Улики с места преступления — отпечаток ботинка, след шины, окровавленная перчатка — могут дать следователям подсказки, необходимые для привлечения к ответственности лиц, совершивших преступление. Однако традиционные методы сбора этой информации, включая фотографирование, составление карт и наземное лазерное сканирование, требуют, чтобы судебно-медицинские эксперты проходили по месту преступления, рискуя загрязнить улики, а также получить телесные повреждения в опасной среде.
Новые технологии зондирования с помощью беспилотников могут помочь следователям восстановить место преступления с воздуха без необходимости физического проникновения. Исследователи из Университета штата Канзас при поддержке Национального института юстиции оценили использование небольших беспилотных летательных аппаратов (т.е. дронов), оснащенных двумя типами дистанционных датчиков, для реконструкции места преступления и сравнили их эффективность с традиционным наземным лазерным сканированием.
Результаты исследований показали, что наземное лазерное сканирование создает более точные изображения инсценированных мест преступлений на открытом воздухе, чем воздушные методы. Однако сочетание наземного и воздушного сканирования позволило быстрее получить данные по всему месту преступления, сохранив при этом более высокий уровень точности, чем любой из методов по отдельности.
Порядок проведения исследований
Наземные методы реконструкции мест преступлений требуют присутствия на месте преступления высококвалифицированного персонала и времени, что повышает риск загрязнения и уничтожения улик и снижает целостность данных.
Курт Дж. Каррауэй и его команда оценили технологии воздушного зондирования как бесконтактный способ сбора чувствительных к прикосновениям и времени улик на месте преступления.
Они изучили преимущества и недостатки двух типов технологий воздушного зондирования — структура на основе фотограмметрии движения и LIDAR — и сравнили их эффективность с обычными наземными лазерными сканерами Канзасского бюро расследований, применяемых при реконструкции и расследовании мест преступлений.
Методология проекта включала:
- Наземное лазерное сканирование: Подготовленный специалист стратегически размещает несколько лазерных сканеров по всему смоделированному месту преступления. Сканирование проводится одновременно и сшивается вместе для создания трехмерной карты.
- Фотограмметрия структуры по движению: 2D-изображения с цифровой камеры, установленной на беспилотнике, используются для реконструкции 3D-модели смоделированного места преступления. Дрон также оснащен системой глобального позиционирования для установления контрольных точек на местности и освещением для сканирования в ночное время.
- Обнаружение и определение дальности света (LIDAR): Система LIDAR, установленная на беспилотнике, регистрирует время, необходимое лазеру для попадания в объекты на земле и отражения обратно в приемник. Эти измерения объединяются и используются для воссоздания 3D-изображений смоделированного места преступления.
Чтобы проверить эффективность каждого метода для оценки места преступления, исследователи совместно с партнерами из правоохранительных органов организовали три сценария на открытом воздухе в учебном центре Crisis City Training Center — центре подготовки персонала служб экстренного реагирования на чрезвычайные ситуации, расположенном недалеко от Салины, штат Канзас:
- Городская сцена, которая внешне напоминала угон автомобиля и перестрелку, с разбитыми стеклами, гильзами от пуль, следами и лужами искусственной крови и огнестрельным оружием.
- Место происшествия в лесу, связанное с самоубийством через повешение с использованием фрагментов одежды, пустых емкостей из-под алкоголя, имитации наркотических средств и веревки.
- Открытое поле с тайным схроном с лопатой, сотовым телефоном, предметами одежды — некоторые частично закопаны.
Сбор данных и результаты исследования
Курт Дж. Каррауэй и его команда собрали количественные и качественные данные для каждого метода визуализации в каждом смоделированном сценарии как ночью, так и днем.
Измеримая погрешность: Наземный метод наземного лазерного сканирования показал самый низкий уровень погрешности среди всех трех сценариев места преступления — около 1 мм. Метод воздушной структуры по движению имел второй по величине уровень погрешности — около 1 см, а метод воздушного LIDAR был последним — около 3 см.
Детализация и полнота изображения:
Наземное лазерное сканирование дало наиболее полные и детальные снимки для каждой сцены. Однако наземное лазерное сканирование заняло больше времени, чем сканирование по структуре движения и LIDAR, и потребовало физического присутствия персонала на месте преступления. Наземное лазерное сканирование также создавало слепые зоны, если не хватало позиций сканирования или если были препятствия, которые лазер не мог «увидеть». Метод «структура по движению» не имел «слепых зон», поскольку получал информацию о месте преступления сверху. Все сканы LIDAR имели низкий уровень различимых деталей, определяя только крупные объекты, такие как здания и автомобили.
Ограничения окружающей среды:
Самой большой проблемой для всех трех методов был сбор высококачественных данных в ночное время. Хотя наземное лазерное сканирование смогло сохранить качество данных в ночное время, изображения были черно-белыми. Метод «Structure from motion» эффективно собирал данные в городских и полевых сценариях в дневное время, но не смог получить изображение в лесном сценарии, поскольку большая высота полета дрона (чтобы избежать столкновения с верхушками деревьев) снижала качество изображения. Установленные на беспилотнике фонари не были достаточно яркими для получения изображений в ночное время. При сканировании системой LIDAR сохранялся стабильно низкий уровень различимых деталей для всех сценариев места преступления как ночью, так и днем.
Стоимость:
Обычное наземное лазерное сканирование и установленное на беспилотнике оборудование LIDAR стоит около 75 000 и 70 000 долларов соответственно. Беспилотная конструкция из движущихся платформ стоит гораздо меньше, в среднем $15 000.
Обсуждение и влияние исследования
Исследователи столкнулись со многими ограничениями исследования, включая низкую производительность сканирования LIDAR и небольшое количество исследований в ночное время. Они также подчеркнули необходимость стандартизированного метода определения точности измерений для всех трех методологий дистанционного зондирования, чтобы данные считались статистически достоверными и принимались в качестве вещественных доказательств.
Исследователи пришли к выводу, что «модели, созданные методами SfM [structure from motion] sUAS [small unmanned aircraft systems], могли бы предоставить специалистам уголовного правосудия и присяжным возможность рассмотреть место происшествия в полном и относительно неизмененном виде». Они также ожидают, что это исследование будет полезно «организациям, которые ищут возможности дополнить существующие методы сбора данных наземного лазерного сканирования, а также группам, которые ищут более дешевую альтернативу для реконструкции места преступления».
Система LIDAR установленная на дроне, использованная в данном исследовании, была признана исследователями неэффективной для сбора данных о месте преступления, поскольку она не давала изображений, по которым можно было бы идентифицировать улики. Однако они отмечают, что выбрали систему Snoopy A-Series 60 LIDAR, поскольку она сопоставима по цене с наземной системой лазерного сканирования, использованной в данном исследовании, и что на рынке существуют более совершенные системы LIDAR, которые могли бы показать лучшие результаты.
Данные исследования были использованы для публикации рекомендаций для правоохранительных органов под названием «Руководство по реконструкции места преступления с использованием методов «Структура от движения» в малых беспилотных летательных аппаратах», доступного в Приложении D окончательного отчета грантополучателя.
