Aparato y método de análisis de superficie.

Un método de identificación de las características de un objeto de marcado que comprende las etapas de:

proporcionar un artículo marcado (105) que tiene una superficie que tiene marcas provocadas por una superficie de marcado del objeto de marcado, en donde el objeto de marcado es un arma de fuego; en donde la superficie de marcado comprende uno seleccionado de entre un pasador de disparo, un pasador de expulsión, una cara de la culata, una recámara y la pared interior del cañón del arma de fuego y el objeto marcado comprende uno seleccionado de entre un casquillo o porción de este, una réplica de un casquillo o porción de este, una bala, una porción de una bala y una réplica de una superficie de una bala o porción de esta;

caracterizado por:

obtener un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de una topología de superficie en 3D del artículo marcado (105) por medio de un sensor;

extraer a partir del conjunto de datos por medio de un análisis de segmentación de superficie los datos indicativos de una clase del objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos, en donde el análisis de segmentación de superficie comprende dividir una región de la superficie en regiones que consisten en colinas y regiones que consisten en valles;

extraer a partir del conjunto de datos por medio de una operación de filtrado de onda pequeña de superficie realizada sobre una característica de la señal unidimensional del objeto de marcado del artículo marcado, dicha característica de la señal unidimensional obtenida mediante la proyección de dicha superficie a lo largo de la dirección de un giro de estrías, un perfil de rasgo que representa los datos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado y que almacena dichos datos en la base de datos.

Descripción Aparato y método de análisis de superficie La presente invención se refiere a un aparato para analizar superficies y a un método de análisis de superficie. En particular pero no exclusivamente la invención se refiere un aparato y un método para identificar las características de las armas de fuego y las municiones asociadas que incluyen cartuchos y balas.

Antecedentes La identificación de un arma de fuego usada para disparar una bala u otro proyectil encontrado en la escena de un crimen es frecuentemente crítica para resolver un crimen. Los investigadores forense buscan recuperar balas, porciones de balas, y casquillos de la escena del crimen con el propósito de intentar identificar el arma de fuego responsable de disparar la bala. Por ejemplo, los investigadores pueden buscar determinar si el arma de fuego es o no una asociada con otro crimen que ellos han investigado. Esta determinación se realiza mediante la comparación de porciones de las superficies de los proyectiles recuperados de diferentes escenas del crimen entre sí.

En el caso de que un arma de fuego se recupera de una escena del crimen o un sospechoso, los investigadores típicamente realizan un disparo controlado de una bala desde el arma de fuego, recuperan la bala disparada, y analizan la bala. Las características de la bala pueden compararse después con esas de los proyectiles recuperados de una o más escenas del crimen con el propósito de determinar si esa arma de fuego en particular puede haberse usado en una escena del crimen.

La identificación de armas de fuego tiene que ver con dos tipos de características de un arma de fuego: las características de la 'clase' del arma de fuego y las características del arma de fuego 'individual'. Las características de la clase del arma de fuego incluyen las características tales como el número de estrías de un arma de fuego y son características asociadas con una clase particular de arma de fuego, usualmente limitada a un grupo particular de fabricantes de armas de fuego.

Las armas de fuego y las porciones de los proyectiles recuperados de las escenas del crimen pueden clasificarse de acuerdo con la clase del arma de fuego desde la cual fueron disparados. En la identificación del arma de fuego, una vez que se ha identificado la clase de un arma de fuego o la clase de arma de fuego desde la cual se ha disparado un proyectil, un investigador puede estrechar el alcance de la búsqueda de una base de datos de armas de fuego con el propósito de buscar solamente armas de fuego o proyectiles correspondientes a una clase en particular.

