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地面三维激光扫描在交通事故勘查及重建中的应用进展

2022-02-13衡威威张志勇姜镇飞

刑事技术 2022年1期

关 闯,冯 浩,衡威威,张志勇,李 威,姜镇飞

(司法鉴定科学研究院,司法部司法鉴定重点实验室,上海市司法鉴定技术服务平台,上海 200063)

地面三维激光扫描(terrestrial 3D laser scanning,TLS)技术,又称实景复制技术,是一种集光学、电子、计算机、软件工程等技术于一体的新兴测量技术[1]。El-Hakim于1997年开发的室内三维测绘与虚拟环境系统可以看作是地面三维激光扫描系统的雏形[2],此后经过20多年的发展,地面三维激光扫描系统已经形成了相当规模的产业化,主流的设备供应商包括美国的Surphaser、Trimble、FARO,加拿大的Optech,德国的Z&F,瑞士的Leica,奥地利的Riegl以及国内的南方测绘、武汉海达数云等,软件解决方案有Trimble PointScape、FARO SCENE、Leica cyclone以及第三方软件Geomagic、Polyworks等[3-4]。

地面三维激光扫描系统根据载体不同可以分为移动式扫描系统和固定式扫描系统[5],一般地,地面三维激光扫描系统往往特指固定式扫描系统。移动式系统以激光扫描仪为主体,辅以全景电感耦合器件(charge coupled device, CCD)相机、里程计、全球定位系统(global positioning system, GPS)以及惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU),多应用于城市测绘、高精度地图等场景[6]。近年来,固定式扫描系统也通过配备数码相机的方式获取目标色彩信息,进一步扩展了固定式扫描系统的灵活性和适用性。在公共安全领域,Hakim等[7]将TLS应用于刑事侦查中血溅原点的推断;Johnson等[8]利用FARO三维激光扫描仪进行犯罪嫌疑人的身高信息估计;此外,Vock与大众汽车公司事故调查部门合作,利用移动激光扫描技术设计了交通事故现场自动分割重建的系统[5];Topolsek等[9]对交通事故调查测量工具进行了系统的准确性分析,通过对比全站仪、GPS、TLS以及摄影测量等工具,发现TLS具有高度还原事故现场、有效减少事故引起的交通延误等优势。……

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