CC BY
21
УДК 623.746.-519
Измерительный авиационный комплекс на основе беспилотного летательного аппарата для нужд правоохранительной и судебно-экспертной деятельности
Лаппо Егор Александрович, Могилевский институт
Министерства внутренних дел Республики Беларусь, кандидат юридических наук
e-mail: [email protected]
Рассматриваются вопросы, связанные с использованием беспилотных летательных аппаратов в правоохранительной и судебно-экспертной деятельности. Приводятся теоретическое обоснование и результаты практической апробации разработанного средства измерения, функционирование которого основано на корреляционной обработке цифрового фотоизображения с использованием специализированного программного приложения.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат; правоохранительная деятельность; судебно-экспертная деятельность; осмотр места происшествия; средство измерения.
Measuring Aviation Complex based on unmanned aerial vehicle for the needs of law enforcement
and forensic activities
Lappo Egor Aleksandrovich, Mogilev Institute of the Ministry of the Interior of the Republic of Belarus, Gandidate of Law
The issues related to the use of unmanned aerial vehicles in law enforcement and forensic activities are considered. The theoretical substantiation and the results of practical testing of the developed measuring instrument are given, the functioning of which is based on the correlation processing of digital photo images using a specialized software application.
Key words: unmanned aerial vehicle; law enforcement; forensic science; the examination of the crime scene; measuring instrument.
Характерной чертой современного общественного развития является чрезвычайно широкое применение информационных технологий в различных сферах человеческой деятельности. Использование достижений науки и техники в правоохранительной деятельности предоставляет большие возможности для получения как оперативно-розыскной, так и криминалистической информации, позволяет почерпнуть данные в режиме реального времени, скоординировать силы и средства, задействованные в охране общественного порядка при проведении массовых мероприятий, провести судебные криминалистические экспертизы и исследования.
Вопросы поиска наземных объектов и наблюдение за ними в интересах правоохранительных органов представляют собой актуальную сферу научного исследования. Конечной целью такой деятельности является получение объективной информации (совокупности данных), необходимой для принятия своевременных решений, исходя из конкретных условий складывающейся обстановки. Вместе с тем поиск реальных объектов представляет собой достаточно сложную задачу, решением которой занимаются представители различных отраслей знаний.
С учетом существующих научных представлений надлежит определить поиск как процесс целенаправленного обследования некоторой (определенной) области пространства для обнаружения находящегося там объекта.
При этом объект поиска обладает двумя основными признаками:
1) свойства объекта поиска отличаются от свойств среды, в которой осуществляется поисковая деятельность;
2) информация о местонахождении объекта до начала поиска и в момент его осуществления носит, как правило, неопределенный характер.
В настоящее время эффективным способом решения широкого спектра задач, возникающих в правоохранительной деятельности, в том числе и в форме наблюдения, является использование беспилотных аэромобильных комплексов, а также различного рода программных приложений для обработки получаемой фото- и (или) видеоинформации с установленных на них цифровых фото- и видеокамер, тепловизоров.
Цифровая фотография выполняет две основные функции: запечатлевающую и исследовательскую. Возрастание роли фотоснимков и видеозаписей, сделанных при производстве следственных и иных процессуальных действий, обусловлено еще и тем обстоятельством, что информация о пространственной ориентации объектов, следах, действиях лица, содержащаяся в них, выступает в качестве доказательств. Нельзя не согласиться с мнением ученых о том, что «под влиянием новых научных идей и теорий, возникших в эпоху научно-технической революции, произошел качественный скачок в развитии методологических основ криминалистики»1.
Автор солидарен с мнением, высказанным в литературе, что получение полной и достоверной криминалистически значимой информации о произошедшем событии, невозможно без использования современных достижений науки и техники, а также должного процессуального закрепления полученных результатов. Указанное суждение неоднократно проверено в практической деятельности правоохранительных органов и сомнений не вызывает2.
