Brevet FR2637625A1 — publié le 19900413

La présente invention concerne à un procédé d positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d un engin de travaux publics sur un terrain présentant une surface réelle à travailler, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Actuellement. le nivellement ou réglage de surface de terrains à travailler, par un engin de travaux publics. est réalisé en se rapportant à des repères physiques intermédiaires tels que par exemple des piquets, disposes sur le terrain conformément à un plan d'exécution. Le conducteur de l'engin doit donc non seulement conduire l'engin, mais également agir sur des moyens de réglage de la position de outil de réglage. porté par cet engin, afin que cet outil égalise la surface du terrain conformément au plan. Ainsi qu'on peut facilement le comprendre, de multiples interventions sur le terrain sont nécessaires afin de réaliser la surface souhaitée. Par ailleurs, les difficultes de travail sont encore augmentées par la complexité même des. projets à réaliser, notamment en raison par exemple de variations de pentes, d'alignements ou de courbes. Enfin, ces procédés de l'état de la technique ne permettent en aucune façon de reproduire intégralement et de manière continue, un projet de surface étudie. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un procédé et un dispositif de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d'un engin de travaux publics. qui soient simples, fiables. permettant de travailler une surface suivant une configuration prédéterminée et qui permettent au conducteur de l'engin de se consacrer essen tiellement à la conduite de celui-ci. A cet effet, 1 invention a pour objet un procédé de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d'un engin de travaux publics, sur un terrain présentant une surface réelle à travailler, caractérisé en ce qu'il consiste à - determiner dans un système de repère des premiers paramètres dits paramètres théoriques de position d'outil définissant une surface virtuelle correspondant à une surface prédéterminée à obtenir après reglage par l'outil de réglage de la surface réelle du terrain à travailler, - relever dans le meme système de repère établi sur le terrain à travailler des seconds paramètres dits paramètres réels de position d'outil, définissant la position réelle de l'outil de réglage. - comparer lesdits paramètres théoriques et réels de position de outil pour en tirer des ordres de déplacement de l'outil, et, - commander des moyens de réglage de la position de outil de réglage en fonction des ordres de déplacement pour faire coincider les paramètres réels avec les paramètres theoriques. Avantageusement, le système de repère est un système de coordonnées orthonormées ou un système de coordonnées polaires. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre. donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexes, sur lesquels - la Fig.1 illustre une première étape d'un procédé selon l'invention; et - la Fig.2 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'in Invention Ainsi qu'on peut le voir sur la Fiv.1, le procédé de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d'un engin de travaux publics, sur un terrain présentant une surface réelle à travailler, selon l'invention, consiste dans un premier temps à déterminer dans un système de repère 1, par exemple un système de coordonnées orthonormées en O.X,Y,Z. des premiers paramètres, dits paramètres theoriques, de position d'outil 2 définissant une surface virtuelle correspondant à une surface prédéterminée à obtenir après réglage par l'outil de réglage 2 de la surface réelle du terrain à travailler. Ces paramètres définissent ainsi une surface prédéterminée à obtenir correspondant par exemple à un trajet de déplacement de l'outil illustre entre les points A et B dans ce système de repère. Les paramètres de position sont par exemple détermines pour une cible 3 reliée à l'outil de reglage 2 et se déplaçant dans le système de repere de manière à determiner des coordonnées XA, VA, et ZA par rapport à un plan P fixe déterminé. Ces premiers paramètres théoriques sont élaborés dans des moyens de traitement d'informations comme par exemple un ordinateur ê (Fig.2X, en fonction des projets et des plans d'exécution puis ils sont introduits dans un calculateur 5 faisant partie d'une première unit d'un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention comprenant ce calculateur 5 et des moyens 6 de localisation et de suivi de l'outil de réglage 2 et plus particulièrement de la cible 3 reliée à celui-ci, cet outil de reglage étant monté sur l'engin de travaux publics. Les moyens 6 de localisation et de suivi de la cible 3 et donc de l'outil de réglage 2, sont adaptes pour relever dans le meme système de repère 0,X,Y,Z, établi sur le terrain à travailler, des seconds paramètres, dits paramètres réels de position de l'outil, définissant la position réelle de l'outil de réglage sur le terrain, I1 est à noter que dans ce cas, le plan P défini en regard de la Fig.1 peut être détermine par un plan laser ou autre, sur le terrain. Ces seconds paramètres réels de position d'outil de réglage sont ensuite introduits dans le calculateur 5 qui compare les paramètres théoriques et réels de position d'outil pour en tirer des ordres de déplacement de l'outil de réglage. Ces ordres sont transmis par exemple par des moyens 7 de transmission par voie Hertzienne à partir du calculateur 5 de la première unité, disposée par exemple en un endroit déterminé du terrain à travailler. vers des moyens de reception d'informations 8 faisant partie d'une seconde unite du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, disposée sur l'engin de travaux publics. Ces moyens de réception sont reliés à des moyens de commande 9 de moyens de réglage de la position de l'outil de travail en fonction des ordres de déplacement détermines par le calculateur 5 pour faire coincider les paramètres réels de position d'outil de réglage