FR3043295A1 - SPACE ENHANCED REALITY DEVICE FOR OFFICE ENVIRONMENT - Google Patents

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FR3043295A1
FR3043295A1 FR1502330A FR1502330A FR3043295A1 FR 3043295 A1 FR3043295 A1 FR 3043295A1 FR 1502330 A FR1502330 A FR 1502330A FR 1502330 A FR1502330 A FR 1502330A FR 3043295 A1 FR3043295 A1 FR 3043295A1
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Florence Christine Elisabeth Maliar
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Abstract

L'invention concerne un système embarqué de réalité augmentée spatiale ergonomique pour un environnement de bureau. Le dispositif comprend une première caméra (103), qui couplée à un picoprojecteur (101) forme un système stéréo configuré pour capturer la géométrie de l'environnement dans une première phase. Dans une deuxième phase, une deuxième caméra (104), de type grand angle, permet d'obtenir la position du visage de l'utilisateur. Les systèmes de caméra et le picoprojecteur sont attachés à un support (105) constitué de portions et d'articulations, dont la modélisation du mécanisme permet d'en établir la calibration. La calibration étant connue, le picoprojecteur peut ajuster l'image de projection en fonction de la position de l'utilisateur et de la géométrie capturée, de façon à enrichir l'environnement de l'utilisateur et à lui donner une sensation d'hologramme. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'industrie du jeu vidéo.The present invention relates to an ergonomic spatial augmented reality embedded system for an office environment. The device includes a first camera (103), which coupled to a pico projector (101) forms a stereo system configured to capture the geometry of the environment in a first phase. In a second phase, a second camera (104), of wide angle type, provides the position of the face of the user. The camera systems and the picoprojecteur are attached to a support (105) consisting of portions and joints, the modeling of the mechanism allows to establish the calibration. Since the calibration is known, the pico projector can adjust the projection image according to the position of the user and the captured geometry, so as to enrich the user's environment and give him a hologram feel. The device according to the invention is particularly intended for the video game industry.

Description

La présente invention concerne les systèmes de projecteur/caméra qui permettent d’enrichir l’environnement réel de l’utilisateur en y projetant directement des informations numériques grâce à un vidéo projecteur. Ce type de système permet d’augmenter l’environnement de l’utilisateur sans l’encombrer par un dispositif qu’il porte sur lui, comme il pourrait l’être en recourant aux systèmes de réalité augmentée qui reposent sur des lunettes ou des tablettes.The present invention relates to projector / camera systems that enrich the real environment of the user by directly projecting digital information through a video projector. This type of system makes it possible to increase the environment of the user without encumbering him with a device that he carries on him, as it could be by resorting to augmented reality systems that rely on glasses or tablets. .

Il est connu de l’état de la technique un dispositif ayant fait l’objet d’une demande de brevet WO 2011106201 A2. Ce dispositif est un système de réalité augmentée spatiale comprenant une pluralité de caméras, caméras de profondeur et vidéo projecteurs. Le système comprend une méthode de calibration de cette multitude d’appareils. Ce dispositif a pour principal inconvénient d’être adapté uniquement aux environnements à l’échelle d’une salle, et de ne pas être ergonomique pour les environnements à l’échelle d’un bureau. En effet ce dispositif n’est pas embarqué et repose sur un procédé de calibration de multitude d’appareils.It is known from the state of the art a device which has been the subject of a patent application WO 2011106201 A2. This device is a spatial augmented reality system comprising a plurality of cameras, depth cameras and video projectors. The system includes a method of calibrating this multitude of devices. The main disadvantage of this device is that it is suitable only for room-scale environments, and not ergonomic for office-scale environments. Indeed this device is not embedded and relies on a method of calibration of a multitude of devices.