В учреждении образования «Могилевский институт Министерства внутренних дел Республики Беларусь» кафедрой оперативно-розыскной деятельности факультета милиции совместно с кафедрой
1 Ермолович В. Ф., Ермолович М. В. Построение и проверка версий / под ред. И. И. Басецкого. Минск, 2000. С. 3.
2 См.: Дашко Л. В., Синюк В. Д., Пеньков В. В. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для фиксации обстановки на месте пожара // Научный портал МВД России. 2017. № 4 (40). С. 53-59; Кузнецов С. Е. Криминалистическая аэросъемка // Российский следователь. 2019. № 3. С. 16-19; Леоненко Р. М. О целесообразности использования беспилотных летательных аппаратов в практике осмотров мест происшествий по делам, связанным с авиакатастрофами // Вестник Московского университета МВД России. 2015. № 9. С. 105-107.
квантовой физики и оптоэлектроники Белорусского государственного университета исследовалась возможность использования беспилотных летательных аппаратов3 в правоохранительной и судебно-экспертной деятельности. Проведенные исследования в указанном направлении позволили определить отдельные проблемные вопросы эксплуатации БПЛА PHANTOM-3SE, в том числе в части получения фотоизображений и их последующей обработки специализированным программным приложением.
Указанная модель БПЛА в стандартной комплектации оснащена цифровой стабилизированной видеокамерой (размер светочувствительной матрицы -1/2.3" с разрешением 12 мегапикселей) в форматах JPEG и DNG (RAW), способной осуществлять видеосъемку в форматах с разрешением получаемого видеоизображения С4К, 4К, 2.7К, FHD и HD. Видеозапись осуществляется на карту памяти MicroSD (скорость передачи данных 60 Мбит/с). Конструкцией БПЛА предусмотрена возможность установки различных моделей тепловизоров.
Опытная эксплуатация указанного БПЛА позволила выявить следующие недостатки:
1. Невысокая прочность полимерного материала, используемого в конструкции указанного летательного аппарата.
2. Низкая надежность втулок несущих винтов и фиксирующих резьбовых соединений, выполненных в полимерном материале, из которого они изготовлены.
3. Хрупкость полимерных лопастей несущих винтов под влиянием низких температур окружающей среды.
4. Невозможность использования БПЛА в условиях сильных атмосферных осадков и при порывах ветра более 15 м/с.
5. Быстрая разрядка аккумуляторных батарей при эксплуатации ниже 0°С и сильном ветре (свыше 15 м/с).
Кроме того, было установлено, что управление БПЛА указанной модели может осуществляться с использованием двух частотных диапазонов - 2,4 ГГц и 5 ГГц. Первый частотный диапазон в настоящее время полностью занят сигналами различных бытовых устройств и индустриальными помехами, что не позволяет обеспечить устойчивую связь между пультом управления и БПЛА в условиях города. Недостатком второго диапазона, используемого для управления БПЛА и передачи полезного видеосигнала, является низкая устойчивость управляющего сигнала к естественным препятствиям - домам, деревьям, столбам и т. д., в отличие от диапазона 2,4 ГГц4.
3 Далее - БПЛА.
4 См.: Козлов В. Л., Рубис А. С., Лаппо Е. А. и др. Средство получения измерительной информации на основе беспилотного летательного аппарата для нужд правоохранительной и судебно-экспертной деятельности // Судебная экспертиза Беларуси. 2019. № 2 (9). С. 43-47.
Для осуществления наблюдения за стационарными и передвижными объектами следует придерживаться следующих рекомендаций:
1. Управление и наблюдение с использованием БПЛА должно осуществляться двумя лицами: оператором и старшим расчета, в обязанность которого входит корректировка действий.
2. Для управления БПЛА следует использовать планшет с возможно большей диагональю экрана.
3. Управление БПЛА желательно осуществлять с возможно большей по высоте точки местности (крыши домов, зданий и сооружений), вдали от линий электропередач и металлических конструкций.
4. При полетах в условиях повышенной влажности и при незначительных осадках герметизировать вентиляционные отверстия корпуса липкой лентой.
