Brevet FR2677150A1 — publié le 19921204

ProcMé et Dispositif de saisie interactive sur plan. Le pressent document est relatif à un procédé et un dispositif permettant de saisir interactivement un schéma, un réseau ou toutes autres sortes d'éléments graphiques, directement sur un plan, et sans avoir à ressaisir ce plan. La saisie graphique et interactive consiste à utiliser un système informatique permettant à l'utilisateur de porter des objets ayant une représentation graphique tels qu'un symbole préenregistré et sotcké en mémoire, des courbes représentant par exemple des connexions, du texte, .. etc, aux endroits voulus du plan, afin de le compléter. Ces objets possèdent par ailleurs des attributs ou proprIétés tels que couleur, largeur, puissance absorbée, par exemple, s'il s'agit d'un moteur, .. etc. Les objets et les actions tels que création d'objet, déplacement, effacement, rotation, addition de propriété, ... etc sont enregistrés, ou saisis, au ir et à mesure par un logiciel exécuté par l'ordinateur, pour constituer une base de données. Le plan, qui sera appelé fond de plan dans ce qui suit, peut être un plan d'architecte, de géomètre, etc ou tout autre représentation à l'échelle, ou non La méthode habituelle, pour compléter un plan, tel qu'un plan d'architecte, en lui rajoutant par exemple un réseau de distribution d'électricité, consiste à digitaliser ou scanneriser le plan de maniere à ce que l'ordinateur puisse l'enregistrer en mémoire, et le faire apparaître sur un écran graphique. Pour placer, par exemple, un élément graphique tel qu'un symbole préenregistré dans une bibliothèque, une connexion, un trait, une courbe, du texte, etc.. l'utilisateur fait appel à des commandes habituelles de DAO messin Assisté par Ordinateur) pour faire apparaître cet élément sur l'écran, et, si nécessaire, le déplacer, puis le fixer à l'endroit voulu sur le plan porté à l'écran. Lorsque la séance de travail est terminée, l'opérateur peut imprimer le plan et les compléments qui viennent d'être saisis, sur une imprimante graphique de n'importe quel lype. De nombreux logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ou de DAO fonctionnent d'une façon semblable à celle#i qui consiste à porter le plan à l'écran afin de travailler dessus d'une manière interactive. L'itlconvenient est multiple: - nécessité de digitaliser le plan si l'architecte ne l'a pas réalisé sur un système informatique, ce qui est souvent le cas. Lorsque le plan est compliqué et coté, la difficulté de cette opération est un obstacle décourageant. - La dimension et la définition limitées des moniteurs font que le travail sur des plans grand format: A2, At et AO, est imprécise. Les commandes de zoom compensent cet inconvénient, mais l'utilisateur perd alors la vue d'ensemble, parfois indispensable. Le procédé et le dispositif présentés ici apportent une solution à ce problème. Le dispositif, présenté ici, est constitué d'un ordinateur et de son environnement de fonctionnement (écran, clavier, ...}, d'un dispositif de pointage qui sera appelé souris dans ce qui suit, qui peut être une souris, un digitaliseur, tout type d'appareil envoyant des coordonnées à l'ordinateur en fonction d'une action de l'opérateur, et d'un périphérique de repérage de point et de traçage, qui sera appelé pointeur-traceur dans ce qui suit. Un programme chargé en mémoire coordonne toutes les opérations. L'écran de l'ordinateur est toujours utilisé pour permettre à l'utilisateur de preciser les commandes, de lire les messages ou les coordonnées de points, d'appeler des objets graphiques stockés sur le disque ou les préparer sur l'écran, en vue de les reporter ensuite sur le plan. Il n'est plus indispensable pour les opérations graphiques au niveau du plan. Le pointeur-traceur est constitué: 1) d'une table sur laquelle on place le plan qui sera appelé fond de plan. Il est fixé sur la table avec du papier adhésif, un système électrostatique, ou tout autre système de fixation. On peut aussi fixer un papier calque par dessus le plan. 2) d'un élément de repérage qui déplace au dessus du fond de plan un repère qui est un index ou un système lumineux constitué d'une lampe et d'un bloc optique, permettant de projeter une mire sur un endroit précis du plan. Le déplacement du repére sur le plan est commandé par l'ordinateur. 