WO2011058247A1 - Dispositif optique pour tracer des reservations de coupe de formes quelconques sur des elements de revetement de surface - Google Patents

Dispositif optique pour tracer des reservations de coupe de formes quelconques sur des elements de revetement de surface Download PDF

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WO2011058247A1
WO2011058247A1 PCT/FR2010/000755 FR2010000755W WO2011058247A1 WO 2011058247 A1 WO2011058247 A1 WO 2011058247A1 FR 2010000755 W FR2010000755 W FR 2010000755W WO 2011058247 A1 WO2011058247 A1 WO 2011058247A1
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cutting
cut
reservation
laser beam
contour
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PCT/FR2010/000755
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Inventor
Jean-Christophe Boissy
Original Assignee
Jean-Christophe Boissy
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Application filed by Jean-Christophe Boissy filed Critical Jean-Christophe Boissy
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/20—Implements for finishing work on buildings for laying flooring
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/0076—Implements for finishing work on buildings for marking and cutting tiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means

Definitions

  • the present invention relates to the field of devices for marking or tracing surface coating elements in order to make a cut and then a laying of these elements on a surface during the finishing work of a building.
  • the installer When laying coatings such as parquet, tiles, earthenware, ... the installer is required to cut or cut the parts near an obstacle. For example at the edge of a wall, or for a doorway, an outlet of a pipe, ... The cut requires a series of measurements of the object to be bypassed, more or less easy depending on the shape of this object , which will then be transferred to the piece to be cut. A number of trials and errors are often necessary before getting a proper cut.
  • the operating principle of the invention overcomes the problems cited in the state of the art, because it is based on an optical system for drawing the obstacle area materialized by the trace of a laser beam.
  • the document CH 692 524 describes an optical device comprising a mobile head emitting a laser beam which allows the measurement and marking of discrete points in space.
  • the device makes it possible to project on the wall a piece a shape outline previously saved in the device's memory.
  • this device does not make it possible to detect the contour of an object, such as an obstacle present on the floor of a room to draw a lining element for placement relative to an adjacent lining element. in place.
  • An optical device is also known for measuring and marking the lines, surfaces or volumes remotely described in the document DE 195 45 589.
  • This device is more particularly intended for measuring points of a closed space from two angles, then modeling the space measured by a mathematical model. This device makes it possible to determine the actual position of a marking point and compare it to the setpoint position and display the differences.
  • this document does not include means for projecting the image of a scanned object.
  • the object of the invention is to propose a portable fingerprinting device for the cutting of floor or wall coverings which is able to carry out the remote measurement of a spatial profile and to obtain the plane outline and, at the same time, using the contour obtained by this remote measurement to cut a floor covering element.
  • Another object of the invention is to provide a portable fingerprinting device for cutting floor or wall coverings that allows a fast and accurate assembly of different elements of coating between them and this for any shape and profile obstacles on the floor or the wall to be covered.
  • a portable cut-off fingerprint measurement and sampling device for cutting floor or wall coverings, comprising a device body comprising at least one laser beam optical source, an electronic system for drawing and storing of the cutting reservation print using said laser beam, characterized in that it comprises a deflection system of the laser beam which cooperates with said electronic system for drawing and storing the print in order to materialize this cutting reservation fingerprint when projected on a remote plane.
  • the device of the invention allows a distance measurement, without contact, of the shape and dimensions of an object, such as an obstacle present on a surface on which it is desired to apply a coating, the contour drawing of this shape. , as well as its storage and, at the same time, the projection of this contour on a projection plane.
  • This projection plane is that of a coating element to be cut in order to cover a floor or wall surface with said coating, while avoiding the obstacle previously scanned by the device.
  • the optical device of the invention thus makes it possible to draw cutting reservations of any shape on surface coating elements.
  • This optical device of the invention makes it possible, without measuring by contact, to construct an optical image of the zone obstructing the installation (wall, doorway, chimney, pipes, etc.) and then to project it onto the element that will be cut. It is suitable for any form of surface element and any type of laying: straight, diagonal, square, rectangular, hexagonal elements.
  • the device comprises a main body projecting a laser image materializing the contour to avoid.
  • the image of this zone is drawn by the user, assisted by predefined forms that can be parameterized, or automatically created by an automatic pattern recognition system integrated into the device.
  • the device according to the invention is particularly intended for laying tiles, parquet, slabs, faience.
  • said optical source projects the marks necessary for the positioning of the piece to be cut with respect to the pieces of coating already laid.
  • the optical source of the invention makes it possible to project at least one marker during the taking of measurement, as well as during the projection of the contour of the scanned obstacle (or cut impression), which allows a quick implementation. the device and a good positioning accuracy of the image on the piece to be cut.
