，对枪击案件进行侦破和物证鉴定提供一个有效手段。

射击枪支的同一认定，是弹头痕迹检测系统的主要任务和最终目的。通过对发射弹头痕迹进行分析，可正确认定射击枪支。这既可以有根据地证实真正的犯罪分子，排除作案嫌疑人，又能澄清案件的复杂真相。根据射击弹头上的痕迹特征，特别是反映射击枪支特有的个别特征来确定具体射击枪支，是认定枪支的关键。

目前所公知的痕迹测量仪，是采用数字摄影的方法获取弹头痕迹放大的平面二维图像。该方法的缺点是忽略了弹头痕迹高度信息，不能反映发射弹头痕迹的真实形貌，因此可提供识别参考的信息量相对较少。

弹头痕迹三维测量仪与二维平面图像测量仪相比，有如下优越性：

1.发射弹头痕迹在本质上是三维的。由于发射弹头痕迹是枪支有关机件与弹头表面发生机械擦划而留下的，常呈凹陷、立体状，其形状及细微特征都是三维分布的。因此，只有三维定量化数据才有可能给出弹头射击痕迹的完整描述。

2.从统计学的观点看，可利用的相互独立的采样数据越多，对随机过程的整体特性统计推断的置信度越高。由于三维形貌检测可获得大量反映真实特征的数据，从某种程度上增加了数据的相互独立性。因此，发射弹头痕迹的统计分析将更可靠、更有说服力，并可减少特征参数的分散性，提高分析的可靠性。

3.从弹头三维痕迹测量数据中获得的特征参数比二维平面图像获得的更理想、更加可靠。譬如，从平面数字图像中提取阳膛线边界时，所依赖的是边缘灰度值的变化，然而其灰度值并不能反映边缘的真实形态，存在着较大误差。相比之下，三维检测真实纪录了阳膛线边缘的变化形态，因此分辨膛线边界更为准确可靠。

4.弹头三维痕迹检测，能提供许多新的、对枪弹痕迹检验很有帮助的特征参数。如磨损程度，小线纹峰谷数量、极值点、坡度等，这些参数不能或不能精确地从平面图像的分析中得到。

5.可以克服数字摄影测量过程中，测量数据易受光线、镜头孔径、聚焦状态、周边环境等的影响，所测量的结果稳定性好、重复精度高。

6.能有效借助于计算机和图像处理的可视化技术，提供弹头射击痕迹的截面图、灰度图、轮廓图、三维图等不同形式、不同角度的可视化图形，揭示那些不能用特征参数描述的痕迹细节特征和本质，帮助痕迹专家更准确、科学地比对弹头痕迹的细微差别。

7.采用高精度的表面形貌测量技术能提供非常精确的测量结果，具有很高的垂直及水平分辨率，其水平分辨率为1.25μm，最高垂直分辨率可达0.1μm。该方法能克服数字摄影测量中存在的，因未能充分纪录弹头的细微特征而导致比对弹头之间差异不能充分显示的弱点，有着平面摄影测量无法比拟的优越性。

本实用新型的目的是提供一种先进、可靠、准确、可完整提取发射弹头全部痕迹特征的痕迹测量仪，为涉枪案件提供线索和物证。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型的弹头痕迹三维测量仪由传感器、圆光栅回转工作台、X向工作台、系统电路(数据采集和控制及接口)、计算机、立柱及平台等组成。当圆光栅回转工作台带动弹头产生周向运动时，传感器可通过系统电路(数据采集和控制及接口)将弹头表面痕迹信号采集下来，录入计算机进行分析。X向工作台可使弹头产生轴向的运动，变换弹头痕迹录入的位置。传感器固定在立柱上。圆光栅回转工作台、X向工作台固定在平台上。

本实用新型的优点在于它能完整采集弹头痕迹全部特征；测量精度高、工作稳定可靠。利用本实用新型可极大提高涉枪案件侦破率，并为涉枪案件提供新的物证鉴定手段。

图一是本实用新型的弹头痕迹三维测量仪的一种实施例结构图

本实用新型的三维弹头痕迹测量仪总体结构如图一所示。该系统主要由测量传感器(1)、用于带动被测弹头旋转的圆光栅回转工作台(2)、拖动弹头轴向移动的X向工作台(3)、系统电路(数据采集和控制及接口)(4)、计算机(5)、立柱(6)和平台(7)组成。测量传感器(1)固定在立柱(6)上；圆光栅回转工作台(2)和X向工作台(3)放置在平台(7)上。

其工作原理如下：先将弹头固定在圆光栅回转工作台2的主轴上，由X向工作台3及立柱6调整传感器1测头的位置，使弹头被测部位进入表面形态测量传感器1的有效测量范围，并可通过计算机5的用户界面来设置量程范围、轴向间距、测量长度等采样环境。测量开始后，计算机5发出指令带动圆光栅回转工作台2主轴旋转，并通过系统电路4中零位光栅信号来寻找采样起始位置。在找到采样起始点之后，便进入圆光栅回转工作台2中的计数脉冲状态，每接收到一个采样间隔脉冲信号，计算机便启动系统电路中4的A/D转换器采集该位置信息，直至采集完弹头被测部一圈截面轮廓。测完一圈后，X向工作台3沿弹头轴向移动一定距离，重复上述步骤采集弹头圆柱部第二圈的数据，就这样依次测量弹头被测部指定区域，即可得到被测弹头表面三维痕迹形貌的原始数据。这些数据经误差补偿等预处理后，可提供给特征提取与分析系统识别和显示。