專利名稱：使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位方法，特別是涉及一種使彈頭表面痕跡的測量 姿態(tài)保持統(tǒng)一標準的定位方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有彈頭表面痕跡的三維測量，往往因為測量姿態(tài)的差異給測量結(jié) 果造成極大的誤差，這一誤差超過一定的范圍，將使同一槍發(fā)射的彈頭 痕跡無法進行個體識別，嚴重時甚至?xí)斐赏话l(fā)彈頭兩次測量的結(jié)果 也不盡相同。
要縮小上述測量誤差，就涉及到測量姿態(tài)是否調(diào)整一致的標準和范 圍問題。這一問題在有膛線彈頭痕跡測量中始終存在，不解決測量姿態(tài) 統(tǒng)一標準的問題，就無法實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的一致性和可重復(fù)性，更難實現(xiàn) 規(guī)范化的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，會嚴重影響計算機進行個體識別與比對。
另，有膛線彈頭表面痕跡主要由陽膛線痕跡組成，包括主棱線、次 棱線、主棱線末端痕跡、次棱線末端痕跡、膛線末端痕跡、膛線痕跡、 小線紋等。
常見各種國產(chǎn)手槍的纏角角度分別為五四式手槍為5度42分，五 九式手槍為6度24分，公安式手槍為6度5分，六四式手槍和七七式手 槍均為5度40分(纏角是指膛線上的任意一點的切線與槍管軸線的夾 角)； 一般地，槍管中的陽膛線均為四條，陽膛線的寬度在1點9毫米至 2毫米之間，槍管的口徑在7點62毫米至9毫米之間。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種使彈頭表面痕跡的 測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準的定位方法，該方法使用設(shè)備少，簡便易行。
本發(fā)明提供了一種使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準的定位
方法，它包括以下工藝步驟
1) 根據(jù)彈頭上的主棱線或次棱線及兩棱線纏角的數(shù)值，用計算機上 的常規(guī)繪圖軟件繪出作為測量基礎(chǔ)的定位線并將定位線表達在顯示器的 屏幕上，定位線與水平面之間的角度與彈頭的纏角相同；
2) 利用任意一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，將得到的彈 頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它 們用常規(guī)的相關(guān)軟件表達在顯示器的屏幕上，所述放大圖像的長度方向
4表達在顯示器屏幕的水平方向上，代表了彈頭的彈軸方向，設(shè)定為x方
向，所述放大圖像的寬度方向表達在顯示器屏幕的豎直方向上，代表了
彈頭在水平面內(nèi)與彈軸方向相垂直的方向，設(shè)定為Y方向，彈頭中垂直 于X、 Y方向所在水平面的方向，為彈頭表面痕跡的圓弧高度方向，設(shè) 定為Z方向；
3) 在顯示器的屏幕上對彈頭主棱線或次棱線區(qū)域的表面痕跡的放大 圖像進行觀察，觀察時，要移動彈頭，讓彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線與定 位線重疊，并使彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線末端痕跡點或陽膛線末端痕跡 點與顯示器屏幕上的Y軸平齊，以確保彈頭的表面痕跡在Y、 X方向上 得到預(yù)定位；
4) 利用任意一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，對彈頭相應(yīng) 區(qū)域的表面痕跡進行預(yù)測量，將得到的彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡的放大 圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們用常規(guī)的相關(guān)軟件表達在顯 示器的屏幕上；
5) 根據(jù)彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差 差值，決定是否對彈頭的長度方向兩端在X方向的水平作相應(yīng)調(diào)整，以 使彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值控制在 20微米之內(nèi)；
6) 再用常規(guī)的相關(guān)軟件過放大圖像的中心點沿Y方向作一切線， 該切線為曲線，設(shè)定放大圖像的中心點、切線與相應(yīng)棱線的交點分別為 A點、B點，得到彈頭Z方向A、 B兩點之間的高差值h;
