IT202100027923A1 - Metodo di analisi balistica e relativo sistema di analisi - Google Patents
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Description
Descrizione a corredo della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:
METODO DI ANALISI BALISTICA E RELATIVO SISTEMA DI ANALISI
Ambito dell?invenzione
La presente invenzione si colloca nell?ambito dell?analisi balistica forense delle armi da fuoco, ed in particolare si riferisce ad un metodo perfezionato di analisi balistica e di un relativo sistema ?immersivo? configurato per implementare detto metodo di analisi.
Brevi cenni alla tecnica nota
? nota l?analisi balistica, denominata anche balistica forense.
La balistica forense ? una scienza che studia e analizza le caratteristiche di armi da fuoco, cartucce, bossoli e proiettili. ? basata sul principio che tutte le armi da fuoco hanno delle differenze impercettibili dovute al loro processo di fabbricazione.
Una scena del crimine presenta comunemente prove come proiettili e bossoli, sulla cui superficie sono presenti tracce che consentono l'identificazione dell'arma attraverso una procedura, tipicamente basata sul confronto, volta ad individuare se due bossoli diversi sono stati sparati da una stessa arma. Alcuni degli elementi identificativi analizzati sono, ad esempio, le striature del bossolo, i residui dello sparo o ancora l?impronta del percussore dell?arma.
In genere viene eseguito un confronto balistico. Questo si basa sull'analisi delle tracce, che considera le anomalie lasciate dai componenti principali della pistola, come: percussore, estrattore e quelle relative alla canna dell'arma. Esaminando le striature uniche lasciate su proiettili o bossoli, ? possibile ricollegarsi a un'arma specifica.
Un primo metodo noto, ancora utilizzato, ? basato sull'analisi effettuata attraverso l'utilizzo di un microscopio ottico comparativo. In genere, i bossoli trovati sulla scena del crimine vengono confrontati con i bossoli sparati con la pistola del sospettato. Identificare quale arma ha sparato sulla scena del crimine ? un compito complicato. Uno dei problemi principali ? la disponibilit? limitata di strumenti (hardware e software) utilizzati per i confronti balistici. Il microscopio ottico comparativo ? tradizionalmente utilizzato, ma presenta limitazioni come la ripetibilit? delle analisi balistiche su proiettili e/o bossoli in esame. ? molto complesso definire passo dopo passo l'operazione sequenziale svolta dal perito forense per il confronto balistico.
Di conseguenza, ? quasi impossibile ripetere con la stessa precisione tutte le azioni della condotta (rotazioni, traslazione, posizione luci, ecc.) eseguite dall'operatore sui proiettili/bossoli in esame. Tuttavia, la ricostruzione della condotta ? pratica rilevante e molto importante nella scienza forense per poter valutare con elevata precisione i risultati ottenuti dal confronto balistico eseguito. La valutazione finale di un confronto balistico rappresenta un'ulteriore questione. Questo perch? dipende dall'esperienza degli esperti forensi nel campo specifico. Sono noti approcci matematici che prevedono ad esempio durante un confronto balistico sulle stesse/simili regioni geometriche tra due bossoli in esame. Ci? si ottiene misurando la distanza tra i punti nello spazio geometrico.
Da quanto sopra esposto si evince che l?analisi balistica forense delle armi da fuoco ? un processo complicato e impegnativo. Recentemente sono stati proposti nuovi metodi per confronti pi? accurati, che si basano sull?analisi di bossoli digitali ricostruiti tridimensionalmente.
? sentita pertanto l?esigenza di perfezionare tali metodi di analisi rendendoli pi? accurati e, soprattutto pi? rapidi. Infatti, i tempi di risposta di un?analisi balistica, svolta con metodologie note, risultano molto lunghi, implicando pertanto l?impiego di notevoli risorse e relativi costi.
Sintesi dell?invenzione
? quindi scopo della presente invenzione fornire un metodo di analisi balistica che consenta di superare i suddetti inconvenienti e che sia in grado di garantire tempi di risposta notevolmente ridotti.
? altro scopo della presente invenzione fornire un metodo di analisi balistica che consenta di ottenere una esplorazione e analisi complessiva dei dati pi? flessibile, e con una risoluzione pi? elevata, fornendo pertanto una maggiore accuratezza dell'esame e un processo decisionale pi? rapido.
Questi ed altri scopi sono raggiunti da un metodo di analisi balistica comprendente le fasi di:
predisporre un visore a realt? virtuale conformato per essere indossato da un operatore;
predisporre un elaboratore a cui detto visore a realt? virtuale ? interfacciato, in cui detto elaboratore comprende mezzi a programma configurati per:
acquisire dati tridimensionali identificativi di almeno un proiettile/bossolo sparato da un?arma da fuoco, visualizzare per mezzo di detto visore a realt? virtuale detto proiettile/bossolo ricostruito all?interno di un ambiente virtuale tridimensionale,
in cui detti mezzi a programma consentono ad almeno detto operatore di replicare in detto ambiente virtuale i propri movimenti al fine di movimentare nello spazio virtuale la ricostruzione tridimensionale di detto proiettile/bossolo.