3) un élément de traçage qui est une plume ou tout autre système de traçage qui sera appelé plume dans ce qui suit Le déplacement de la plume est commandé par l'ordinateur. Le mécanisme de déplacement du repère et de la plume peuvent être indépendants, ou, au contraire, l'élément de repérage et la plume peuvent se trouver portés sur un même bras Le travail s'effectue de la façon suivante: Pour placer un élément graphique à un endroit précis du plan, l'opérateur actionne la souris ; la souris transmet des coordonnées fonction de cette action, à lrordinateur. Celui-ci envoie alors des commandes de déplacement au pointeurtraceur, qui déplace le repère. Le d#placement du repère est donc fonction de l'action de l'opérateur sur la souris. L'opérateur a donc la possibilité de positionner le repère sur un point quelconque du plan Lorsqu'un point du plan est pointé, c'est-à-dire repéré par le repère, l'opérateur peut actionner une touche de la souris ou du clavier pour déclencher une fonction telle que le tracé sur le plan, ou un calque posé sur le plan, de la représentation graphique d'un objet, tel qu'un symbole préenregistré dans une bibliothèque, une connexion, un trait, une courbes du texte, etc, par l'organe de tracé, commandé par 1' ordinateur Certaines fonctions telle que l'effacement d'un objet sont réalisées un peu différemment: pour sélectionner un objet existant sur le plan, l'opérateur actionne la souris. En fonction de cette action, l'ordinateur déplace le repère d'un objet à l'autre, sans position intermédiaire du repère entre les objets. Certaines fonctions du programme telles que la réalisation d'une connexion entre 2 points par une droite ou une courbe, nécessite le repérage de plusieurs points, avant de déclencher le tracé. Autrement dit, le programme en mémoire met à la disposition de l'utilisateur un ensemble de fonctions de manipulation d'objets ayant une représentation graphique qui peut être reportée directement sur le plan, en utilisant au moins les opérations de base suivantes: 1) repérage de points directement sur le plan posé sur le pointeur-traceur en envoyant des ordres de déplacement, du repère, en fonction de l'action de l'opérateur sur la souris. > ordre de validation donné par l'opérateur en actionnant par exemple une touche de la souris ou du clavier lorsque le repère pointe sur l'endroit voulu du plan. 3) sélection du type d'objet, et de l'objet à l'écran, par exemple, en effectuant une recherche parmi plusieurs objets d'une bibliothèque ou en déÇmissant les attributs propres au type d'objet. Cette operation peut se faire avant ou après le repérage du ou des points du plan (opérations 1 et D. 43 ordre, de la part de l'opérateur, de déclencher une action de traçage telle que le tracé de la représentation de l'objet, lors de sa création par exemple. Cet ordre peut être une 2ème conséquence de l'ordre du (2). tin traceur à plat, moyennant certaines modifications, peut servir de pointeur-traceur sans toutefois être un pointeur-traceur très performant Lors des premiers essais de validation du procédé, un traceur à plat a été utilisé en guise de pointeur-traceur. La plume servait à la fois pour tracer, son rôle initial, et de dispositif de repérage. Four ce deuxième rôle, la plume était déplacée en position haute lors de l'action de-l'spérateur sur la souris, et permettait de repérer un ou plusieurs points du plan posé sur la table du traceur. Un traceur étant conçu pour tracer et non pour pointer et tracer, il n'est pas étonnant que la solution ci-dessus soit insuffisante. Les principaux défauts sont le mouvement du bras en déphasage total, par rapport à l'action sur la souris, lral~orithme d'optimisation du déplacement de la plume madapté, enfin, le bras vertical et le support de la plume qui cachent la partie du plan aux alentours de la plume. Le pointeur-traceur de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 de la façon suivante: Le support de la plume est prolongé afin de porter à une distance suffisante du bras vertical (fig. 2) le repère qui est un index, ou un dispositif lumineux projetant une mire, au dessus du plan La plume et le repère deviennent deux éléments distincts, portés par le même support. Le logiciel. bien sur, prend en compte la différence de position de la plume et du repère. le système de contrôle de l'élément de repérage est reconsidéré. En effet, les actions de l'opérateur sur la souris pour amener la mire en un point donné sont rapîdest car la souris est un élément avec peu d'inertie et une sensibilité de plusieurs centaines de points d'échantillonage par centimètre, et font converger la mire vers ce point après avoir dépassé ce point et être revenu en arrière, plusieurs fois.Plus l'inertie du système mécanique de déplacement ou d'orientation de l'élément de repérage est grande par rapport à l'inertie de la souris, plus il est nécessaire d'optimiser le mouvement de l'élément de repérage afin de lui éviter les mouvements inutiles transmis initialement par la souris Si cette optimisation n'est pas faste le mouvement du repère est déphasé et en retard par rapport à l'action de l'opérateur sur la souris, et le travail interactif devient insupportable. L'optimisation consiste à aider le mécanisme de déplacement du repère à rattraper son retard par rapport au mouvement transmis par la souris en annulant les déplacements en attente et en les remplaçant par un seul déplacement vers le dernier point transmis par la souris. Lorsque le dispositif de repérage est un système optique, il est possible de projeter une mire avec un motif modifiable par un signal en provenance de l'ordinaeur. Le motif permet alors de rappeler à l'opérateur le type d'objet selectionné > ou toute autre indication