Brevet FR2915278A1 — publié le 20081024

SYSTEME DE RELEVE DES HAUTEURS COMPRENANT UNE REGLE TELESCOPIQUE A DEUX EXTREMITES COOPERANT AVEC UN FAISCEAU OPTIQUE A BALAYAGE DANS UN PLAN HORIZONTAL La présente invention concerne le domaine des appareils de détermination de niveau par détection lumineuse, par exemple sensibles à un faisceau laser. L'invention concerne plus particulièrement un système de relevé des hauteurs comprenant une règle télescopique à deux extrémités, coopérant avec un faisceau optique à balayage dans un plan horizontal. Il est connu des systèmes de relevé de hauteur utilisant un niveau o optique et une règle télescopique graduée tenue par un deuxième observateur. Il est également connu des systèmes utilisant un balayage laser sur un mât photosensible pour déterminer une hauteur. Ce type de dispositif est enseigné par le brevet US 5 812 721, lequel nécessite un mât photosensible 15 comportant une pluralité d'éléments photosensibles disposés autour du mât. Ce dispositif présente l'inconvénient d'avoir soit un mât très long équipé de grandes quantités d'éléments photosensibles et donc onéreux, soit d'avoir un mât de dimension restreinte avec une quantité faible de capteurs photosensibles pour diminuer le prix du mât, et dans ce cas là, on ne peut :o pas mesurer n'importe quelle hauteur ou dénivelé. Une règle télescopique étant signée par le document US 6 076 267. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en définissant un dispositif simple comportant peu de capteurs photosensibles permettant de mesurer 2s rapidement et de façon efficace des hauteurs et des dénivelés. Ce but est atteint par un système de relevé de hauteurs, comprenant une règle télescopique à deux extrémités destinée à coopérer avec un faisceau optique à balayage dans un plan horizontal et caractérisé en ce que la règle télescopique comporte des moyens photosensibles de détection du 3o balayage et de la position de la cellule balayée à l'instant T , les moyens photosensibles étant solidaires d'un élément télescopique de la règle télescopique formant une première extrémité des moyens d'émettre un signal de validation ou de déclenchement de mesure de la distance d'extension de la règle télescopique, cette distance d'extension séparant une référence de l'élément télescopique qui comporte les moyens photosensibles d'un moyen de mesure de la distance d'extension séparant cet élément télescopique de l'élément télescopique de la règle formant la deuxième extrémité, ce moyen de mesure de distance d'extension étant solidaire de chacun des deux éléments télescopiques. o Selon une autre particularité, le moyen de mesure de la distance d'extension est constitué d'un émetteur d'ondes solidaire de l'élément télescopique formant la première ou deuxième extrémité et d'un premier récepteur solidaire de la deuxième, ou respectivement première extrémité et de la règle télescopique, ledit premier récepteur étant accordé sur les ondes 15 de l'émetteur d'ondes. Selon une autre particularité, un deuxième récepteur est solidaire d'un des éléments télescopiques à une distance fixe (Xd) déterminée de l'émetteur d'ondes, pour permettre de compenser les erreurs du système dues aux variations de température. 20 Selon une autre particularité, les moyens photosensibles comprennent des moyens de transmission pour transmettre la mesure d'une première distance (Xm) par rapport à la référence effectuée par un capteur photosensible linéaire à un boîtier de contrôle. Selon une autre particularité, les moyens photosensibles ou le boitier 25 de contrôle comportent un générateur de son érnettant une tonalité dés que le faisceau optique impacte le capteur photosensible linéaire. Selon une autre particularité, les moyens de mesure de la distance d'extension comprennent des moyens de transmettre la mesure d'une seconde distance (Xe) au boîtier de contrôle. 30 Selon une autre particularité, le boîtier de contrôle comprend des moyens de traiter ces deux distances (Xm) et (Xe) et de déterminer la valeur de dénivelé ou hauteur mesurée en ajoutant éventuellement la distance (Xo) séparant la référence des moyens de mesure de distance d'extension, pour l'afficher sur les moyens d'affichage ou la mémoriser par les moyens de mémorisation. Selon une autre particularité, le boîtier de contrôle comprend des 5 moyens de traiter une troisième distance (Xd) déterminée pour compenser la température. Selon une autre particularité, les moyens de transmission sont du type à infrarouges ou radioélectriques. Selon une autre particularité, le boîtier de contrôle est un téléphone 10 portable pourvu d'un logiciel de traitement des signaux de mesure émis par les moyens de mesure de la règle télescopique et les moyens de transmission sont du type Wi-fi ou Bluetooth. Selon une autre particularité, le boîtier de contrôle comporte des moyens de mémorisation d'une pluralité de mesures. 15 Selon une autre particularité, le système comprend des éléments photovoltaïques pour l'alimentation de l'ensemble des moyens. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de relevés à l'aide du système. Ce but est atteint par le fait qu'un utilisateur, disposant d'un système 20 laser à balayage monté sur un ensemble trépied en des points géométriques, se déplace avec une règle télescopique selon l'invention, en un premier point de relevé, déploie les éléments télescopiques de la règle télescopique, jusqu'à ce que les moyens photosensibles (préférentiellement) linéaires soient impactés par le faisceau optique en provoquant ainsi l'émission d'une 25 signal sonore par le boîtier de contrôle ; l'utilisateur replie ensuite l'élément télescopique pour se déplacer vers un autre point de mesure et déploie les différents éléments télescopiques jusqu'à faire impacter une cellule photosensible des moyens photosensibles par le faisceau optique et entendre un signal sonore indiquant la prise de mesure. 30 Selon une autre particularité, les opérations précédentes sont réitérées jusqu'à ce que tous les points du relevé topographique aient été parcourus et que l'enregistrement de l'ensemble des mesures ait été effectué. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation de la règle télescopique de mesure ; - la figure 2 est une vue en coupe de la règle ainsi qu'une vue du o système laser. La présente invention sera maintenant décrite en référence aux figures 1 et 2, dans laquelle on peut voir sur la figure 1, une règle télescopique constituée de deux extrémités (10, 12) et d'au moins un élément intermédiaire (11) coulissant les uns sur les autres. Dans l'exemple 15 représenté, les deux extrémités (10, 12) et l'élément intermédiaire (11) sont des tubes en aluminium coulissants les uns sur les autres et comportant des graduations. La première extrémité (10) comportant un embout (1) de diamètre sensiblement égal à celui du diamètre de la deuxième extrémité (12) opposée à la première extrémité (11) et supportant sur sa surface 20 extérieure un capteur photoélectrique (2) linéaire qui permet de détecter un faisceau laser (17), provenant d'un système laser (15) à balayage monté par exemple, sur un ensemble trépied (16). Lorsque le faisceau laser (17) impacte/croise un des éléments ou cellules photoélectriques du capteur photoélectrique (2) linéaire, le capteur 25 photoélectrique (2) linéaire génère un signal électrique envoyé à un boîtier de traitement (30). Le boitier de traitement (30) détermine une première distance (Xm) de la cellule impactée par rapport à un point de référence correspondant soit à une extrémité du capteur photoélectrique (2) linéaire ou soit au centre du capteur photoélectrique (2) linéaire. 30 Une deuxième distance (Xo) sépare le point de référence d'un des éléments (7) d'un moyen de mesure de distance d'extension de la règle télescopique. Le moyen de mesure de distance d'extension permet de mesurer une troisième distance (Xe) séparant un plan de référence (P) d'une extrémité (120) de la règle télescopique. Un des éléments (7) du moyen de mesure de distance d'extension est disposé dans le plan de référence (P), l'autre élément (8) du moyen de mesure de distance d'extension est disposé à proximité de l'extrémité opposée de la règle télescopique et calcule une quatrième distance (Xe - Xr) correspondant à la différence de la distance (Xe) et (Xr). Le moyen de mesure de distance d'extension permet donc de ] o mesurer la quatrième distance (Xe - Xr) sachant que la distance (Xr) est la distance séparant l'élément (8) du moyen de mesure qui n'est pas dans le plan de référence (P) de l'extrémité (120) adjacente à la règle télescopique. Il est à noter que cette distance (Xr) est connue et déterminée. Ce moyen de mesure de distance d'extension est constitué par exemple, par un émetteur à 15 ultrasons (7) placé dans le plan de référence (P) à la deuxième distance (Xo) du capteur photoélectrique (2) linéaire, et cet émetteur à ultrasons (7) coopère avec un premier récepteur (80) dont le signal est généré par celui-ci et traité par un boîtier de traitement (82) avant d'être renvoyé par un premier émetteur (81), par exemple, un premier émetteur (81) à infrarouge, vers un 20 récepteur (43) à infrarouge d'un boîtier de contrôle (4). Le boîtier de contrôle (4) comporte des circuits de traitement (44) lesquels, après traitement des informations reçues du premier émetteur (81) à infrarouge et d'un deuxième émetteur infrarouge (34) placé dans le boitier de traitement (30) fournissant la première distance (Xm), calculent la hauteur 25 ou le dénivelé (D) par ajout des distances (Xe), (Xo) et (Xm). Après calcul, cette hauteur ou ce dénivelé (D) sont affichés sur les moyens d'affichage (41), ou mémorisés dans les moyens de mémorisation (45). Un second récepteur (92) d'étalonnage disposé à une cinquième 30 distance déterminée (Xd) de l'émetteur à ultrasons (7) calcule par un moyen de calcul (91) la cinquième distance (Xd) et permet, par envoi de cette information au boîtier de contrôle (4), de corriger les erreurs dues aux variations dimensionnelles de la règle télescopique découlant des variations de