Il metodo di analisi balistica secondo la presente invenzione acquisisce i dati del bossolo ricostruito in 3D per esplorarli all'interno di un'impostazione di visualizzazione immersiva, come quella fornita da un visore a realt? virtuale. In questo modo i dati possono essere comodamente osservati nella loro interezza e pu? essere effettuato un confronto pi? ampio. I movimenti dell'utente effettuati durante le osservazioni, come un cambio di punto di vista o la posizione dell'oggetto, possono essere pi? naturali e intuitivi, ad es. basati sulla rotazione della testa e sui gesti delle mani/del corpo. I dati del proiettile/bossolo osservati possono anche essere comodamente ingranditi e visualizzati da punti di vista e persino dall'interno del proiettile/bossolo. L'approccio proposto fornisce una comprensione approfondita degli oggetti osservati, consentendo agli esperti forensi di confrontare le tracce di bossoli e proiettili in modo pi? efficace e accurato. Di seguito descriviamo l'interfaccia utente e l'interazione all'interno dell'ambiente virtuale proposto e le caratteristiche di analisi dei dati.
Il metodo di analisi balistica secondo la presente invenzione propone pertanto un approccio innovativo al confronto dei bossoli e dei proiettili, basato sulla ricostruzione grafica tridimensionale e sull'osservazione immersiva. Consente di osservare lo scenario 3D ricostruito attraverso gesti naturali intuitivi, con un livello di dettaglio senza precedenti, da qualsiasi punto di vista e sfruttando ausili visivi.
In particolare, pi? operatori possono indossare un rispettivo visore interfacciato a detta unit? di elaborazione, in modo tale che pi? operatori possano visualizzare per mezzo di detto visore a realt? virtuale detto proiettile/bossolo ricostruito all?interno di detto ambiente virtuale tridimensionale. In tal modo, i mezzi a programma ed il relativo sistema consentono di configurare una modalit? multi-operatore, in cui pi? utenti/operatori possono accedere simultaneamente allo stesso ambiente virtuale (tramite diversi visori a realt? virtuale) ed effettuare contemporaneamente l?analisi balistica dello stesso bossolo e/o proiettile. Questa funzionalit? avviene sia nel caso in cui gli operatori si trovano nella stessa stanza di lavoro e sia in modalit? remota, ovvero nel caso in cui gli operatori si trovano in citt? differenti. Questo apre a un nuovo modo di esaminare in modo efficace forme, deformazioni e cavit? dei bossoli e/o proiettili. Il nuovo approccio presentato ? descritto in termini di interfaccia utente e interazione all'interno dell'ambiente virtuale proposto e caratteristiche di analisi dei dati. Vantaggiosamente, sono previsti dei sensori tattili associati a detto visore a realt? virtuale e indossati da detto operatore, in cui detti sensori tattili sono associati a detti mezzi a programma e configurati per interfacciarsi con la ricostruzione tridimensionale del bossolo e/o proiettile con un pannello di comando visualizzato in detto ambiente virtuale tridimensionale.
Vantaggiosamente, detti sensori tattili comprendono elementi di comando selezionati tra: gloves, joystick o altri elementi di manipolazione. In tal modo, ? possibile manipolare in forma virtuale gli oggetti e/o i pulsanti presenti nel mondo virtuale quali bossoli e/o proiettili.
I sensori tattili consentono una rappresentazione delle mani visualizzate graficamente all'interno dell'ambiente virtuale.
In particolare, in detto ambiente virtuale tridimensionale sono rappresentati oggetti selezionati tra:
un quadro di comando avente una pluralit? di tasti, manopole o icone virtuali con le quali l?operatore pu? virtualmente interagire;
almeno un pannello di visualizzazione, in particolare una pluralit? di pannelli di visualizzazione posizionabili nell?ambiante virtuale dimensionale che visualizzano specifiche informazioni o immagini grafiche del bossolo/proiettile.
un piano di lavoro avente una superficie piana che funge da area di supporto per contenere detto quadro di comando oltre a detti pannelli di visualizzazione dei dati 3D del bossolo/proiettile.
In particolare, la selezione dei comandi dell?operatore ? supportata mediante un ray-casting per rendere pi? precisa la selezione delle azioni e facilitare la portata di pulsanti, tasti e manopole.
In particolare, detto pannello di comando comprende potenziatori di allineamento e discrepanza, che fanno uso di: colori (rilevanti per identificare chiaramente elementi che altrimenti non sarebbero visibili); illuminazione (come sorgenti luminose appositamente distribuite per migliorare la distintivit?); e l'effetto luminoso (consentendo ad esempio l'uso di torce virtuali utili per evidenziare aree specifiche degli oggetti). La Figura 6 mostra esempi di aiuti visivi.
Vantaggiosamente, detti mezzi a programma consentono di visualizzare detto proiettile/bossolo in detto ambiente virtuale in accordo ad una delle seguenti configurazioni:
una prima configurazione di visualizzazione che definisce almeno un punto di osservazione nell?ambiente virtuale;
una seconda configurazione di visualizzazione che fissa la posizione di detto proiettile/bossolo nell?ambiente virtuale;
una terza configurazione di visualizzazione ingrandita del proiettile/bossolo e/o dell?ambiente virtuale;
una quarta configurazione di visualizzazione ingrandita tridimensionale stereoscopica artificiale;
una quinta configurazione di visualizzazione interna del bossolo/proiettile tridimensionale;
una sesta configurazione di visualizzazione che consente di visualizzare oggetti multipli nell?ambiente virtuale.