  • said markers comprise at least two competing segments embodying the edges of a piece of already laid coating. These benchmarks can to be a corner of a coating part already placed on the surface to be covered, or even a part of the contour of the shape to be positioned.
  • the control interface of the device of the invention is remotely controllable via a remote control.
  • the interface makes it possible to choose to carry out the drawing manually, or to choose from predefined cut shapes that can be parameterized, for example ellipsoidal, rectangular, in the form of a doorway.
  • the device of the invention incorporates different shapes for the pins for positioning the workpiece. These forms may for example be in the form of a cross, "T", or a combination of curves.
  • the plot can be made entirely by means of a user interface preferably comprising a control handle, to position the points through which the laser pattern will pass, or by a fully or partially automatic pattern recognition system (capture and image processing of the area to avoid or avoid).
  • a laser image of the cutting reservation is then obtained and transferred to the part to be cut.
  • the user then draws for example with a pencil the area to be cut on the part concerned, then proceeds to cutting.
  • the device makes it possible to go beyond what is proposed by the state of the art, and in particular allows the drawing of any type of shape, regular or not (such as the outline of a stone fireplace for example, a passage profile door or non-standard dimensions), accurately. It also allows the one-time 360-degree tracing of a pipe outlet, evacuation, ...
  • the device allows the addition of a seal around the part to be cut, automatically or not, based on a point positioned in the convex part of the traced area. For example from 3 to 5 mm depending on the materials used.
  • the device By its optical nature, the device is well suited to tiling work. It does not require cleaning because it is never in contact with the area being laid. It rests on feet, allowing to have a sufficient distance between the optical source and the part to be traced / cut.
  • the feet of the device can be equipped with suction cups or other wall-mounting system - in the case of the installation of faience for example.
  • the invention comprises predefined cutting shapes, adjustable and storable.
  • the device makes it possible in particular to work on a straight pose, diagonally, offset, with surface elements for example of square, rectangular, hexagonal, ...
  • Figure 3 View of the device projecting the image of the area to be traced and the 2 marks on the piece to be cut. Laying of non-joined surface elements, laying diagonally. Trace the cutting area with a pencil following the laser image.
  • Figure 4 View of the device projecting the image of the area to be drawn in an alternative embodiment of the invention
  • Figures 1 and 4 show a 3D view of the device, located in front of to an obstacle (11) around which the cut must be made. They show the device in situation, in the case of straight laying, on contiguous slabs (10) - of negligible joint width.
  • Figure 2 shows the device when laying at an angle, with a joint width of a few millimeters, to take into account for the layout of the cutting reservation.
  • Figure 3 shows the positioning of the device as it should be at the time of drawing the area to be cut.
  • the device can be based on three or four feet (4) or by other means that can be considered for its positioning in front of the cutting area.
  • the body of the tool is provided with one or two optical sources (2) and (3), and a control interface, for example a control handle (6) for drawing the cutting area and the positioning the braces projected by the optical sources (12) and (13) at the intersection of the tiles already laid.
  • the control interface can also be deported, which will avoid moving the body of the tool during the drawing of the cutting area.
  • the control interface is connected to the electronic part of the device, intended to memorize the image of the cutting zone as well as the positioning of the marks (braces or other predefined shapes).
  • This electronic part will also be connected to a driver or laser beams, which will be responsible for constructing the image of the cutting area via a beam deflection system, for example using mirrors.
  • an adjusting wheel (9) will allow for example the rotation of the projected image, acting on the two marks, to adjust the angle between the device and the axis of the pose ( right, diagonally, ...) without having to move the device.
  • These two marks may have the form of braces (12) and (13) or be a combination of a line identifying a side of a tile and a cross - or 2 lines for 2 sides of the tile to cut, according to the configurations. This can be useful especially when using tiles already cut or damaged, for which it would not be possible to position the braces as in Figures 1 and 2.
  • the body of the device is orientable relative to its central axis, and thus allows projection on the ground or on a wall.
  • the projection portion is for example mounted on a rotary part with one or more axes.
  • the height of the feet may be adjustable for greater ease of use, especially if other objects, possibly not in contact with the ground, interfere with the projection of the device.
  • the device must first be positioned near the area obstructing the pose.
  • the device is used to position the two marks. These two fixed markers materialize the edges of an already laid piece, usually adjacent to that for which a cut must be made.
  • the device integrates the possibility of displaying markers of variable shape (in cross for a standard laying straight or diagonally, in T for example for an offset installation, or segments of straight lines), and of variable width (adapted to the size tiles). In the case of the installation of a joined floor, the thickness of the braces will be equal to 0 (in fact the width of the projected laser beam).
  • the copy of the form must be made. This can be done manually, using an interface to make this route.
  • This interface makes it possible to draw a set of segments of straight lines or beams of predefined curves, in pieces (in variable quantity according to the complexity of the zone to be traced), in order to approximate at best - but quickly - the zone of cutting.
