CC BY
0
Луняка Николай Владимирович Смаль Антон Леонидович
О возможностях комбинированного применения технологий фотограмметрии и лидара на беспилотных летательных аппаратах при проведении осмотра места происшествия
В статье рассматриваются технологии фотограмметрии и лидара, возможности применения двух систем на беспилотных летательных аппаратах в процессе осмотра места происшествия. Выявляются положительные и отрицательные характеристики при применении данных технологий на дронах. Формулируется вывод о том, что комплексный подход к применению двух систем на беспилотных летательных аппаратах при проведении осмотра места происшествия является наиболее оптимальным и имеет ряд преимуществ.
Ключевые слова: фотограмметрия, лидар, беспилотные летательные аппараты, осмотр места происшествия, 3D-реконструкция.
About the possibilities of combined use photogrammetry and lidar technologies on unmanned aerial vehicles during an inspection of the scene
This article examines the technologies of photogrammetry and lidar, the possibility of using two systems on unmanned aerial vehicles during the inspection of the scene. The authors of the article note the positive and negative characteristics when using these technologies on drones. The researchers come to the conclusion that the integrated approach of using two systems on unmanned aerial vehicles during the inspection of the scene is the most optimal and gives a number of advantages.
Keywords: photogrammetry, lidar, unmanned aerial vehicles, accident scene inspection, 3D reconstruction.
Изучением понятия осмотра места происшествия (далее - ОМП) занимались многие отечественные ученые-криминалисты. Теоретическую базу настоящего исследования составили работы РС. Белкина, А.И. Винберга, О.Я. Баева, В.А. Маркова и др. [1-4].
Несмотря на разнообразие подходов к ОМП, общепринятым является убеждение криминалистов в неоспоримой важности данной процедуры.
Во-первых, во время ОМП специалисты обнаруживают и собирают следы преступления, которые впоследствии могут быть использованы для дальнейшего расследования и раскрытия преступления. ОМП способствует сохранению целостности следов и предотвращению дальнейшей утраты и порчи улик, что может быть критически важным для успешного разбирательства.
Во-вторых, ОМП позволяет воссоздать картину произошедшего, определить последовательность событий и выявить возможные мотивы преступника, что, в свою очередь, способно помочь следователям определить направление дальнейшего расследования.
В-третьих, ОМП - ключевой этап в раскрытии и расследовании преступлений. Полученные в рамках ОМП сведения служат фундаментальной основой для формирования линии обвинения или защиты в ходе судебного разбирательства. ОМП является основой для проведения таких следственных мероприятий, как допросы, обыски и экспертизы. Без качественного ОМП эти следственные действия могут быть менее эффективными или даже невозможными.
Таким образом, важность ОМП неоспорима, что объясняется его основополагающей ро-
36
лью в обеспечении точности, объективности и справедливости судебного процесса.
Некачественный ОМП может привести к невосполнимой утрате доказательств, в связи с чем средства и способы, используемые на данном этапе раскрытия и расследования преступления, постоянно совершенствуются.
Специалисты, проводящие ОМП, обращаются к разнообразным инструментам и техническим средствам для тщательного анализа сцены происшествия. Применение новейших научных технических разработок способствует всестороннему и полному исследованию в процессе ОМП, так как все эти инструменты играют существенную роль в сборе, фиксации и интерпретации доказательств. Выделим наиболее актуальные технические средства, используемые в ходе ОМП:
1. Современные цифровые камеры и видеосистемы позволяют документировать сцену происшествия в высоком разрешении, сохраняя детали и контекст преступления [5, 6].
2. Для создания схемы места происшествия применяются различные измерительные приборы. Как правило, специалисты вручную определяют пространственное расположение следов и вещественных доказательств, используя рулетку или лазерный дальномер [7].