Le configurazioni di visualizzazione sopra esposte possono essere regolate dall?operatore.
In particolare, gli oggetti presenti nell?ambiente virtuale possono essere movimentati nell?ambiente virtuale stesso mediante i movimenti dell?operatore che sono replicati per mezzo dei sensori tattili indossati da quest?ultimo.
In particolare, la fase di acquisizione avviene mediante l?estrapolazione di dati ottenuti per mezzo di uno strumento di scansione 3D. La nuvola di punti dell?oggetto da analizzare (proiettile/bossolo) viene inizialmente caricata nel sistema e rappresentata attraverso l'utilizzo della computer grafica. La visualizzazione dei dati ? impostata e ottimizzata per una visualizzazione tridimensionale e immersiva.
In particolare, a seguito della fase di acquisizione ? prevista una fase di settaggio della nuvola di punti 3D e della relativa posizione nell?ambiente virtuale impostate in base alle dimensioni e alla forma dello spazio operativo reale.
In tal modo, questa impostazione iniziale ? rilevante perch? consente all?operatore di gestire comodamente rotazioni, traslazioni e operazioni di ridimensionamento dei dati visualizzati e impostare punti di vista per osservare la nuvola di punti densa o i poligoni 3D estratti. Una volta elaborate tutte le impostazioni iniziali, l'ambiente virtuale viene creato e tutti i dati vengono caricati. Qualsiasi dato che non fa parte del bossolo e del proiettile, viene scartato perch? superfluo all'analisi forense.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori vantaggi e caratteristiche supplementari della presente invenzione sono evidenziati con la descrizione che segue di alcune forme realizzative, fatte a titolo esemplificativo e non esaustivo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:
- la figura 1 ? una vista schematica di un utente dotato di un visore a realt? virtuale e di un relativo ambiente virtuale generato per l?analisi balistica di un bossolo e/o proiettile;
- la figura 2 ? una vista schematica dell?ambiente virtuale di figura 1, in cui sono visibili in due schermate con suffisso a, b, il bossolo in analisi per mezzo della realt? virtuale dall?operatore che indossa il visore;
- la figura 3 ? una vista dell?ambiente virtuale di figura 1, in cui ? visibile in rispettive tre schermate con suffisso a, b e c, il bossolo in esame secondo differenti prospettive di visualizzazione, controllabili dall?operatore immerso nella realt? virtuale riprodotta; - la figura 4 ? una vista dell?ambiente virtuale e del proiettile/bossolo in esame mediante sistemi di comparazione visivi, la figura 4 riporta tre schermate con suffisso a, b e c;
- la figura 5 rappresenta uno schema a blocchi che identifica le fasi di acquisizione di dati identificativi del proiettile/bossolo da analizzare e delle fasi di generazione dell?ambiente virtuale;
- la figura 6 ? una vista schematica dell?ambiente virtuale in cui ? presente un quadro di controllo degli strumenti di analisi utilizzabili dall?operatore all?interno della realt? virtuale;
- la figura 7 ? una vista prospettica di comparazione del bossolo generata nell?ambiente virtuale.
Descrizione di alcune forme realizzative preferite Con riferimento alla figura 1 ? mostrato schematicamente un metodo ed un relativo sistema di analisi balistica secondo la presente invenzione.
In particolare, il metodo di analisi balistica ed il relativo sistema comprendono un visore 20 a realt? virtuale, di seguito anche visore 20 VR, conformato per essere indossato da un operatore 100.
? previsto un elaboratore 10, quale un computer, connesso al visore 20 a realt? virtuale. Il computer 10 implementa specifici mezzi a programma configurati per acquisire dati tridimensionali identificativi di un proiettile/bossolo 50 sparato da un?arma da fuoco da analizzare.
A seguito della fase di acquisizione, come mostrato nello schema a blocchi di figura 5, i mezzi a programma generano un ambiente virtuale 30 visualizzabile per mezzo di detto visore 20 a realt? virtuale.
Nell?ambiente virtuale 30 ? presente una ricostruzione tridimensionale del proiettile/bossolo 50. I mezzi a programma consentono all?operatore di replicare in detto ambiente virtuale 30 i propri movimenti al fine di movimentare nello spazio virtuale la ricostruzione tridimensionale di detto proiettile/bossolo 50/bossolo 50.
Il metodo di analisi balistica secondo la presente invenzione acquisisce i dati del proiettile/bossolo 50 ricostruito in 3D per esplorarli all'interno di un'impostazione di visualizzazione immersiva, fornita dal visore 20 a realt? virtuale. In questo modo, i dati possono essere comodamente osservati nella loro interezza e pu? essere effettuato un confronto pi? ampio, come di seguito descritto in dettaglio. I movimenti dell'utente 100 effettuati durante le osservazioni, come un cambio di punto di vista o la posizione dell'oggetto, risultano semplici, naturali e intuitivi. Ad esempio, l?operatore pu? replicare nella realt? virtuale movimenti quali la rotazione della testa e gesti delle mani/del corpo. I dati del proiettile/bossolo osservati possono anche essere comodamente ingranditi e visualizzati da punti di vista e persino dall'interno del proiettile/bossolo.
