Brevet FR2701968A1 — publié le 19940902

La présente invention concerne un dispositif de détermination en continu des déplacements d'une partie d'un engin de travaux publics sur un terrain. Le nivellement ou réglage de surfaces de terrains à travailler, par un engin de travaux publics, peut être réalisé en se rapportant à des repères physiques intermédiaires, tels que par exemple des piquets, disposés sur le terrain conformément à un plan d'exécution. Le conducteur de l'engin doit alors non seulement conduire l'engin mais également agir sur des moyens de réglage de la position de l'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 d'obtenir la surface souhaitée. Par ailleurs, les difficultés de travail sont encore augmentées par la complexité même des projets à réaliser, notamment en raison de variations de pentes, d'alignements ou de courbes. De plus, ces méthodes de travail ne permettent en aucune façon de reproduire intégralement et de manière continue, un projet de surface étudié. C'est pour résoudre ces différents problèmes que des dispositifs de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d'un engin de travaux publics ont été développés dans l'état de la technique. C'est ainsi par exemple qu'on connaît du document FR-A-2 637 625, au nom de la Demanderesse, un procédé et un dispositif de positionnement automatique en continu d'un outil de réglage d'un engin de travaux publics, sur un terrain présentant un surface réelle à travailler, qui consiste à - déterminer dans un système de repère des premiers paramètres dits paramètres théoriques de position d'outil, définissant une surface virtuelle cc~respondant à une surface prédéterminée à obtenir après réglage par 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 d'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 coïncider les paramètres réels avec les paramètres théoriques. On connaît également par la demande de brevet français n" 92 01 296 déposée le 5 février 1992 par la Demanderesse, un procédé de positionnement automatique tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que l'étape de relevé des paramètres définissant la position réelle de l'outil de réglage consiste à - mesurer la position réelle approximative de l'outil de réglage dans le système de repère; et - mesurer la distance exacte entre l'outil et un plan de référence de position en altitude. Cependant, ces procédés et dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients dans la mesure où ils nécessitent l'utilisation de plusieurs références de position sur le terrain pour déterminer les déplacements de l'engin. En effet, ces déplacements doivent être déterminés avec précision car le réglage de la position de l'outil porté par l'engin dépend de ceux-ci. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un dispositif de détermination en continu des déplacements d'une partie d'un engin de travaux publics qui soit simple, fiable , précis et qui nécessite l'utilisation d'une seule référence de position sur le terrain. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détermination en continu des déplacements d'une partie d'un engin de travaux publics sur un terrain, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens de relevé des coordonnées d'un point de la partie d'engin dans un système de repère établi sur le terrain, - des moyens de mesure de l'inclinaison de la partie d'engin dans deux directions à peu près perpendiculaires, et - des moyens de mesure de l'orientation de la partie d'engin. 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 annexés, sur lesquels - la Fig.l représente un schéma synoptique illustrant le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention; et - la Fig.2 représente un schéma synoptique d'un calculateur de position entrant dans la constitution d'un dispositif selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur ces figures, un dispositif selon l'invention permet de déterminer en continu les déplacements d'une partie d'un engin de travaux publics sur un terrain, cet engin étant désigné par la référence générale 1 sur la figure 1. Ce dispositif comporte, associés à l'engin, des moyens désignés par la référence 2, de relevé des coordonnées d'un point de celui-ci ou d'une partie quelconque de celui-ci, dans un système de repère établi sur le terrain. Ce système de repère est par exemple un système de coordonnées orthonormées en O,Y,X et Z et les moyens de relevé de ces coordonnées comprennent par exemple un tachéomètre de type classique, désigné par la référence générale 3 sur cette figure, disposé sur le terrain et associé à une cible 4 portée par l'engin de travaux publics Ces tachéomètres sont des appareils bien connus dans l'état de la technique et permettent de délivrer des informations de position en X, Y et Z de la cible et donc de la partie d'engin qui porte celle-ci, dans le système de repère à partir d'une position de référence