3. В современную эру цифровых технологий в экспертную деятельность, связанную с ОМП, все более активно внедряются инструменты, использующие возможности 3D-систем. Так, технология трехмерного сканирования дает возможность быстро получать детализированные 3D-модели обстановки места преступления, что способствует оптимизации процесса расследования, а также позволяет проводить детальный анализ места происшествия в спокойной обстановке рабочего кабинета.
Использование этих инструментов и технологий, наряду с профессиональными знаниями и навыками специалистов, при ОМП играет важную роль, что, в свою очередь, способствует успешному расследованию и раскрытию преступлений.
Актуальность применения 3D-технологий выходит далеко за пределы теоретических размышлений. Многие криминалисты признают необходимость глубокого изучения данного вопроса и активно занимаются исследованиями и разработками в рассматриваемой области с целью улучшения процесса сбора, анализа и визуализации улик на местах преступлений [6].
Наземное лазерное трехмерное сканирование является технологией, обеспечивающей высокую точность и быстроту определения геометрических параметров сканируемого объекта. Принцип действия наземного лазерного 3D-сканера аналогичен тахеометру. Устройство измеряет расстояние до сканируемого объекта, а также горизонтальный и вертикальный углы. На основе этих данных сканер вычисляет три декартовых координаты (X, Y, Z) точки. Благодаря высокой эффективности и точности наземные лазерные 3D-сканеры Leica (например, Leica 3D Disto room scan [8]) находят широкое применение в различных областях и успешно используются в криминалистике [9].
Беспилотные летательные аппараты (далее - БПЛА), или дроны, приобрели значительную популярность в последние годы и продолжают находить новые области применения. Дроны представляют собой многофункциональные устройства, которые могут применяться в транспортных системах, военной сфере, сфере образования, туризма и развлечений. Одним из наиболее важных и перспективных направлений использования БПЛА является возможность их применения для визуализации и анализа мест происшествий.
На наш взгляд, применение наземных 3D-сканеров имеет ряд ограничений для решения задач, относящихся к быстрому и точному ОМП большой территории при воздействии различных внешних факторов. К таким недостаткам можно отнести ограниченный радиус действия сканера и подбор точного позиционирования, который требует перемещения устройства на новые точки для охвата всей области исследования. Это приводит к увеличению времени сканирования и снижению эффективности работы. Кроме того, погодные условия, такие как дождь, ветер или снег, могут негативно влиять на качество получаемых данных, что требует прерывания процесса сканирования или использования дополнительных мер защиты оборудования. Безусловно, данные недостатки ограничивают применение наземных 3D-сканеров в задачах, требующих быстрого и точного сканирования больших площадей в различных внешних условиях.
Для достижения указанных целей возможно применение БПЛА с использованием фотограмметрии и лидарных систем. Оба этих
37
подхода направлены на сбор обширного объема точечных данных в компьютерной среде с использованием объекта осмотра в качестве источника данных и последующую реконструкцию этой системы в компьютерной среде с использованием собранных точек. В то же время данные подходы отличаются друг от друга в принципиальных аспектах их функционирования.
Фотограмметрия представляет собой технологию, применяемую для сбора и обработки информации, способствующую процессу измерения и анализа объекта с использованием фотографических изображений определенной области или объекта с высоким разрешением. Для эффективной реализации данного метода исследования необходимо собрать значительный объем фотографий местности с использованием БПЛА, что обеспечит возможность осмотреть местность с различных точек обзора. Аналогично функции человеческих глаз, обрабатывающих поступающую информацию для создания восприятия глубины, фотограмметрия использует множество точек обзора на изображениях с целью формирования трехмерной карты. Таким образом, этот подход позволяет извлекать разнообразные характеристики путем измерения каждой точки на созданной карте, что, в свою очередь, упрощает процесс интерпретации полученного трехмерного облака точек.
