BR102013005874A2

BR102013005874A2 - Sistema de aplicação gráfica

Info

Publication number: BR102013005874A2
Application number: BRBR102013005874-2A
Authority: BR
Inventors: Bo Pettersson; Klaus Schneider; Benedikt Zebhauser; Knut Siercks
Original assignee: Hexagon Technology Ct Gmbh
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2015-08-04
Also published as: CN103317846B; CN103317846A; CA2809876A1; EP2641661A1; EP2641661B1; KR101572917B1; KR20130106785A; CA2809876C; KR20150086219A

Abstract

Sistema de aplicação gráfica. A presente invenção refere-se a um sistema de aplicação gráfica com um dispositivo de borrifo de superfície (9), que compreende pelo menos um meio de bocal (1) para uma expulsão de um material de borrifo (2) em uma superfície alvo (3), um mecanismo de controle de bocal (4) para controlar características da expulsão do meio de bocal (1) e um suprimento de material de borrifo (5). O sistema compreende adicionalmente uma unidade de referência espacial (30) para referenciar o dispositivo de borrifo (9) no espaço para determinar uma posição e orientação do dispositivo de borrifo (9), e um meio de computação (8) para controlar automaticamente a expulsão pelo mecanismo de controle de bocal (4) de acordo com informações obtidas pela unidade de referência espacial (30), e de acordo com dados de borrifo desejados predefinidos (6) tais como uma imagem digital ou um modelo cad que compreende uma representação digital de um padrão desejado a ser borrifado na superfície alvo (3), de tal forma que a superfície alvo (3) é borrifada de acordo com os dados de borrifo desejados (6). Além disso, é compreendido um meio de comunicação (32) para estabelecer um enlace de comunicação a partir da unidade de referência espacial (30) para o meio de computação (8) para suprir a posição e orientação do meio de computação (8). No mesmo, a unidade de referência espacial (30) é localizada remota em relação ao dispositivo de borrifo (9) e compreende pelo menos duas câmeras 2d ópticas (31) dispostas com uma base estéreo entre as cãmeras para determinar a posição e orientação pelo processamento de imagem digital de imagens feitas pelas câmeras (31).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE APLICAÇÃO GRÁFICA". A presente invenção refere-se geralmente a um sistema de apli- cação gráfica de acordo com a reivindicação 1, a um método de aplicação gráfica de acordo com a reivindicação 13 e a um produto de programa de computador. O desejo de aplicar uma camada de material de borrifo em uma superfície alvo é estendido a muitas das diferentes áreas tecnológicas. Exis- tem várias razões para aplicar materiais de borrifo a superfícies, com o dese- jo mais comum de proteger a superfície contra influência ambiental ou cum- prir exigências estéticas como o desejo de aplicar determinados e frequentes padrões gráficos de múltiplas cores na superfície ou em determinadas áreas da superfície. O borrifo, como um processo, pode incluir ou ser pintura, co- bertura, galvanização, tingimento, chapeamento, aplicação de verniz, asper- são, salpico, texturização, revestimento, coloração, matização ou aplicação de manchas, por expelir o material a ser aplicado a uma superfície alvo a partir de um meio de bocal.

As áreas da técnica em que tal pintura, borrifo, tingimento, colo- ração ou cobertura é desejada, variam, por exemplo, de trabalho de constru- ção, propaganda, entretenimento, camuflagem, construção de máquinas, sinalização de rodovia, sinalizações em campos desportivos, chapeamentos de parede interna e externa, fabricação de carro, produção de móveis, etc.

Além disso, um reparo de superfícies já borrifadas - pelo menos parcialmen- te - que estão gastas, danificadas, sabotadas, parcialmente substituídas, etc. é frequentemente exigido, cujo cuidado especial deve ser tomado para al- cançar um alto grau de compatibilidade de cor e também transições lisas e visualmente uniformes a partir do velho para o novo borrifo.

Os tipos mais comuns de borrifos são coberturas em pó e asper- sões de tinta por aerógrafos ou pistolas de pintura, mas existem muitos ou- tros diferentes tipos de borrifos como, por exemplo, gesso aspergido como conhecido a partir da construção de bote, lã mineral aspergida, concreto as- pergido ou atirado, asbestos aspergidos, cobertura de chassi, como conhe- cido a partir de carros ou outros trabalhos de borrifo. Além disso, o jatea- mento de areia é um campo muito semelhante da técnica em que, ao invés de cobrir uma superfície com material de borrifo, a superfície é corroída por um jato expelido de material corrosivo com princípios quase analógicos co- mo usado no borrifo. O documento FR 2 850 322 revela um dispositivo para imprimir uma imagem em uma grande superfície que pode ser mantida e movida ma- nualmente e pode determinar a posição e direção em uma superfície. O dis- positivo usa esse conhecimento de sua posição atual para determinar que a cor precisa ser aplicada na superfície. Essa determinação é cumprida por realizar a compatibilidade das coordenadas determinadas e uma imagem armazenada em uma memória do dispositivo. A imagem armazenada pode, então, ser superimposta à superfície a ser pintada.

No documento US 6.299.934, um sistema de aspersão de tinta controlado por GPS compreende um programa condutor aspersor de tinta e um aspersor de tinta por GPS. O aspersor de tinta por GPS inclui um recep- tor GPS, um conversor geográfico para habilitar um usuário a converter um padrão de desenho em locais geográficos, um comparador de local para de- tectar uma compatibilidade de local entre os locais geográficos do padrão de desenho e um local baseado em GPS atual, e um bocal de aspersão para aspergir tinta em locais compatíveis. O dito padrão de desenho geográfico pode ser marcado ou em um campo, uma parede, ou um estacionamento. O documento US 2009/0022879 refere-se a um método para a- plicar tintas ou vernizes a grandes superfícies por meio de um dispositivo de aplicação de tinta deslocável, que é controlado em uma maneira dependente da posição. O dito dispositivo compreende uma parte deslocável de um sis- tema de medição de posição em tempo real com o uso de marcas de refe- rência. O documento KR 102006009588 fornece um método para con- trolar uma posição de injeção de um robô articulado de pintura, para operar automaticamente posições de braço de um robô articulado por controle re- moto de modo que um material de pintura seja injetado exatamente em um objeto.

Por exemplo, na indústria de automóvel, o uso de robôs de pin- tura para pintar folhas de metal ou partes de corpo é estado comum da téc- nica. Os robôs para realizar tais tarefas são programados ou ensinados para tal propósito por artesãos.

No documento JP 10-264060, um sistema é fornecido para reali- zar o ensinamento de movimentos a um braço de robô - por alguém, de mo- do fácil e em um tempo curto - pára realizar pintura por manter uma máquina de pintura em um local e atitude corretos, sem levar em consideração a habi- lidade de um trabalhador. A rota avançada da máquina de pintura é calcula- da por um processador de imagem, e o local e atitude da máquina de pintura são calculados por uma calculadora de distância/atitude, com base nos si- nais de saída de um sensor de imagem e um sensor de distância que são montados juntos na ponta de um braço de robô. Em um controlador, o parâ- metro de controle de cada eixo geométrico do braço de robô é emitido a um dispositivo de condução e o parâmetro de controle de cada eixo geométrico do braço de robô, que é movido pelo dispositivo de condução, é armazenado em um dispositivo de armazenamento em sequência de tempo, enquanto um controle de retroalimentação é realizado de modo a manter a distância da máquina de pintura e a superfície de pintura em um valor prescrito, para fa- zer com que a máquina de pintura esteja voltada à superfície de pintura e para mover a máquina de pintura ao longo da rota de avanço. O documento JP 2006-320825 descreve um veículo de cobertu- ra automática para pintura, por exemplo, uma aeronave, em que a espessu- ra da pintura tem a necessidade de ser bastante precisa - para, então, al- cançar uma proteção suficiente da superfície em uma mão e manter o peso da tinta aplicada o mais baixo possível na outra mão. Isso inclui o meio de controle de braço para controlar a operação e o movimento de um braço com uma cabeça ativadora, e para realizar um processo de pintura em rela- ção a uma superfície a ser revestida com base nas informações da área de cobertura ou região armazenada em um meio de memória e as informações de atitude e posição do dito braço. A posição do veículo e a cabeça são de- terminados com o uso de um GPS, bem como um telêmetro para medir uma distância entre a cabeça e um objeto. O documento DE 10 2008 015 258 refere-se a um robô de pintu- ra para corpos de veículo de motor de pintura por meio de um atomizador (também conhecido como nebulizador) para borrifar a superfície, sendo que é guiado pelo robô de pintura. A aplicação de tinta de múltiplas cores é reali- zada com o uso de um trocador de tinta. O documento FR 2 785 230 refere-se a uma técnica de impres- são de logotipo em solo para reprodução gráfica de um desenho reproduzido no solo. A técnica traça contornos no solo a partir de um sistema óptico con- duzido por computador. Os contornos traçados são, então, preenchidos com pulverização de tinta a jato. A técnica de impressão de logotipo em solo pro- duz uma impressão em solo de um logotipo ou desenho de propaganda pre- definido. Um estêncil, formado por um sistema óptico integrado por compu- tador é projetado no solo e a pulverização de tinta a jato é aplicada à super- fície do solo.

No documento KR 100812725, um método para controlar a posi- ção e ângulo de um robô de pintura é fornecido para executar trabalhos de pintura na mesma distância de aspersão e uma velocidade progressiva de um ponto alvo de aspersão em uma zona de pintura ortogonal por controlar uma pistola de aspersão na velocidade angular rotacional apropriada, velo- cidade de acesso, e velocidade de separação. O objetivo é gerar uma as- persão uniforme na superfície. O documento US 5.935.657 revela um sistema de aspersão de tinta de bocal múltiplo com dois bancos separados de bocais de aspersão.

Os dois bancos são supridos por tinta a partir de uma fonte pressurizada sem ar, e cada banco individual tem uma válvula de bloqueio para interrom- per o fluxo de tinta pressurizada a tal respectivo banco. O conjunto inteiro é montado em um suporte de cilindro que tem um par de braços que se esten- dem lateralmente para fora. Durante o uso, o pintor simplesmente ativa a aspersão de tinta e empurra o aparelho ao longo da parede. Os braços late- rais mantêm os bocais de aspersão em uma distância fixa da parede, e uma cobertura de tinta pode ser aplicada à parede de modo uniforme e rápido.