Cuando se dispara una bala desde un arma de fuego, pueden formarse marcas sobre la bala indicativas de una estructura y configuración del arma de fuego, que permite determinar la clase de arma de fuego que disparó la bala. Las marcas asociadas con una clase en particular de arma de fuego se referencian como marcas características de la clase o 'características de la clase'. Las marcas características de la clase incluyen las marcas de estrías debido al contacto entre la bala y las formaciones de estrías sobre una pared interior del cañón del arma de fuego, o las marcas del pasador de disparo debido al contacto entre un pasador de disparo del arma de fuego y el casquillo. Las marcas que se hacen por un pasador de expulsión sobre un cartucho son otro ejemplo de una marca característica de la clase. Las marcas que se forman además típicamente sobre una bala son características de un ejemplo individual del arma de fuego. Tales marcas se asocian generalmente con la fabricación y la historia del uso del ejemplo particular. Las características individuales incluyen marcas en la forma de estriaciones superpuestas sobre las marcas de estrías. Las marcas de estrías debido al terreno y las ranuras definidas sobre la superficie interior del cañón forman las 'áreas de terreno grabadas' (LEA) y las 'áreas de ranuras grabadas' (GEA) correspondientes sobre la superficie de la bala. Se debe entender que las GEA son impresiones levantadas sobre la bala con relación a las LEA, las cuales están en la forma de impresiones ranuradas sobre la bala.

Las estriaciones se superponen típicamente sobre las regiones GEA.

Por ejemplo, una clase en particular de arma de fuego puede proporcionarse con una formación de estrías helicoidales que tiene un conjunto de parámetros dados tal como el número de estrías (es decir, el número y dirección de giro de las vueltas de la formación de estrías helicoidales) , el ángulo de giro de las vueltas (que es el ángulo de las vueltas con respecto a un plano circunferencial del cañón) y la amplitud de la formación de estrías (correspondiente a una diferencia de altura de superficie entre un pico de una impresión del terreno y una depresión de una impresión de ranura adyacente) .

El tamaño del cañón del arma de fuego puede impartir además marcas características de la clase de arma de fuego.

La Fig. 1 es un diagrama esquemático que muestra (a) una vista lateral y (b) una vista en sección transversal de una bala 1 que se ha disparado desde un arma de fuego. El diagrama muestra la presencia de 'terrenos' 3 en forma de marcas generalmente helicoidales sobre la superficie de la bala. Las marcas de cono 7 forzadas pueden verse además

sobre la superficie de la bala. A partir de la Fig. 1 (b) puede verse que la bala no tiene forma de un cilindro perfecto. Más bien la bala es en forma de un cilindro deformado.

Se debe entender que los terrenos 3 sobre la superficie de la bala se forman por ranuras en el cañón del arma de fuego 5 desde la cual se disparó la bala. Los terrenos 3 sobre la superficie de la bala pueden referenciarse como las 'áreas de ranuras grabadas' 3 de la superficie de la bala ya que ellas se graban por las ranuras en el cañón del arma de fuego.

Un ejemplo de los datos de imagen en 3D que muestra la presencia de los 'terrenos' 3 sobre una superficie de la bala se muestra en la Fig. 2. La imagen se obtuvo mediante el uso de un instrumento de medición de rugosidad de aguja de contacto modificada. La escala de la medición se muestra en la imagen.

Como se discutió anteriormente, las características individuales son esas marcas que incluyen estriaciones y otras imperfecciones las cuales hacen única a una bala disparada particular y sirven como la base para una identificación concluyente de un arma de fuego particular como correspondiente a una bala dada u otro proyectil que se ha disparado.

Con referencia a la Fig. 1 puede verse que las estriaciones 5 están presentes dentro de las áreas de ranuras grabadas 3 sobre la superficie de la bala. Las estriaciones y otras marcas únicas que identifican una bala como que se ha disparado desde un cañón de un arma de fuego particular se localizan usualmente en las áreas de ranuras grabadas de la bala.

Un ejemplo de las estriaciones impartidas por un arma de fuego particular a una bala disparada desde esa arma de 20 fuego se muestra en la Fig. 3. Cada lado de la imagen corresponde a una distancia de 3 mm.

Se debe entender que, adicionalmente a las estriaciones, las variaciones en los valores actuales de los parámetros característicos de una clase dada de armas de fuego tales como el ángulo de giro y la amplitud de las formaciones de estrías pueden ser evidentes entre ejemplos individuales de armas de fuego lo cual puede ser útil en la identificación de ejemplos individuales de un arma de fuego dada.

Se conoce para analizar la evidencia balística obtenida a partir de la escena de un crimen mediante el uso de ambas técnicas de microscopía en 2D (tales como microscopios de luz y microscopios electrónicos) y las mediciones de topografía de superficie en 3D.