avec les paramètres théoriques. Ces ordres peuvent etre de différentes natures et commander par exemple un déplacement de haut en bas de l'outil ou un déplacement en rotation de celui-ci autour de son axe. A cet effet, l'engin de travaux publics est muni de moyens de détermination de la position de l'outil par rapport au reste de l'engin de manière à permettre ce réglage. On conçoit donc que le conducteur du vehicule ne s'occupe que de la conduite de celui-ci et le déplace sur le terrain à travailler dans le système de repère, la position reelle de l'outil de réglage étant determinée par les moyens 6 de localisation et de suivi par exemple de la cible 3. Ces paramètres réels de position sont ensuite comparés avec des paramètres théoriques de position pour obtenir une correction de position qui est transmise a partir du calculateur 5 fixe à une unité de réception d'informations embarquee à bord du véhicule dont des moyens commandent le déplacement de l'outil de réglage pour faire coincider les positions théoriques et réelles. Il va de soi que le dispositif peut entre amélioré en prévoyant une commande supplémentaire concernant les organes de direction de l'engin de travaux publics. En effet, si les paramètres de position theoriques sont calculés pour déterminer également un déplacement prédétermine de l'engin, le calculateur 5 peut également comparer la position réelle de l'engin sur le terrain à travailler et une position théorique et commander les organes de direction de l'engin afin d'assurer une commande automatique correcte du dépla- cement de celui-ci. Dans ce cas, l'engin est alors totalement automatisé et commandé à partir d'une station fixe comprenant le calculateur. On conçoit que le procédé et le dispositif selon l'invention présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés et dispositifs connus dans l'état de la technique. En effet, ils permettent une automatisation complète des déplacements de l'engin sur le terrain a travailler. Par ailleurs et bien que l'on ait représenté un système de repère constitué par un système de coordonnées orthonormées, un système de coordonnées polaires peut également être utilisé. Il va de soi également que les paramètres théoriques de position d'outil de réglage peuvent être élaborés directement par le calculateur 5 au lieu de l'ordinateur 4 extérieur à la premiere unite. Les paramètres théoriques peuvent bien entendu être stockés sur tout support approprie, puis relus et traités dans le calculateur 5. REVENDICATION5 1. Procédé de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d'un engin de travaux publics sur un terrain présentant une surface réelle à travailler, caractérisé en ce qu'il consiste à - determiner dans un système (1) de repère (O.X,"'.Z) des premiers parametres (XA,YA,ZAI dits paramètres theoriques de position d'outil définissant une surface virtuelle tA-B1 correspondant à une surface prédéterminée à obtenir après reglage par l'outil de réglage t2) de la surface réelle du terrain à travailler, - relever dans le même système de repere (O,X,Y,Z), établi sur le terrain à travailler, des seconds paramètres dits paramètres réels de position d'outil definissant la position reelle de l'outil de réglage, - comparer lesdits paramètres théoriques et réels de position de l'outil pour en tirer des ordres de déplacement de l'outil, et, - commander des moyens de réglage de la position de l'outil de réglage en fonction des ordres de déplacement pour faire coincider les paramètres réels avec les paramètres théoriques. 2. Procédé selon la revendication 1, caractersé en ce que le système de repère est un système de coordonnées orthonormées. 3. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que le système de repere est un système de coordonnées polaires, 4. Dispositif de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage f2j d'un engin de travaux publics sur un terrain présentant une surface réelle à travailler, pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce qu'il comporte - des moyens (4) pour déterminer dans un système de repère (x.V,Z)," des premiers paramètres (XA, VA, ZA > dits paramètres théoriques de position d'outil (2) définissant une surface virtuelle (A-B > correspondant à une surface prédéterminée à obtenir après réglage par l'outil de réglage de la surface réelle du terrain à travailler, - des moyens de relevé (6) dans un même système de repère établi sur le terrain à travailler, de seconds paramètres dits paramètres réels de position d'outil définissant la position réelle de l'outil de réglage (2), - des moyens de comparaison (5) desdits paramètres théoriques et réels de position pour en tirer des ordres de déplacement de l'outil, et, - des moyens (9) de commande de moyens de réglage de la position de l'outil de réglage en fonction des ordres de déplacement pour faire coincider les paramètres réels avec les paramètres theo- riques. 5. Dispositif selon la revendication 4. caractérisé en ce qu'il comprend une première unité fixe disposée sur le terrain et comportant les moyens de comparaison (5). les moyens (6) de relevé des seconds paramètres des paramètres réels et des moyens (7) de transmission des ordres de déplacement a' une seconde unite' embarquée a' bord de l'engin de travaux publics et comportant des moyens de reception des informations (8), et les moyens de commande (9) des moyens de reglage de la position de l'outil de travail. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5. caractérisé en ce que les moyens de relevé des seconds paramètres réels comprennent des moyens de suivi et de localisation d'une cible (3) reliée à l'outil de réglage (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de commande (9) sont adaptés pour commander les organes de direction de l'engin de travaux publics en fonction des ordres de déplacement délivrés par les moyens de comparaison (5), à partir d'une position théorique de l'engin et d'une position reelle determi- née par les moyens de relevé de position (S > .