In modo vantaggioso, come mostrato in figura 1, l?operatore 100 indossa anche dei sensori tattili 40 sulle mani associati al visore 20 a realt? virtuale. I sensori tattili 40 o controller sono associati ai mezzi a programma e configurati per interfacciarsi con la ricostruzione tridimensionale del proiettile/bossolo 50 e/o con un pannello di comando 60, o console, visualizzato in detto ambiente virtuale 30 tridimensionale (Figura 2). I sensori tattili sono riprodotti e visualizzati graficamente all'interno dell'ambiente virtuale 30. Nell?ambiente virtuale 30 ? quindi visualizzata una riproduzione delle mani 41 dell?operatore 100 (Figura 3 schermata a). Questa ? una funzionalit? fornita dai moderni visori VR, fornendo una mappatura coerente tra i movimenti effettivi delle dita dell'utente 100, la loro rappresentazione grafica 3D e l'interazione con i pulsanti della console 60.
In particolare, nell?ambiente virtuale 30 tridimensionale sono rappresentati oggetti selezionati tra il pannello di comando 60 avente una pluralit? di tasti, manopole o icone virtuali 65 con le quali l?operatore 100 pu? virtualmente interagire per mezzo dei sensori tattili 40. In particolare, i sensori tattili 40, sono scelti tra differenti tipologie, come descritto pi? avanti, e consentono l?interazione dell?operatore 100 con il bossolo 50 per movimentarlo e con i comandi del pannello di comando 60 per azionarli, oltre che con altri strumenti di analisi.
Inoltre, ? previsto almeno un pannello di visualizzazione 62 Figura 2 (schermata b), in particolare una pluralit? di pannelli di visualizzazione posizionabili nell?ambiante virtuale 30 dimensionale che visualizzano specifiche informazioni o immagini grafiche del proiettile/bossolo.
? prevista la rappresentazione virtuale anche di un piano di lavoro 31 avente una superficie piana che funge da area di supporto per contenere il pannello di comando 60 oltre a detti pannelli di visualizzazione dei dati 3D del proiettile/bossolo.
L'osservazione del ?teatro balistico? attraverso un sistema di visualizzazione immersiva con il visore 20 VR fa sentire l'utente 100 all'interno dell'ambiente rappresentato. Inoltre, le azioni dell'utente 100 sono progettate per replicare movimenti e gesti naturali, come camminare, sedersi e stare in piedi nella stanza, i movimenti delle mani e delle dita e la rotazione della testa. Questi movimenti naturali supportano e migliorano il senso di presenza percepito dall'utente 100 nell'ambiente rappresentato.
In particolare, pi? operatori possono indossare un rispettivo visore interfacciato all?unit? di elaborazione 10, in modo tale che pi? operatori possano visualizzare per mezzo del visore 20 a realt? virtuale il proiettile/bossolo ricostruito all?interno di detto ambiente virtuale tridimensionale 30.
La selezione dei comandi dell?operatore 100 ? supportata mediante un ray-casting per rendere pi? precisa la selezione delle azioni e facilitare la portata di pulsanti, tasti e manopole.
Tutti gli oggetti visualizzati, compresi quelli per l'interazione, come il fondo della console 60, i controller degli utenti e i punti 3D della proiettile/bossolo, vengono posizionati nella stanza e calibrati in base allo spazio effettivo che gli utenti hanno a disposizione nell'ambiente reale. Tutte le impostazioni possono essere regolate dall?operatore 100 su richiesta, inclusa la configurazione delle dimensioni, della forma e del numero di pulsanti della dashboard. Le figure 2 e 6 mostrano una vista di esempio dell'ambiente virtuale 30.
In particolare, come mostrato in figura 4, il pannello di comando comprende potenziatori di allineamento e discrepanza, che fanno uso di: colori (rilevanti per identificare chiaramente elementi che altrimenti non sarebbero visibili); illuminazione (come sorgenti luminose appositamente distribuite per migliorare la distintivit?); e l'effetto luminoso (consentendo ad esempio l'uso di torce virtuali utili per evidenziare aree specifiche degli oggetti).
In una forma realizzativa preferita, i mezzi a programma sono inoltre configurati per visualizzare il proiettile/bossolo 50 nell?ambiente virtuale 30 in accordo ad una delle seguenti configurazioni:
una prima configurazione di visualizzazione che definisce almeno un punto di osservazione nell?ambiente virtuale 30;
una seconda configurazione di visualizzazione che fissa la posizione di detto proiettile/bossolo 50 nell?ambiente virtuale 30;
una terza configurazione di visualizzazione ingrandita del proiettile/bossolo e/o dell?ambiente virtuale 30;
una quarta configurazione di visualizzazione ingrandita tridimensionale stereoscopica artificiale;
una quinta configurazione di visualizzazione interna del proiettile/bossolo tridimensionale;
una sesta configurazione di visualizzazione che consente di visualizzare oggetti multipli nell?ambiente virtuale 30.
In particolare, la prima configurazione di visualizzazione fissa uno o pi? punti di osservazione nell?ambiente virtuale 30. Fissare punti di osservazione specifici nel mondo virtuale pu? facilitare il confronto. In particolare, la seconda configurazione di visualizzazione fissa la posizione dell?oggetto. La correzione della posizione dell'oggetto pu? consentire all?operatore 100 di camminare intorno al proiettile/bossolo e ottenere una panoramica pi? chiara, ad es. proprio come si farebbe nel mondo reale.