Xo, Yo, Zo. Le tachéomètre utilisé dans le dispositif selon l'invention peut être constitué par un tachéomètre automatique de type connu en soi. Ce tachéomètre est en fait un tachéomètre de suivi automatique d'une cible mobile et comprend des moyens d'émission 5 des informations de position en X,Y et Z en direction de moyens de réception 6 portés par ltengin, ces informations étant transmises par exemple par voie radio-électrique ou optique de façon classique. Ces informations sont ensuite introduites dans un calculateur de position classique porté par l'engin de travaux publics, qui sera décrit plus en détail par la suite. Ce calculateur reçoit également des informations provenant de moyens de mesure de l'inclinaison de l'engin dans deux directions à peu près perpendiculaires. Ces directions peuvent être par exemple, la direction longitudinale et la direction transversale de l'engin. Ces moyens de mesure de l'inclinaison peuvent par exemple être constitués par des inclinomètres de type classique, désignés par les références 7 et 8 sur cette figure. Les informations de sortie correspondantes désignées par I1 et I2 sur cette figure, sont également introduites dans le calculateur. Enfin, ce calculateur reçoit également des informations provenant de moyens de mesure de l'orientation de l'engin, désignés par la référence 9 sur cette figure. Ces moyens de mesure de l'orientation de l'engin sont par exemple constitués par un compas magnétique délivrant des informations d'orientation 0 de l'engin. On conçoit alors que le calculateur embarqué à bord de l'engin reçoit les coordonnées de position en X,Y,Z d'un point de celui-ci dans un système de repère, des informations relatives à l'inclinaison de cet engin dans deux directions à peu près perpendiculaires et des informations d'orientation de cet engin, ce qui lui permet de déterminer en continu les déplacements de cet engin sur le terrain et ceci à partir d'une seule référence de position établie sur le terrain et matérialisée par la position de référence du tachéomètre. Ces informations de déplacement sont ensuite utilisées par exemple de façon classique par ce calculateur pour contrôler la position de l'outil de l'engin de travaux publics par rapport au châssis de celui-ci, afin d'obtenir une surface de terrain souhaitée après passage de l'engin. En effet, ce calculateur peut comporter en mémoire des informations relatives à une surface prédéterminée à obtenir après passage de l'engin de travaux publics. Après initialisation et en fonction de cette surface et des déplacements de l'engin, le calculateur contrôle la position de l'outil de réglage par rapport au châssis de l'engin pour obtenir la surface prédéterminée. Ce contrôle est rar exemple réalisé par commande des moyens de réglage de la position de l'outil par rapport au châssis, constitués par exemple par des vérins interposés entre ce châssis et cet outil. Sur la Fig.2, le calculateur est désigné par la référence 10 et la mémoire associée à celui-ci par la référence 11, tandis que les moyens de réglage de la position de l'outil par rapport au châssis de l'engin sont désignés par la référence 12. Ces moyens présentent une structure et un fonctionnement classiques et ne seront donc pas décrits en détail par la suite. Bien que dans l'exemple de réalisation décrit, la cible associée au tachéomètre et les moyens de mesure de l'inclinaison et de l'orientation de l'engin soient fixés sur le châssis de celui-ci, il va de soi bien entendu que ces différents éléments peuvent également être disposés sur l'outil de cet engin pour contrôler directement la position de celui-ci par l'intermédiaire du calculateur, en agissant toujours sur les moyens de réglage de position de cet outil par rapport au reste du châssis du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détermination en continu des déplacements d'une partie d'un engin de travaux publics sur un terrain, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (2) de relevé des coordonnées d'un point de la partie d'engin dans un système de repère (O,X,Y,Z) établi sur le terrain, des moyens (7,8) de mesure de l'inclinaison de la partie d'engin dans deux directions à peu près perpendiculaires, et des moyens (9) de mesure de l'o- rientation de la partie d'engin. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de relevé des coordonnées comprennent un tachéomètre (3) associé à une cible (4) dont l'un est placé sur le terrain et l'autre est placé sur la partie d'engin. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure de l'inclinaison comprennent deux inclinomètres (7,8) d'axes à peu près perpendiculaires. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de mesure de l'orientation comprennent un compas magnétique (9). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sorties des moyens de mesure et des moyens de relevé sont reliées à des entrées d'un calculateur de position (10).