températures lors de l'utilisation de la règle télescopique. Le moyen de calcul (91) comporte également un émetteur à infrarouge permettant d'émettre l'information mesurée vers le boîtier de contrôle (4). Le boîtier de traitement (82) est disposé près de l'extrémité inférieure (12) de la règle télescopique et comprend le premier récepteur (80) et le premier émetteur (81) à infrarouge. Dans une variante, on pourra rernplacer les systèmes de transmission à infrarouge par d'autres systèmes de transmission, tels que [o Wi-fi ou Bluetooth, et le boîtier de contrôle (4) pourra ne pas être rendu solidaire d'un élément télescopique de la règle télescopique, mais être simplement un téléphone mobile, comportant des moyens de communication Bluetooth et un logiciel adapté pour la réception des mesures effectuées par le premier récepteur (80), le second récepteur (92) d'étalonnage et le capteur 15 photoélectrique (2) linéaire, permettant de calculer le dénivelé ou la hauteur (D) mesuré par la règle télescopique et d'afficher ce dénivelé ou cette hauteur (D) sur les moyens d'affichage traditionnels du téléphone portable. Dans une autre variante, le moyen de mesure de distance d'extension peut être un ruban ou fil solidaire d'un des éléments 20 télescopiques d'extrémités (10, 12) par une extrémité et par l'autre extrémité un tambour monté en rotation dans l'autre élément télescopique d'extrémité (10, 12). Dans une autre variante du système, le second récepteur (92) d'étalonnage pourra être disposé à une sixième distance déterminée du 25 premier récepteur (80) à proximité de l'extrémité opposée de la règle télescopique. Ce second récepteur (92) permet, par envoi de cette information au boîtier de contrôle (4), de corriger les erreurs dues aux variations dimensionnelles de la règle télescopique découlant des variations de températures lors de l'utilisation de la règle télescopique. 30 On peut obtenir selon l'invention un système formant mire et permettant une détermination de hauteur par rapport à une surface sur laquelle est posée la mire Ce système comporte une tête ou embout (1), un assemblage télescopique (10, 11, 12) permettant de faire varier une distance entre une extrémité d'appui formant base de l'assemblage télescopique et une extrémité supérieure supportant la tête ou embout (1), et rassemble avantageusement : - un système de mesure de ladite distance ; - un récepteur sensible de préférence linéaire placé dans la tête ou embout (1) et doté de cellule(s) photosensible(s) pour détecter un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser ; - un module de déclenchement/validation d'une mesure de hauteur Io par le système de mesure, connecté au récepteur sensible et déclenchant la mesure/validation lorsqu'il reçoit un signal déterminé du récepteur sensible, le signal déterminé étant représentatif d'une détection d'un faisceau laser par une des cellules photosensibles du récepteur laser linéaire. On comprend que la distance représentant le niveau de hauteur a 15 relever et la hauteur mesurée par le système de mesure peuvent différer d'une constance de hauteur dont le système de mesure tient compte. L'avantage d'une telle règle télescopique est qu'elle permet d'effectuer des mesures topographiques à l'aide d'un seul utilisateur qui commence par placer le système laser (15) à balayage sur un ensemble 20 trépied (16) en un point du terrain, puis se déplace aux emplacements de mesures souhaités, déploie sa règle télescopique jusqu'au moment où le capteur photoélectrique (2) linéaire est impacté par un faisceau laser (17) en un point, lequel impactage déclenche d'une part la mesure et d'autre part l'émission d'un signal sonore indiquant à l'utilisateur qu'il peut replier sa règle 25 télescopique pour se déplacer en un autre point de mesure. Pendant ce temps, le système électronique du dispositif élabore le résultat des mesures qui est ensuite stocké dans le boîtier de contrôle (4). Arrivé à un autre point de mesure, l'utilisateur déploie la règle télescopique jusqu'à ce que le faisceau laser (17) impacte un élément ou cellule du capteur photoélectrique (2) linéaire, provoquant à nouveau l'émission d'un signal sonore et le déclenchement des moyens de mesure à ultrasons incorporés dans la règle télescopique, puis l'affichage du résultat mesuré. On comprend ainsi l'avantage d'un tel système par l'accélération de la prise des mesures et d'autre part l'économie réalisée pour la mise en oeuvre, car il ne nécessite qu'un seul utilisateur. Le fait d'utiliser un capteur (2) linéaire permet en outre d'obtenir une grande précision. Alternativement pour un système à bas coût (moins précis et/ou moins rapide) qui reste avantageux par rapport aux mires classiques, on peut prévoir selon l'invention une cellule (non linéaire) avec éventuellement un système de lentille pour augmenter la zone de détection. On comprend qu'avec la lentille on perd certes peu de temps pour obtenir la hauteur mais on perd également o en précision. