西约克郡警方的成像团队已经取得了一系列的刑事定罪，这要归功于他们的3D激光扫描和闭路电视技术的创新融合。

丹·夏普(Dan Sharp)是一名电气测量员，当他看到西约克郡警察局刊登招聘犯罪现场测量员的广告时，他的兴趣被激起了。他申请了这份工作，并没有后悔。今天，他是韦克菲尔德的高级成像官员，管理着一个民用小组，为约克郡的四个地区部队提供法医成像服务，并应要求，为全国各地的其他部队提供服务。他们与一系列媒体合作，包括视频、摄影、CCTV和2D/3D建模。

尽管举止谦逊，但丹利用闭路电视和3D激光扫描技术开发了一些革命性的法医技术应用。3D激光扫描有时也被称为激光雷达，用于生成高度精确的3D“点云”(扫描)，用于3D数字建模。

弄清楚如何以这种方式解决复杂的证据挑战，从英国警察部队的一家领先的3D激光扫描设备的领先提供商赢得了Leica Geosystems的国家创新奖。它还把他带到拉斯维加斯的会议上，他向来自美国的警察展示了他的技术，他说他们“从未见过类似的东西”。

激光扫描和“图像拼接”

3D激光扫描创造高精度犯罪现场数字模型的能力令人印象深刻。这种非侵入性技术有助于CSI防止现场受到污染，调查结果可以帮助调查人员、律师和陪审团成员在任何时候、甚至几年后“巡视”现场，并核实距离和视线等细节。

更令人印象深刻的是，3D扫描可以与在现场或附近拍摄的照片或视频“拼接”在一起。有时，这种拼接纯粹是为了给模型添加兴趣点/真实感，或者帮助观众更好地理解他们正在看的东西。

然而，当丹的同事给他带来了一系列令人头疼的现场案例，这些案例中有闭路电视的录像，但缺乏证据意义，他被迫把缝线推得比以前更远。

首先，他被问及是否可以利用户外快速监控录像来确定行人的速度。第二，闭路电视录像能帮助证实或消除抢劫案件的嫌疑人吗?第三，根据已知的两个弹孔的位置，是否有可能确定枪手曾站在哪里以及枪是否瞄准了警察?

起初，丹和他的同事并不知道。但凭借他对徕卡3D扫描仪和软件的专业知识，以及将数字图像“缝”进3D扫描的能力，丹说他会尝试一下。

一系列定罪

丹的努力得到了回报。他开发了三种技术，包括3D“点云”（扫描数据）模型与CCTV镜头中的静态照片相结合：可疑高度分析、速度分析和子弹轨迹分析。自那以后，许多警察部队在法庭上多次依赖这些证据：据丹所知，他们提供的证据从未被证明有缺陷，从未被辩方成功辩驳，也从未对定罪做出过贡献。

在过去的8年里，丹的三种方法被西约克郡警察局日益增长的犯罪调查小组所使用，帮助确保严重犯罪的定罪，包括谋杀、武装抢劫、危险驾驶致死、故意危及生命的纵火和谋杀警官未遂。虽然当案件最终定罪时，媒体不会提及这个团队，但“关键的闭路电视证据”却经常被提及!

不出所料,消息西约克郡警察局在这一地区的工作继续扩大，他收到了来自约克郡四支部队和其他部队的大量请求。另一个力，埃塞克斯，最近也开始使用速度分析技术。

决定何时应用这项技术

根据丹，并非每种情况都适用于这些方法。“我们在各种例子中需要做的第一件事是审查我们在镜头方面所拥有的 - 我们可以看到我们需要看到什么吗？帧速率足够高吗？事件发生后，现场是否发生了彻底改变？这款镜头可以在法庭上站起来吗？我们认为我们认为我们有一个逼真的机会产生一些独立或证据。

“这个过程可能很辛苦——需要花费从几天到几周的时间去参观犯罪现场，评估录像，将图像拼接在一起，分析发现并撰写报告。但这是值得的:我们能够向法庭提供如此小的误差幅度，以至于我们的证据出错的几率非常小——有时是百万分之一。”

丹和他的团队定期将他们的证据带到法庭。3D模型提供了重要的证据，但它们也帮助证人以一种法庭更容易理解的方式提供证词（“我当时站在这里”，“从我所在的地方看不到”）。由于模型可以旋转、放大和缩小，它们可以帮助法官和陪审员权衡证词，确定关键人物和现场证据的方位。

创新奖

丹用来开发他的技术的激光扫描设备来自莱卡地球系统公司，这是一家全球光学公司，其英国总部位于米尔顿凯恩斯。他使用了徕卡激光扫描仪和徕卡旋风3D点云处理软件。如今，该团队拥有三种不同类型的徕卡激光扫描仪。

Mike Skicko是英国Leica Geosystems的法医领域，并已知丹多年。“我们对丹已经采取了现有技术的方式印象深刻，并为他们发现了聪明的新法医应用。”

“曾经可能是不可能的，或者是需要花费很长时间才能用2D照片、测量卷尺和大量的数学来拼凑起来的东西——有很大的人为错误风险和显著的容错幅度——现在可以非常迅速和准确地完成。”这就是为什么西约克郡警方在2014年获得了徕卡的HDS(高清调查)创新奖，在此之前，他们进行了第一次子弹轨迹分析。”

真实的情况下

可疑高度分析

直到丹尝试了他的高度分析技术，他的部队一直支付外部顾问以使用传统摄影测量来分析嫌疑人的图像。This was slow, delivered only 2D models, and had a 2” margin of error either way – which is large, because a lot of the population would fall in the height grouping of, say, 5’7” to 5’11” tall.