Il est connu de l’état de la technique un dispositif ayant fait l’objet d’une demande de brevet WO 2012112401 A2. Ce dispositif est un système de réalité augmentée spatiale comprenant une caméra de profondeur, une caméra vidéo et un vidéo projecteur. Le système utilise la caméra de profondeur pour obtenir une vision tridimensionnelle de l’environnement et la caméra vidéo pour en obtenir les couleurs. Le vidéo projecteur permet ensuite la projection de l’image adaptée à une surface définie en fonction de sa géométrie et de sa position dans l’espace. Ce dispositif a pour principal inconvénient de ne pas être ergonomique pour les environnements à l’échelle d’un bureau. En effet ce dispositif n’est pas embarqué et requiert au moins une caméra de profondeur.It is known from the state of the art a device which has been the subject of a patent application WO 2012112401 A2. This device is a spatial augmented reality system comprising a depth camera, a video camera and a video projector. The system uses the depth camera to obtain a three-dimensional view of the environment and the video camera to obtain the colors. The video projector then allows the projection of the image adapted to a defined surface according to its geometry and its position in space. This device has the main disadvantage of not being ergonomic for office-scale environments. Indeed this device is not embedded and requires at least one depth camera.

Il est connu de l’état de la technique un dispositif ayant fait l’objet d'une publication à la conférence SIGCHI conférence on human factors in computing Systems en mai 2012, écrite par H. Benko, R. Jota, A. Wilson, et intitulée : « MirageTable: freehand interaction on a projected augmented reality tabletop ». Ce dispositif est un système de réalité augmentée spatiale qui projette des informations numériques sur une table incurvée grâce à un vidéo projecteur. Le visage de l’utilisateur est suivi grâce à une caméra de profondeur, l’environnement de l’utilisateur sur la table incurvée est capturé, et l’image projetée est ajustée en accord avec la position de l’utilisateur et avec l’environnement capturé. Ce dispositif a pour principal inconvénient de ne pas être un système embarqué et de requérir au moins une caméra de profondeur.It is known from the state of the art a device that was the subject of a publication at the conference SIGCHI conference on human factors in computing systems in May 2012, written by H. Benko, R. Jota, A. Wilson, and entitled: "MirageTable: freehand interaction on a projected augmented reality tabletop". This device is a space augmented reality system that projects digital information onto a curved table through a video projector. The user's face is tracked through a depth camera, the user's environment on the curved table is captured, and the projected image is adjusted in accordance with the user's position and environment capture. This device has the main disadvantage of not being an embedded system and require at least one depth camera.