  • the user positions the first point of the area to be cut using the control handle (6) and then records the position of this point by pressing a selection buttons (7) or (8). He then positions a second point which will be connected to the first by a segment of line materialized by the laser beam. This new point is recorded in turn with a selection button. This process is repeated over the entire cutting area in order to obtain the complete template, consisting of the actual cutting area, as well as the two markers, necessary for the transfer of the cutting area on the piece to be cut.
  • the copy of the shape can also be done automatically, for example by digital photography (two photos taken, with a standard on 2 axes placed on the ground for reconstruction of the image without optical deformation impacting angles, distances, and rectilinear elements) then treatment image in order to extract the cutting area from the image taken.
  • the copy of the shape can also be performed automatically by using a laser beam that will materialize the cutting area, by scanning the part to be traced. The image of the zone of cutting is then materialized by the laser beam.
  • the tool must be provided with sensors distributed on either side of the laser source that emits the scanning beam. These sensors make it possible to detect breaks in a scanning beam from a reference plane.
  • the tool requires at least one sensor (generally a camera, such as a CCD camera) arranged remotely or offset from the laser source.
  • the device will comprise two cameras arranged at a distance and, preferably oriented at 90 °, with respect to each other.
  • the device may comprise at least two and preferably four sensors or cameras.
  • Such an automatic scanning device makes it possible to determine a cutting contour that can be materialized by a surface.
  • the device can scan a step and display it in full size on a horizontal plane that can be located at a different level than that of the scanned plane.
  • FIG. 4 represents a device for automatic sampling of cutting reservation impressions comprising three sensors 14, 15, 16 arranged on either side of the laser sources 2, 3.
  • the device allows a scan of the obstacle 11 with the laser beams emitted by the laser sources 2,3.
  • the device sweeps the obstacle 11 and the ground by moving the point displayed by the source laser beams. 2.3.
  • the laser source 2,3 displays the vertical lines, staggered regularly from each other. This makes it possible to obtain precise information on the vertical breaks that correspond to the horizontal edges of the obstacle 11.
  • the laser source 2, 3 of the device can also display horizontal lines, staggered regularly relative to each other. other. This makes it possible to obtain precise information on the horizontal breaks that correspond to the vertical edges of the obstacle 11.
  • Each point displayed by the laser is recorded by the cameras or sensors 14,15,16.
  • the resulting image in the camera or sensor 14,15,16 is a set of points or lines, the direction of which changes at the point of rupture between the ground and the obstacle 11. Thus, it suffices to detect the breaks horizontal and vertical lines to determine the boundary between the obstacle and the ground which is identical to the contour of the cut to be made. Projection of the cutting reservation footprint on the part or element cutting coating is done in the same way as described above.
  • the device of the invention makes it possible to automatically adjust the projected shape to its true magnitudes according to the level of the projection plane. This depends on the maximum angle of deviation of the laser beam and the maximum distance of use of the device.
  • the plot measurement (or cut reservation fingerprint contour) is stored with its true magnitudes in a memory device of the device.
  • the stored plot (with its actual scale) can be transferred to a remote device, such as a laptop or phone or personal assistant.
  • a remote device such as a laptop or phone or personal assistant.
  • the device of the invention comprises display means for displaying a cutting area previously stored, from automatic processing, or even from an external source.
  • the display of the cutting area will be made in full size, regardless of the relative height of the device relative to the plane to be cut, within the limits of the technical specifications of the device.
  • it is materialized in the electronic part of the device by a set of points connected by line segments.
  • the device may allow the addition of a regular space around the traced shape, so as to maintain a seal between the part to avoid and the coating element that will be placed.
  • This space will have an optionally adjustable width, for example of the same width as the braces used during installation.
  • the definition principle of the new cutting zone may for example be based on basic image processing techniques: dilation around the traced zone, positioning a point defining its convex portion.
  • the device can be provided with a single optical source.
  • the route may require 2 steps, in order to draw each side of the cutting zone. This is particularly the case of cutting areas covering an angle greater than 180 degrees.
  • the device is moved in order to be able to position the piece to be cut under the area projected by the laser beam, set at the two reference points taken previously.
  • the image of the cutting area thus projected corresponds then to that which must be cut.
  • it will suffice to draw in pencil for example on the coating to be cut, following the line materialized by the laser beam as shown in Figure 3.
  • the cut will then be performed with the usual means suitable for the coating in question.

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Abstract

Dispositif portatif de mesure et de prélèvement d'empreintes de réservation de coupe pour le découpage de revêtements de sol ou muraux, comportant un corps de dispositif comprenant au moins une source optique (2, 3) à faisceau laser, un système électronique pour le dessin et la mémorisation de l'empreinte de réservation de coupe en utilisant ledit faisceau laser. Selon l'invention, le dispositif comporte un système de déviation du faisceau laser qui coopère avec ledit système électronique pour le dessin et la mémorisation de l'empreinte afin de matérialiser cette empreinte de réservation de coupe lors de sa projection sur un plan distant.