5. При температуре ниже 0 °С сменные аккумуляторные батареи следует хранить под верхней одеждой и устанавливать в БПЛА непосредственно перед полетом. При этом после взлета в течение одной минуты необходимо в режиме зависания на высоте около 1 м произвести предварительный прогрев устройства для ввода аккумуляторной батареи в рабочий режим1.
Вместе с тем при работе с цифровыми изображениями, принятыми с видеокамеры, установленной на БПЛА, появляются новые возможности получения и обработки изображений, а фотографические исследования могут быть проведены за короткое время, повышая оперативность принятия решений при проведении массовых мероприятий, производстве следственных и иных процессуальных действий, поисковых мероприятий и т. д.
Исходя из условий применения и выполняемых им функций, БПЛА должен рассматриваться в совокупности с его дополнительным оборудованием и программным обеспечением, входящим в так называемую беспилотную авиационную систему2.
При этом в общем случае к системе беспилотного аэромобильного комплекса можно отнести следующие ее элементы: беспилотный летательный аппарат; пульт управления летательным аппаратом; специализированное программное приложение, установленное на персональном компьютере, предназначенное для получения, хранения и обработки получаемой цифровой информации.
Разработанная БАС относится к области информационно-измерительных систем и предназначена для установления линейных размеров объектов по их цифровым фотоизображениям при производстве следственных и иных процессуальных действий, автотехнических экспертиз, авиаразведки. Основная задача разработки заключалась в обеспечении возможности получения (измерения) линейных размеров объектов на местности с помощью одной цифровой фото-, видеокамеры либо тепловизора, установлен-
1 См.: Козлов В. Л., Рубис А. С., Лаппо Е. А. и др. Указ. соч.
2 Далее - БАС.
ных на квадрокоптере (либо ином летательном аппарате, обладающем возможностью зависания).
Принцип действия средства измерения, входящего в БАС, проиллюстрирован рисунком 1, на котором представлена ее функциональная схема.
Рисунок 1. Функциональная схема средства измерения, входящего в БАС
Устройство содержит следующие функциональные элементы: цифровую фотокамеру (1), включающую линзу и фотоприемную матрицу, контроллер (2) и блок определения координат объектов (3), блок компенсации искажений (4), блок калибровки (5), блок процессора (6), блок индикации (7).
Измеритель расстояний работает следующим образом: с помощью цифровой фотокамеры (1), установленной на БПЛА, формируется цифровое изображение, на котором фиксируются измеряемые объекты. Кроме того, в границах изображения размещаются калибровочные объекты в виде квадратов размерами не менее 1x1 м. Если на БПЛА имеется система контроля установки оптической оси фотокамеры строго перпендикулярно снимаемому объекту, то можно использовать один калибровочный объект. Однако если такая система отсутствует, то для компенсации отклонения оптической оси фотокамеры от перпендикуляра необходимо использовать два и более калибровочных объекта, располагаемых по диагоналям кадра.
При использовании двух калибровочных объектов первый объект располагается в центре измеряемой области, второй - у границы кадра. Полученное цифровое изображение обрабатывается в блоке определения координат объектов и поступает в блок компенсации искажений. При этом искажения, вносимые оптической системой видеокамеры БПЛА в цифровое изображение, компенсируются в результате использования в алгоритме программного приложения, корреляционной обработки цифрового потока данных на основе получаемых калибровочных коэффициентов, отражающих связь между размерами
объекта на светочувствительной матрице цифровой видеокамеры БПЛА в пикселях и реальными размерами объекта в пространстве (в метрах).
Далее из блока определения координат объектов через блок компенсации искажений в процессор поступают координаты точек, расстояние между которыми необходимо получить в количественном выражении. Расстояние между искомыми точками в пикселях умножается на калибровочный коэффициент, в результате чего приложение на экране персонального компьютера отображает цифровое значение искомого расстояния.