Os documentos US 2008/0152807, US 2011/0199431, US 7.350.890 e US 7.922.272 referenciam métodos e dispositivos para apli- car uma imagem gráfica posicionada de modo preciso em uma grande su- perfície contornada, como o corpo de uma aeronave. O aparelho usado na mesma pode compreender um sistema de posicionamento de trilho a ser montado em uma porção da superfície em que a imagem gráfica precisa ser aplicada. O sistema de aplicação de imagem gráfica é controlado por softwa- re para operar um sistema de posicionamento e um sistema de aplicação de imagem gráfica. O princípio básico usado em tais aplicações de borrifo de super- fície é expelir ou expulsar um material de borrifo como tinta de um meio de bocal em uma superfície alvo. Para alcançar o mesmo, existe elevação de pressão dentro ou antes do bocal que força o material de borrifo para fora do bocal ou o material de borrifo é arrastado por um jato de gás ou líquido que é expulso através, ou próximo ao bocal. Os exemplos mais comuns para tal realização são aqueles conhecidos de pistolas de pintura ou aerógrafos e aqueles conhecidos a partir de impressão de jato de tinta. A nova tecnologia semelhante à impressora de jato de tinta está disponível para pintura com tamanhos de mancha estreitos de menos do que um centímetro, até mesmo a partir de 10 cm de distância. Tais técnicas de expulsão de baixa divergência permitem também a aspersão sem mascara- gem, mistura de cor em tempo real ou alteração de cor sobre a área pintada ou desbotamento de cor a partir de uma cor para outra.

Em casos em que a ferramenta de pintura é portátil ou pelo me- nos parcialmente sustentada por um trilho de orientação, por um peso que realiza compensação do braço ou similares, um desafio é o controle de tais sistemas em uma aplicação de borrifo conforme descrito acima. A aplicação de tinta ou pó a objetos como paredes, estruturas industriais, produtos industrializados como corpos de carro, partes de má- quina grandes, aeronaves, etc., como superfícies alvo são especialmente difíceis em casos em que apenas partes das superfícies precisam ser pinta- das, por exemplo, após reparar ou substituir partes danificadas ou repintar apenas determinadas áreas. A pintura em um padrão predefinido como um logotipo ou uma imagem disponível como um retrato ou arquivo de CAD, que precisa ser a- plicada a uma superfície, pode ser bastante exigente. O uso de um aerógra- fo exige um artesão habilitado, que precisa de experiência e conhecimento na posição de orientação e confiança e atitude confiável no manuseio da ferramenta de borrifo, pintura ou pulverização, bem como conhecimento de viscosidade de tinta, condições de secagem e vários outros parâmetros du- rante o trabalho.

No caso de reparar ou adicionar tinta a superfícies já pintadas, pode-se também ser bastante demorado descobrir o tipo e espécie de cor já presente, bem como sua espessura antes do trabalho. Além disso, comprar ou auto-misturar a cor compatível exige um trabalhador habilitado, em parti- cular, ao fazê-lo no local de trabalho.

As superfícies não planas (3D) são um desafio adicional, bem como interrupções súbitas da superfície alvo que precisam ser borrifadas, por exemplo, paredes a serem pintadas que compreendem cabos ou canos montados na superfície que precisam ser evitados ou um corpo de aeropla- no que compreende janelas que precisam ser excluídas da pintura.

Para a aplicação de material de borrifo de acordo com dados de borrifo desejados, uma referência espacial da unidade de aplicação em rela- ção à superfície alvo precisa ser estabelecida. Especialmente no caso de alvos com grandes escalas, uma referência espacial da unidade de borrifo sobre a faixa alvo inteira é exigida para tal alcance. É, então, um objetivo da presente invenção fornecer um sistema de aplicação gráfica aprimorado ou sistema de borrifo de superfície para a- plicar uma aplicação gráfica em uma superfície alvo.

Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer um sis- tema de borrifo de superfície aprimorado que pode borrifar o alvo de acordo com os dados de borrifo desejados por uma referência espacial do dispositi- vo de borrifo em relação à superfície alvo.

Um objetivo adicional é fornecer um sistema de borrifo de super- fície que auxilia o usuário na realização das tarefas de borrifo e no alcance dos resultados e características de borrifo desejadas, em particular, sobre grandes áreas alvo.

Um objetivo especial da invenção é auxiliar um usuário a aplicar, de modo preciso, um padrão de borrifo predefinido em uma superfície alvo por um dispositivo de borrifo.

Um objetivo adicional da invenção é fornecer um sistema que compreende um meio de bocal que pode ajustar de modo automático suas características de expulsão dependentes de sua referência espacial e as características da superfície alvo como, por exemplo, formato de alvo, cor de borrifo presente, espessura de borrifo presente, áreas borrifadas e não borri- fadas presentes, temperatura, etc.

Um objetivo particular da invenção é fornecer um sistema que evita a necessidade de pré-misturar materiais de borrifo às características de cor ou material desejadas e também omite ou reduz o esforço do processo de troca e limpeza envolvidos.

Outro objetivo particular da invenção é ajustar automaticamente as características de expulsão de um dispositivo de borrifo, dependente da tarefa de borrifo presente e o local e movimento espaciais do dispositivo em relação ao alvo que é determinado por uma unidade de referência espacial que é simples de configurar. É um objetivo especial alcançar uma referência espacial por meios simples que são fáceis de configurar e operar.

Esses objetivos são alcançados por perceber os recursos das reivindicações independentes. Os recursos para desenvolver adicionalmente a invenção em uma maneira alternativa e vantajosa são descritos nas reivin- dicações de patente dependentes.

Um sistema de aplicação gráfica com um dispositivo de borrifo de superfície móvel, que compreende pelo menos um meio de bocal para uma expulsão de um material de borrifo em uma superfície alvo, é apresen- tado. A expulsão pode ser contínua, resultando em um fluxo não interrompí- do de material de borrifo, ou pulsada, por expelir pequenas porções separa- das ou gotas de material, sendo que, no caso de alta frequência de repetição de pulsos, a ejeção pulsada pode também ser interpretada como um fluxo quase contínuo de material de borrifo. O dispositivo de borrifo compreende um mecanismo de controle de bocal para controlar características da expulsão do meio de bocal, em particular direção, velocidade, divergência, difusão, formato de expulsão e/ou taxa de material, temporização de pulso, duração de pulso e repetição de pulso. Para fornecer o material de borrifo a ser expulso, o dispositivo de borrifo compreende um suprimento de material de borrifo que pode ser liga- do a um tanque de material interno ou externo. Um armazenamento com- preende dados de borrifo desejados, que podem ser incorporados como um meio de memória instalado fixo, como uma fenda para receber um cartão de memória, cabo USB ou bem como armazenamento de rede com fio ou sem fio. Os dados de borrifo desejados é predefinido e composto de uma imagem digital ou memorizada em modelo de CAD no armazenamento.

Uma unidade de referência espacial é localizada externamente a partir do dispositivo de borrifo e referencia o dispositivo de borrifo em relação à superfície alvo, em particular, em pelo menos cinco graus de liberdade por posição e ângulo.

Um meio de computação para controlar automaticamente a ex- pulsão pelo mecanismo de controle de bocal acontece de acordo com as informações obtidas pela unidade de referência espacial e de acordo com os dados de borrifo desejados. O meio de computação é construído de forma que uma mancha de borrifo atual ou prevista, como a atual área passível de borrifo prevista na superfície alvo, seja avaliada e ajustada por alterar as características de ex- pulsão do meio de bocal de forma que a superfície alvo seja borrifada de acordo com os dados de borrifo desejados. A mancha de borrifo é, então, primeiramente dependente da referência espacial atual ou prevista do dispo- sitivo de borrifo, o conjunto de características atual ou previsto da expulsão do meio de bocal e uma distância atual medida, calculada ou prevista e incíi- nação do meio de bocal em relação à superfície alvo.

As características de expulsão do meio de bocal são controladas de acordo com uma área presentemente passível de borrifo determinada na superfície alvo, que é dependente da referência espacial do dispositivo de borrifo, a direção da expulsão do meio de bocal e uma distância medida a partir do meio de bocal à superfície alvo, em uma maneira de alcançar um borrifo da superfície alvo de acordo com os dados de borrifo desejados. O meio de computação é construído de modo a controlar o meio de bocal para uma aplicação preferencialmente sem máscara do material de borrifo à superfície alvo de acordo com os dados de borrifo desejados.

Além de uma expulsão de material de borrifo por pressão que é usada para forçar o material de borrifo para fora do meio de bocal, existem outros sistemas que são "arremessadores" de gotas de material de borrifo, em particular, com uma frequência de repetição muito alta.

Outros sistemas de expulsão são "absorventes" do material de borrifo fora do meio de bocal por uma passagem de jato de ar ou elevação de gás em uma pressão negativa, arrastando o material de borrifo na direção do alvo.

Em particular, a área presentemente passível de borrifo pode ser definida como a porção da superfície alvo que seria atingida por um material de borrifo então expulso na forma de uma gota, um fluxo de gotas ou um fluxo de material contínuo a partir do meio de bocal em direção à superfície alvo na presente direção de expulsão e a presente divergência do fluxo co- mo exemplos de características da expulsão.

No caso de a divergência do jato de material de borrifo expulso ser diferente de zero, o tamanho de área presentemente passível de borrifo na superfície alvo que é dependente dessa divergência e na distância entre o meio de bocal visto e a superfície alvo. O formato da área presentemente passível de borrifo na superfície alvo pode adicionalmente ser dependente da inclinação da direção de expulsão em relação à superfície alvo.

Em uma modalidade, o dispositivo de borrifo pode ser uma pisto- la de pintura portátil que ajusta automaticamente as características de expul- são do bocal(s) de acordo com a distância e/ou inclinação à superfície alvo para alcançar uma cobertura da superfície alvo desejada pelo material de borrifo. O dispositivo de borrifo pode também compreender um posiciona- mento automático do meio de bocal em relação a um corpo do dispositivo de borrifo em uma determinada região, por exemplo, incorporada na forma de dispositivo de plotadora em 2D que permite um posicionamento cartesiano do bocal em um quadro do dispositivo.