Description

DISPOSITIF OPTIQUE POUR TRACER DES RESERVATIONS DE COUPE DE FORMES QUELCONQUES SUR DES ELEMENTS DE REVÊTEMENT DE SURFACE
Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de marquage ou de traçage des éléments de revêtement de surface en vue de réaliser une coupe puis une pose de ces éléments sur une surface lors des travaux de finition d'un bâtiment. Etat de la technique
Lors de la pose de revêtements tels que parquets, carrelages, faïences, ... le poseur est amené à tailler ou couper les pièces à proximité d'un obstacle. Par exemple en bordure d'un mur, ou pour un passage de porte, une sortie d'un tuyau, ... La coupe requiert une série de mesures de l'objet à contourner, plus ou moins faciles selon la forme de cet objet, qui seront ensuite reportées sur la pièce à couper. Un certain nombre d'essais et d'erreurs sont souvent nécessaires avant d'obtenir une coupe adéquate.
Outre la méthode empirique de l'essai-erreur basée sur des mesures multiples, l'état de l'art sur cette problématique propose des systèmes mécaniques, plus ou moins limités dans leur utilisation. Certains sont essentiellement dédiés à des coupes droites ou en angle, d'autres permettent de tracer des arcs de cercle ou bien de faire des tracés selon des gabarits en plastique ou métal prédéfinis. D'autres permettent des tracés de formes plus complexes, mais par leur nature mécanique ils ne disposent que d'un nombre de points de tracé très limité et donc une précision réduite, surtout lorsque les éléments considérés sont de grande ou petite taille. La forme à éviter est en général mesurable sur 180 degrés maximum. Leur précision et facilité d'utilisation est variable, ce qui augmente le risque d'erreur et la perte de temps.
Le principe de fonctionnement de l'invention permet de remédier aux problèmes cités dans l'état de l'art, car il est basé sur un système optique permettant de faire un dessin de la zone obstacle matérialisé par la trace d'un rayon laser.
Le document CH 692 524 décrit un dispositif optique comportant une tête mobile émettant un faisceau laser qui permet la mesure et le marquage de points discrets dans l'espace. Dans une variante, le dispositif permet de projeter sur le mur d'une pièce un contour de forme préalablement enregistrée dans la mémoire de l'appareil. Ce dispositif ne permet toutefois pas de détecter le contour d'un objet, tel un obstacle présent sur le sol d'une pièce pour réaliser le tracé d'un élément de revêtement en vue de son placement par rapport à un élément de revêtement adjacent déjà en place.
On connaît par ailleurs un dispositif optique de mesure et de marquage à distance des lignes, surfaces ou volumes décrit dans le document DE 195 45 589. Ce dispositif est prévu plus particulièrement pour réaliser une mesure de points d'un espace clos à partir de deux angles, puis la modélisation de l'espace mesuré par un modèle mathématique. Ce dispositif permet de déterminer la position réelle d'un point de marquage et la comparer à la position de consigne et en afficher les écarts. Toutefois, ce document ne comporte pas de moyens de projection de l'image d'un objet scanné.
Objet de l'invention
Le but de l'invention est de proposer un dispositif portatif de prélèvement d'empreintes pour le découpage des revêtements de sol ou muraux qui est apte à réaliser la mesure à distance d'un profil spatial et d'en obtenir le contour plan et, en même temps, d'utiliser le contour obtenu par cette mesure à distance pour découper un élément de revêtement de sol.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif portatif de prélèvement d'empreintes pour le découpage des revêtements de sol ou muraux qui permet de réaliser un assemblage rapide et précis de différents éléments de revêtement entre eux et ceci pour toute forme et profil des obstacles présents sur le sol ou le mur à recouvrir.
Ces buts sont atteints avec un dispositif portatif de mesure et de prélèvement d'empreintes de réservation de coupe pour le découpage de revêtements de sol ou muraux, comportant un corps de dispositif comprenant au moins une source optique à faisceau laser, un système électronique pour le dessin et la mémorisation de l'empreinte de réservation de coupe en utilisant ledit faisceau laser, caractérisé en ce qu'il comporte un système de déviation du faisceau laser qui coopère avec ledit système électronique pour le dessin et la mémorisation de l'empreinte afin de matérialiser cette empreinte de réservation de coupe lors de sa projection sur un plan distant. Ainsi, le dispositif de l'invention permet une mesure à distance, sans contact, de la forme et des dimensions d'un objet, tel un obstacle présent sur une surface sur laquelle on souhaite appliquer un revêtement, le dessin du contour de cette forme, ainsi que sa mise en mémoire et, en même temps, la projection de ce contour sur un plan de projection. Ce plan de projection est celui d'un élément de revêtement à découper en vue de recouvrir une surface de sol ou murale avec ledit revêtement, tout en évitant l'obstacle préalablement scanné par le dispositif.