Лидар (от англ. Light Detection and Ranging -«обнаружение и определение дальности с помощью света») - это технология, предназначенная для измерения расстояния до объектов или поверхностей путем отправки лазерных импульсов и измерения времени, требуемого для того, чтобы эти импульсы отразились от цели и вернулись обратно к датчику. Принцип работы лидара заключается в получении информации о расстоянии до объектов путем анализа отраженных лазерных лучей. Этот прибор также регистрирует интенсивность отраженного света. Поскольку в работе лидара используются лазерные лучи, его необходимо применять в движении. Он непрерывно сканирует окружающую среду и направляет множество лазерных лучей, что приводит к созданию облака точек, содержащего миллионы отдельных измерений. В методах обработки данных с использованием лидара точки формируются на определенных расстояниях в зависимости от положения сканера, а затем путем кластеризации этих точек проис-
ходит восстановление формы и характеристик исследуемого объекта.
Основное различие между данными, полученными с использованием лидара и фотограмметрии при сканировании местности, заключается в источниках и характере информации. Лидар использует лазерные излучения для создания точных трехмерных карт и измерения высот, в то время как фотограмметрия основана на цифровых изображениях для получения цветной и текстурной информации о местности. Анализ особенностей технологий обработки объектов на месте происшествия позволяет выявить преимущества и недостатки двух систем.
Для проведения фотограмметрии специалисты вынуждены работать исключительно в условиях достаточной освещенности, т.е. технология напрямую зависит от видимого света. В связи с этим очевидно неоспоримое преимущество лидара, заключающееся в возможности съемки не только в дневное, но и в ночное время, а также в условиях плохой видимости. Помимо этого, важно отметить способность импульсов лидара проникать через плотную растительность и собирать данные о состоянии местности, скрытой под кронами деревьев или за кустарником.
Технология лидар-сканирования, по сравнению с фотограмметрией, обладает очевидными преимуществами, обусловленными более высокой точностью и возможностью получения информации, недоступной для визуальных камер. Как правило, благодаря лидар-датчикам возможно создание моделей с точностью до одного метра.
В то же время у лидара есть и ряд недостатков, которые необходимо учитывать.
Во-первых, стоит упомянуть сравнительно высокую стоимость оборудования для лазерного сканирования. Системы на базе БПЛА, использующие фотограмметрию, экономически эффективны.
Во-вторых, полный комплекс подвесного оборудования для БПЛА будет иметь значительный вес, что потребует приобретения или использования мощных летающих платформ с большими грузоподъемными возможностями.
Комбинирование обоих методов может обеспечить более полное понимание местности, в том числе ее геометрических и визуальных характеристик. Например, если требуется получить высокоточную полноцветную трехмер-
38
ную модель местности или отдельного объекта на месте происшествия, стоит комбинировать рассматриваемые технологии. Сначала собираются данные с использованием визуальной камеры, далее по тому же объекту проводится съемка с применением лидара. Следующий этап - программная обработка и «наложение» фотографий фотограмметрии на 3D-модель, сформированную при помощи лидара.
Анализ работы двух систем позволяет утверждать, что комплексное использование фотограмметрических и лидарных систем на БПЛА представляет собой наиболее оптимальный подход к ОМП. Фотограмметрические методы обеспечивают получение детальных цифровых моделей объектов и поверхностей, а также создание ортофотопланов и цифровых моделей рельефа. В свою очередь, лидарные системы предоставляют трехмерные данные с высоким разрешением, которые могут быть использованы для анализа и моделирования объектов. БПЛА позволяют проводить ОМП с воздуха,
1. Винберг А. И. Криминалистика: учеб. для вузов. Вып. 2. М., 1950.
2. Белкин Р. С. Криминалистическая энциклопедия. М., 2000.
3. Баев О.Я. Тактика следственных действий. Воронеж. 1992.
4. Марков В.А. Осмотр места происшествия (тактика и практика): учеб. пособие. Самара, 2008.
5. Применение технических средств фото и видеофиксации в ходе производства осмотра места происшествия: тактические основы и процессуальные аспекты / Ю.А. Ко-втун, Р.М. Шевцов, Э.А. Винокуров и др. // Пробелы в российском законодательстве. 2018. № 6. С. 273-276.