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. REVENDICATIONS 1. Système de relevé de hauteurs comprenant une règle télescopique à deux extrémités (10, 12) destinée à coopérer avec un faisceau optique (17) à balayage dans un plan horizontal et caractérisé en ce que la règle télescopique comporte des moyens photosensibles de détection du balayage et de la position de la cellule balayée à l'instant T , les moyens photosensibles étant solidaires d'un élément télescopique de la règle télescopique formant une première extrémité (10) ; des moyens d'émettre un signal de validation ou de déclenchement de mesure de la distance [o d'extension de la règle télescopique, cette distance d'extension séparant une référence de l'élément télescopique qui comporte les moyens photosensibles d'un moyen de mesure de la distance d'extension séparant cet élément télescopique de l'élément télescopique de la règle formant la deuxième extrémité (12), ce moyen de mesure de distance d'extension étant solidaire 15 de chacun des deux éléments télescopiques. 2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de mesure de la distance d'extension est constitué d'un émetteur (7) d'ondes solidaire de l'élément télescopique formant la première (10) ou deuxième (12) extrémité et d'un premier récepteur (80) solidaire de la deuxième (12), 20 ou respectivement première (10) extrémité et de la règle télescopique, ledit premier récepteur (80) étant accordé sur les ondes de l'émetteur (7) d'ondes. 3. Système selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'un deuxième récepteur (92) est solidaire d'un des éléments télescopiques à une distance fixe (Xd) déterminée de l'émetteur (7) d'ondes, pour permettre de 25 compenser les erreurs du système dues aux variations de température. 4. Système selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens photosensibles comprennent des moyens de transmission pour transmettre la mesure d'une première distance (Xm) par rapport à la référence effectuée par un capteur photosensible (2) linéaire à un boîtier de 30 contrôle (4).io 5. Système selon la revendication 4, dans lequel les moyens photosensibles ou le boitier de contrôle (4) comportent un générateur de son émettant une tonalité dés que le faisceau optique (17) impacte le capteur photosensible (2) linéaire. 6. Système selon une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens de mesure de la distance d'extension comprennent des moyens de transmettre la mesure d'une seconde distance (Xe) au boîtier de contrôle (4). 7. Système selon une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ro le boîtier de contrôle (4) comprend des moyens de traiter ces deux distances (Xm) et (Xe) et de déterminer la valeur de dénivelé ou hauteur mesurée (D) en ajoutant éventuellement la distance (Xo) séparant la référence des moyens de mesure de la distance d'extension, pour l'afficher sur les moyens d'affichage (41) ou la mémoriser par les moyens de mémorisation (45). 1s 8. Système selon une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le boîtier de contrôle (4) comprend des moyens (44) de traiter une troisième distance déterminée (Xd) pour compenser la température. 9. Système selon une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les moyens de transmission sont du type à infrarouges ou radioélectriques. 20 9. Système selon une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le boîtier de contrôle (4) est un téléphone portable pourvu d'un logiciel de traitement des signaux de mesure émis par les moyens de mesure de la règle télescopique et les moyens de transmission sont du type Wi-fi ou Bluetooth. 25 10. Système selon une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le boîtier de contrôle (4) comporte des moyens de mémorisation (45) d'une pluralité de mesures. 11. Système selon une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le système comprend des éléments photovoltaïques pour l'alimentation 30 de l'ensemble des moyens.Il 12. Procédé de relevés à l'aide du système selon une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'un utilisateur, disposant d'un système laser (15) à balayage monté sur un ensemble trépied (16) en des points géométriques, se déplace avec une règle télescopique selon l'invention, en un premier point de relevé, déploie les éléments télescopiques de la règle télescopique, jusqu'à ce que les moyens photosensibles soient impactés par le faisceau optique (17) en provoquant ainsi l'émission d'un signal sonore par le boîtier de contrôle (4) ; l'utilisateur replie ensuite l'élément télescopique pour se déplacer vers un autre point de mesure et io déploie les différents éléments télescopiques jusqu'à faire impacter une cellule photosensible des moyens photosensibles par le faisceau optique (17) et entendre un signal sonore indiquant la prise de mesure. 13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que les opérations précédentes sont réitérées jusqu'à ce que tous les points du 15 relevé topographique aient été parcourus et que l'enregistrement de l'ensemble des mesures ait été effectué.