Le dispositif optique de l'invention permet ainsi de tracer des réservations de coupe de formes quelconques sur des éléments de revêtement de surface.
Ce dispositif optique de l'invention permet, sans prendre de mesure par contact, de construire une image optique de la zone faisant obstacle à la pose (mur, passage de porte, cheminée, tuyaux, ...) et de la projeter ensuite sur l'élément qui sera découpé. Elle est adaptée à toute forme d'élément de surface et tout type de pose : droite, en diagonale, d'éléments carrés, rectangulaires, hexagonaux.
Le dispositif comporte un corps principal projetant une image laser matérialisant le contour à éviter. L'image de cette zone est dessinée par l'utilisateur, assisté par des formes prédéfinies paramétrables, ou réalisée automatiquement par un système de reconnaissance automatique de formes intégré au dispositif.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la pose de carrelage, parquet, dalles, faïence.
De préférence, ladite source optique projète les repères nécessaires au positionnement de la pièce à découper par rapport aux pièces de revêtement déjà posées. Ainsi, la source optique de l'invention permet de projeter au moins un repère lors de la prise de mesure, ainsi que lors de la projection du contour de l'obstacle scanné (ou empreinte de coupe), ce qui permet une rapide mise en œuvre du dispositif et une bonne précision de positionnement de l'image sur la pièce à découper. Avantageusement, lesdits repères comportent au moins deux segments concurrents matérialisant les bords d'une pièce de revêtement déjà posée. Ces repères peuvent être un coin d'une pièce de revêtement déjà posée sur la surface à recouvrir, voire une partie du contour de la forme à positionner.
L'interface de contrôle du dispositif de l'invention est pilotable à distance via une télécommande. L'interface permet de choisir d'effectuer le tracé manuellement, ou de choisir parmi des formes de coupes prédéfinies paramétrables, par exemple ellipsoïdales, rectangulaires, en forme de passage de porte.
Le dispositif de l'invention intègre des formes différentes pour les repères permettant de positionner la pièce à découper. Ces formes pourront par exemple être en forme de croix, de « T », ou une association de courbes.
Le tracé peut être intégralement fait à l'aide d'une interface utilisateur comprenant de préférence une manette de contrôle, permettant de positionner les points par lesquels passera le tracé laser, ou encore par un système entièrement ou partiellement automatique de reconnaissance de formes (capture et traitement de l'image de la zone à contourner ou éviter).
On obtient alors une image laser de la réservation de coupe que l'on reportera sur la pièce à découper. L'utilisateur trace ensuite par exemple à l'aide d'un crayon la zone à découper sur la pièce concernée, puis procède à la découpe.
Le dispositif permet d'aller au-delà de ce que propose l'état de l'art, et permet notamment le tracé de tout type de forme, régulière ou non (comme le contour d'une cheminée en pierre par exemple, un passage de porte de profil ou dimensions non standard), avec précision. Il permet également le tracé en une seule fois sur 360 degrés d'une sortie de tuyau, évacuation, ...
Il prend également en compte les cales (croisillons) utilisées lors de la pose de carrelage (en croix, en T, ...). Il est aussi adapté à la pose sans joint entre les pièces, comme par exemple lors de la pose de parquets.
De par sa conception, il ne prend pas de jeu au cours du temps, ce qui en fait un appareil durable dans son utilisation, sans besoin d'étalonnage régulier. Le dispositif permet l'ajout d'un joint autour de la partie à découper, de manière automatique ou non, sur la base d'un point positionné dans la partie convexe de la zone tracée. Par exemple de 3 à 5 mm selon les matériaux utilisés.
Par sa nature optique, le dispositif est bien adapté aux travaux de pose de carrelage. Il ne nécessite pas de nettoyage car n'est jamais en contact avec la zone en cours de pose. Il repose sur des pieds, permettant d'avoir une distance suffisante entre la source optique et la pièce à tracer/découper. Les pieds du dispositif peuvent être dotés de ventouses ou autre système de fixation mural - dans le cas de la pose de faïences par exemple.
Pour augmenter la vitesse de travail, l'invention comporte des formes de découpe prédéfinies, ajustables et mémorisables.
Le dispositif permet en particulier de travailler sur une pose droite, en diagonale, décalée, avec des éléments de surface par exemple de forme carrée, rectangulaire, hexagonale,...
Description des figures
Figure 1 - Vue du dispositif projetant l'image de la zone à tracer (passage de porte), dans le cas de la pose d'éléments de surface jointifs (joints de largeur négligeable), pose droite.