utile. Le pomteur-traceur peut être améliore en séparant le dispositif de repérage du dispositif de tracé. Le pointeur#traceur de la fig. 3, est constitué d'une table sur laquelle repose le plan; la partie traceur est constituée d'une plume et son bras de commande dans les directions horizontales et verticales, ou tout autre système de traçage. La partie pointeur est constituée d'un support au bout duquel se trouvent un émetteur de lumière, un bloc optique contenant des lentilles, et un réticule interchangeable. Pour pointer une mire lumineuse en un point quelconque du plan, les rayons lumineux peuvent être déviés par des miroirs ou tout autre système, dans le sens horizontal et vertical; une deuxième solution consiste à orienter l'ensemble en bloc émetteur de lumière et bloc optique. La mire projetée peut avoir des motifs différents, la forme pouvant rappeler à Futilisateur le type d'objet présélectionné et toute autre indication utile.. Le système de pointage ainsi conçu présente par rapport aux systèmes précédents, plusieurs avantages: - ne pas cacher du tout le plan pendant la phase de repérage, le bras de traçage pouvant se trouver à l'écart pendant qu'il n'y a pas de traçage en cours, - le mécanisme de déplacement de la mire a moins d'inertie que le bras d'un traceur, le déplacement suit beaucoup mieux l'action de l'opérateur. > fait de la miniaturisation des composants électroniques le pointeur-traceur peut renfermer l'ordinateur dans son propre boitier, et l'intégrer avec son propre système de contrôle de l'élément de repérage et de la plume. Citons quelqlles applications possibles de l'invention: - la saisie de réseaux (électriques, informatiques, climatisation. . etc) sur plan d'architecte, dans les domaines du bâtiment industriel, tertiaire et habitation. - la saisie de réseaux d'une agglomération (électricité, eaux, eaux usées, téléphone, chauffage urbain, éclairage public, . etc) sur plan de géomètre. - l'étude d'aménagements de locaux, - la réalisation ou la finition du plan lui-meme. REVENDlCA#ONS: 1) Dispositif de saisie graphique interactive comprenant un moyen de type ordinateur et son environnement de fonctionnement (écran, clavier, ...etc), un dispositif de pointage tel qu'une souris ou un digitaliseur envoyant à l'ordinateur des signaux fonctions de l'action de l'opérateur, un logiciel s'exécutant sur Fordinateur dont au moins certaines fonctions mettent en jeu les opérations suivantes: - repérage d'un point du plan par le déplacement d'un repère sur le plan, consécutif à l'action de l'opérateur sur le dispositif de pointage. - tracer la représentation graphique ou textuelle d'un objet dont le type etfou les paramètres ont été déterminés à l'avance. caractérisé en ce qu'il comporte en outre un pointeur-traceur travaillant directement sur une copie papier du plan, ou sur un calque posé sur le plan, et en ce qu'au moins les ordres de repérage et de tracé sont transmis à ce pointeur traceur par l'ordinateur 2) Dispositif selon la revendication t, caractérisé en ce que le pointeur-traceur est un traceur à plat 33 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support de la plume du traceur à plat à été rallongé ) 2) pour qu'il supporte aussi un élément de repèrage qui est un index ou un système lumineux projetant une mire sur le plan, à une certaine distance du bras vertical pour ne pas cacher la partie du plan située aux alentours du repère 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de controle des déplacements de la plume du traceur à plat à été modifié pour optimiser ces déplacements, et éviter des mouvements inutiles 5) Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que le pointeur-traceur comprend un support ou table sur lequel on fixe le plan et éventuellement un calque sur ce plan, un élément de repérage commandé par l'ordinateur, permettant de repérer un point du plan en déplaçant un repère tel qu'un index ou une mire lumineuse sur ce point du plan, cet élément de repérage ayant la particularité de ne pas cacher le plan pendant l'opération de repérage, et d'offrir peu d'inertie pour permettre des déplacements très rapides du repère sur le plan et un élément de traçage commandé également par l'ordinateur. 2 Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément de repérage est constitué d'une source lumineuse, d'un bloc optique, d'un réticule et d'un système de déviation des rayons lumineux pour projeter une mire sur un point quelconque duplan. 7) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément de repérage est constitué d'un bloc orientable constitué d'une source lumineuse, d'un bloc optique et d'un réticule, d'un système d'orientation du bloc orientable pour déplacer la mire sur le plan. 8) Dispositif selon l'une des revendications 3, 5, 6 ou 7 caractérisé par le fait que le réticule est interchangeable ou de motif modifiable par une commande de l'ordinateur. 9) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est essentiellement contenu dans le boîtier associé au pointeur-traceur.