Todavia, ou o corpo do dispositivo de borrifo ou o próprio bocal ainda precisa ser referenciado em relação à superfície alvo. Isso é particu- larmente verdadeiro, se os dados de borrifo desejados alcançarem a faixa de posicionamento do bocal no dispositivo de borrifo. Em tal caso, o dispositivo de borrifo exige um remanejamento em relação à superfície alvo para alcan- çar uma costura precisa das partes múltiplas do padrão de borrifo desejado que resulta da remanejamento do dispositivo. Dessa forma, uma referência espacial do dispositivo de borrifo, em particular de seu corpo, precisa ser estabelecida pela unidade de referência espacial de acordo com a presente invenção. A referência do bocal ao alvo pode ser estabelecida em uma a- bordagem gradual, por exemplo, por uma primeira referência ao corpo de dispositivo de borrifo em relação à superfície alvo de acordo com a invenção, e uma segunda referência do meio de bocal ao corpo de dispositivo por uma unidade de posicionamento motorizada com sensor de posição. Em outra modalidade, nem o corpo do dispositivo de borrifo do meio de bocal sozinho pode ser diretamente referenciado de acordo com a presente invenção, sem levar em consideração se o bocal é posicionável no dispositivo de borrifo ou o borrifo completo com seu bocal(s) é móvel.

Em outra modalidade, o processo de borrifo pode, por exemplo, ser adicionalmente observado por uma unidade de imageamento no disposi- tivo de borrifo, alinhada na direção do meio de bocal, para verificar o pro- gresso e para comparar o mesmo com o resultado desejado. Por exemplo, um monitoramento da cobertura completa da área na superfície alvo deseja- da pode ser cumprida e - se exigido - a característica de expulsão pode ser ajustada de modo a alcançar os resultados de borrifo desejados.

Um exemplo de uma tarefa de borrifo é a aspersão de um pa- drão de pintura como um logotipo de um empresa, gráficos de propaganda ou outros itens textuais ou gráficos em uma superfície alvo por executar ma- nualmente o dispositivo de pintura sobre uma parede, solo, teto, folha de metal, parte de veículo ou outro objeto alvo. De acordo com a invenção, isso pode ser feito em interiores bem como em exteriores, em particular, por uma configuração que permite fácil manuseio e elevação, também em locais re- motos. No caso de baterias recarregáveis e/ou tanques de ar, é também possível usar o dispositivo de borrifo até mesmo em áreas de difícil acesso ou áreas remotas em que uma fonte de alimentação é bastante difícil de es- tabelecer.

Em uma versão básica, o dispositivo de borrifo, ou de modo mais concreto, um dispositivo de computação em, ou associado ao dispositi- vo de borrifo, decide se ou não expulsa ou realiza a aspersão do material de borrifo como tinta, com base na referência espacial do bocal em relação ao alvo. Dessa forma, a unidade de referência espacial comunica os dados que compreendem as informações de posição e orientação ao dispositivo de computação. Na decisão se realiza a aspersão de tinta ou não, o dispositivo incorpora as informações dos dados de borrifo desejados, como se a área presente precisa ser pintada, precisa manter a área não pintada ou se já foi pintada. O dispositivo de borrifo ou o meio de computação associado po- de compreender um armazenamento de dados em que um histórico de lo- cais de áreas já borrifadas é armazenado online durante o borrifo. O arma- zenamento também compreende os dados de borrifo desejados, que são armazenados como um padrão desejado espacialmente dependente a ser aplicado ao alvo. Então, os dados de borrifo desejados não significam ape- nas informações em relação a uma cobertura plana, lisa e uniforme de uma superfície alvo com um único material de borrifo, como por exemplo, em pis- tola de pintura clássica que realiza aspersão de corpos de carro de cor úni- ca, mas um borrifo mais comparável à técnica de pintura de aerógrafo para aplicar padrões como em criação de modelo de coloração, aplicações de pintura de quadro de avisos, texto ou letreiros em superfícies ou similares. O padrão desejado a ser aplicado ao alvo pode ser baseado em um CAD digital como projeto do padrão. Se necessário, por exemplo, no ca- so de superfícies alvo curvas ou circundantes ou objetos, que definem onde iniciar o borrifo, onde interromper, etc. pode-se também compreender projeto ou modelo digital, que pode ser representado em um modelo bidimensional ou tridimensional. O controle do processo de borrifo, que é dependente da expul- são do material de borrifo, que é feito por um meio no presente documento referido como bocal, tem determinadas características como direção de ex- pulsão, divergência, pressão, velocidade, taxa de material, etc. alguns deles podem ser fixos, bem como variavelmente controlados por um mecanismo de controle de bocal. Em um caso simples, esse é um controle de ativa- ção/desativação, mas existem muitos métodos avançados conhecidos para influenciar a expulsão, em particular, na área técnica de aerógrafos, pistolas de pintura ou impressão de jato de tinta.

Para alcançar os resultados de borrifo desejados, os conheci- mentos sobre o tipo, espécie, cor e/ou viscosidade do material de borrifo, bem como em relação ao ambiente dos parâmetros que influenciam a seca- gem ou cura do material de borrifo podem ser incorporados no controle au- tomático das características de bocal conforme explicado em detalhes abai- xo. O controle do processo de borrifo pode ser adicionalmente dependente das informações èm relação ao material de borrifo presentemente usado cujas informações podem compreender cor, tipo, viscosidade, etc. Essas informações podem ou ser inseridas manualmente ou determinadas automa- ticamente.

De acordo com a referência espacial, a cor de tinta em áreas em que a mesma já foi previamente aplicada ou em que a mesma não precisa ser aplicada, pode ser evitada, portanto, o dispositivo pode armazenar as áreas já pintadas em um maneira em tempo real, e por exemplo, também visualizar as mesmas através de uma sobreposição dos dados de borrifo desejados e o progresso de borrifo atual, por exemplo, em uma exibição ou projetadas diretamente no alvo. O dispositivo de borrifo pode compreender um único ou múltiplo meio de bocal, por exemplo, alinhado em linhas ou barras de aspersão. O mecanismo de controle de bocal pode ajustar cada bocal único em um curto tempo de reação. Em outras modalidades, as características de bocal po- dem também ser ajustadas para múltiplos bocais por um único ativador. Pa- ra reduzir a influência do tempo de reação ainda restante, o algoritmo de controle para os bocais pode compreender uma previsão do tempo de rea- ção.

Em particular, em uma modalidade guiada manualmente do dis- positivo de borrifo, as altas dinâmicas e incertezas da orientação podem ser superadas ou pelo menos reduzidas por uma correção das características de expulsão como pressão de pintura, largura de jato e direção em tempo real.

Por exemplo, a direção de expulsão pode ser ajustada ou por ajustes angu- lares na direção de expulsão de bocais, em particular, por algumas micro unidades mecânicas ou por ajustar o formato de bocal ou injetar ar a partir das laterais. Além disso, o formato do fluxo injetado de material pode ser influenciado pelo mecanismo de controle de bocal, por exemplo, por meio hidrodinâmico como injeção de ar a partir de diferentes lados para formar o jato de material de borrifo em um perfil ou direção desejada ou por meio me- cânico como formato e/ou movimento do bocal. As incertezas e altas dinâmi- cas de uma orientação manual podem ser pelo menos parcialmente com- pensadas por ativar o único bocal com alta largura de banda. Isso pode, por exemplo, ser assistido por uma medida de IMU no dispositivo de borrifo que permite uma alta largura de banda e, então, rápidos tempos de reação em movimentos manuais dinâmicos de compensação. O controle das dinâmicas da condução da ferramenta de borrifo, em particular, alterações de distância, ângulo e velocidade da ferramenta de pintura/pulverização em relação à superfície a ser pintada, pode ser usado como uma base para adaptar a energia de aspersão, pressão, largura de jato ou direção de um bocal (se tais características forem variáveis nessa ferramenta especial).

No caso de um dispositivo de bocal múltiplo, a coordenada, dire- ção e/ou distância à superfície alvo de cada um dos bocais podem ser de- terminadas para ajustar individualmente cada característica de bocal. Isso pode ser assistido por um sensor adicional para a posição e orientação tam- bém de um tipo de barra.

Sistemas de bocal ou injeção múltipla que funcionam como im- pressoras de jato de tinta ampliadas permitem aplicar cores ao aplicar um conjunto de cores primárias como RGB, CMYK, HSV, etc., que podem ser estendidas por algumas cores especiais como preto e branco, ou cores es- peciais como dourado, prateado, coberturas ciaras, etc.. As cores a serem usadas para uma determinada tarefa podem ser definidas de acordo com a faixa desejada e variação desejada das cores de saída desejadas.

Existem sistemas de ejeção de material de borrifo disponíveis no mercado que permitem a aspersão de uma mancha de material de borrifo em uma direção de expulsão com um diâmetro ou tamanho de mancha no alvo de menos do que um centímetro a partir de uma distância ao alvo que é maior do que dez centímetros. Os tamanhos atuais das manchas pode ser ajustados não apenas por variar a distância do alvo, mas também por ajustar as características de expulsão do bocal que libera o material de borrifo. Isso pode, por exemplo, ser feito por variar a pressão de expulsão, a quantidade de material expulso, velocidade de expulsão, o formato geométrico do bocal, por suportar jatos de ar, etc. que influenciam a divergência e formato da mancha no alvo.

Então, até mesmo no caso de variar as distâncias, que podem ser calculadas ou medidas como descrito adicionalmente abaixo, é possível alcançar um tamanho de mancha desejado na superfície alvo. Tais manchas podem ser expulsas com altas taxas de repetição de centenas de manchas por segundo ou, até mesmo, mais.

Tais novos sistemas de expulsão podem também ter vantagens em relação ao desenvolvimento de névoa conhecido a partir de pistolas de ar e as questões de saúde resultantes e a contaminação do ambiente que não precisaria ser borrifado. Além disso, a necessidade de proteger o ambi- ente de um escapamento de material de borrifo indesejado por cobertura pode ser reduzido ou omitido, portanto, um mascaramento demorado de á- reas alvo que não precisam ser afetadas, pode ser evitado. Outro aspecto é uma utilização aumentada do material de borrifo e que resulta em custos, poluição ambiental e problemas de saúde reduzidos.

As diferentes cores podem ser aplicadas em um grupo de man- cha ou matriz de pontos próximos uns dos outros na superfície alvo que po- de, por exemplo, ser uma parede, solo, objeto etc. para alcance ou uma mis- tura atual do material de cor através da sobreposição das manchas de cor na superfície alvo ou para o alcance da cor desejada por alinhar pequenas manchas de diferentes cores em diferentes tamanhos, distribuições ou den- sidades próximas umas das outras para adquirir a impressão de cor deseja- da quando observadas a distância, por exemplo, como conhecido na técnica de impressão de papel.