Figure 2 - Vue du dispositif projetant l'image de la zone à tracer, mettant en évidence les 2 repères permettant le positionnement de la partie à découper, dans le cas de la pose d'éléments de surface non jointifs (joint de largeur de quelques millimètres) ; pose en diagonale.
Figure 3 - Vue du dispositif projetant l'image de la zone à tracer et les 2 repères sur la pièce à découper. Pose d'éléments de surface non jointifs, pose en diagonale. Tracé de la zone de découpe avec un crayon suivant l'image laser.
Figure 4 - Vue du dispositif projetant l'image de la zone à tracer dans une variante de réalisation de l'invention Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l'invention, les figures 1 et 4 représentent une vue 3D du dispositif, situé face à un obstacle (11 ) autour duquel la coupe doit être effectuée. Elles montrent le dispositif en situation, dans le cas d'une pose droite, sur des dalles jointives (10) - de largeur de joint négligeable. La figure 2 montre le dispositif lors d'une pose en angle, avec une largeur de joint de quelques millimètres, à prendre en compte pour le tracé de la réservation de coupe. La figure 3 présente le positionnement du dispositif tel qu'il doit être au moment du tracé de la zone à couper.
Description détaillée de l'invention
Dans un mode possible de réalisation, le dispositif peut reposer sur trois ou quatre pieds (4) ou par d'autres moyens qui pourront être considérés pour son positionnement face à la zone de coupe. Le corps de l'outil est doté d'une ou deux sources optiques (2) et (3), et d'une interface de contrôle, par exemple une manette de contrôle (6) pour le dessin de la zone de coupe et le positionnement des croisillons projetés par les sources optiques (12) et (13) à l'intersection des carreaux déjà posés. L'interface de contrôle peut aussi être déportée, ce qui évitera de faire bouger le corps de l'outil lors du dessin de la zone de coupe. L'interface de contrôle est reliée à la partie électronique du dispositif, destinée à mémoriser l'image de la zone de découpe ainsi que les positionnements des repères (croisillons ou autres formes prédéfinies). Cette partie électronique sera aussi connectée à un pilote du ou des faisceaux laser, qui sera chargé de construire l'image de la zone de découpe via un système de déviation du faisceau, par exemple à l'aide de miroirs.
En ce qui concerne le positionnement des croisillons, une mollette de réglage (9) permettra par exemple la rotation de l'image projetée, agissant sur les 2 repères, afin de régler l'angle entre le dispositif et l'axe de la pose (droite, en diagonale, ...) sans avoir à déplacer le dispositif. Ces deux repères pourront avoir la forme de croisillons (12) et (13) ou alors être une combinaison d'un trait repérant un côté d'un carreau et d'un croisillon - ou encore 2 traits pour 2 côtés du carreau à couper, selon les configurations. Cela peut être utile en particulier lors de l'utilisation de carreaux déjà coupés ou endommagés, pour lesquels il ne serait pas possible de positionner les croisillons comme sur les figures 1 et 2.
Le corps du dispositif est orientable par rapport à son axe central, et permet ainsi une projection au sol ou sur un mur. La partie projection est par exemple montée sur une partie rotative à un ou plusieurs axes. La hauteur des pieds pourra être réglable pour une plus grande facilité d'utilisation, notamment si d'autres objets, éventuellement non en contact avec le sol, gênent la projection du dispositif. Dans un premier temps le dispositif doit d'abord être positionné à proximité de la zone faisant obstacle à la pose.
Le dispositif est utilisé pour positionner les deux repères. Ces deux repères fixes matérialisent les bords d'une pièce déjà posée, usuellement adjacente à celle pour laquelle une découpe doit être effectuée. Le dispositif intègre la possibilité d'afficher des repères de forme variable (en croix pour une pose standard droite ou en diagonale, en T par exemple pour une pose en décalé, ou segments de droites), et de largeur variable (adaptée à la taille des carreaux). Dans le cas de la pose d'un parquet jointif, l'épaisseur des croisillons sera donc égale à 0 (en fait de la largeur du faisceau laser projeté).
Dans un deuxième temps, la copie de la forme doit être effectuée. Celle-ci peut être effectuée manuellement, à l'aide d'une interface permettant de faire ce tracé. Cette interface permet de tracer un ensemble de segments de droites jointifs ou faisceaux de courbes prédéfinies, par morceaux (en quantité variable selon la complexité de la zone à tracer), afin d'approximer au mieux - mais rapidement - la zone de découpe. Dans le cas du tracé d'un ensemble de segments de droites, l'utilisateur positionne le premier point de la zone à découper à l'aide de la manette de contrôle (6), puis enregistre la position de ce point en appuyant sur un des boutons de sélection (7) ou (8). Il positionne ensuite un deuxième point qui sera relié au premier par un segment de droite matérialisé par le faisceau laser. Ce nouveau point est enregistré à son tour avec un bouton de sélection. On répète ce processus sur l'ensemble de la zone de découpe afin d'obtenir le gabarit complet, constitué de la zone de découpe proprement dite, ainsi que des deux repères, nécessaires au report de la zone de découpe sur la pièce à découper.
