Research Article

Positioning and identification of markers for 3D tracking

Olivier Magneau^a1, Patrick Bourdot^a1 and Rachid Gherbi^a1

^a1 Action transversale “VENISE”, LIMSI-CNRS, Université Paris XI, BP 133, 91403 Orsay Cedex, France

Abstract

This paper addresses the positioning and identification of markers for 3D tracking within Virtual Reality (VR) applications. Many VR applications need to know the position and the orientation of the body of users in order to make possible intuitive user interactions as stereoscopy calculation, navigation control or gesture dialog. This work is based on infrared capture device that does not need to be physically dependent with tracked objects. During an acquisition, some markers could be occluded by objects or not visible by some cameras. This paper proposes a new solution that finds the position of the occluded markers or at least limits the consequences of oclusion. The aim is to minimise the effects of oclusion by an optimal distribution of the markers on the objects. It also uses a fast and robust markers identification algorithm. The global approach is based on the association of markers distribution with their identification, in order to optimise the number of visible markers.

Résumé

Cet article porte sur le positionnement et l'identification de marqueurs pour le suivi 3D dans des applications de Réalité Virtuelle. Ces applications nécessitent souvent la connaissance de la position et de l'orientation du corps des utilisateurs afin de permettre des interactions utilisateur intuitives comme le calcul adaptatif de la stéréoscopie, la commande de la navigation ou le dialogue gestuel. Ce travail est basé sur un dispositif de capture infrarouge qui n'a pas besoin d'être lié physiquement aux objets à suivre. Lors d'une acquisition, certains marqueurs peuvent être occultés par des objets ou non visibles par les caméras. Cet article propose une nouvelle approche qui détermine la position des marqueurs occultés ou au pire limite les conséquences de ces occultations. Le principe est de minimiser les effets de l'occultation par une distribution optimale des marqueurs sur les objets. L'approche repose également sur un algorithme rapide et robuste d'identification de marqueurs. Le fonctionnement global est basé sur l'association de la distribution de marqueurs et de leur identification, afin d'optimiser le nombre de marqueurs visibles.

(Received June 30 2003)

(Accepted October 20 2003)

(Online publication April 29 2004)

Key Words:

• 3D tracking ;
• marker positioning ;
• marker identification ;
• virtual reality

Correspondence:

^c1 magneau@limsi.fr