Il est connu de l’état de la technique un dispositif ayant fait l'objet d’une demande de brevet US 20130033484 A1. Ce dispositif fait référence à un système comprenant un picoprojecteur et un système de caméra configuré pour recevoir des informations spatiales d’une surface. Le système est configuré pour adapter l’image projetée par le vidéo projecteur à l'orientation spatiale de la surface de sorte à permettre une conservation des proportions de l’image relativement à la surface. Ce dispositif a pour principal inconvénient de ne pas Intégrer les informations sur la position du visage de l’utilisateur et ne peut donc pas projeter du contenu 3d virtuel dans l’environnement réel pour être adapté au point de vue de l'utilisateur. Ce dispositif est destiné à enrichir des documents papiers, et ne peut pas enrichir du contenu virtuel 3d par rapport au regard de l’utilisateur de sorte à lui donner la sensation d’observer un hologramme.It is known from the state of the art a device which has been the subject of a patent application US 20130033484 A1. This device refers to a system comprising a pico projector and a camera system configured to receive spatial information from a surface. The system is configured to adapt the image projected by the video projector to the spatial orientation of the surface so as to allow preservation of the proportions of the image relative to the surface. This device has the main disadvantage of not integrating the information on the position of the face of the user and therefore can not project virtual 3D content in the real environment to be adapted to the point of view of the user. This device is intended to enrich paper documents, and can not enrich virtual content 3d compared to the user's view so as to give him the sensation of observing a hologram.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients, et propose un dispositif de réalité augmentée spatiale ergonomique pour un environnement de bureau. Le dispositif comprend un premier système de caméra configuré pour capturer la géométrie de l’environnement; un second système de caméra configuré pour assurer le suivi de la position du visage de l’utilisateur dans l’espace; un picoprojecteur configuré pour projeter une image dans l’environnement de l’utilisateur; un support au picoprojecteur et aux systèmes de caméra, constitué d’un ensemble de portions et d’articulations; et une unité informatique configurée pour gérer l’ensemble du système. La modélisation du mécanisme des différentes portions et articulations du support permet d’établir une calibration du premier système de caméra avec le second système de caméra et le picoprojecteur. Ce dispositif est en effet ergonomique pour un environnement de bureau dans la mesure où il répond à des critères de taille et d’encombrement minimaux pour ce type d’environnement. Les articulations permettent au dispositif de se plier et de se déployer. Le dispositif est de plus un système embarqué avec sa propre batterie, et est connecté par une connexion sans fil à une unité informatique.The present invention aims to overcome these disadvantages, and proposes an ergonomic spatial augmented reality device for an office environment. The device includes a first camera system configured to capture the geometry of the environment; a second camera system configured to track the position of the user's face in the space; a pico projector configured to project an image into the user's environment; a support for the picoprojector and the camera systems, consisting of a set of portions and joints; and a computer unit configured to manage the entire system. The modeling of the mechanism of the different portions and joints of the support makes it possible to establish a calibration of the first camera system with the second camera system and the pico projector. This device is indeed ergonomic for an office environment to the extent that it meets the criteria of size and minimal space for this type of environment. The joints allow the device to bend and unfold. The device is moreover an embedded system with its own battery, and is connected by a wireless connection to a computer unit.

Ce dispositif est ergonomique pour un environnement de bureau dans la mesure où il répond à des critères fonctionnels pour ce type d’environnement. Le second système de caméra est constitué d’au moins une caméra grand angle, permettant de suivre la position du visage de l’utilisateur dans l’espace avec un grand champ de vision. Il est de plus proche de la zone de projection, ce qui permet ainsi à l’utilisateur qui regarde la zone de projection de faire face au second système de caméra et de faciliter les méthodes de suivi du visage de l’utilisateur par l’image.This device is ergonomic for an office environment in that it meets functional criteria for this type of environment. The second camera system consists of at least one wide-angle camera, allowing the user's face position to be tracked in space with a large field of view. It is closer to the projection area, thus allowing the user looking at the projection area to face the second camera system and to facilitate the user's image tracking methods. .

Ce dispositif est ergonomique pour un environnement de bureau dans la mesure où il repose sur une solution optimale de reconstruction de l’environnement. En effet, le picoprojecteur est utilisé à la fois pour capturer la géométrie de l’environnement de l’utilisateur, et à la fois pour ajouter du contenu virtuel dans l’environnement réel de l’utilisateur.This device is ergonomic for an office environment as it relies on an optimal solution for rebuilding the environment. Indeed, the picojet is used both to capture the geometry of the user's environment, and both to add virtual content to the user's actual environment.

Le dessins annexés illustrent l’invention ;The accompanying drawings illustrate the invention;

La figure 1 représente le dispositif de l’invention.Figure 1 shows the device of the invention.

La figure 2 illustre une mise en situation de l’invention en environnement de bureau.Figure 2 illustrates a scenario of the invention in office environment.

En référence à ces dessins, la description du système est organisée en trois temps dans les prochains paragraphes. Dans une première section, le principe de fonctionnement général de l’invention ainsi que ses caractéristiques sont énoncés. Dans une deuxième section, une solution matérielle de l’invention est détaillée. Enfin dans une troisième section est expliquée une solution logicielle permettant d’obtenir toutes les caractéristiques énoncées de l'invention.With reference to these drawings, the description of the system is organized in three stages in the following paragraphs. In a first section, the general operating principle of the invention as well as its characteristics are stated. In a second section, a hardware solution of the invention is detailed. Finally in a third section is explained a software solution to obtain all the features of the invention.