Разработанная БАС прошла практическую апробацию как в Могилевском институте Министерства внутренних дел Республики Беларусь, так и в практических подразделениях Министерства внутренних дел Республики Беларусь, где показала высокую эффективность и востребованность. Фотосъемка с ее использованием производилась в высотном диапазоне 50-150 м, позиционирование БПЛА осуществлялось как по встроенному в него высотомеру, так и по сигналам спутниковой связи глобальной системы позиционирования GPS, при различных погодных условиях, температурных режимах и освещении1.
Полученные в результате обработки цифрового изображения данные свидетельствуют о том, что при высоте съемки 100 м максимальная погрешность полученных значений измеряемых объектов составляет ± 5 см и определяется физическими размерами светочувствительной матрицы цифровой фотовидеокамеры, установленной на БПЛА, а также оптическими искажениями и разрешающей способностью ее объектива.
Таким образом, разработанное программное приложение, входящее в состав БАС, позволяет получить объективную измерительную информацию с величиной погрешности проводимых измерений, достаточную для нужд правоохранительной и судебно-экспертной деятельности, при проведении оперативно-розыскных мероприятий, мониторинге состояния объектов инфраструктуры; сократить время на принятие решений, обеспечить выполнение критерия «эффективность - стоимость - реализуемость».
Библиографический список
1. Дашко Л. В. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для фиксации обстановки на месте пожара / Л. В. Дашко, В. Д. Синюк, В. В. Пеньков // Научный портал МВД России. - 2017. - № 4 (40). - С. 53-59.
2. Ермолович В. Ф. Построение и проверка версий / В. Ф. Ермолович, М. В. Ермолович; под ред. И. И. Басец-кого. - Минск: Амалфея, 2000. - 176 с.
3. Козлов В. Л. Средство получения измерительной информации на основе беспилотного летательного аппарата для нужд правоохранительной и судебно-экспертной деятельности / В. Л. Козлов, А. С. Рубис,
1 См.: Козлов В. Л., Рубис А. С., Лаппо Е. А. и др. Указ. соч.
Е. А. Лаппо и др. // Судебная экспертиза Беларуси. -2019. - № 2 (9). - С. 43-47.
4. Кузнецов С. Е. Криминалистическая аэросъемка / С. Е. Кузнецов // Российский следователь. - 2019. -№ 3. - С. 16-19.
5. Леоненко Р. М. О целесообразности использования беспилотных летательных аппаратов в практике осмотров мест происшествий по делам, связанным с авиакатастрофами / Р. М. Леоненко // Вестник Московского университета МВД России. - 2015. - № 9. -С. 105-107.
Bibliograficheskij spisok
1. Dashko L. V. Vozmozhnosti ispol'zovaniya bespilotnyh letatel'nyh apparatov dlya fiksacii obstanovki na meste pozhara / L. V. Dashko, V. D. Sinyuk, V. V. Pen'-kov // Nauchnyj portal MVD Rossii. - 2017. - № 4 (40). -S. 53-59.
2. Ermolovich V. F. Postroenie i proverka versij / V. F. Ermolovich, M. V. Ermolovich; pod red. I. I. Baseckogo. -Minsk: Amalfeya, 2000. - 176 s.
3. Kozlov V. L. Sredstvo polucheniya izmeritel'noj informacii na osnove bespilotnogo letatel'nogo apparata dlya nuzhd pravoohranitel'noj i sudebno-ekspertnoj deyatel'nosti / V. L. Kozlov, A. S. Rubis, E. A. Lappo i dr. // Sudebnaya ekspertiza Belarusi. - 2019. - № 2 (9). -S. 43-47.
4. Kuznecov S. E. Kriminalisticheskaya aeros»emka / S. E. Kuznecov // Rossijskij sledovatel'. - 2019. - № 3. -S. 16-19.
5. Leonenko R. M. O celesoobraznosti ispol'zovaniya bespilotnyh letatel'nyh apparatov v praktike osmotrov mest proisshestvij po delam, svyazannym s aviakatastrofami / R. M. Leonenko //Vestnik Moskovskogo universiteta MVD Rossii. - 2015. - № 9. - S. 105-107.
