LACM UFR STAPS Reims Motion Capture

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Plan I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Laboratoire d’Analyse des Contraintes Mécaniques Laboratoire de l’UFR STAPS de Reims sur le campus de la faculté des sciences Thèmes de recherche : Médical : Création d’orthèse pour Hémiplégique Sportif : Amélioration des performances des athlètes En possession d’une plateforme d’acquisition de mouvement depuis septembre 2005 I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage La Motion Capture I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Définition : Méthode pour capter les mouvements d'un élément réel afin de les renvoyer dans un univers virtuel. Par définition : Utilisation journalière d’appareil de motion capture par la plupart des gens. 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Un seul ordinateur 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Un seul ordinateur Dell Dimension 9100 Windows XP sp2 Pentium ® D CPU 3,20Ghz 1 Go de RAM Deux radéon x600 Disque dur de 250 Go Les caméras et la plateforme de force sont reliées à des périphériques reliés à l’ordinateur. 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Matériel de la société Vicon 6 caméras MX3 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Matériel de la société Vicon 6 caméras MX3 Caméras infrarouges, reconnues par des adresses IP Poids : 2,1 kg Résolution : 659x493 Lancent des rayons infrarouges réfléchis par les capteurs La caméra IR permet d'obtenir des images en une multitude de niveaux de gris (généralement 256). Les marqueurs renvoient les rayons infrarouges émis par la caméra. 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Une plateforme de force 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Une plateforme de force Fonctionne comme une balance Sa position est repérée et initialisée par les caméras pendant le calibrage Cycle de marche 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Matériel I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Prix : Caméra = 15000 € Marqueur = 10 € Prix total de la plateforme = 150 000 € 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Préparation Placement des caméras  Chaque marqueurs doit être tout le temps vu par deux caméras. Mesure du sujet  Sa taille, la longueur de ses membres, la largeur du genou etc. I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Préparation Calibration Permet aux caméras de se repérer entre elles, et de connaître la position de la plateforme de force I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Préparation Installation des marqueurs Positionnés sur les centres articulaires I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Préparation Installation des marqueurs I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Préparation Labellisation des marqueurs On nomme chaque marqueurs un par un avec une liste de noms déjà prédéfinie Les segments de membres sont créés à l’aide d’un fichier texte qui regroupe toutes les connexions entre les marqueurs I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Préparation I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Enregistrement Enregistrement simultané de toutes les caméras permettant d’avoir un rendu en 3 Dimensions. Principe de la stéréophotographie : connaissance de la position relative des 2 caméras + Image de l’objet ponctuel sur les 2 caméras = position du point dans l’espace I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Enregistrement Durée totale d’une préparation : Installation du matériel : 30 minutes Positionnement, réglage, calibrage des caméras : 30 minutes à 1h30 Positionnement des marqueurs : 30 minutes Labellisation des marqueurs : 5 minutes Mesure de l’individu : 10 minutes Temps d’enregistrement : aléatoire Total : environ 3h I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Traitement des données C3D Les Fichiers C3D Structure (rappel) : I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion Entête : Données environnementales Tableau : Variation des coordonnées en 3 Dimensions des marqueurs 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Traitement des données C3D Les Fichiers C3D Nombre moyen de colonnes : 400 Nombre moyen de lignes : 60s x 200Hz = 12000 lignes Feuille Excel : 256 colonnes x 56536 lignes I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Traitement des données C3D Problèmes : Exports de courbes manuels Difficultés à confronter les courbes de plusieurs enregistrements. Aucune synchronisation des enregistrements possibles. I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Traitement des données C3D Travaux : Export automatique des courbes sous Excel à l’aide d’une interface de sélection Export automatique des courbes d’un même marqueur mais de fichiers C3D différents. Application d’une valeur de seuil sélectionnée à l’aide d’une interface à chaque courbe. Difficultés : Apprentissage du 3DVL I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage

Boillet Matthieu Soutenance de Stage Conclusion I Introduction I-1 Le LACM II Motion Capture II-1 Matériels de Reims II-2 Préparation II-3 Enregistrement III Traitement des données C3D III-1 Fichiers C3D III-2 Traitement IV Conclusion 31/03/2017 Boillet Matthieu Soutenance de Stage