La figure 1 illustre un système de projection de contenu virtuel interactif sur une surface. Le système scanne la surface de projection grâce à un système de caméra dans une première phase. Le système peut capturer toute surface, quelque soit sa complexité. Dans une seconde phase, un deuxième système de caméra assure le suivi de la position du visage de l’utilisateur dans l’espace. Un picoprojecteur projette alors en parallèle du contenu virtuel en accord avec la position du visage de l’utilisateur et de l’environnement capturé, de façon à lui donner une sensation d’hologramme.Figure 1 illustrates an interactive virtual content projection system on a surface. The system scans the projection surface with a camera system in a first phase. The system can capture any surface, regardless of its complexity. In a second phase, a second camera system tracks the position of the user's face in the space. A pico projector then projects in parallel virtual content in accordance with the position of the user's face and the captured environment, so as to give it a hologram feel.

Le système est posé sur l’environnement de travail de l’utilisateur (201, 202), tel qu’un bureau ou une table. Le système est fixe, et la capture de l’environnement doit être réinitialisée à chaque fois que l'utilisateur le déplace. L'utilisateur ne porte aucun dispositif sur lui et est complètement libre. Il est également libre de ses mouvements dans la limite de la portée du système, i.e. du champ de vision du deuxième système de caméra.The system is placed on the user's work environment (201, 202), such as a desk or table. The system is fixed, and the capture of the environment must be reset each time the user moves it. The user does not wear any device on it and is completely free. He is also free of his movements within the range of the system, i.e. the field of vision of the second camera system.

La zone de projection est fixe, seul le contenu de la projection varie en fonction de la position de l'utilisateur de façon à lui donner la sensation d’observer un hologramme. Afin de mieux faire ressortir les objets 3d virtuels projetés, les régions de l’image ne correspondant pas à ces objets 3d peuvent être projetées en noir. La projection noire émet en effet peu de lumière, et est peu visible, ce qui permet de faire ressortir les objets 3d d’intérêt.The projection zone is fixed, only the content of the projection varies according to the position of the user so as to give him the sensation of observing a hologram. In order to better highlight projected virtual 3D objects, the regions of the image that do not correspond to these 3d objects can be projected in black. The black projection emits indeed little light, and is not very visible, which makes it possible to bring out the 3d objects of interest.

Le système comprend : " un picoprojecteur (101) configuré pour projeter une image dans l’environnement de l’utilisateur; - un premier système de caméra (102) configuré pour capturer la géométrie de l’environnement; - un second système de caméra (104) configuré pour assurer le suivi de la position du visage de l’utilisateur dans l’espace; ~ un support (105) au picoprojecteur et aux systèmes de caméra, constitué d’un ensemble de portions et d’articulations; ~ un ensemble de capteurs qui réalisent des mesures d’angles sur les articulations du support.The system includes: a pico projector (101) configured to project an image into the user's environment; a first camera system (102) configured to capture the geometry of the environment; 104) configured to track the position of the user's face in the space; ~ a support (105) to the picoprojector and the camera systems, consisting of a set of portions and joints; sensors that perform angle measurements on the joints of the support.

Le picoprojecteur est légèrement incliné, permettant d’obtenir une surface de projection suffisamment large pour un environnement de bureau. L’inclinaison reste cependant faible de façon à éviter le flou engendré par une focale incorrecte. Le champ de vision du picoprojecteur doit être suffisamment large pour obtenir une surface de projection suffisamment large pour un environnement de bureau.The picoprojecteur is slightly inclined, to obtain a sufficiently large projection surface for an office environment. The inclination, however, remains low so as to avoid the blur caused by an incorrect focal length. The picoprojector's field of view should be wide enough to provide a sufficiently large projection surface for an office environment.

