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Objectifs la localisation de la tête de lutilisateur la localisation (6 degrés de liberté) de la main la mesure du déplacement spatial de lextrémité de.

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2 Objectifs la localisation de la tête de lutilisateur la localisation (6 degrés de liberté) de la main la mesure du déplacement spatial de lextrémité de la main la localisation dune partie du corps, utilisée entre autres, pour la «motion capture» localisation de tout le corps ?

3 Traqueurs mécaniques Traqueurs mécaniques mesurant des distances Traqueurs mécaniques mesurant une orientation Inclinomètre Gyroscope / gyromètre Traqueurs mécaniques mesurant une vitesse ou une accélération

4 Traqueurs mécaniques mesurant des distances liaison mécanique entre lobjet et son environnement Mesure de rotations

5 Traqueurs mécaniques mesurant des distances + précis + très rapide jusquà 300 mesures par seconde + le temps de réponse est très court 2 à 3 ms + prix relativement faible - liberté de mouvement - pas très « hight Tech » => communication

6 Traqueurs mécaniques mesurant une orientation La plus part ne mesure quun degré de liberté Inclinomètre source émettrice : champ gravitationnel de la terre position angulaire avec la verticale Si mouvement : force dues au mouvement + force gravitationnelle Courant : parallélépipéde rempli de liquide visqueux

7 Traqueurs mécaniques mesurant une orientation Gyroscope / gyromètre principe mécanique dun rotor tournant à grande vitesse laxe garde une direction constante Principe de la toupie ou de se pencher dans les virages en 2 roues

8 Traqueurs mécaniques mesurant une orientation gyroscope à suspension de cardan direction constante grâce à une masse (toupie) en rotation La toupie est reliée au niveau de son centre dinertie

9 Traqueurs mécaniques mesurant une accélération mesure dune force provenant de laccélération dune masse mesurée par le faible allongement dun ressort / cristal supportant la masse détectée par principe piézo-électrique, piézorésistif, à jauges de contrainte ou à variation de capacité en boucle fermée, créer une force opposée à la force inertielle, annulant le déplacement de la masse double intégration => grosse erreur de position

10 Traqueurs mécaniques mesurant une accélération

11 Traqueurs électromagnétiques Traqueurs électromagnétiques à champs alternatif Émetteur 3 bobines Propage un champs Récepteur 3 bobines Recueillent des ux magnétiques unité électronique alimentation des trois bobines de lémetteur par des courants alternatifs de fréquence porteuse voisine de 10 KHz ; mesure des courants circulant dans les bobines du récepteur ; calcul des paramètres de localisation en fonction des mesures effectuées ltrage éventuel des mesures pour supprimer les bruits parasites, mais celui-ci augmente le temps de réponse transmission des valeurs calculées à lordinateur en communication avec lappareil.

12 Traqueurs électromagnétiques

13 Traqueurs électromagnétiques à champs alternatif + Peut aller jusque 4 capteurs + Très précis + Très rapide (120 Htz) - nécessite des fils Entrave la liberté de mouvement - ne peut fonctionner à coter de métal ou de matériel magnétique

14 Traqueurs électromagnétiques Le compas Se sert du champs magnétique terrestre effet Hall pour les compas électroniques miniatures déviation de courant dans une plaque métallique très mince dans un champ magnétique normal à son plan avec deux effet hall perpendiculaire, on a le nord Les compas sont souvent utilisés pour compenser les dévires des gyroscopes

15 Traqueurs acoustiques Ou traqueurs à ultra-sons temps de propagation dultrasons dans lair C = 331.(T/273)1/2 [m/s] T, température ambiante, en degrés Kelvin Capteur

16 Traqueurs acoustiques

17 exciter une céramique piézoélectrique à 40 KHz fréquences plus élevées => atténuation de londe fréquences plus basses => résolution moindre Pour 3,3 mètres, le temps de vol est de 10 ms Il faut 3 émetteurs La mesure totale est trois fois plus grande si les mesures de distances sont faites cycliquement !

18 Traqueurs acoustiques + faible coût + peut fonctionner en environnement métallique - inuençables par la température ambiante Étalonnage automatique ? - émission dultrasons très directive limite lespace de mesure.

19 Traqueurs optiques association de sources lumineuses et de capteurs photosensibles ponctuels (phototransistor) Très peu utilisé ou plan (caméra à technologies CCD ou CMOS) Dépend de la sensibilité de la caméra

20 ARToolkit

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23 + vraiment pas cher Du papier + support rigide Souvent utilisé par les projets étudiants à Laval + assez simple à mettre en place - Pas très précis - Dépend des conditions de luminosité - Pas commercialisable

24 Tracking optique sans cible définie Se fait par apprentissage Très lourd à coder Avec deux caméras (triangularisation)

25 Tracking optique sans cible définie + sutilise sans cible Pour de nombreuses cibles Reconnaissance de voiture en RA par exemple - très lourd à programmer - pas très rapide - pas forcément très stable Luminosité Caméra Mais ça progresse

26 Traqueurs optiques à infra rouge ARTrack Advanced Realtime Tracking Le plus utilisé actuellement Au moins 2 caméras infrarouges Constellation de billes réfléchissantes

27 ARTracking

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29 0.4 mm en translation 0.12 degré en rotation fréquence maximale de 60 Hertz volume de travail de quelques mètres cube Intersection dau moins deux caméras Plus il y a de caméra, plus le champs est grand

30 ARTracking + solution « clé en main » + très répandu en industrie Très connu, donc vite réparé + très précis + très rapide - si peu de caméra : perte des capteurs tous les systèmes optiques - très cher

31 OptiTrack Basé sur le même principe quARTracking Plus axé sur la Motion Capture Plus de caméra Une combinaison complète Avec les petites billes réfléchissantes

32 OptiTrack

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34 + moins cher que lARTracking + moins de perte de tracking Plus de caméras + de plus en plus utilisé - précision inférieure

35 Kinect Capteur : Lentilles détectant la couleur et la profondeur Champ de vision : Champ de vision horizontal : 57 degrés Champ de vision vertical : 43 degrés Marge de déplacement du capteur : ± 27 degrés Portée du capteur : 1.2m – 3.5m à partir de 50cm pour la version Kinect for Windows Système de reconnaissance physique : Jusquà 6 personnes et 2 joueurs actifs 20 articulations par squelette

36 Kinect

37 Kinect et Faast Faast Programme dinterfaçage Envoie les données sur un réseaux virtuel Gratuit légal mais non commercialisable

38 Kinect + pas cher du tout + motion capture assez complète + sdk fourni (ou FAAST) - pas précis - bruité - Non commercialisable

39 PSMove Petite dernière en réalité virtuelle On ne sais pas encore énormément sur ses applications en RV

40 Leap motion 3 LED IR 2 caméras IR 300 frames per second of reflected data


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