7) 當高差值h在10 90微米的范圍內(nèi)時，無需以彈頭的彈軸為軸 線旋轉(zhuǎn)彈頭，使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準；
當高差值h超出10 卯微米的范圍時，要以彈頭的彈軸為軸線旋轉(zhuǎn) 彈頭，對彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡再進行一次預(yù)測量，且旋轉(zhuǎn)彈頭及隨 后的預(yù)測量可多次進行，且每次預(yù)測量時，要確保彈頭表面痕跡放大圖 像的長度方向兩端在X方向的水平差差值控制在20微米之內(nèi)，直至高 差值h控制在10 90微米的范圍之內(nèi)，且讓彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線再 次與定位線重疊，并使彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線末端痕跡點或陽膛線末 端痕跡點再次與顯示器屏幕上的Y軸平齊，使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài) 保持統(tǒng)一標準。
所述的光柵投影非接觸三維測量方式中包括負責(zé)光柵投影的投影 儀、負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和輸送的攝像機、負責(zé)彈頭表面痕跡圖像分析和處理的計算機。
為能簡潔說明問題起見，以下對本發(fā)明使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài) 保持統(tǒng)一標準的定位方法均簡稱為本方法。
采用本方法后，利用任意一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式， 首先對彈頭表面痕跡進行預(yù)定位、預(yù)測量，將得到的彈頭相應(yīng)區(qū)域的表 面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，將預(yù)測量結(jié)果與規(guī)定的 數(shù)值范圍對比，判定測量誤差是否超出規(guī)定的數(shù)值范圍，當超出時，要 調(diào)整彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)，并對彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡再進行一 次預(yù)測量，且調(diào)整彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)及隨后的預(yù)測量可多次進行， 直到測量誤差控制在規(guī)定的相應(yīng)數(shù)值范圍之內(nèi)，使彈頭表面痕跡的測量 姿態(tài)保持統(tǒng)一標準，確定統(tǒng)一的測量姿態(tài)，這樣，在統(tǒng)一的測量姿態(tài)下 再進行正式測量，可獲得符合標準的彈頭表面痕跡的三維測量數(shù)據(jù)。
這就為同種槍支發(fā)射的同種彈頭表面痕跡的測量提供了統(tǒng)一的測量 姿態(tài)標準，解決了測量標準不一、測量不定位而導(dǎo)致的盲目性問題，最 大限度地縮小了測量時的誤差，為計算機更好地管理和識別彈頭表面痕 跡的特征信息提供了可靠的依據(jù)，提高了識別的準確率，使測量獲得的 三維數(shù)據(jù)更加統(tǒng)一、規(guī)范、標準，信息數(shù)據(jù)更加可靠，具有一致性和可 重復(fù)性，并可以在計算機及網(wǎng)絡(luò)的支持下完成現(xiàn)場痕跡信息數(shù)據(jù)庫、樣 本痕跡數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和痕跡間的自動識別與比對工作，為偵査破案服務(wù)。
本方法的7)工藝步驟中， 一般地，常見各種國產(chǎn)手槍彈頭Z方向 A、 B兩點之間高差值h的控制范圍分別為七七式手槍的彈頭控制在 10 35微米，最好控制在20 25微米；六四式手槍的彈頭控制在15 20微米；五四式手槍的彈頭控制在30 35微米。
所述定位線位于屏幕豎直方向的上部。
所述負責(zé)光柵投影的投影儀的光軸與彈頭的彈軸延長線之間的夾角 不小于45度，負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和輸送的攝像機的分辨率控制 在2 4微米。
本方法適用于有膛線的任何一種槍彈彈頭表面痕跡的測量。


圖1是本發(fā)明兩實施例中相應(yīng)棱線與定位線相重疊、陽膛線末端痕 跡點與Y軸平齊的示意圖2是圖1中切線沿Z方向的示意圖。