Le picoprojecteur est réutilisé pour capturer la géométrie de l’environnement : couplé à une première caméra (103), il forme un système stéréo configuré pour capturer la géométrie de l’environnement. Le picoprojecteur est ainsi utilisé à la fois pour ajouter du contenu virtuel dans l’environnement réel de l’utilisateur, et à la fois pour capturer la géométrie de l’environnement de l’utilisateur. Cette solution matérielle est en ce sens optimale. Elle permet au système proposé de s’affranchir des caméras de profondeur utilisées par les solutions de l’état de la technique tel que la Kinect, en les remplaçant par une caméra RGB.The pico projector is reused to capture the geometry of the environment: coupled with a first camera (103), it forms a stereo system configured to capture the geometry of the environment. The pico projector is thus used both to add virtual content to the user's actual environment, and both to capture the geometry of the user's environment. This hardware solution is optimal in this sense. It allows the proposed system to overcome the depth cameras used by the solutions of the state of the art such as Kinect, replacing them with a RGB camera.

Le picoprojecteur projette dans une première phase une lumière structurée sur la scène, par exemple une lumière structurée binaire ou par exemple une lumière codée en niveau de gris ou en couleur. La caméra couplée à ce picoprojecteur observe et identifie la lumière structurée sur la scène. La mise en correspondance des pixels de l’image structurée projetée sur la scène et des pixels de l’image capturée par la caméra permet de reconstruire la géométrie de l’environnement et d’obtenir un maillage de l’environnement.The picoprojector projects in a first phase a structured light on the stage, for example a structured light binary or for example a light coded in gray level or in color. The camera coupled to this pico projector observes and identifies structured light on the stage. The mapping of the pixels of the structured image projected on the stage and the pixels of the image captured by the camera makes it possible to reconstruct the geometry of the environment and to obtain a mesh of the environment.

Le second système de caméra est constitué d’au moins une caméra grand angle, permettant de suivre la position du visage de l’utilisateur dans l’espace avec un grand champ de vision. Plusieurs caméras grand angle peuvent être utilisées pour un champs de vision très large et ainsi un suivi très large de l’utilisateur. Ce système de caméra est de plus proche de la zone de projection, ce qui permet à l’utilisateur qui regarde la zone de projection de lui faire face, et de faciliter les méthodes de suivi de visage du l’utilisateur par l’image.The second camera system consists of at least one wide-angle camera, allowing the user's face position to be tracked in space with a large field of view. Several wide-angle cameras can be used for a very wide field of view and thus a very wide follow-up of the user. This camera system is closer to the projection area, which allows the user who is looking at the projection area to face him, and to facilitate the user's face tracking methods by the image.

Le picoprojecteur, le premier système de caméra et le second système de caméra sont attachés à un support constitué de portions et d’articulations. Il assure un lien entre les systèmes, et la modélisation du lien permet d’établir une calibration entre les systèmes. La calibration établie, le picoprojecteur peut ajuster l’image de projection en fonction de la position de l’utilisateur et de la géométrie capturée de l’environnement, de façon à donner une sensation d’hologramme à l'utilisateur.The pico projector, the first camera system and the second camera system are attached to a support consisting of portions and joints. It provides a link between the systems, and the modeling of the link makes it possible to establish a calibration between the systems. Once calibrated, the pico projector can adjust the projection image according to the position of the user and the captured geometry of the environment, so as to give the user a hologram feeling.

Les articulations permettent de plus au dispositif de se plier et de se déployer (106). Celui-ci se révèle compact dans sa forme pliée, et se déploie de façon ergonomique pour un environnement à l’échelle d’un bureau.The joints further enable the device to bend and expand (106). It is compact in its folded form, and deploys ergonomically for an office-wide environment.

Le système est embarqué, avec sa propre unité de calcul, sa propre autonomie grâce à une batterie, et fonctionne en temps réel. Il est de plus connecté et communique par communication sans fil avec une unité informatique.The system is embedded, with its own computing unit, its own autonomy thanks to a battery, and works in real time. It is also connected and communicates by wireless communication with a computer unit.