Tais sistemas também permitem a aspersão sem mascarar as seções alvo diferentemente coloridas. Para determinados padrões que são predefinidos (por exemplo, por uma imagem digital ou desenho de CAD) as cores podem ser misturadas de antemão e, então, carregadas no tanque de tinta que armazena o material de borrifo. O sistema de múltiplos bocais ou injeção pode ter mais do que uma linha de bocais, por exemplo, duas para cores duplas, três ou mais para cores múltiplas. É possível, mas frequente- mente, não necessário, usar uma linha de bocal para cada cor necessária no presente projeto, visto que uma mistura de três ou quatro cores (por exem- plo, CMYK - ciano, magenta, amarelo mais preto; ou RGB - vermelho, ver- de, azul mais preto; se aplicado a solo branco como conhecido a partir da impressão de jato de tinta) é suficiente para misturar uma ampla faixa de cores.

Durante o uso de cores pré-misturadas que deve cobrir a super- fície alvo de modo homogêneo sobre uma seção muito grande da superfície alvo, um número correspondente de linhas de bocal em que todas expelem a mesma cor pode ser usado para cobrir não apenas uma pequena mancha, mas também uma faixa mais ampla no alvo em um curso. Visto que os bo- cais podem ser controlados individualmente, as características gerais de ex- pulsão podem ser ajustadas dependendo do formato do alvo e padrão de aspersão desejado, por exemplo, por desativar determinados bocais ou ajus- tar sua largura/divergência de ejeção.

Uma mistura adicional de solvente para alcançar uma viscosida- de desejada do material de borrifo pode também ser feita. Além disso, uma ejeção de solvente puro pode ser usada para propósitos de limpeza da su- perfície alvo, do dispositivo de borrifo ou de ambos. Isso pode ser feito, por exemplo, por uma ou mais válvulas que permitem uma seleção entre o mate- rial de borrifo e/ou solvente.

Se um material de borrifo que é usado é curável por determina- das influências ambientais como radiação ultravioleta ou calor, o dispositivo de borrifo pode ser equipado com uma fonte para tal, por exemplo, uma lâmpada de UV ou radiador infravermelho, que pode também ser incorpora- do por uma fonte a laser que - pelo menos de modo rude - cobrem apenas a mancha que está presentemente sendo borrifada ou que foi recentemente borrifada.

Outro tipo de material de borrifo pode exigir uma mistura de dois ou mais componentes para cura. A mistura de tais componentes pode ou acontecer dentro d o dispositivo de borrifo, em particular, dentro do bocal, ou fora, na frente de um dos bocais para cada um dos componentes ou direta- mente na superfície alvo. Por exemplo, é possível aspergir paralelamente um material de fibra e dois componentes de um material de epóxi de duas partes como poliéster para borrifar um alvo com plásticos reforçados por fi- bra como GRP ou fibra de vidro. Opcionalmente, a mistura desses três com- ponentes pode também acontecer dentro de um bocal, que então, expele o material de borrifo já misturado.

Outros materiais de borrifo podem exigir um pré-aquecimento para liquefazer, como por exemplo, termoplástico ou cera, através do qual o bocal e o suprimento de material de borrifo precisam ser aquecidos, e em alguns casos, também, o borrifo alvo precisa ser aquecido, por exemplo, por raios infravermelhos, em particular, por um feixe de laser em uma direção semelhante ao material de borrifo expulso.

No caso de borrifo de múltiplas camadas, que é bastante comum em aplicações de pintura, existem também tempos de atraso entre cada ca- mada da aplicação a ser manuseada corretamente. Isso pode ser feito em conjunto com uma determinação de parâmetros de condição ambiental para a secagem ou cura de material de borrifo, como temperatura do ar e/ou da superfície alvo (por exemplo, medida por um sensor infravermelho), veloci- dade e/ou velocidade do vento. Sensores adicionais podem ser compostos de dispositivos de borrifo para medir, por exemplo, a viscosidade, consistên- cia, e/ou taxa de fluxo do material de borrifo. Para tal propósito, os sensores de medição correspondentes podem estar compostos no dispositivo ou colo- cados no ambiente da ferramenta de borrifo e na superfície alvo que, então, transfere os parâmetros medidos ao controle de ferramenta.

De acordo com a presente invenção, uma ou mais unidades de referência espaciais de imageamento em 3D são usadas, cuja referência é feita de modo geométrico diretamente ou indiretamente do dispositivo de borrifo contra uma superfície alvo de acordo com recursos visuais, em parti- cular, de acordo com objetos de referência, pontos de referência ou marcas de referência. As unidades de referência espaciais são situadas em um local externo do dispositivo de borrifo, para determinar a posição e orientação do dispositivo de borrifo e/ou a superfície alvo. A posição determinada e infor- mações de orientação são comunicadas ao meio de computação que contro- la o dispositivo de borrifo por meio com fio ou sem fio. A unidade de referência espacial de acordo com a invenção compreende pelo menos duas câmeras ópticas. De acordo com as informa- ções de imagem reunidas pelas câmeras, a unidade de referência espacial extrai informações em 3D por meio de processamento de imagem digital.

Para esse propósito, a imagem de câmera pode compreender informações de espectro, mas também câmeras monocromáticas (por exemplo, câmeras de infravermelho ou preto & branco) podem ser usadas para esse propósito.

Pelo processamento de imagem digital, a posição e a orientação do dispositivo de borrifo no espaço podem ser avaliadas. Dessa forma, o dispositivo de borrifo pode ser equipado com recursos visuais, como marca- dores ou identificações para aprimorar a disponibilidade da posição e orien- tação, em particular, para aprimorar a precisão e/ou ausência de ambiguida- de da posição e orientação avaliadas. Os recursos visuais fixados para o dispositivo de borrifo podem ser passivos (como objetos geométricos de um formato conhecido, texturas, adesivos, etc.) ou ativos (por exemplo, fontes de luz como LEDs ou lasers que emitem luz modulada ou contínua). O termo "visual" nesse caso significa visual para as câmeras, e não necessariamente para os olhos humanos. Por exemplo, uma fonte de luz infravermelha que está emitindo pulsos curtos de luz de IR pode também ser um recurso visível no presente sentido, se as câmeras usadas também forem sensíveis na fai- xa de IR.

Além disso, recursos ópticos, como marcadores ou identifica- ções podem também ser aplicados à superfície alvo. Por exemplo, as identi- ficações adesivas ou outros marcadores adesivos podem ser aplicados à superfície alvo para fornecer uma referência facilmente detectável nas ima- gens a partir das câmeras ópticas, especialmente se o próprio objeto alvo não fornecer recursos unicamente identificáveis por sua natureza, por exem- plo, no caso de uma superfície alvo lisa de único núcleo. Tais recursos ópti- cos naturais podem ser faces de alto contraste, bordas, cantos, texturas, costuras, juntas, parafusos, porcas, etc.

Os recursos ópticos podem também ser aplicados ao alvo por uma projeção óptica de marcas de luz. Visto que as marcas precisam forne- cer uma referência em relação ao alvo, a projeção precisa também ser esta- belecida a partir de uma posição fixa com relação ao alvo, por exemplo, a partir de um objeto ou parte do alvo que é rigidamente posicionada em rela- ção à superfície alvo. Isso não é uma abordagem de luz estruturada que es- tá baseada em medida em 3D em que um padrão de luz conhecido (prefe- rencialmente variável) é projetado na superfície alvo a partir de uma posição que é fixa a uma única câmera de avaliação. Também não é uma reunião de informações em 3D por tecnologia de seção de luz em que uma triangulação de uma linha de interseção de um alvo com um plano de luz é feita por uma única câmera.

Na presente invenção, a projeção de recursos ópticos pode, por exemplo, ser estabelecida por uma projeção de matriz de ponto por uma fon- te de projeção localizada em um braço que é fixo no objeto que compreende a superfície alvo a ser borrifada. Dentre tripés, parafusos ou grampos, tal melo de fixação da projeção pode também ser estabelecido por um retentor de base magnética, por ventosas ou por meio adesivo. Dessa forma, os re- cursos ópticos para referência não impedem uma aplicação dos trabalhos de borrifo, visto que o local do marcador é - em contraste aos marcadores ade- sivos, que são também úteis de acordo com a invenção - ainda passível de borrifo.

Um formato geométrico conhecido da superfície alvo (por exem- plo, fornecido como um modelo de CAD do alvo) pode se tornar compatível às informações determinadas pelo sistema de imageamento em 3D. Isso pode ser usado para avaliar de modo preciso as seções da superfície alvo que, de outra forma, não precisariam ser unicamente determináveis pelos sistemas de imageamento em 3D, por exemplo, sobreposições, seções côn- cavas, recursos de etapa íngreme, etc. Além disso, uma posição absoluta dos dados de borrifo no alvo pode ser avaliada de acordo com um modelo de CAD compatível. Tais coordenadas absolutas podem ser referidas como um sistema de coordenada global, regional ou local independentemente de- finido ou a um que está sendo relacionado à superfície alvo, por exemplo, para um objeto de um formato geométrico conhecido de modo preciso, como um produto fabricado como um corpo de carro, ou um novo edifício cujas paredes precisam ser pintadas.

Através do uso de pelo menos duas câmeras, a geometria epi- polar (como a geometria de visão estéreo) ou triangulação pode ser aplica- da. Quando duas câmeras veem uma cena em 3D comum a partir de duas posições distintas como base estéreo, existe um número de relacionamentos geométricos entre os pontos em 3D e sua projeção no plano de imagem em 2D capturada pelas câmeras que pode ser expresso como restrições entre as imagens dos recursos.

As restrições resultantes de tais relações podem ser expressas matematicamente. Para propósito de ilustração, uma simples modalidade pode ser descrita com base na hipótese de que as câmeras são aproxima- das pelo modelo de câmera pinhole. Para implantações práticas, existem muito mais métodos sofisticados conhecidos, que podem envolver incertezas de alinhamento das câmeras, distorções ópticas, etc. Cada câmera captura uma imagem em 2D do cenário em 3D que precisa ser avaliada. A conver- são então resultante de 3D para 2D pode ser referida como uma projeção perspectiva. Em um modelo de câmera pinhole é comum para modelar essa operação de projeção por raios emanados da câmera e que passam através de um centro de projeção, em que cada raio emanado corresponde a um único ponto na imagem.