In particolare, la terza configurazione di visualizzazione ? una visualizzazione ingrandita. Gli oggetti osservati possono essere ingranditi e quindi osservati in maggior dettaglio.
In particolare, la quarta configurazione di visualizzazione ? una visualizzazione 3D stereoscopica artificiale pu? essere impostata per aumentare la consapevolezza della profondit?, ad esempio attraverso l'uso di impostazioni ipo o iper stereo.
In particolare, la quinta configurazione di visualizzazione ? una visualizzazione interna. Gli utenti possono vedere il proiettile/bossolo dall'interno, un'operazione tipicamente accoppiata all'ingrandimento, beneficiando quindi di vedere l'oggetto da un'impostazione di visualizzazione che sarebbe impossibile ricreare nel mondo reale.
In particolare, la sesta configurazione di visualizzazione consente di visualizzare oggetti multipli. L?esplorazione cos? come il confronto pu? includere anche pi? oggetti visti contemporaneamente. Ad esempio, bossoli e/o proiettili, possono essere visti contemporaneamente l'uno dentro l'altro.
Le configurazioni di visualizzazione sopra esposte possono essere regolate dall?operatore 100, ad esempio come mostrato in figura 7.
Una ulteriore opzione di visualizzazione pu? essere anche quella di un microscopio comparativo virtuale, associando quindi i dati come si farebbe osservando attraverso un microscopio ottico reale. Ci? include ad esempio attivare e disattivare le luci, ruotare i proiettili e ridimensionare la visualizzazione. Con questa opzione i dati 3D vengono inseriti in un piano di lavoro dedicato al microscopio comparativo virtuale e tutte le operazioni applicate ai dati vengono catturate da apposite telecamere e proiettate su pannelli virtuali messi a disposizione per questo compito.
Rispetto all'utilizzo del microscopio ottico, un operatore forense non ? pi? limitato dalle funzionalit? che lo strumento mette a disposizione. Gli oggetti osservati sono digitali (es. nuvola di punti di bossoli/proiettili e le rispettive mesh poligonali), e possono essere trasformati nel loro aspetto (ridimensionati, traslati, colorati, ecc.) per migliorarne la visibilit? e senza perdere alcun dettaglio e struttura geometrica e senza il rischio di essere alterati o danneggiati nel processo.
Con riferimento ad altre funzionalit? dell?ambiente virtuale 30, gli oggetti presenti possono essere movimentati nell?ambiente virtuale 30 stesso mediante i movimenti dell?operatore 100 che sono replicati per mezzo dei sensori tattili 40 indossati da quest?ultimo.
In particolare, pertanto gli oggetti quali quelli che rappresentano pannelli, manopole, display e punti dati, possono essere tirati, spinti, afferrati, rilasciati, ridimensionati e ruotati. Gli oggetti possono quindi essere riposizionati e visti in modo diverso attraverso l'uso di gesti intuitivi delle mani e delle braccia. Rappresentano un elemento di interazione utente 100 rilevante fornito dalla interfaccia utente 100, che migliora la qualit? dell'osservazione e riduce al minimo il rischio di avere elementi nascosti o non visibili.
In dettaglio, come mostrato nello schema a blocchi di figura 5, la fase di acquisizione avviene mediante l?estrapolazione di dati tridimensionali dell?oggetto da analizzare 50 per mezzo di apposito strumento di acquisizione 3D. La nuvola di punti dell?oggetto da analizzare 50 viene inizialmente caricata nel sistema e rappresentata attraverso l'utilizzo della computer grafica. La visualizzazione dei dati ? impostata e ottimizzata per una visualizzazione tridimensionale e immersiva.
In particolare, a seguito della fase di acquisizione ? prevista una fase di settaggio della nuvola di punti e della relativa posizione di profondit? nell?ambiente virtuale 30 impostate in base alle dimensioni e alla forma dello spazio operativo reale. In tal modo, questa impostazione iniziale ? rilevante perch? consente all?operatore 100 di gestire comodamente rotazioni, traslazioni e operazioni di ridimensionamento dei dati visualizzati e impostare punti di vista per osservare la nuvola di punti densa o i poligoni 3D estratti. Una volta elaborate tutte le impostazioni iniziali, l'ambiente virtuale 30 viene creato e tutti i dati vengono caricati. Qualsiasi dato che non fa parte del proiettile/bossolo 50, viene scartato perch? superfluo all'analisi forense.
Una volta che il sistema ? impostato, l'utente 100 pu? iniziare a esplorare i dati ed eseguire confronti 3D.
L'esito di questa fase viene salvato in un rapporto, tipicamente costituito da un file e da una pagina HTML. Il rapporto include: registri delle azioni eseguite, analisi balistica, conclusioni sul fatto che i proiettili esaminati siano stati sparati dalla stessa arma e l'incertezza associata, nonch? la capacit? dell'operatore di eseguire l'analisi balistica.