圖中A、彈頭表面痕跡放大圖像的中心點，1、定位線，2、彈頭的主棱線或次棱線，3、陽膛線末端痕跡點，4、過A點、沿Y方向的切 線，B、切線4與彈頭的主棱線或次棱線2的交點，h、彈頭Z方向A、 B兩點之間的高差值。
具體實施例方式
以下通過下面給出的實施例可以進一步清楚地了解本發(fā)明。但它們 不是對本發(fā)明的限定。 實施例1
參見圖1、圖2，本發(fā)明提供了一種使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持 統(tǒng)一標準的定位方法，它包括以下工藝步驟
1) 根據(jù)彈頭上的主棱線及該棱線纏角的數(shù)值，用計算機上的Matlab 軟件繪出作為測量基礎(chǔ)的定位線1并將定位線1表達在顯示器的屏幕上， 彈頭為六四式手槍的彈頭，定位線1與水平面之間的角度與彈頭的纏角 相同，為5度40分，定位線1位于屏幕豎直方向的上部；
2) 利用一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，將得到的彈頭主 棱線區(qū)域的表面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們 用Matlab軟件表達在顯示器的屏幕上，所述放大圖像的長度方向表達在 顯示器屏幕的水平方向上，代表了彈頭的彈軸方向，設(shè)定為X方向，所 述放大圖像的寬度方向表達在顯示器屏幕的豎直方向上，代表了彈頭在 水平面內(nèi)與彈軸方向相垂直的方向，設(shè)定為Y方向，彈頭中垂直于X、 Y方向所在水平面的方向，為彈頭表面痕跡的圓弧高度方向，設(shè)定為Z 方向，所述的光柵投影非接觸三維測量方式中包括負責(zé)光柵投影的投 影儀、負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和輸送的攝像機、負責(zé)彈頭表面痕跡 圖像分析和處理的計算機，負責(zé)光柵投影的投影儀的光軸與彈頭的彈軸 延長線之間的夾角為60度，負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和輸送的攝像機 的分辨率控制在2.75微米；
3) 在顯示器的屏幕上對彈頭主棱線區(qū)域的表面痕跡的放大圖像進行 觀察，觀察時，要移動彈頭，讓彈頭放大圖像的主棱線2與定位線1重 疊，并使彈頭放大圖像的陽膛線末端痕跡點3與顯示器屏幕上的Y軸平 齊，以確保彈頭的表面痕跡在Y、 X方向上得到預(yù)定位；
4) 利用一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，對彈頭主棱線區(qū) 域的表面痕跡進行預(yù)測量，將得到的彈頭主棱線區(qū)域的表面痕跡的放大 圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們用Matlab軟件表達在顯示器 的屏幕上；5) 彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值 為67微米，差值在20微米的范圍之外，此時，將彈頭一側(cè)向下調(diào)整50 微米，對彈頭的長度方向兩端在X方向的水平作相應(yīng)調(diào)整，再次得到的 水平差差值為17微米，使差值控制在20微米之內(nèi)；
6) 再用常規(guī)的Matlab軟件過放大圖像的中心點沿Y方向作一切線 4，切線4為曲線，設(shè)定放大圖像的中心點、切線4與主棱線2的交點分 別為A點、B點，得到彈頭Z方向A、 B兩點之間的高差值h;
7) 高差值h為110微米，超出10 90微米的范圍，要以彈頭的彈 軸為軸線逆時針旋轉(zhuǎn)彈頭，對彈頭主棱線區(qū)域的表面痕跡再進行一次預(yù) 測量，且旋轉(zhuǎn)彈頭及隨后的預(yù)測量可進行三次，且每次預(yù)測量時，要確 保彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值控制在 20微米之內(nèi)，直至高差值h為25微米(即高差值h下降85微米)，控 制在10 90微米的范圍之內(nèi)，且讓彈頭放大圖像的主棱線2再次與定位 線1重疊，并使彈頭放大圖像的陽膛線末端痕跡點3再次與顯示器屏幕 上的Y軸平齊，使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準。
采用本方法將彈頭調(diào)整到統(tǒng)一的測量姿態(tài)后，再正式測量和采集數(shù) 據(jù)，這樣的測量數(shù)據(jù)符合標準，是規(guī)范的、可靠的且具有實用價值的數(shù) 據(jù)。
實施例2
參見圖1、圖2，本發(fā)明提供了一種使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持 統(tǒng)一標準的定位方法，它包括以下工藝步驟