Para associar um ponto de um objeto inequivocamente para os pixeís de acordo em cada uma das duas imagens em 3D, alguns recursos visíveis (como marcas, padrões, faces de contraste, etc.) precisam estar presentes na imagem. Dessa forma, os mesmos recursos visíveis que estão presentes em imagens múltiplas tomadas a partir de diferentes pontos de vista podem ser identificados e podem se tornar compatíveis. Tal identifica- ção e realização de uma compatibilidade é uma tarefa conhecida na técnica de processamento de imagem digital. Dessa forma, as coordenadas de re- trato dos recursos visíveis nas imagens podem ser determinadas em pixels, e preferencialmente, também em subpixels, da imagem. De acordo com tais coordenadas e as restrições geométricas entre as imagens resultantes da base estéreo e diferentes ângulos de visualização, as mesmas podem ser usadas para reunir informações tridimensionais.

Em uma modalidade, o local das pelo menos duas câmeras de observação em 2D pode ser escolhido por fornecer as mesmas fixas a uma base comum com posição e orientação fixas e predefinidas em relação uma à outra, também conhecida como a dada base estéreo.

Em outra modalidade, o local das pelo menos duas câmeras de observação em 2D pode ser escolhido livremente em cada configuração, por exemplo, por fornecer cada uma das câmeras em seu próprio tripé, que po- de ser localizado e disposto de acordo com as possibilidades dadas pelo perímetro. Todavia, os locais, que obtêm a base estéreo da configuração precisam ser conhecidos durante a medição. As câmeras podem ser locali- zadas em posições fixas em relação umas às outras durante a medição, ou se uma ou mais câmeras são móveis, suas posições atuais têm que ser de- termináveis por algum meio de medição. Para obter conhecimento da dispo- sição das câmeras, uma calibração por um objeto ou imagem conhecida no campo de visão das câmeras, pode ser executada. Através da calibração, o alinhamento relativo dos campos de visão das câmeras, em relação umas às outras, pode ser determinado pelo processamento de imagem. Alternativa- mente, a configuração de câmera pode ser inspecionada e os dados de ins- peção são, então, fornecidos ao sistema de referência espacial como base estéreo.

Para superar possíveis distorções geométricas de imagem da câmera e/ou sua óptica, existem métodos conhecidos para calibração de câmera. Dessa forma, uma transformação de pontos de objeto em pontos de imagem pode ser calibrada para se encaixar ao modelo usado para a reuni- ão de informações em 3D.

Os campos de visão das diferentes câmeras precisam sobrepor, pelo menos parcialmente, pelo menos a região de interesse que precisa ser avaliada.

Através do uso de mais do que duas câmeras, a precisão e a exclusividade das informações em 3D determinadas podem ser aprimoradas quando os dados de mais do que duas câmeras são combinados. Uma combinação pode, por exemplo, ser estabelecida por uma permutação das imagens das múltiplas câmeras que são avaliadas juntas ou por uma combi- nação dos múltiplos resultados em 3D de diferentes pares de câmera. Além disso, uma avaliação de todas as imagens juntas para alcançar um único resultado em 3D pode ser feita. Métodos de estatísticas, por exemplo, um ajuste de mínimos quadrados ou uma votação de validade, podem ser apli- cados em múltiplas medições em 3D com o uso de redundâncias para apri- morar a precisão.

Além disso, múltiplos pares de câmeras de diferentes pontos de vista podem ser usados e seus resultados em 3D podem ser combinados.

Isso pode, por exemplo, ser útil no caso de uma obstrução de um dos cam- pos de visão, no caso em que outras câmeras ainda podem reunir informa- ções em 3D.

Além disso, o tamanho aparente de uma geometria conhecida em um retrato de câmera pode ser usado como uma fonte de informações em 3D, visto que o mesmo também permite um cálculo da distância e infor- mações de orientação, em particular, se o formato da geometria conhecido é escolhido em tal forma, que resulta em vistas em 2D únicas a partir de dife- rentes ângulos de visualização.

As informações de posição e orientação são comunicadas ao meio de computação que comanda os controles ao mecanismo de controle de bocal. A comunicação é preferencialmente feita em tempo real ou com o uso de um sistema de relógio distribuído, por exemplo, de modo que os valo- res de posição e orientação tenham carimbos de tempo únicos.

Os sensores adicionais para suportar a determinação de uma posição global do dispositivo de borrifo em relação à superfície alvo podem ser usados. Por exemplo, um GPS para posicionamento externo em duas ou três dimensões (ou também a direção ao usar duas antenas ou até mesmo atitude ao usar de + 3 antenas). Em aplicação de grande escala de borrifos, tal GPS pode fornecer referência geográfica absoluta em que uma unidade de referência espacial de acordo com a invenção é usada para referenciar o dispositivo de borrifo ao alvo com precisão suficiente. Apesar de usar alguns aprimoramentos de precisão de GPS conhecidos como DGPS ou estações RTK, pode-se adicionalmente aumentar o desempenho e a precisão (por exemplo, a um nível cm), isso ainda não é preciso e correto o suficiente para um sistema de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção que, em geral, exige maior precisão do que aquela alcançável pelo GPS. Um sis- tema de GPS altamente preciso é também muito lento para manusear as dinâmicas do dispositivo de borrifo.

Além disso, um dispositivo de medição de distância eletrônica (EDM) ou telêmetro a laser pode determinar a distância até a superfície alvo para adaptar, consequentemente, as características de expulsão. Com o uso de EDM múltiplo ou desvio de seu feixe de medição, não é apenas possível determinar a distância, mas também a inclinação em relação à superfície alvo. O dispositivo de borrifo pode também compreender uma unidade de medição inerte (IMU) adicional que pode determinar pelo menos um sub- conjunto de posição, velocidade, aceleração e atitude em espaço de 3D. Is- so pode, por exemplo, ser usado no caso de uma obstrução temporária de uma vista de câmeras, por exemplo, pelo operador. No caso, a IMU ou o telêmetro pode assumir o comando para evitar o mau funcionamento até a unidade de referência espacial estar operacional novamente.

Além disso, uma pluralidade de diferentes combinações dos sensores adicionais mencionados acima pode ser usada, como por exemplo, uma unidade de referência espacial com base em múltiplas câmeras mais uma IMU, uma unidade de referência espacial com base em múltiplas câme- ras mais um GPS para aplicações externas, ou uma unidade de referência espacial com base em múltiplas câmeras mais um ultrassom ou laser com base na unidade de medição de distância eletrônica para determinar a dis- tância ao alvo, etc.

Outra adição pode ser o uso de uma ou mais câmeras adicionais que são localizadas no dispositivo de borrifo e direcionadas em direção à superfície alvo para determinar propriedades da superfície alvo. Uma câme- ra no dispositivo de borrifo pode, por exemplo, ser usada para determinar interrupções no alvo, determinar áreas já pintadas ou checar os resultados conforme pintados. Além disso, a triangulação adicional com base em medi- das de distância e/ou atitude do dispositivo ao alvo pode ser executada para alcançar uma referência local adicional, por exemplo, com base na imagem de câmera de dispositivo ou em combinação com uma projeção de luz estru- turada de algum padrão de iluminação na superfície alvo cujo formato e/ou escala será distorcida dependendo da distância ou atitude. A referência glo- bal de acordo com a invenção é sempre feita pela unidade de referência es- pacial com base em câmera.

Além da referência espacial local, a velocidade e/ou acelerações do meio de bocal também podem ser avaliadas e incorporadas no processo de controle.

Em uma modalidade portátil de o dispositivo de borrifo, um con- trole de retroalimentação pode ser baseado no contexto com base em parâ- metros como a posição atual, atitude e dinâmicas de usuário, que podem ser usados para a correção e previsão da posição e declinação, planejamento de trajetória, e parâmetros ambientais. O planejamento de trajetória pode ser baseado nos dados de borrifo desejados que compreendem informações sobre o padrão desejado de pintura ou pó no alvo. A unidade de computação pode - com base nos dados de borrifo desejados - determinar uma trajetória e procedimento para a presente tarefa de borrifo, que pode ser usada para orientar o operador na geração do padrão desejado na superfície. O plane- jamento pode também ajudar a aplicar múltiplas camadas de tinta subse- quentemente. Dessa forma, os aspectos e parâmetros em relação à condi- ção de superfície ou tipo de pintura como cor, viscosidade, espécie, tempo de secagem/cura, etc. podem ser incluídos também no processo de otimiza- ção.

Uma ferramenta de planejamento pode suportar o operador na preparação e simulação do procedimento de borrifo. O planejamento pode ser executado em um computador remoto ou estar contido no próprio siste- ma de borrifo se o mesmo compreender um meio de entrada e saída de a- cordo, para interação de usuário. O planejamento pode ser feito antes do trabalho com base em dados digitais já disponíveis, como um modelo em 3D ou dados de CAD, ou por informações de modelo de superfície reunidas pela unidade de referência espacial.

Uma modalidade de um fluxo de trabalho no caso de um alvo desconhecido pode, por exemplo, compreender uma primeira varredura do alvo, um segundo planejamento que pode compreender simulações gráficas e uma terceira execução da tarefa de borrifo. O planejamento pode também ser feito online e interativamente durante o processo de borrifo atuai, que em ;ular, permite reação a obstruções inesperadas ou incertezas da super- alvo que podem ou reagir automaticamente ou informar o usuário os iveis problemas. O planejamento pode também incluir informações em ão a interrupções súbitas e inesperadas na superfície.

Como descrito acima, o bocal pode ser movido por uma unidade Dsicionamento no dispositivo de borrifo. Em tal modalidade, apenas o > do dispositivo de borrifo em que o bocal se move precisa ser espaci- nte referenciado. Dessa forma, em geral, o corpo é mantido em um únt- cal na superfície alvo até sua faixa nesse local estar borrifada. Então, o isitivo de borrifo é transferido ao próximo local, em que o mesmo é no- snte espacialmente referenciado e, dessa forma, determinado desloca- o e/ou rotação é usado pelo meio de computação para continuar o bor- bs dados de borrifo desejados. Em tal modalidade, a unidade de refe- a espacial é não confrontada com altas dinâmicas de movimento e a inicação em tempo não real da posição e orientação determinada é exi- Em contraste ao mesmo, para orientar o operador em uma traje- desejada e/ou otimizada em uma modalidade portátil ou na qual a refe- a espacial está referenciando diretamente o meio de bocal e não o cor- ϊ dispositivo de borrifo, altas dinâmicas de medida e provavelmente co- cação de posição e orientação em tempo real precisam ser estabeleci- Em uma modalidade portátil, o dispositivo de borrifo pode ser iado com algumas lâmpadas simbólicas simples para indicar a direção ovimento desejada ao operador. O movimento desejado pode também idicado por símbolos em um visor. Para orientar o operador, por exem- > presente desvio da trajetória desejada também pode ser indicado para ar manter o dispositivo de borrifo dentro de uma faixa da área de borrifo jada em que o dispositivo pode automaticamente corrigir ou compensar iSVÍOS. É também uma opção sobrepor os dados de borrifo desejados, sxemplo, os dados de CAD ou retrato com a realidade. Isso pode ser feito em uma exibição por sobrepor uma imagem do mundo real, capturada por uma câmera com os dados desejados e/ou instruções ao operador. Ou- tra opção é proteger símbolos ou partes dos dados de CAD ou imagem dire- tamente na superfície a ser pintada, pelo menos ao redor da área de traba- lho atual. Já outra opção é indicar movimento desejado por sinais acústicos como bipes ou instruções de voz bem como por meio háptico.

