Range imaging based obstacle detection for virtual environment systems and interactive metaphor based signalization

par Peter Wozniak

Thèse de doctorat en Image et vision

Sous la direction de Nicolas Javahiraly et de Dan Silviu Curticapean.

Soutenue le 27-06-2019

à Strasbourg , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) , en partenariat avec Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) (laboratoire) .

Le président du jury était Christian-Alexander Bunge.

Le jury était composé de Nicolas Javahiraly, Dan Silviu Curticapean, Christian-Alexander Bunge, Erik Zenner, Antonio Capobianco.

Les rapporteurs étaient Christian-Alexander Bunge, Erik Zenner.

mots clés

• Réalité virtuelle
• Notifications
• Métaphore d'interaction
• Évitement des collisions
• Interaction 3D
• Navigation
• Imagerie de distance
• Réalité virtuelle
• Caméras intelligentes
• Perception des objets
• Reconnaissance d'objets (informatique)
• Capteurs (technologie)

Titre traduit

Détection d'obstacles basée sur l'imagerie de distance pour systèmes d'environnement virtuel et signalisation interactive basée sur des métaphores

Résumé

Avec cette génération d'appareils, la réalité virtuelle (RV) s'est réellement installée dans les salons des utilisateurs finaux. Ces appareils disposent de 6 degrés de liberté de suivi, ce qui leur permet de se déplacer naturellement dans les mondes virtuels. Cependant, pour une locomotion naturelle dans le virtuel, il faut un espace libre correspondant dans l'environnement réel. L'espace disponible est souvent limité. Les objets de la vie quotidienne peuvent rapidement devenir des obstacles pour les utilisateurs de RV s'ils ne sont pas éliminés. Les systèmes actuellement disponibles n'offrent qu'une aide rudimentaire pour résoudre ce problème. Il n'y a pas de détection d'objets potentiellement dangereux. Cette thèse montre comment les obstacles peuvent être détectés automatiquement avec des caméras d'imagerie à distance et comment les utilisateurs peuvent être avertis efficacement de leur présence dans l'environnement virtuel. 4 métaphores visuelles ont été évaluées à l'aide d'une étude des utilisateurs.

mots clés

• Virtual reality
• Notifications
• Interaction metaphor
• Collision Avoidance
• 3D Interaction
• Navigation
• Range Imaging

Résumé

With this generation of devices, virtual reality (VR) has actually made it into the living rooms of end-users. These devices feature 6 degrees of freedom tracking, allowing them to move naturally in virtual worlds. However, for a natural locomotion in the virtual, one needs a corresponding free space in the real environment. The available space is often limited. Objects of daily life can quickly become obstacles for VR users if they are not cleared away. The currently available systems offer only rudimentary assistance for this problem. There is no detection of potentially dangerous objects. This thesis shows how obstacles can be detected automatically with range imaging cameras and how users can be effectively warned about them in the virtual environment. 4 visual metaphors were evaluated with the help of a user study.