1) 根據(jù)彈頭上的次棱線及該棱線纏角的數(shù)值，用計算機上的Matlab 軟件繪出作為測量基礎(chǔ)的定位線1并將定位線1表達在顯示器的屏幕上， 彈頭為七七式手槍的彈頭，定位線1與水平面之間的角度與彈頭的纏角 相同，為5度40分，定位線l位于屏幕豎直方向的上部；
2) 利用一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，將得到的彈頭次 棱線區(qū)域的表面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們 用Matlab軟件表達在顯示器的屏幕上，所述放大圖像的長度方向表達在 顯示器屏幕的水平方向上，代表了彈頭的彈軸方向，設(shè)定為X方向，所 述放大圖像的寬度方向表達在顯示器屏幕的豎直方向上，代表了彈頭在 水平面內(nèi)與彈軸方向相垂直的方向，設(shè)定為Y方向，彈頭中垂直于X、 Y方向所在水平面的方向，為彈頭表面痕跡的圓弧高度方向，設(shè)定為Z 方向，所述的光柵投影非接觸三維測量方式中包括負責(zé)光柵投影的投
8影儀、負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和輸送的攝像機、負責(zé)彈頭表面痕跡 圖像分析和處理的計算機，負責(zé)光柵投影的投影儀的光軸與彈頭的彈軸
延長線之間的夾角為60度，負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和輸送的攝像機 的分辨率控制在2.75微米；
3) 在顯示器的屏幕上對彈頭次棱線區(qū)域的表面痕跡的放大圖像進行 觀察，觀察時，要移動彈頭，讓彈頭放大圖像的次棱線2與定位線1重 疊，并使彈頭放大圖像的陽膛線末端痕跡點3與顯示器屏幕上的Y軸平 齊，以確保彈頭的表面痕跡在Y、 X方向上得到預(yù)定位；
4) 利用一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，對彈頭次棱線區(qū) 域的表面痕跡進行預(yù)測量，將得到的彈頭次棱線區(qū)域的表面痕跡的放大 圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們用Matlab軟件表達在顯示器 的屏幕上；
5) 彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值 為18微米，差值在20微米的范圍之內(nèi)，此時，不再對彈頭的長度方向 兩端在X方向的水平作相應(yīng)調(diào)整；
6) 再用常規(guī)的Matlab軟件過放大圖像的中心點沿Y方向作一切線 4，切線4為曲線，設(shè)定放大圖像的中心點、切線4與次棱線2的交點分 別為A點、B點，得到彈頭Z方向A、 B兩點之間的高差值h;
7) 高差值h為21微米，高差值h在10 90微米的范圍之內(nèi)，無需 以彈頭的彈軸為軸線旋轉(zhuǎn)彈頭，使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標 準。
采用本方法將彈頭調(diào)整到統(tǒng)一的測量姿態(tài)后，再正式測量和采集數(shù) 據(jù)，這樣的測量數(shù)據(jù)符合標準，是規(guī)范的、可靠的且具有實用價值的數(shù) 據(jù)。
以上所述的僅是本發(fā)明的兩種實施方式。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干變 型和改進，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。比如本方法的3) 工藝步驟中，還可使彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線末端痕跡點(主棱線末端 痕跡點或次棱線末端痕跡點)與顯示器屏幕上的Y軸平齊，以確保彈頭 的表面痕跡在X方向上得到預(yù)定位。
權(quán)利要求
1、使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準的定位方法，它包括以下工藝步驟1)根據(jù)彈頭上的主棱線或次棱線及兩棱線纏角的數(shù)值，用計算機上的常規(guī)繪圖軟件繪出作為測量基礎(chǔ)的定位線并將定位線表達在顯示器的屏幕上，定位線與水平面之間的角度與彈頭的纏角相同；2)利用任意一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，將得到的彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們用常規(guī)的相關(guān)軟件表達在顯示器的屏幕上，所述放大圖像的長度方向表達在顯示器屏幕的水平方向上，代表了彈頭的彈軸方向，設(shè)定為X方向，所述放大圖像的寬度方向表達在顯示器