Uma tarefa comum é também o reparo de superfícies pintadas.

Reparar significa aspergir tinta do mesmo tipo em uma parede, solo, teto ou um objeto que foi previamente borrifado, mas sua pintura desbotou, desapa- receu ou foi destruída por algum acidente, vandalismo ou trabalho de reparo. O tipo ou cor da pintura pode ser determinado em tempo real a partir de uma seção de referência do alvo durante o trabalho. Isso exige sensores que determinam pelo menos a cor, se possível, também o tipo ou até mesmo a espessura da pintura no alvo. Por exemplo, isso pode ser feito por uma câmera CCD/CMOS calibrada para cor ou por medidores de tinta para determinação de espessura de pintura de folha de metal, conforme co- nhecido na técnica.

Para determinar a cor, pode também ser vantajoso iluminar o al- vo por uma fonte de luz que cobre uma ampla faixa de espectro, sendo que é também vantajoso ao operador inspecionar seu trabalho, até mesmo quando nenhuma câmera ou determinação de cor automática é usada. No caso de uma pintura danificada ou diferente, por exemplo, para remendar arranhões ou grafite, tais desordens podem ser detectadas e, também, a cor anterior pode ser determinada (ou especificada pelo operador, um sistema ou base de dados de CAD). A cor determinada pode, então, ser misturada e carregada ou misturada online pelo dispositivo de borrifo. A cor correta, então, será aplica- da à área a ser repintada ou reparada, tal área pode, por exemplo, também ser determinada por um sensor como uma câmera óptica. Para determinar a área que precisa ser reparada, é também possível determinar a espessura do presente borrifo para decidir se novo ou adicional material de borrifo pre- cisa ser aplicado à superfície.

Quando o dispositivo de borrifo é equipado com um bocal dedi- cado para jateamento de areia, a área arranhada pode, por exemplo, tam- bém ser preparada, limpa e "lixada" antes de aplicar novo borrifo à área ar- ranhada, por um único dispositivo de borrifo. O bocal do dispositivo de borrifo pode também ser movido sobre a área ou superfície alvo com o uso de alguns tipos de unidade de suporte mecânico, como um braço de robô ou trilhos de orientação. Tal sistema pode ser realizações como uma plotadora de x-y portátil ou um dispositivo seme- lhante à impressora de jato de tinta com um meio de bocal que é móvel por um motor em um quadro ou corpo do dispositivo de borrifo. Para suporte mecânico, podem existir trilhos de orientação, braços ou guias de cordas que são equipados com meio para a determinação da posição dos bocais no dispositivo de borrifo. Podem existir trilhos de orientação que podem ser en- caixados alvos de forma livre e irregular, por exemplo, como na técnica ante- rior referenciada acima. A unidade de suporte pode também ser construída para assegurar uma determinada distância alvo de bocal, ou essa distância pode ser ajustável por algum meio automático.

Em uma modalidade portátil do dispositivo de borrifo, os supor- tes mencionados acima podem, por exemplo, também compreender uma compensação da gravidade do dispositivo de borrifo, permitindo um borrifo de superfície borrifo manual que exige quase força zero do operador, pelo qual as tarefas de borrifo demoradas podem ser executadas com cansaço reduzido do trabalhador.

Ao usar tais suportes mecânicos, a posição e a atitude podem parcialmente ou completamente ser determinadas por sensores compostos no dispositivo de borrifo e/ou pela unidade de suporte ou - se presente - também por um sistema de motorização. A unidade de referência espacial, então, trata a posição e orientação do dispositivo de borrifo, em particular, seu corpo, em relação à superfície alvo. Em outras palavras, de acordo com a invenção, também, tal sistema de borrifo guiado é espacialmente referen- ciado por uma unidade de referência espacial externa que compreende pelo menos duas câmeras. A referência espacial do meio de bocal pode ser esta- belecida ou diretamente pelo dispositivo de referência espacial ou indireta- mente por meio de uma referência do corpo de dispositivo de borrifo em que o bocal pode ser adicionalmente posicionado (e talvez também orientado), preferencialmente por algum mecanismo de condução. O método de acordo com a invenção e os dispositivos e configu- ração de acordo com a invenção são descritos ou explicados em mais deta- lhes abaixo, puramente como forma de exemplo, com referência aos exem- plos de trabalho mostrados esquematicamente no desenhos. Especificamen- te, A Figura 1 mostra um exemplo de uma possível modalidade de um sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção que compreende um dispositivo de borrifo de superfície com único meio de bocal para expelir um único material de borrifo e duas câmeras autônomas; A Figura 2 mostra um exemplo de uma possível modalidade de um sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção com um disposi- tivo de borrifo com um único meio de bocal para expelir múltiplos materiais de borrifo ou misturas de tais materiais de borrifo e uma configuração de câmera estereográfica; A Figura 3 mostra uma exemplo adicional de outra modalidade de um sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção com um meio de bocal múltiplo, sendo que cada um expulsa um determinado material de borrifo e uma unidade de imageámento em 3D; A Figura 4 mostra uma vista abstrata de uma modalidade que compreende um meio de bocais múltiplos e duas câmeras que aplicam da- dos de borrifo desejados em uma superfície alvo de acordo com a invenção; A Figura 5 mostra um exemplo de um possível uso de um siste- ma de aplicação gráfica de acordo com a invenção com uma linha de bocais para borrifar o alvo; A Figura 6 mostra um exemplo de um sistema de aplicação grá- fica de acordo com a invenção com um dispositivo de borrifo que compreen- de sensores adicionais e elementos de controle; A Figura 7 mostra uma modalidade exemplificativa de um siste- ma de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção com um dispo- sitivo de borrifo de superfície que compreende um sistema de posicionamen- to para o meio de bocal e uma unidade de imageamento estereográfica; A Figura 8 mostra uma modalidade exemplificativa de um siste- ma de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção com um dispo- sitivo de borrifo de superfície portátil referenciado por uma unidade de câme- ra múltipla de acordo com um recurso visível fixado ao dispositivo de borrifo; A Figura 9 mostra uma modalidade exemplificativa de um siste- ma de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção que está borri- fando um grande objeto tridimensional de formato livre; A Figura 10 mostra outra modalidade exemplificativa de um sis- tema de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção que está bor- rifando um grande objeto tridimensional de formato livre com recursos visu- ais projetados no alvo; A Figura 11 mostra uma modalidade exemplificativa de um sis- tema de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção com um meio de bocal que é posicionado em um corpo do dispositivo de borrifo e o corpo é espacialmente referenciado por uma configuração de câmera múltipla e recursos visíveis; A Figura 12 mostra outra modalidade exemplificativa de um sis- tema de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção com recursos visuais fixados à superfície alvo e o dispositivo de borrifo.

Os diagramas das figuras não devem ser considerados como sendo desenhados para escalar. A Figura 1 ilustra uma vista abstrata de uma modalidade de um dispositivo de borrifo de superfície portátil 9 que compreende as seguintes partes: Um meio de bocal 1 que é projetado para expelir, expulsar ou aspergir um material de borrifo 2 em uma superfície alvo 3. O meio de bocal 1 compreende um mecanismo de controle de bocal 4 para controlar caracte- rísticas de expulsão (ou características de ejeção) do meio de bocal 1.

As características de expulsão influenciam o formato e/ou dire- ção do jato expelido de material de borrifo 2, que pode, por exemplo, ser de- finido por parâmetros como direção, formato de jato, divergência de jato, pressão, velocidade de taxa de material, velocidade emergente, estado a- gregado e/ou composição do material de borrifo expulso, etc. O material de borrifo 2 (o sinal de referência atualmente indica um jato de material de borrifo expulso) pode ser de diferentes naturezas, por exemplo, líquido, sólido, gasoso ou de misturas de tais estados. Exemplos de materiais de borrifo comuns são tinta, finalizadores, laca, corante e pó, mas também concreto, cera, plásticos, asbestos, areia e muitos outros po- dem ser expulsos. O material de borrifo 2 é suprido ao meio de bocal 1 por um suprimento de material de borrifo 5 que pode ser incorporado como uma ligação a um armazenamento 12, como um tanque ou recipiente, que é loca- lizado no dispositivo de borrifo 9 ou como um canal de um armazenamento de material de borrifo externo 12. A superfície alvo 3 pode também ser incorporada por diferentes objetos como folhas de metal, paredes, chão, solos, tetos, rodovias, maqui- nário, carro ou corpos de aeroplano, cascos de navio, roupas, etc. A superfí- cie alvo 3 pode também ser limitada a determinadas áreas dos objetos men- cionados. A superfície alvo pode ser de qualquer formato e também compre- ender bordas, cantos, concavidades, obstáculos, etc. O jato expelido de material de borrifo 2 que é direcionado à su- perfície alvo 3 resulta em manchas de material de borrifo 2 na superfície al- vo 3. A mancha pode ser caracterizada por seu formato e tamanho de man- cha 10 na superfície alvo 3 que é dependente das características da expul- são e a distância 11 entre o meio de bocal 1 e a superfície alvo 3, bem como na inclinação da direção de expulsão em relação à superfície alvo 3. O mecanismo de controle de bocal 4 para controlar as caracte- rísticas de expulsão de ejeção do meio de bocal 1 que resultam em diferen- tes características de expulsão pode variar de uma simples comutação de ativação/desativação da expulsão a um controle de um múltiplo das caracte- rísticas de expulsão mencionadas por meios mecânicos e/ou aerodinâmicos que podem, por exemplo, ser ajustados por motores e/ou válvulas, em parti- cular, micromotores e/ou micro válvulas. Visto que a expulsão pode também ser iniciada por efeitos piezelétricos, térmicos ou outros, os mesmos podem também ser influenciados pelo meio de controle de bocal, bem como, por exemplo, a pressão ou taxa de fluxo do suprimento de material de borrifo 5. O meio de computação 8 controla ou regula o mecanismo de controle de bocal 4. O mesmo pode ser incorporado como um micro contro- lador, um sistema embutido, um computador pessoal ou também na forma de sistema distribuído em que dispositivo de borrifo portátil atual compreen- de apenas uma unidade computacional básica que pode estabelecer uma ligação de comunicação a outro meio de computação que pode, por exem- plo, ter mais capacidade e desempenho do que aquele dentro do dispositivo portátil, como um computador pessoal, computador do tipo laptop ou estação de trabalho. A ligação de comunicação pode ser estabelecida por meio com fio ou sem fio. O meio de computação 8 compreende ou é conectado a pelo menos um armazenamento que pode ser incorporado como RAM, ROM, disco rígido, cartão de memória, cabo de tipo USB, ou similares, que pode ser ou fixo ou removível ou uma combinação de ambos. O armazenamento é construído de modo a memorizar os dados de borrifo desejados 6, que podem ser um desenho de CAD, gráficos de ve- tor, um retrato em bitmap (comprimido ou descomprimido) e também pode ainda compreender informações tridimensionais. No caso de uma superfície alvo contorcida, curva ou irregular 3 que precisa ser borrifada, os dados de borrifo podem - além de informações de técnica de duas dimensões - tam- bém compreender informações adicionais na adaptação tridimensional da técnica na superfície.