Rispetto agli attuali strumenti di analisi forense, il metodo e sistema secondo la presente invenzione, consente di rivisitare e ripetere l'analisi dei dati eseguita in qualsiasi momento. Infatti, ? possibile riprodurre integralmente una procedura passata con la massima accuratezza ripercorrendo tutti i passaggi che l'operatore forense ha seguito durante il confronto eseguito.
Lo strumento di balistica forense 3D ? stato sviluppato considerando il framework del visore 20 VR Oculus Rift S e Unity. ? composto dai seguenti componenti principali (Figura 5):
Interfaccia di avvio: ? possibile creare un nuovo progetto aggiungendo il nome e selezionando il percorso della cartella che contiene le nuvole di punti dei bossoli e/o proiettili che devono essere confrontati o caricare un progetto esistente. ? possibile caricare nel progetto nuvole di punti diverse (un numero maggiore o uguale a 1);
? Impostazione del centro dell'ambiente: grazie a questa funzionalit? l'operatore forense 100 ? in grado di mettersi al centro dell'ambiente virtuale 30 semplicemente spostando il piano di lavoro in un punto di interesse tramite un joystick. Di conseguenza, tutti gli strumenti per l'analisi balistica forense 3D e il confronto dei proiettili/bossoli 50 saranno posizionati secondo il piano di lavoro. Questa funzionalit? ? di rilevante importanza perch? consente di adattare il centro dell'ambiente virtuale 30 in base alle dimensioni della stanza in cui verr? utilizzato il visore VR 20. In uno scenario diverso l'utilizzo dello strumento risulter? complicato a causa della possibile presenza di oggetti come tavoli, sedie, mobili, ecc. nel mondo reale.
? Ambiente di lavoro: contiene diversi pannelli di controllo 60 attraverso i quali ? possibile manipolare le nuvole di punti (Figura 3 schermata c). Consente di effettuare un'analisi preliminare dei proiettili/bossoli 50 utilizzando solo i controller 40 oltre che di effettuare analisi approfondite sfruttando le diverse funzionalit? disponibili nell'ambiente virtuale 30 simulando la struttura di lavoro del microscopio ottico comparativo utilizzato dalle forze dell'ordine.
Dopo l'analisi ? possibile generare un rapporto HTML contenente ogni operazione effettuata dall'operatore forense 100. Questo ? fondamentale per verificare la qualit? dell'analisi e avere allo stesso tempo la possibilit? di salvare lo stato del confronto. In seguito, l'analisi pu? essere portata avanti. Ci? rappresenta una differenza sostanziale rispetto al microscopio ottico comparativo utilizzato dalle forze dell'ordine. Ad esempio, supponiamo che l'operatore forense abbia accidentalmente colpito un oggetto o che un movimento involontario provochi un danno al microscopio comparativo durante un'analisi forense; questo potrebbe comportare un cambio di posizione dei proiettili, compromettendo l'analisi e, nel peggiore dei casi, l'operatore dovr? ripetere il confronto. Con questo nuovo strumento l'operatore forense ha la possibilit? di ripristinare le operazioni eseguite in precedenza, e grazie alla possibilit? di salvare lo stato delle operazioni, c'? la possibilit? di ripristinare qualsiasi progetto creato in passato e continuare con l'analisi.
In altri aspetti, l?ambiente, o la ?stanza? virtuale 30, ? costituito da un piano di lavoro 31 che contiene le principali operazioni che l'operatore forense pu? eseguire sui proiettili in ingresso. La Figura 2 (schermate a e b) mostra l'ambiente virtuale 30. L'operatore 100 forense pu? prelevare i proiettili/bossoli 50 dal pannello utilizzando solo i controller 40. Operazioni come rotazione, ridimensionamento e traslazione possono essere utilizzate per eseguire un'analisi iniziale, semplicemente utilizzando il movimento della mano 41. Questa funzione pu? essere vincolata per trovare forme comuni o per un'analisi dettagliata dei dati di input, come mostrato in figura 3 (schermate a, b e c).
In un primo pannello l'operatore pu? selezionare la nuvola di punti a cui applicare le operazioni elencate negli altri pannelli.
In dettaglio tali pannelli comprendono funzioni quali:
? Pannello Rotazione e traslazione: ? possibile bloccare la rotazione e la traslazione su diversi assi della nuvola di punti scelta dall'operatore forense. Questo viene fatto per analizzare nel dettaglio la nuvola di punti al fine di bloccare movimenti involontari che possono portare ad escludere o non vedere elementi che caratterizzano i dati in esame.
? Pannello Pins: L'operazione di rotazione viene eseguita rispetto al centro della nuvola di punti. ? possibile modificare questo vincolo tramite gli oggetti pin. Sono stati considerati quattro diversi pin: Su, Gi?, Sinistra e Destra. Quando l'operatore seleziona uno (o pi?) di questi pulsanti con la mano virtuale, il colore del pin corrispondente in Figura 7 cambia e verr? posizionato su uno dei quattro bordi del proiettile/bossolo 50 per vincolare i movimenti di rotazione rispetto alle coordinate del pin. In altre parole, tutte le rotazioni verranno effettuate secondo il nuovo punto di riferimento scelto dall'operatore.
? Proiettili/bossoli sovrapposti: ? possibile sovrapporre nuvole di punti per cercare elementi in comune tra i proiettili/bossoli Figura 3(c). L'operatore forense tocca i pulsanti con le sue mani virtuali 41 e il proiettile/bossolo 50 si sovrapporr? al proiettile/bossolo 50? o viceversa.