La solution logicielle se compose de : - une brique de calcul de la position du visage par l’image; - une brique de reconstruction 3D par le système stéréo décrit dans la section précédente; “ une brique de projective texturing.The software solution consists of: - a brick for calculating the position of the face by the image; - a 3D reconstruction brick by the stereo system described in the previous section; "A brick of projective texturing.

Il existe de nombreuses techniques pour calculer la position du visage d’un utilisateur dans l’espace, ce paragraphe présente un exemple de technique possible. Des méthodes avancées de machine leaming permettent d’obtenir les positions de points remarquables du visage de l’utilisateur dans l’image. Une méthode a récemment émergé et s’est imposée comme l’approche dominante. Elle repose sur une régression de la forme du visage avec une approche en cascade. La mise en correspondance des points 2D remarquables détectés sur l’image par ces méthodes avec les points 3D associés obtenus à partir d’un modèle générique du visage humain, permet de connaître la pose du visage.There are many techniques to calculate the position of a user's face in space, this paragraph presents an example of a possible technique. Advanced leaming machine methods allow to obtain the remarkable points positions of the user's face in the image. A method has recently emerged and has emerged as the dominant approach. It is based on a regression of the shape of the face with a cascade approach. The mapping of the remarkable 2D points detected on the image by these methods with the associated 3D points obtained from a generic model of the human face makes it possible to know the pose of the face.

Il existe de nombreuses techniques pour reconstruire un environnement 3D, ce paragraphe présente un exemple de technique possible. Le picoprojecteur et la caméra peuvent être préalablement calibrés (les paramètres intrinsèques sont calculés) et forment un système stéréo. La première étape consiste à déterminer la carte des disparités. Pour cela, des lumières structurées sont émises par le picoprojecteur La caméra recherche alors les disparités sur chaque ligne épipolaire. A partir de la carte des disparités, la méthode réalise une reconstruction 3d connaissant les paramètres intrinsèques de la caméra et du picoprojecteur. Enfin une triangulation de Delaunay ou Voronoï permet d’établir un maillage de la surface.There are many techniques to reconstruct a 3D environment, this paragraph presents an example of a possible technique. The pico projector and the camera can be calibrated beforehand (the intrinsic parameters are calculated) and form a stereo system. The first step is to determine the map of disparities. For this, structured lights are emitted by the picoprojecteur The camera then seeks disparities on each epipolar line. From the map of disparities, the method realizes a 3d reconstruction knowing the intrinsic parameters of the camera and the pico-projector. Finally a triangulation of Delaunay or Voronoï makes it possible to establish a mesh of the surface.

Une brique de projective texturing synthétise l’image à projeter par le picoprojecteur de façon à donner la sensation d’hologramme à l’utilisateur. La méthode nécessite trois passages de rendu. Dans un premier passage, le contenu virtuel est rendu depuis la position du visage de l’utilisateur. Dans un deuxième passage, l’image synthétisée au premier passage est projetée depuis la position du visage de l’utilisateur sur l’environnement capturé par le système stéréo. Dans un troisième passage, un rendu est réalisé depuis une caméra virtuelle placée à la position du picoprojecteur réel. L’image de ce rendu est envoyée au picoprojecteur pour être projetée. La pipeline présentée met en évidence l’importance de bien calibrer le dispositif et de bien connaître les poses du picoprojecteur par rapport aux poses des systèmes de caméras.A projective texturing brick synthesizes the image to be projected by the picoprojector so as to give the user a hologram feel. The method requires three rendering passes. In a first pass, the virtual content is rendered from the position of the user's face. In a second pass, the synthesized image at the first pass is projected from the position of the user's face on the environment captured by the stereo system. In a third passage, a rendering is made from a virtual camera placed at the position of the real pico projector. The image of this rendering is sent to the pico projector to be projected. The pipeline presented highlights the importance of properly calibrating the device and knowing the poses of the pico-projector relative to the poses of the camera systems.

Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à l’industrie du jeu vidéo.The device according to the invention is particularly intended for the video game industry.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Un système, comprenant : un premier système de caméra configuré pour capturer la géométrie de l’environnement; un second système de caméra configuré pour assurer le suivi de la position du visage de l’utilisateur dans l’espace; un picoprojecteur configuré pour projeter une image dans l’environnement de l’utilisateur, en ajustant l’image en accord avec la position de l’utilisateur et avec la géométrie de l’environnement capturé; caractérisé en ce que ledit picoprojecteur, ledit premier système de caméra et ledit second système de caméra sont attachés à un dispositif ergonomique pour un environnement à l’échelle d’un bureau, comprenant un ensemble de portions et d'articulations dont la modélisation du mécanisme permet d’établir une calibration dudit premier système de caméra avec ledit second système de caméra et ledit picoprojecteur.A system, comprising: a first camera system configured to capture the geometry of the environment; a second camera system configured to track the position of the user's face in the space; a pico projector configured to project an image into the user's environment, adjusting the image in accordance with the position of the user and the geometry of the captured environment; characterized in that said pico projector, said first camera system and said second camera system are attached to an ergonomic device for an office-scale environment, including a set of portions and joints including the mechanism modeling allows a calibration of said first camera system with said second camera system and said pico projector. 2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit dispositif soit déployable grâce auxdites articulations, permettant au dispositif d’être compact dans sa forme pliée, et de se déployer de façon ergonomique pour l’environnement à l’échelle d’un bureau.2. System according to claim 1 characterized in that said device is deployable through said joints, allowing the device to be compact in its folded form, and to deploy ergonomically for the environment at the scale of an office . 3. Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit premier système de caméra soit un système stéréo constitué d’une caméra couplée audit picoprojecteur, permettant de capturer la géométrie de l’environnement par une solution optimale dans la mesure où ledit picoprojecteur soit utilisé à la fois pour capturer la géométrie de l’environnement de l’utilisateur, et à la fois pour ajouter du contenu virtuel dans l’environnement réel de l’utilisateur.3. System according to claim 2 characterized in that said first camera system is a stereo system consisting of a camera coupled to said pico-projector, to capture the geometry of the environment by an optimal solution to the extent that said pico-projector is used both to capture the geometry of the user's environment, and both to add virtual content to the user's actual environment. 4. Système selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit second système de caméra soit constitué d’au moins une caméra grand angle, permettant de suivre la position du visage de l’utilisateur dans l’espace avec un grand champ de vision.4. System according to claim 3 characterized in that said second camera system consists of at least one wide angle camera, for tracking the position of the user's face in space with a large field of view. 5. Système selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit dispositif place ledit second système de caméra proche de la zone de projection, permettant à l’utilisateur qui regarde la zone de projection de faire face audit second système de caméra et de faciliter les méthode de suivi de visage de l’utilisateur par l’image.5. The system of claim 4 characterized in that said device places said second camera system close to the projection area, allowing the user looking at the projection area to face said second camera system and to facilitate the method. Face tracking of the user by the image. 6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit dispositif soit un système embarqué.6. System according to claim 5 characterized in that said device is an embedded system. 7. Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit dispositif soit un objet connecté, qui communique par communication sans fil avec une unité informatique.7. System according to claim 6 characterized in that said device is a connected object, which communicates by wireless communication with a computer unit. 8. Méthode caractérisée en ce qu’une unité informatique soit configurée pour gérer le système selon les revendications 1 à 7.8. Method characterized in that a computer unit is configured to manage the system according to claims 1 to 7.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150208019A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Image correction
WO2015130320A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Calibration of sensors and projector
US20150261497A1 (en) * 2012-08-01 2015-09-17 Rawles Llc Remote Control of Projection and Camera System

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150261497A1 (en) * 2012-08-01 2015-09-17 Rawles Llc Remote Control of Projection and Camera System
US20150208019A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Image correction
WO2015130320A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Calibration of sensors and projector

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