Outra modalidade que compreende dados de borrifo desejados em 3D pode construir um borrifo tridimensional, em particular, por múltiplas camadas de material de borrifo 2, em que o borrifo anterior pode ser visto como uma nova superfície alvo 3 para o borrifo atual, em particular, na qual o borrifo é aplicado em múltiplas camadas de material de borrifo 2. O dispo- sitivo de borrifo 9 pode ser movido em mais do que três dimensões, que po- de obter vantagem sobre as impressoras em 3D conhecidas ou dispositivos de estereolitografia que são baseados em três eixos ortogonais. Dessa for- ma, as camadas não são restritas a fatias paralelas e equidistantes como na impressão em 3D convencional, mas as camadas podem ser aplicadas a partir de várias direções. A esse respeito, a superfície alvo atual de cada processo de borrifo pode ser inclinada à anterior. Isso pode, por exemplo, aprimorar a resistência mecânica do objeto em 3D construído pelo dispositi- vo de borrifo de superfície, visto que as camadas podem ser formadas em direção do estresse mecânico que será aplicado ao objeto durante o uso, ou em outras palavras, as camadas de orientação do material de borrifo podem ser arbitrariamente formadas e curvadas de modo a alcançar resistência máxima em vista da distribuição de carga esperada quando o objeto borrifa- do estiver em uso. Então, quer dizer que as camadas borrifadas podem se- guir as linhas de tensão, que não é o caso na impressão em 3D cartesiana no estado da técnica.

Por exemplo, um movimento livre no espaço do dispositivo de borrifo 9 pode permitir a aplicação do material de borrifo 2 a partir de diferen- tes ângulos ou até mesmo abaixo ou através de conjuntos que não são a- cessíveis por um sistema de impressão em 3D de três eixos geométricos, em que as estruturas complexas podem ser construídas com uma necessi- dade reduzida para suportar teias ou pontes que mais tarde serão removidas para resultar no produto em 3D final. A aplicação de estruturas tridimensio- nais com os dados de borrifo desejados pode, em particular, fazer uso dos métodos mencionados para curar o material de borrifo 2. O usuário pode ser guiado direcionalmente para mover o dispo- sitivo conforme discutido acima para permitir um borrifo 3D portátil de estru- turas altamente complexas a partir de quase qualquer lado e ângulo do obje- to. Por exemplo, uma estrutura erguida pode ser construída por borrifo apro- ximadamente do topo, enquanto que uma extensão em diagonal pode ser aplicada pelo borrifo aproximadamente do lado respectivo. Obviamente, a direção do borrifo não necessariamente tem de ser perpendicular a uma di- reção da parte estrutural a ser aplicada pelo borrifo, mas também pode ser inclinada até uma determinada extensão. Fatores limitantes são um sombre- amento da superfície alvo a ser borrifada ou um ângulo de borrifo tão plano que o material de borrifo não irá aderir à superfície, ambos os quais obvia- mente têm de ser evitados. Devido ao movimento portátil do dispositivo de borrifo, as condições mencionadas acima são facilmente obtiveis, em parti- cular, por um guia de usuário automatizado, aconselhando ao operador de cursos de movimento preferidos cuja mão deve executar, pelo menos, mo- vimentos aproximados, uma vez que o controle de bocal pode tomar conta de possíveis ajustes finos da expulsão. Além disso, um visor do objeto dese- jado a partir do ponto de vista do operador ou de um visor de realidade am- pliada pode ser usado como assistente de guia. O termo superfície alvo nesta modalidade pode ser uma superfí- cie de uma parte, subparte ou seção transversal já criada do objeto 3D dese- jado no qual uma construção adicional é necessária. A orientação de tal su- perfície não é limitada a fatias planares paralelas, como em sistemas de pro- totipação rápida comuns, mas pode variar durante o processo de borrifo pelo apontamento do dispositivo de borrifo de certa direção, em particular em uma direção que é, aproximadamente, em ângulos retos à superfície. Os dados de borrifo tridimensional desejados também podem compreender dife- rentes informações de materiais de borrifo, por exemplo, um corpo que con- siste de um material e um acabamento de superfície que consiste de um se- gundo material, ambos aplicados pelo mesmo dispositivo de borrifo.

Na técnica anterior, dispositivos de borrifo portáteis foram capa- zes somente de aplicar coberturas 2D planas, desejado principalmente para fornecer uma cobertura uniforme balanceada e lisa para a superfície alvo. O presente dispositivo de borrifo pode ir, além disto, pela habilitação não so- mente de uma aplicação portátil das distribuições de material de duas di- mensões desejado, tal como imagens planas, mas também padrões de borri- fo tridimensional reais na forma de relevos ou objetos tridimensionais.

Nisto, não somente a posição do dispositivo de borrifo e orienta- ção no espaço podem ser usados como uma base para calcular as partes dos dados de borrifo 3D que ainda se deseja aplicar, mas também o objeto alvo e as partes já aplicadas dos dados de borrifo desejados podem ser ob- servadas, varridas ou medidas para determinar a parte a ser aplicada dos dados desejados e uma faixa preferida de posição e orientação do dispositi- vo a partir das quais a aplicação pode ser executada. Dessa forma o usuário pode ser guiado para segurar o dispositivo de borrifo nesta faixa preferida de coordenadas espaciais e orientação para aplicar certa parte do padrão 3D.

Através de uma modalidade com uma abordagem portátil, existe muito mais flexibilidade do que a dada pelas conhecidas, rígidas, impressores 3D com base em portal, enquanto se evita os custos de um guia de braço robótico complexo para habilitar a mesma faixa de flexibilidade de posição e orienta- ção conforme alcançável por um dispositivo portátil leve conforme apresen- tado no presente documento. O conceito portátil também resolve o problema de construção ou reparo à vista de partes 3D, o que frequentemente seria vantajoso, mas não possível com o maquinário grande, inflexível e rígido da técnica anterior para tarefas de impressão 3D.

Por exemplo, cascos de navio, corpos de veículo, revestimentos ou partes destes podem ser borrifados fora do material de borrifo, por exem- plo, compostos de fibra, termoplásticos, termofixos, pó de sinterização ou outros materiais de borrifo mencionados acima sem o requisito de ter um molde negativo ou positivo, mas apenas pela doação de dados de padrão de borrifo tridimensionais digital do objeto desejado suprido ao dispositivo a par- tir de algum meio de armazenamento. A unidade de cura descrita para o ma- terial de borrifo pode habilitar uma rápida aplicação de uma próxima camada de material na camada anterior pela cura imediata do material de borrifo a- pós sua aplicação.

