Suivi temps-réel d'objets 3D pour la réalité augmentée - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Real time tracking of 3D objects applied to enhanced reality

Suivi temps-réel d'objets 3D pour la réalité augmentée

Lucie Masson
  • Fonction : Auteur

Résumé

This thesis aims at real time tracking of 3D objects, in order to develop augmented reality applications. Augmented reality needs a stable and accurate tracking. Adding that we also want real time video tracking, we had to found compromises between results's precision and speed of treatment. This report contains the description of three tracking algorithms developed during this thesis. They illustrate the progression accomplished by our work during these three years, which is the tracking of increasingly complex objects, first planar objects, then simple 3D objects, and finally complex 3D objects with an unknown model. With the first algorithm we were able to track few textured planar objects. It is an extension of a fast and accurate algorithm that tracks textured plans. We added a contour component to this algorithm to make it track a greater amount of patterns. When this work on planar tracking have been done, we adapted the texture tracking algorithm to 3D objects. Using multiple occurrences of this algorithm distributed on the object's surface to follow, and associating them with an iterative algorithm of pose estimation, we managed to track in real time some simple objects during their translations and rotations up to 360 degrees. This algorithm was limited by the fact that a 3D model of the followed object had to be known. That's why we tried to find an algorithm that would be able, during an off-line learning stage, to generate a statistical model of the object from key-views. Based on the same texture algorithm that the one used in previous algorithms, it doesn't estimate the objects' pose, but characterizes it by a 2D spline deformation.
Ce mémoire de thèse a pour sujet le suivi temps réel d'objets en trois dimensions, dans le but de réaliser des applications de réalité augmentée. En effet la réalité augmentée nécessite des algorithmes de suivi stables et précis. Si l'on désire en plus que le suivi soit effectué en temps réel vidéo, il faut alors trouver des compromis entre précision des résultats et vitesse de traitement. Ce mémoire contient la description des trois algorithmes de suivi développés durant cette thèse. Ils illustrent le cheminement suivi par nos travaux durant ces trois années, c'est-à-dire le suivi d'objets de plus en plus complexes, d'abord planaires, puis simples objets 3D, et enfin objets 3D complexes de modèle 3D inconnu. Le premier algorithme permet de suivre des objets planaires peu texturés. Il s'agit d'une extension d'un algorithme de suivi de plans efficace et rapide, basé sur l'utilisation d'informations de texture, auquel nous avons ajouté une composante de suivi de contour afin de pouvoir l'utiliser sur un ensemble plus vaste de motifs. Une fois ce travail sur le suivi planaire effectué, nous avons adapté l'algorithme de suivi de textures au suivi d'objets en trois dimensions. En utilisant de multiples occurrences de cet algorithme, réparties sur la surface de l'objet à suivre, couplées à un algorithme itératif d'estimation de pose, nous sommes parvenus à suivre en temps réel des objets simples effectuant des translations et des rotations à 360 degrés. Cet algorithme étant limité par le fait qu'il nous faut connaître un modèle 3D de l'objet à suivre, nous avons ensuite cherché à réaliser un algorithme permettant, lors d'une phase d'apprentissage, de générer un modèle statistique de l'objet à partir de vues clefs 2D. Basé sur le même algorithme de suivi de texture que précédemment, cet algorithme ne détermine pas la pose 3D de l'objet suivi mais décrit sa position comme étant la déformation d'une grille 2D.
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Dates et versions

tel-00685727 , version 1 (05-04-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00685727 , version 1

Citer

Lucie Masson. Suivi temps-réel d'objets 3D pour la réalité augmentée. Vision par ordinateur et reconnaissance de formes [cs.CV]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2005. Français. ⟨NNT : 2005CLF21625⟩. ⟨tel-00685727⟩
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