El análisis de la topografía de superficie mediante el uso de los datos topográficos en 3D tiene la ventaja de que puede obtenerse la información de altura de superficie cuantitativa, que permite la comparación cuantitativa de los datos tales como las dimensiones de las GEA y las estriaciones obtenidas a partir de diferentes piezas de evidencia balística.

En algunos sistemas, la información de topografía de superficie en 3D se obtiene por medio de un microscopio confocal que puede escanearse sobre la superficie de una muestra. En el caso de una muestra tal como una bala que tiene una superficie cilíndrica, la superficie cilíndrica se analiza mediante la rotación de la superficie en yuxtaposición con el microscopio confocal.

Tales sistemas tienen un número de desventajas. Por ejemplo, mientras que los microscopios confocales son capaces de obtener imágenes con una resolución del orden de un nanómetro o menos, los errores debido a la dispersión de luz desde las superficies oblicuas o... [Seguir leyendo]

1. Un método de identificación de las características de un objeto de marcado que comprende las etapas de:

proporcionar un artículo marcado (105) que tiene una superficie que tiene marcas provocadas por una superficie de marcado del objeto de marcado, en donde el objeto de marcado es un arma de fuego; en donde la superficie de marcado comprende uno seleccionado de entre un pasador de disparo, un pasador de expulsión, una cara de la culata, una recámara y la pared interior del cañón del arma de fuego y el objeto marcado comprende uno seleccionado de entre un casquillo o porción de este, una réplica de un casquillo o porción de este, una bala, una porción de una bala y una réplica de una superficie de una bala o porción de esta; caracterizado por: obtener un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de una topología de superficie en 3D del artículo marcado (105) por medio de un sensor; extraer a partir del conjunto de datos por medio de un análisis de segmentación de superficie los datos indicativos de una clase del objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos, en donde el análisis de segmentación de superficie comprende dividir una región de la superficie en regiones que consisten en colinas y regiones que consisten en valles; extraer a partir del conjunto de datos por medio de una operación de filtrado de onda pequeña de superficie realizada sobre una característica de la señal unidimensional del objeto de marcado del artículo marcado, dicha característica de la señal unidimensional obtenida mediante la proyección de dicha superficie a lo largo de la dirección de un giro de estrías, un perfil de rasgo que representa los datos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado y que almacena dichos datos en la base de datos.

2. Un método como se reivindica en la reivindicación 1 que comprende además la etapa de proporcionar en la base de datos los datos obtenidos a partir de una pluralidad de artículos marcados (105) cada artículo marcado (105) que es un artículo marcado por un objeto de marcado, los datos que comprenden datos indicativos de una clase del objeto de marcado responsable por provocar las marcas sobre cada artículo marcado (105) , los datos que comprenden además datos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado responsable por marcar cada artículo marcado (105) .

3. Un método como se reivindica en la reivindicación 2 que comprende además la etapa de identificar en la base de datos un primer conjunto de uno o más artículos marcados (105) que tienen marcas muy probablemente provocadas por el objeto de marcado basado en los datos extraídos indicativos de la clase del objeto de marcado responsable por marcar el artículo marcado (105) .

4. Un método como se reivindica en la reivindicación 3 que comprende además la etapa de identificar en la base de datos un segundo conjunto de uno o más artículos marcados (105) que tienen las características individuales que indican que el artículo marcado (105) se marcó muy probablemente por el objeto de marcado basado en los datos extraídos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado.

5. Un método como se reivindica en la reivindicación 4 en donde la etapa de identificar en la base de datos un segundo conjunto de uno o más artículos marcados (105) comprende la etapa de identificar el segundo conjunto a partir del primer conjunto de uno o más artículos marcados (105) .

6. Un método como se reivindica en cualquier reivindicación anterior que comprende además la etapa de:

proporciona un espécimen, objeto de marcado; obtener un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de una superficie del espécimen, objeto de marcado; extraer a partir del conjunto de datos por medio de un análisis de segmentación de superficie los datos indicativos de una clase del espécimen, objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos; extraer a partir del conjunto de datos por medio de una operación de filtrado de onda pequeña de superficie los datos correspondientes a una o más características individuales del espécimen, objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos.