但是，通过一起缝合3D激光扫描和CCTV，并添加一些基本的三角学技术，丹发现他可以更准确地评估嫌疑人的身高，将误差的余量削减到0.6“。因此，在该示例中，这将使嫌疑人池缩小到5.84“和5.96之间的测量。这可以帮助警方驳回或证实有关嫌疑人的证据。

在利兹餐馆和酒吧的一系列五种武装抢劫之后，该技术证明了宝贵。三个嫌疑人在闭路电视中反复捕获，但他们的脸部被覆盖，没有占地面积或指纹。手机数据将嫌疑人放在附近，但没有充分的决定。

丹的技术发现，这三名嫌疑人的身高必须分别为5英尺4英寸、5英尺11英寸和6英尺5英寸（他给他们起了个小、中、大的绰号）。他发现每一次犯罪嫌疑人的身高都是一样的，这表明每一次犯罪都涉及相同的人。使用英国男性人口的百分位身高图表，Dan发现这些嫌疑犯在录像中不是同三个人的几率是百万分之一。嫌疑人最初拒绝接受测量，但当丹的证据导致逮捕时，嫌疑人可以在拘留期间进行测量。他们被发现非常接近丹计算的高度。

速度分析

丹第一次使用3D激光扫描和闭路电视图像来计算速度是在谢菲尔德一名教堂管风琴手在平安夜被高调杀害之后。嫌疑人声称他们只是跟在那名男子后面走，但当他们追上他时，发生了一场混战，那名男子意外被杀。相反的证据是有限的。

然而，丹拿到了夜间闭路电视的录像片段，先是受害者，然后是嫌疑人在路上行走。他扫描了这一区域，并计算出受害者和嫌疑人的准确行走速度。他发现嫌疑犯走得比风琴师慢，如果没有明显的步伐变化是不可能赶上的。犯罪嫌疑人肯定是故意将速度从每小时3英里加速到每小时14英里——换句话说，从缓慢的步行加速到冲刺——然后攻击并毒打风琴手，抢走他的公文包。这证明了他们的意图，一名嫌疑人因谋杀被判至少25年，另一名因过失杀人被判9年。（英国广播公司新闻）

同样的技术也可以用来确定车辆的速度。在一个案例中，一名汽车司机在罗瑟勒姆撞倒并杀死一名行人后否认超速。路上没有刹车痕迹，也没有目击者。然而，附近一所房子外的闭路电视画面显示了道路的一部分。这足以让丹的团队证明他超速:司机被判入狱8年，并被禁止驾驶14年。（英国广播公司新闻）

子弹轨迹分析

在2011年的伯明翰骚乱中，41名蒙面和头戴兜帽的男子向一家酒吧纵火，以诱使警方到场。有人开枪，但嫌疑人声称他们只是向空中开枪。西米德兰兹警方听说了丹所在部门的工作，并询问他们能用两个弹孔做些什么：一颗子弹穿过二楼的窗户，然后嵌在墙上。

一开始，丹不确定他们能不能帮上忙。然而，他和一位同事去查看现场，却发现窗户已经被换掉了。但通过扫描房间，并在CSI的受损窗户照片上缝上，他重新确定了窗洞的确切位置。将它与墙上的洞连接起来，就可以找到枪手唯一可能的射击位置，即一块1平方米的空地。闭路电视录像显示，当时只有一名嫌疑人站在那里。

然后，丹把四辆警车缝进现场，绘制出子弹的整个轨迹，证明子弹只差三英尺就击中了一名警官的头部。一位弹道学专家说，如果弹道轨迹再低1.2°，就会导致警察被爆头，而枪手1.2°的“误差”可以简单地解释为扣动扳机。法庭承认了杀人意图。

这个概念的证明花了丹的团队六周的时间才弄清楚，然后六周的时间才在法庭上陈述。这导致了谋杀未遂等罪名的定罪，开枪者被判处29年监禁。（英国广播公司新闻）

什么是3D激光扫描/激光器？

LiDAR的意思是光探测和测距，它使用3D激光扫描仪——有点像照相机——每秒向每个方向发射数千个激光脉冲。当它们击中周围的物体时，这些脉冲会反射回来，并被扫描仪记录下来。在发送和接收之间的延迟允许扫描仪计算空间距离到一个非常高的精度。

扫描仪生成的“点云数据”通过专业软件输入，然后构建复杂的场景数字3D模型。这将在场景中的所有对象之间提供永久、高精度的测量，例如，可能包括身体、武器和门口。你甚至可以“站”在3D模型的不同部分，从而在任何时候，甚至几年后重新创建犯罪现场。

激光扫描节省了大量的时间，在法庭上足够准确，并有助于防止犯罪现场污染。例如，你可以在门口放置一个扫描仪，在你踏进现场之前就完成所有的测量。