6. Дронова О.Б., Храмова Е.С. Актуальные пути повышения наглядности иллюстративного материала, подготовленного с использованием беспилотных летательных аппаратов // Вестник Волгоградской академии МВД России. 2021. № 2(57). С. 99-107.
7. Гусев А. В. Технология использования лазерных дальномеров при производстве следственных действий // Вестник Краснодарского университета МВД России. 2021. № 1(51). С. 39-42.
8. Гусев А.В., Пахомов С.В., Андрющен-ко М.Н. Инновационный подход к процессу фиксации материальной обстановки места
обеспечивая быстрый и безопасный доступ к труднодоступным участкам. Таким образом, интеграция этих технологий в рамках одного процесса ОМП предоставляет следователям и экспертам мощный инструмент для сбора, обработки и анализа данных, необходимых для расследования преступлений и обеспечения доказательной базы.
С учетом возможности возникновения различных метеорологических условий, плохой освещенности, а также небезопасности на месте работы участников поисково-криминалистических действий, на наш взгляд, изначально необходимо использовать БПЛА с применением технологии фотограмметрии и лидара. Изложенное предоставляет участникам ОМП возможность не только эффективно фиксировать различные следы и объекты на месте происшествия, но и проводить 3D-реконструкцию исследуемой местности в высоком разрешении, что значительно снижает риски для сотрудников правоохранительных органов.
1. Vinberg A.I. Criminalistics: textbook for universities. Iss. 2 Moscow, 1950.
2. Belkin R.S. Criminalistic encyclopedia. Moscow, 2000.
3. Baev O.Ya. Tactics of investigative actions. Voronezh, 1992.
4. Markov V.A. Inspection of the scene (tactics and practice): textbook. Samara, 2008.
5. The use of technical means of photo and video recording during the inspection of the scene: tactical bases and procedural aspects / Yu.A. Kovtun, R.M. Shevtsov, E.A. Vinokurov et al. // Gaps in Russian legislation. 2018. No. 6. P. 273-276.
6. Dronova O.B., Khramova E.S. Actual ways to increase the visibility of illustrative material prepared using unmanned aerial vehicles // Bulletin of the Volgograd Academy of the Ministry of the Interior of Russia. 2021. No. 2(57). P. 99-107.
7. Gusev A.V. Technology of using laser rangefinders in the production of investigative actions // Bulletin of the Krasnodar University of the Ministry of the Interior of Russia. 2021. No. 1(51). P. 39-42.
8. Gusev A.V., Pakhomov S.V., Andryu-shchenko M.N. Innovative approach to the process of fixing the material situation of the place of inspection // Society and law. 2014. No. 4(50).
39
осмотра / А. В. Гусев, // Общество и право. 2014. № 4(50).
9. Думнов С.Н. К вопросу применения метода лазерного Эй-сканирования при производстве судебной автотехнической экспертизы // Вестник Восточно-Сибирского института МВД России. 2019. № Э(90). С. 1ЭЭ-145.
9. Dumnov S.N. On the application of the 3D laser scanning method in the production of forensic auto-technical expertise // Bulletin of the East Siberian Institute of the Ministry of the Interior of Russia. 2019. No. 3(90). P. 133-145.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Луняка Николай Владимирович, преподаватель кафедры судебно-экспертной деятельности Краснодарского университета МВД России; e-mail: nvlunyaka@yandex.ru;
Смаль Антон Леонидович, преподаватель кафедры судебно-экспертной деятельности Краснодарского университета МВД России; e-mail: zoom2002@bk.ru
INFORMATION ABOUT AUTHORS
N.V. Lunyaka, Lecturer of the Department of Forensic Expert Activity, Krasnodar University of the Ministry of the Interior of Russia; e-mail: nvlunyaka@yandex.ru;
A.L. Smal, Lecturer of the Department of Forensic Expert Activity, Krasnodar University of the Ministry of the Interior of Russia; e-mail: zoom2002@bk.ru
40
