Tracking et capture du mouvement

Présentation au sujet: "Tracking et capture du mouvement"— Transcription de la présentation:

1 Tracking et capture du mouvement

2 ? Objectifs la localisation de la tête de l’utilisateur
la localisation (6 degrés de liberté) de la main la mesure du déplacement spatial de l’extrémité de la main la localisation d’une 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 l’objet et son environnement Mesure de rotations

5 Traqueurs mécaniques mesurant des distances
+ précis + très rapide jusqu’à 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 qu’un 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 d’un rotor tournant à grande vitesse l’axe 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 d’inertie

9 Traqueurs mécaniques mesurant une accélération
mesure d’une force provenant de l’accélération d’une masse mesurée par le faible allongement d’un 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 Recueillent des flux magnétiques unité électronique alimentation des trois bobines de l’émetteur 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 filtrage éventuel des mesures pour supprimer les bruits parasites, mais celui-ci augmente le temps de réponse transmission des valeurs calculées à l’ordinateur en communication avec l’appareil.

12 Traqueurs électromagnétiques

13 Traqueurs électromagnétiques
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 d’ultrasons dans l’air C = 331.(T/273)1/2 [m/s] T, température ambiante, en degrés Kelvin La vitesse est aussi fonction de l’humidité de l’air. 2 mètres environ à 80 KHz fréquences plus basses pour lesquelles la longueur d’onde λ (λ=C/f) est trop grande, d’où aussi la résolution qui est égale à λ Capteur Capteur Capteur

16 Traqueurs acoustiques

17 Traqueurs acoustiques
exciter une céramique piézoélectrique à 40 KHz fréquences plus élevées => atténuation de l’onde 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 - influençables par la température ambiante Étalonnage automatique ? - émission d’ultrasons très directive limite l’espace 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

21 ARToolkit

22 ARToolkit

23 ARToolkit + vraiment pas cher + assez simple à mettre en place
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
+ s’utilise 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

28 ARTracking

29 ARTracking 0.4 mm en translation 0.12 degré en rotation
fréquence maximale de 60 Hertz volume de travail de quelques mètres cube Intersection d’au 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 qu’ARTracking
Plus axé sur la Motion Capture Plus de caméra Une combinaison complète Avec les petites billes réfléchissantes

32 OptiTrack

33 OptiTrack

34 OptiTrack + moins cher que l’ARTracking + moins de perte de tracking
Plus de caméras + de plus en plus utilisé - précision inférieure

35 Kinect Capteur : Champ de vision :
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 : Jusqu’à 6 personnes et 2 joueurs actifs 20 articulations par squelette

36 Kinect

37 Kinect et Faast Faast Programme d’interfaçage
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