7. Un método como se reivindica en la reivindicación 6 que comprende además la etapa de proporcionar en la base de datos los datos obtenidos a partir de una pluralidad de objetos de marcado, los datos que comprenden datos indicativos de una clase de cada objeto de marcado extraídos a partir de un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de la superficie del objeto de marcado por medio del análisis de segmentación de superficie y los datos correspondientes a una o más características individuales de cada

objeto de marcado extraídos a partir de un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de la superficie del objeto de marcado por medio de la operación de filtrado de onda pequeña de superficie.

8. Aparato para identificar las características de un objeto de marcado, el aparato que se caracteriza por configurarse para:

obtener un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de una topología de superficie en 3D de un artículo marcado (105) por medio de un sensor, en donde el objeto de marcado es un arma de fuego; en donde la superficie de marcado comprende uno seleccionado de entre un pasador de disparo, un pasador de expulsión, una cara de la culata, una recámara y la pared interior del cañón del arma de fuego y el objeto marcado comprende uno seleccionado de entre un casquillo o porción de este, una réplica de un casquillo o porción de este, una bala, una porción de una bala y una réplica de una superficie de una bala o porción de esta; extraer a partir del conjunto de datos por medio de un análisis de segmentación de superficie los datos indicativos de una clase del objeto de marcado y almacenar dichos datos en una base de datos, en donde el análisis de segmentación de superficie comprende dividir una región de la superficie en regiones que consisten en colinas y regiones que consisten en valles; extraer a partir del conjunto de datos por medio de una operación de filtrado de onda pequeña de superficie los datos realizados sobre una característica de la señal unidimensional del objeto de marcado del artículo marcado, dicha característica de la señal unidimensional obtenida mediante la proyección de dicha superficie a lo largo de la dirección de un giro de estrías, un perfil de rasgo que representa los datos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos.

9. Aparato como se reivindica en la reivindicación 8 en donde la base de datos comprende los datos obtenidos a partir de una pluralidad de artículos marcados (105) cada artículo marcado (105) que es un artículo marcado por un objeto de marcado, los datos que comprenden datos indicativos de una clase del objeto de marcado responsable por provocar las marcas sobre cada artículo marcado (105) , los datos que comprenden además datos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado responsable por marcar cada artículo marcado (105) .

10. Aparato como se reivindica en la reivindicación 9 configurado además para identificar en la base de datos un primer conjunto de uno o más artículos marcados (105) que tienen marcas muy probablemente provocadas por el objeto de marcado basado en los datos extraídos indicativos de la clase del objeto de marcado responsable por marcar el artículo marcado (105) .

11. Aparato y método como se reivindica en la reivindicación 10 configurado además para identificar en la base de datos un segundo conjunto de uno o más artículos marcados (105) que tienen las características individuales que indican que el artículo marcado (105) se marcó muy probablemente por el objeto de marcado basado en los datos extraídos correspondientes a una o más características individuales del objeto de marcado.

12. Aparato como se reivindica en la reivindicación 11 configurado para identificar en la base de datos un segundo conjunto de uno o más artículos marcados (105) mediante la identificación del segundo conjunto a partir del primer conjunto de uno o más artículos marcados (105) .

13. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 8 a la 12 que se arregla además para:

obtener un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de una superficie de un espécimen, objeto de marcado; extraer a partir del conjunto de datos por medio de un análisis de segmentación de superficie los datos indicativos de una clase del espécimen, objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos; extraer a partir del conjunto de datos por medio de una operación de filtrado de onda pequeña de superficie los datos correspondientes a una o más características individuales del espécimen, objeto de marcado y almacenar dichos datos en la base de datos.

14. Aparato como se reivindica en la reivindicación 13 arreglado para proporcionar en la base de datos los datos obtenidos a partir de una pluralidad de objetos de marcado, los datos que comprenden datos indicativos de una clase de cada objeto de marcado extraídos a partir de un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de la superficie del objeto de marcado por medio del análisis de segmentación de superficie y los datos correspondientes a una o más características individuales de cada objeto de marcado extraídos a partir de un conjunto de datos en 3D correspondientes a un modelo virtual en 3D de la superficie del objeto de marcado por medio de la operación de filtrado de onda pequeña de superficie.

15. Aparato como se reivindica en la reivindicación 13 o la reivindicación 14 arreglado para identificar en la base de datos un tercer conjunto de uno o más artículos marcados (105) que tienen las características individuales que pueden haberse creado por el espécimen, objeto de marcado.