Un Cadre de Suivi Multicorps - Des Objets Rigides aux Structures Cinématiques

Les structures cinématiques sont très courantes dans le monde réel. Elles vont des objets articulés simples aux systèmes mécaniques complexes. Cependant, malgré leur pertinence, la plupart des méthodes de suivi 3D basées sur des modèles ne prennent en compte que les objets rigides. Pour surmonter cette limitation, nous proposons un cadre flexible permettant d'étendre les algorithmes existants à 6 degrés de liberté (6DoF) aux structures cinématiques. Notre approche se concentre sur les méthodes utilisant des techniques d'optimisation de type Newton, largement employées dans le suivi d'objets. Ce cadre considère à la fois les structures cinématiques arborescentes et fermées, et permet une configuration flexible des articulations et des contraintes. Pour projeter les équations des corps rigides individuels vers un système multicorps, nous utilisons des jacobiens. Dans le cas des chaînes cinématiques fermées, une nouvelle formulation mettant en jeu des multiplicateurs de Lagrange est développée. Dans une démonstration mathématique détaillée, nous montrons que notre formulation de contraintes conduit à une solution cinématique exacte et converge en une seule itération. Sur la base du cadre proposé, nous étendons l'algorithme ICG, qui est une méthode de suivi d'objets rigides d'avant-garde, au suivi multicorps. Pour l'évaluation, nous créons un ensemble de données synthétiques hautement réaliste comprenant un grand nombre de séquences et divers robots. À partir de cet ensemble de données, nous menons une vaste gamme d'expériences qui démontrent les performances excellentes du cadre développé et de notre traceur multicorps.