La copie de la forme peut aussi être effectuée automatiquement, par exemple par photographie numérique (deux photos prises, avec un étalon sur 2 axes posé au sol pour reconstruction de l'image sans déformation optique impactant angles, distances, et éléments rectilignes) puis traitement d'image afin d'extraire de l'image prise la zone de découpe.
Dans une autre variante de réalisation de l'invention, la copie de la forme peut également être effectuée automatiquement en utilisant un faisceau laser qui matérialisera la zone de découpe, en balayant la partie à tracer. L'image de la zone de découpe est alors matérialisée par le faisceau laser. Plus particulièrement, pour la détermination automatique du tracé de coupe, l'outil doit être doté de capteurs, répartis de part et d'autre de la source laser qui émet le faisceau de balayage. Ces capteurs permettent de détecter les ruptures dans un faisceau de balayage à partir d'un plan de référence. Ainsi, dans le cas d'un dispositif de l'invention comportant une seule source laser, l'outil nécessite au moins un capteur (en général une caméra, telle une caméra CCD) agencé à distance ou décalé par rapport à la source laser. Dans une réalisation préférée, le dispositif comportera deux caméras agencées à distance et, de préférence orientées à 90°, l'une par rapport à l'autre. Dans le cas d'un dispositif comportant deux sources laser, le dispositif pourra comporter au moins deux et de préférence quatre capteurs ou caméras.
Un tel dispositif à balayage automatique permet de déterminer un contour de coupe qui peut être matérialisé par une surface. A titre d'exemple, le dispositif peut scanner une marche d'escalier et l'afficher en vraie grandeur sur un plan horizontal qui peut être situé à un autre niveau que celui du plan scanné.
La figure 4 représente un dispositif de prélèvement automatique d'empreintes de réservation de coupe comportant trois capteurs 14,15,16 agencés de part et d'autre des sources laser 2,3. Le dispositif permet un balayage de l'obstacle 11 avec les faisceaux laser émis par les sources laser 2,3. En fonctionnement, après avoir positionné le dispositif à proximité de l'obstacle et avoir projeté les repères 12,13 sur le sol, le dispositif effectue un balayage de l'obstacle 11 et du sol en déplaçant le point affiché par les faisceaux laser des sources 2,3. Ainsi, la source laser 2,3 affiche les lignes verticales, décalées régulièrement les unes des autres. Ceci permet d'obtenir des informations précises sur les ruptures verticales qui correspondent aux arêtes horizontales de l'obstacle 11. Pour plus de précision, la source laser 2 ,3 du dispositif peut afficher également des lignes horizontales, décalées régulièrement les unes par rapport aux autres. Ceci permet d'obtenir des informations précises sur les ruptures horizontales qui correspondent aux arêtes verticales de l'obstacle 11.
Chaque point affiché par le laser est enregistré par les caméras ou capteurs 14,15,16. L'image résultante dans la caméra ou capteur 14,15,16 est un ensemble de points ou lignes, dont la direction change à l'endroit de la rupture entre le sol et l'obstacle 11. Ainsi, il suffit de détecter les ruptures horizontales et verticales de ces lignes pour déterminer la limite entre l'obstacle et le sol qui est identique au contour de la coupe à effectuer. La projection de l'empreinte de réservation de coupe sur la pièce ou élément de revêtement à découper se fait de la même manière que celle décrite précédemment.
Le dispositif de l'invention permet de réaliser un ajustement automatique de la forme projetée à ses vraies grandeurs selon le niveau du plan de projection. Ceci dépend de l'angle maximal de déviation du faisceau laser et de la distance maximale d'utilisation du dispositif.
La mesure du tracé (ou contour d'empreinte de réservation de coupe) est mémorisée avec ses vraies grandeurs dans un dispositif de mémoire du dispositif.
Le tracé mémorisé (avec son échelle de grandeurs réelles) peut être transféré à un appareil distant, tel un ordinateur portable ou téléphone ou assistant personnel.
Dans une variante de réalisation du dispositif de l'invention, celui-ci comporte des moyens d'affichage permettant d'afficher une zone de coupe préalablement mise en mémoire, provenant d'un traitement automatique, voire en provenance d'une source extérieure. De surcroît, l'affichage de la zone de coupe sera fait en vraie grandeur, quelque soit la hauteur relative du dispositif par rapport au plan à découper, dans la limite des spécifications techniques du dispositif. Quelle que soit la méthode utilisée pour définir l'image de la zone de coupe, celle-ci est matérialisée dans la partie électronique du dispositif par un ensemble de points reliés par des segments de droites.