? possibile catturare e salvare immagini che rappresentano la scena attuale vista dall'operatore il proprio visore 20. Ci? avviene premendo un tasto del controller 40, in modo da salvare informazioni che possono contenere dettagli importanti per la valutazione finale dei proiettili/bossoli 50 in analisi.
Inoltre, l'operatore 100 pu? salvare o ripristinare la posizione dei proiettili/bossoli 50. Quando l'operatore forense tocca il pulsante ?Salva con nome...?, viene visualizzato un nuovo pannello di controllo in cui ? possibile selezionare gli elementi che sono stati analizzati nel proiettile/bossolo (es. impronta della culatta, impronta del percussore, ecc.). Il rapporto HTML che verr? creato dopo questa operazione conterr? tutti questi dati. Ad esempio, se l'operatore ha salvato 5 immagini dell'impronta del percussore, il rapporto HTML le mostrer? raggruppate per tipologia (in questo caso rispetto all'impronta del percussore). Infine, ? possibile ripristinare la posizione originale dei proiettili quando l'operatore preme il pulsante ?Ripristina posizione proiettili?.
L'analisi dei proiettili/bossoli 50 pu? essere migliorata con l'uso di un oggetto torcia. La torcia si accende quando l'operatore preme un dedicato pulsante sul controller 40. Diversi colori della luce e altre caratteristiche possono essere impostati tramite il pannello di controllo ?Impostazione dei parametri della torcia?. Infine, la luce ambientale pu? essere modificata anche tramite un pannello ?Cambia luce stanza?.
Un'ultima importante caratteristica disponibile ? il microscopio ottico comparativo virtuale, simulato tramite un piano di lavoro 31 (Figura 6), un tavolo dedicato al posizionamento dei bossoli/proiettili 50 sotto analisi e due pannelli. Quando l'operatore forense tocca la dedicata manopola con le mani virtuali 41 inizia l'analisi con il microscopio virtuale e i proiettili/bossoli 50 verranno proiettati nei rispettivi due pannelli. Nello specifico, i bossoli/proiettili 50 vengono spostati su un?area dedicata. Una telecamera e una luce (non visibile all'operatore forense) sono posizionate su ogni bossolo/proiettile 50 in analisi. Le telecamere verranno utilizzate per acquisire e proiettare lo stato dei bossoli/proiettili 50 nei rispettivi pannelli. La luce di ciascuna telecamera ? stata aggiunta per simulare al meglio le reali funzionalit? del microscopio ottico comparativo attualmente utilizzato dalle forze dell'ordine. Una volta posizionati i bossoli/proiettili 50, il piano di lavoro 31 (figura 2 schermata a) cambia come mostrato in Figura 6, consentendo una attivazione delle varie funzionalit?, come zoom, rotazione, traslazione e luce necessarie per un accurato confronto balistico.
Infatti, per queste ultime operazioni (zoom, traslazione, ecc.), le rispettive telecamere verranno ?manipolate?. In tal modo, se ? necessario ingrandire un bossolo/proiettile 50, la rispettiva telecamera verr? spostata in alto o in basso. In dettaglio, l'operazione ?Zoom e Rotazione? permette di ridimensionare o ruotare i proiettili, vedasi ad esempio figura 4 (schermate a, b e c). I valori "0,001" e "0,5" vengono utilizzati per impostare rispettivamente i parametri di scala e rotazione della telecamera. Questi valori possono essere aumentati o diminuiti dall'utente 100 utilizzando i pulsanti ?+? e ?-?. Tramite il pannello ?Lights? ? possibile accendere, spegnere e impostare lo ?spot angle? delle luci associate alle rispettive telecamere. Tutte queste operazioni vengono eseguite utilizzando solo i controller 40. Per attivare e disattivare ciascuna delle operazioni descritte, la mano virtuale 41 del perito forense deve premere il corrispondente pulsante ?On/Off? (?On/Off? del pannello Zoom e Rotazione, ?On/Off? del pannello Traduzione, eccetera). Tutte le immagini proiettate dei bossoli/proiettili 50 nei rispettivi pannelli possono essere salvate e riportate nel rapporto HTML. Al termine dell'analisi con il microscopio comparativo virtuale, l'operatore 100 tramite una dedicata manopola ripristiner? l'intero ambiente di lavoro: il piano di lavoro verr? riportato alla sua forma originale e i bossoli/proiettili verranno spostati nel pannello di partenza.
Questo metodo di analisi perfeziona i metodi di analisi balistica secondo la tecnica nota proponendo un nuovo approccio al confronto balistico che si basa sulla ricostruzione grafica e sull'osservazione visiva immersiva, come quella fornita da un visore VR 20. Gli utenti possono esaminare tridimensionalmente le forme dei proiettili/bossoli ricostruiti attraverso gesti naturali intuitivi, da qualsiasi punto di vista (comprese le viste ingrandite interne), pur avendo a disposizione set di aiuti visivi che aiutano a confrontare i dati. I vantaggi sono: esplorazione dei dati pi? flessibile e naturale, risoluzione pi? elevata, maggiore accuratezza dell'esame e processo decisionale pi? rapido.
