Un sistema automático para la captura, modelización y seguimiento del cuerpo humano en la interacción de entornos virtuales

Resumen

En este trabajo, se presenta un sistema que permita interactuar con el ordenador, crear un nuevo dispositivo de interacción, permitiendo interactuar con el cuerpo. La solución es orientada a tiempo real, aunque la implementación no ha sido optimizada para ello. A continuación se detalla las soluciones adoptadas. El sistema es completamente automático, no requiere ningún tipo de intervención externa por parte del usuario. La inicialización se realiza desde una sola cámara. Se detecta el usuario, se modela en 2D y se construye el modelo 3D. Detección del usuario: Hemos definido una postura de inicialización. El sistema hace uso del color característico de la piel para detectar la presencia del usuario en dicha postura. Modelado 2D: Una vez detectado el usuario se calcula de forma heurística puntos de interés como codos y hombros que permiten modelar el usuario en 2D. El torso se modela con un rectángulo, el resto (antebrazos, manos y cabeza) con elipses. Construcción del modelo 3D: Al hacer uso de una sola cámara en todo este proceso, el modelo 3D que podemos construir es un modelo 3D salvo escala. Para determinar la escala se utiliza la posición del objeto calibrador. Las primitivas 3D son una caja para el torso y elipsoides 3D para el resto. El seguimiento se realiza con un algoritmo de filtro de partículas. Se centra en las partes del cuerpo con las que va a interactuar el usuario: mano derecha, mano izquierda y cabeza. Estas partes se siguen como si fuesen tres objetos independientes. Esta solución reduce el tiempo de computación, mejora los resultados en las partes de interés y permite simular el movimiento del hombro. Para estimar la postura se aplica una restricción biométrica entre el codo y el hombro correspondiente, descartando las soluciones no viables. También se aplican restricciones espaciales: Se comprueba que no haya colisiones entre las mano y la cabeza. Los resultados del sistema son coordenadas 3D como se p