屏幕的豎直方向上，代表了彈頭在水平面內(nèi)與彈軸方向相垂直的方向，設(shè)定為Y方向，彈頭中垂直于X、Y方向所在水平面的方向，為彈頭表面痕跡的圓弧高度方向，設(shè)定為Z方向；3)在顯示器的屏幕上對彈頭主棱線或次棱線區(qū)域的表面痕跡的放大圖像進行觀察，觀察時，要移動彈頭，讓彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線與定位線重疊，并使彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線末端痕跡點或陽膛線末端痕跡點與顯示器屏幕上的Y軸平齊，以確保彈頭的表面痕跡在Y、X方向上得到預(yù)定位；4)利用任意一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，對彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡進行預(yù)測量，將得到的彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，并將它們用常規(guī)的相關(guān)軟件表達在顯示器的屏幕上；5)根據(jù)彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值，決定是否對彈頭的長度方向兩端在X方向的水平作相應(yīng)調(diào)整，以使彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值控制在20微米之內(nèi)；6)再用常規(guī)的相關(guān)軟件過放大圖像的中心點沿Y方向作一切線，該切線為曲線，設(shè)定放大圖像的中心點、切線與相應(yīng)棱線的交點分別為A點、B點，得到彈頭Z方向A、B兩點之間的高差值h；7)當高差值h在10～90微米的范圍內(nèi)時，無需以彈頭的彈軸為軸線旋轉(zhuǎn)彈頭，使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準；當高差值h超出10～90微米的范圍時，要以彈頭的彈軸為軸線旋轉(zhuǎn)彈頭，對彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡再進行一次預(yù)測量，且旋轉(zhuǎn)彈頭及隨后的預(yù)測量可多次進行，且每次預(yù)測量時，要確保彈頭表面痕跡放大圖像的長度方向兩端在X方向的水平差差值控制在20微米之內(nèi)，直至高差值h控制在10～90微米的范圍之內(nèi)，且讓彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線再次與定位線重疊，并使彈頭放大圖像的相應(yīng)棱線末端痕跡點或陽膛線末端痕跡點再次與顯示器屏幕上的Y軸平齊，使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準 的定位方法，其特征在于所述定位線位于屏幕豎直方向的上部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一 標準的定位方法，其特征在于所述負責(zé)光柵投影的投影儀的光軸與彈 頭的彈軸延長線之間的夾角不小于45度，負責(zé)彈頭表面痕跡圖像采集和 輸送的攝像機的分辨率控制在2 4微米。
全文摘要
使彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)保持統(tǒng)一標準的定位方法，它是利用任意一種常規(guī)的光柵投影非接觸三維測量方式，首先對彈頭表面痕跡進行預(yù)定位、預(yù)測量，將得到的彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡的放大圖像及相應(yīng)測量參數(shù)輸入計算機，將預(yù)測量結(jié)果與規(guī)定的數(shù)值范圍對比，判定測量誤差是否超出規(guī)定的數(shù)值范圍，當超出時，要調(diào)整彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)，并對彈頭相應(yīng)區(qū)域的表面痕跡再進行一次預(yù)測量，且調(diào)整彈頭表面痕跡的測量姿態(tài)及隨后的預(yù)測量可多次進行，直到測量誤差控制在規(guī)定的相應(yīng)數(shù)值范圍之內(nèi)，確定統(tǒng)一的測量姿態(tài)。這樣，在統(tǒng)一的測量姿態(tài)下再進行正式測量，可獲得符合標準的彈頭表面痕跡的三維測量數(shù)據(jù)。
文檔編號G01B11/30GK101539389SQ20091011654
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者馬建春 申請人:馬建春