La descrizione di cui sopra di una o pi? forme realizzative specifiche ? in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni le forme realizzative senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo per questo non limitativo.
Claims (10)
1. Un metodo di analisi balistica comprendente le fasi di:
? predisporre un visore (20) a realt? virtuale conformato per essere indossato da un operatore (100);
? predisporre un elaboratore (10) a cui detto visore (20) a realt? virtuale ? connesso, in cui detto elaboratore (10) comprende mezzi a programma configurati per:
? acquisire dati tridimensionali identificativi di un proiettile/bossolo (50) sparato da un?arma da fuoco,
? visualizzare per mezzo di detto visore (20) a realt? virtuale detto proiettile/bossolo (50) ricostruito all?interno di un ambiente virtuale (30) tridimensionale,
? in cui detti mezzi a programma consentono a detto operatore (100) di replicare in detto ambiente virtuale (30) i propri movimenti al fine di movimentare nello spazio virtuale la ricostruzione tridimensionale di detto proiettile/bossolo (50).
2. Un metodo di analisi balistica secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti dei sensori tattili (40) associati a detto visore (20) a realt? virtuale e indossati da detto operatore (100), in cui detti sensori tattili (40) sono associati a detti mezzi a programma e configurati per interfacciarsi con la ricostruzione tridimensionale della proiettile/bossolo (50) e/o con un pannello di comando (60) visualizzato in detto ambiente virtuale (30) tridimensionale.
3. Un metodo di analisi balistica secondo le rivendicazioni 1-2, in cui pi? operatori (100) possono indossare un rispettivo visore (20) interfacciato all?unit? di elaborazione (10), in modo tale che detti operatori (100) possano visualizzare per mezzo del visore (20) a realt? virtuale il proiettile/bossolo (50) ricostruito all?interno di detto ambiente virtuale tridimensionale (30).
4. Un metodo di analisi balistica secondo le rivendicazioni 1-3, in cui in detto ambiente virtuale (30) tridimensionale sono rappresentati oggetti selezionati tra:
? un pannello di comando (60) avente una pluralit? di tasti, manopole o icone virtuali (65) con le quali l?operatore (100) pu? virtualmente interagire;
? almeno un pannello di visualizzazione (62), in particolare una pluralit? di pannelli di visualizzazione posizionabili nell?ambiante virtuale dimensionale che visualizzano specifiche informazioni o immagini grafiche del proiettile/bossolo (50).
? un piano di lavoro (31) avente una superficie piana che funge da area di supporto per contenere il pannello di comando (60) oltre a detti pannelli di visualizzazione dei dati 3D del proiettile/bossolo (50).
5. Un metodo di analisi balistica secondo la rivendicazione 4, in cui la selezione dei comandi dell?operatore (100) ? supportata mediante un raycasting per rendere pi? precisa la selezione delle azioni e facilitare la portata di pulsanti, tasti e manopole (65).
6. Un metodo di analisi balistica secondo la rivendicazione 4, in cui detto pannello di comando (60) comprende potenziatori di allineamento e discrepanza, che fanno uso di: colori, illuminazione, e un effetto luminoso.
7. Un metodo di analisi balistica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi a programma consentono di visualizzare detto proiettile/bossolo (50) in detto ambiente virtuale (30) in accordo ad una delle seguenti configurazioni:
? una prima configurazione di visualizzazione che definisce almeno un punto di osservazione nell?ambiente virtuale (30);
? una seconda configurazione di visualizzazione che fissa la posizione di detto proiettile/bossolo (50) nell?ambiente virtuale (30);
? una terza configurazione di visualizzazione ingrandita del proiettile/bossolo (50) e/o dell?ambiente virtuale (30);
? una quarta configurazione di visualizzazione ingrandita tridimensionale stereoscopica artificiale;
? una quinta configurazione di visualizzazione interna del proiettile/bossolo (50) tridimensionale;
? una sesta configurazione di visualizzazione che consente di visualizzare oggetti multipli nell?ambiente virtuale (30).
8. Un metodo di analisi balistica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli oggetti presenti nell?ambiente virtuale (30) possono essere movimentati nell?ambiente virtuale (30) stesso mediante i movimenti dell?operatore (100) che sono replicati per mezzo dei sensori tattili (40) indossati da quest?ultimo.
9. Un metodo di analisi balistica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui a seguito della fase di acquisizione ? prevista una fase di settaggio della nuvola di punti e della relativa posizione di profondit? nell?ambiente virtuale (30) impostate in base alle dimensioni e alla forma di uno spazio operativo reale.
10. Un sistema di analisi balistica configurato per implementare detto metodo di analisi secondo le rivendicazioni 1-9.
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2022
- 2022-10-19 WO PCT/IB2022/060034 patent/WO2023079395A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
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| Title |
|---|
| RUSMAN GALINA ET AL: "Development of the Software for Examination of the Crime Scene by Using Virtual Reality, Based on Spherical Panoramic Shot and 3D-Scanning", 2020 GLOBAL SMART INDUSTRY CONFERENCE (GLOSIC), IEEE, 17 November 2020 (2020-11-17), pages 297 - 302, XP033866976, DOI: 10.1109/GLOSIC50886.2020.9267871 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023079395A1 (en) | 2023-05-11 |
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