Le dispositif pourra permettre l'ajout d'un espace régulier autour de la forme tracée, de façon à conserver un joint entre la pièce à éviter et l'élément de revêtement qui sera posé. Cet espace aura une largeur éventuellement réglable, par exemple de la même largeur que les croisillons utilisés lors de la pose. Le principe de définition de la nouvelle zone de découpe pourra par exemple être basé sur les techniques basiques de traitement d'image : dilatation autour de la zone tracée, en positionnant un point définissant sa partie convexe.
Afin de pouvoir tracer convenablement, comme par exemple lors d'un passage de porte en « U », il sera nécessaire d'avoir 2 sources optiques, éventuellement issues d'une source principale, distantes d'au moins la largeur maximale de ce « U ». Cette distance n'est a priori pas figée, et dépendra des applications envisagées. Pratiquement, pour une application destinée à la pose de carrelage, la largeur minimale à considérer est de l'ordre d'une ou deux dizaines de centimètres (un peu plus que la largeur d'une cloison murale).
Dans un but de réduction des coûts ou de différentiation de gamme de produits, on pourra doter le dispositif d'une seule source optique. Dans ce cas, selon les configurations de la zone obstacle, le tracé pourra nécessiter 2 étapes, afin de tracer chaque côté de la zone de coupe. C'est notamment le cas des zones de coupes couvrant un angle supérieur à 180 degrés.
Une fois la copie de la partie à découper effectuée, le dispositif est déplacé afin de pouvoir positionner la pièce à découper sous la zone projetée par le faisceau laser, calée sur les deux points de repères pris précédemment. L'image de la zone de découpe ainsi projetée correspond alors à celle qui doit être découpée. Pour permettre la découpe, il suffira de tracer au crayon par exemple sur le revêtement à découper, en suivant le trait matérialisé par le rayon laser comme montré figure 3. La découpe sera alors effectuée avec les moyens usuels adaptés au revêtement considéré.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Dispositif portatif de mesure et de prélèvement d'empreintes de réservation de coupe pour le découpage de revêtements de sol ou muraux, comportant un corps de dispositif comprenant au moins une source optique (2,3) à faisceau laser, un système électronique pour le dessin et la mémorisation de l'empreinte de réservation de coupe en utilisant ledit faisceau laser, caractérisé en ce qu'il comporte un système de déviation du faisceau laser qui coopère avec ledit système électronique pour le dessin et la mémorisation de l'empreinte afin de matérialiser cette empreinte de réservation de coupe lors de sa projection sur un plan distant. ,
2) Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite source optique (2,3) projète les repères (12,13) nécessaires au positionnement de la pièce à découper par rapport aux pièces de revêtement déjà posées.
3) Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites repères (12,13) comportent au moins deux segments concurrents matérialisant les bords d'une pièce de revêtement déjà posée.
4) Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits repères (12,13) permettant de positionner la pièce à découper sont en forme de croix, de « T », ou comportent une association de courbes.
5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps repose sur un ou plusieurs pieds (4) ou comporte des moyens de fixation à un mur. 6) Dispositif, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps est orientable afin de permettre une projection sur le sol ou sur un mur de l'empreinte de réservation de coupe.
7) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mémoire permettant de mémoriser des largeurs de joints précédemment utilisées. 8) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une interface de contrôle qui est pilotable à distance via une télécommande. 9) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contour de l'empreinte de réservation de coupe est obtenu à l'aide d'une interface utilisateur comprenant de préférence une manette de contrôle (6), permettant de positionner les points par lesquels passera le tracé laser. 10) Dispositif, selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite interface permet de choisir d'effectuer le tracé manuellement, ou de choisir parmi des formes de coupes prédéfinies paramétrables, par exemple ellipsoïdales, rectangulaires, en forme de passage de porte. 11 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le contour de l'empreinte de réservation de coupe est obtenu par un système entièrement ou partiellement automatique de reconnaissance de formes.
12) Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que ladite source optique (2,3) émet un faisceau laser apte a effectué un balayage vertical et un balayage horizontal de la zone à recouvrir.
13) Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que ledit système automatique de reconnaissance de formes comprend au moins un capteur (14,15,16) agencé à distance par rapport à ladite source optique (2,3).
14) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'ajuster automatiquement le contour de l'empreinte de réservation de coupe à ses vraies grandeurs selon le niveau du plan de projection.
15) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mise en mémoire et/ou de transmission à distance du contour de l'empreinte de réservation de coupe rapporté à une échelle normée. 16) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'affichage du contour d'empreintes de réservation de coupe rapporté à une échelle normée. 17) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, permettant l'ajout automatique d'un joint de largeur réglable autour de l'empreinte.
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