Um dispositivo de acordo com este aspecto também pode ser chamado de uma unidade de impressão em 3D portátil que compreende um meio de bocal controlado 1 para expelir material 2, uma unidade de referên- cia espacial e uma unidade de computação 8 com armazenamento para os dados de borrifo 3D desejados 6 para controlar o meio de bocal 1 de acordo com a referência espacial e os dados de borrifo desejados 6. O dispositivo pode compreender adicionalmente um meio de guia de usuário para guia espacial virtual de uma mão de usuário que segura o dispositivo 9. O meio de computação 8 também pode compreender ou ser co- nectado a uma ou mais interfaces humanas 26 como um visor, tela, projetor, tela sensível ao toque, tela sensível ao toque múltiplo, lâmpada, luz, botão do tipo puxador, disco, joystick, alto-falante, microfone, etc. assim como o fornecimento de interfaces de máquina para comunicação com equipamento técnico adicional. A energia para o dispositivo de borrifo 9 pode ser suprida por um cabo ou por armazenamentos de energia tais como baterias. O dispositivo pode ser suprido adicionalmente com ar comprimido e/ou material de borrifo que pode ser armazenado no dispositivo ou suprido por um meio remoto. O meio de computação 8 pode acessar informações espaciais a partir de uma unidade de referência espacial 30. Um referimento espacial pode acontecer em um número diferente de graus de liberdade (DOF), por exemplo, em 3D no espaço com 5 ou 6 DOF. O referimento pode acontecer em um sistema de coordenadas local ou em um sistema de coordenadas global ou superior, por exemplo, pelo referimento global para aplicações ex- ternas. Dependendo da presente tarefa de borrifo pode também ser suficien- te referenciar menos graus de liberdade, em particular se o dispositivo de borrifo 9 é guiado em paralelo à ou na superfície alvo 3 para ser pintada ou se a distância alvo 11 é determinada por um suporte ou por uma unidade de medição de distância adicionai. A faixa obtenível e a resolução necessária da unidade de refe- rência espacial 30 dependem da aplicação para a qual o atual dispositivo de borrifo 9 é designado para. Esta faixa designada pode variar de interna, lo- cal, posicionamento de área pequena com a expansão de alguns metros para áreas externas, regionais ou globais com uma expansão de algumas dezenas ou centenas de metros para projetos de pintura maiores como campos para esportes ou marcações de pista. A unidade de referência espacial 30 para determinar a posição e orientação (ou pose) de acordo com a invenção compreende múltiplos sen- sores de imagem de duas dimensões 31 (também conhecidos como câme- ras fotográficas ou de vídeoO), em particular arranjos de sensores CMOS ou CCD para detectar radiação óptica. O referimento espacial é obtido por uma ou mais câmera(s) 31 para determinação de orientação e posição. Tais sistemas também são refe- ridos como sistemas de rastreamento com base em visão ou sistemas este- reoscópicos. As câmeras 31 são dispostas em uma base estéreo 39 em re- lação uma a outra, o que significa que elas estão separadas entre si, o que resulta em diferentes visões do cenário de interesse. As imagens das câme- ras 31 capturam, pelo menos parcialmente, o mesmo cenário, mas visto de diferentes locais. Com base na base estéreo 39 existem restrições geométri- cas que permitem reunir informações 3D a partir das múltiplas imagens. Na mesma, o mesmo recurso visível em cada uma das imagens é identificado e sua coordenada respectiva dentro de cada uma das imagens é determinada (por exemplo, coordenadas de pixels e, preferencialmente, subpixels em re- trato ou em imagem). Tais tarefas são, hoje em dia, muito comuns em pro- cessamento de imagem digital e existe uma coleção de bibliotecas de soft- ware disponíveis para se obter isso ou até mesmo bibliotecas para o image- amento em 3D completo a partir de múltiplas vistas de câmera. Conforme as imagens se diferem, o mesmo recurso visível provavelmente terá coordena- das de retrato diferentes e de acordo com a base estéreo 39, informações tridimensionais do recurso visível podem ser calculadas. A base estéreo 39 é conhecida pela construção da unidade de referência espacial 30, em particu- lar se sua configuração é fixa ou pode ser analisada ou pode ser calibrada por uma geometria de referência conhecida, em particular se a configuração compreende câmeras independentes 31 que podem ser localizadas de for- ma independente enquanto se configura a unidade de referência espacial. A unidade de referimento espacial 30 com suas pelo menos duas câmeras 31 pode, portanto, ser incorporada como um único dispositivo, como múltiplos dispositivos que compreendem cada um pelo menos uma câmera 31, ou de um conjunto de câmeras 31 e um meio de avaliação 36 que faz o processa- mento de imagem. O processamento de imagem também pode ser feito em um meio de computação remoto, por exemplo, no mesmo meio de computa- ção 8 usado para controlar o meio de bocal.

Os recursos visíveis 33 são construídos de tal forma que eles podem ser identificados nas imagens a partir das câmeras 31, (não necessa- riamente para o olho humano). Por exemplo, eles podem fornecer faces em contraste e/ou uma forma ou geometria conhecida para torna-los então iden- tificáveis na imagem. Os recursos visíveis 33 podem ser recursos que ocor- rem naturalmente que são visíveis e identificáveis na imagem, por exemplo, texturas, bordas, seções coloridas de forma diferente, etc. Eles também po- dem ser incorporados por recursos visuais aplicados artificialmente 33 tais como marcadores anexos por um meio de aderência, magnético, adesão, sucção, cola, parafusos, pregos, prendedores, etc.

Os recursos visíveis 33 podem, por exemplo, também ser pontos de luz, por exemplo, ativos na forma de emissores ópticos tais como lâmpa- das, LEDs, lasers, materiais fluorescentes, etc. que emitem luz pulsada ou contínua. Como um único recurso visual 33, em particular de forma e tama- nho desconhecidos, não é, em geral, suficiente para determinar a referência espacial em cinco ou seis graus de liberdade, um conjunto de múltiplos re- cursos visíveis é usado para referimento pelas câmeras 31.

Uma modalidade de um dispositivo de borrifo 9 pode, para um exemplo, ser equipada com um arranjo de múltiplos LEDs como recursos visíveis ativos 33, em que o arranjo é construído de tal forma que sua posi- ção e orientação podem ser determinadas de forma única, por exemplo, as- sistida por códigos piscantes, cores diferentes, etc. Além disso, um arranjo de recursos visuais passíveis 33 como em um ou mais objetos geométricos de forma e/ou cor bem definida podem ser usados como recursos visuais.

Eles também podem compreender superfícies fluorescentes ou retrorrefleto- ras.

Um conjunto adicional de recursos visíveis 33 também pode es- tar presente na superfície alvo 3, em particular quando a própria superfície não fornece tais recursos, por exemplo, uma superfície lisa uniformemente colorida. Eles podem ser incorporados por adesivos, preferencialmente, de forma, cor ou textura conhecida. Não é necessário saber sua forma previa- mente se eles são identificáveis nas imagens. Se a forma e/ou tamanho de uma característica é conhecida, seu tamanho e/ou forma aparente na ima- gem pode ser usado para determinar informações adicionais em relação a sua distância e/ou ângulo em relação à câmera 31. Os recursos visíveis 33 podem alternativamente também ser anexos por ímãs, prendedores, parafu- sos ou outros meio. Uma alternativa também são marcadores de luz projeta- dos que são projetados a partir da superfície alvo 3 ou de um objeto rigida- mente fixado à mesma, uma vez que sua posição em relação à superfície alvo deve ser fixa. Tais marcadores de luz como recursos visíveis podem ser simplesmente sobreborrifados pelo dispositivo de borrifo 9, o que pode não ser possível quando marcadores aderentes são usados.

Pode haver um primeiro conjunto de recursos visuais 33 no dis- positivo de borrifo e um segundo conjunto de recursos visuais 33 na superfí- cie alvo, na qual a unidade de referência espacial 9 com suas pelo menos duas câmeras 31, que está situada remota em relação ao dispositivo de bor- rifo 9, pode referenciar o dispositivo de borrifo 9 e a superfície alvo 3 em re- lação um ao outro.

Uma opção adicional possível para aplicações externas é um sistema GPS que pode opcionalmente ser auxiliado por um sensor adicional 6A como um IMU, um compasso digital e/ou um inclinômetro. Outra opção adicional é somente IMU, que pode também ser auxiliado opcionalmente por um compasso digital e inclinômetro.

Conforme a unidade de referência espacial 30 é localizada re- mota em relação ao dispositivo de borrifo 9, um enlace de comunicação 32 da unidade de referência espacial remota 30 para o meio de computação 8 que manuseia o mecanismo de controle de bocal 4 deve ser estabelecido.

Preferencialmente, uma comunicação em tempo real é usada, que permite o manuseio de movimentos altamente dinâmicos, em particular no caso de um guia de mão do dispositivo de borrifo 9. Opcionalmente, atrasos que poten- cialmente ocorrem podem, pelo menos parcialmente, serem compensados por uma predição ou antecipação, caso no qual, por exemplo, informações adicionais reunidas de um IMU também podem ser úteis.

Um dispositivo de borrifo 9 também pode compreender meio sensor adicional 6A como buscador(es) de faixa ou medidor(es) de distância com base em radar, ultrassom, luz, laser ou ondas de rádio que podem ser usadas para determinar a distância para a superfície alvo ou, ao usar múlti- plos buscadores de faixa, também podem ser usadas determinar uma incli- nação relativa em relação à superfície alvo. Os sensores de distância para superfície 6A podem ser usados para tanto 2D e/ou 3D se dispostos de a- cordo. O bocal 1 do dispositivo de borrifo 9 também pode ser anexo a um braço articulado, um guia Cartesiano ou outro meio dentro do dispositivo de borrifo que permita determinar a posição das medições espaciais da po- sição dos bocais e/ou sua orientação dentro de um corpo do dispositivo de borrifo 9. A unidade de referência espacial 30 é, então, usada para determi- nar a posição e orientação do corpo dos dispositivos de borrifo de acordo com a invenção e, dessa forma, determinar indiretamente também o bocal 1.

Uma modalidade pode compreender um braço articulado passi- vo (que significa não motorizado) ou ativo (que significa motorizado), ao qual o dispositivo de borrifo de superfície 9 pode ser anexo. Para obter um posi- cionamento do dispositivo de borrifo de superfície 9 relativo à superfície alvo 3, a unidade de referência espacial 30 é usada para referenciar a base dos braços em relação à superfície alvo 3 quem, junto com as medições de bra- ços articulados, permite o cálculo das informações espaciais relativas entre o meio de bocal 1 e a superfície alvo 3 cujas informações podem ser compre- endidas no controle das características da expulsão do meio de bocal 1. Se um modelo 3D digital da superfície alvo 3 existir é, por exemplo, também possível definir a superfície alvo 3 pela medição espacial de pontos caracte- rísticos da modalidade no mundo real e realizar a compatibilidade entre eles e o modelo 3D correspondente e, dessa forma, referenciar uma ou mais su- perfície alvos 3 em relação ao seu modelo CAD. A modalidade da Figura 1 ilustra um dispositivo de borrifo 9 para expelir um único material de borrifo 2 ou tinta monocromática que é suprida como um material de borrifo pré-misturado 2 da cor desejada, viscosidade, etc. a partir de um armazenamento de material de borrifo 12. A Figura 2 mostra outra vista abstrata de uma modalidade de sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção. O meio de bocal 1 nesta figura compreende uma mistura de múltiplos materiais de borrifo 2 dentro do dispositivo de borrifo 9. No exemplo ilustrado, existem três supri- mentos de material de borrifo 5r, 5g, 5b que representam materiais de pintu- ra vermelho, verde e azul supridos dos armazenamentos 12r, 12g, 12b. Os diferentes materiais de borrifo podem, então, ser misturados dentro do meio de bqcal 1 para uma composição desejada que é controlada pelo mecanis- mo de controle de bocal 4, por exemplo, para obter a cor desejada que, en- tão, será expelida pelo meio de bocal. A dosagem de cada uma das cores supridas pode, por exemplo, ser obtida por válvulas, bombas com taxa variável da entrega ou outros meio conhecidos. Se necessário, alguma agitação adicional pode ser feita para obter uma mistura homogênea. Pela mistura dos diferentes materiais de bor- rifo a partir dos suprimentos 12r, 12g, 12b, o dispositivo de borrifo 9 é capaz de expelir uma faixa de cores e também de transições de cores automatica- mente.

Ao referenciar o termo cor neste pedido, outras misturas de ma- teriais de borrifo também podem ser tencionadas que não necessariamente resultam em uma mudança de cor como, por exemplo, uma mistura com um agente de cura, solvente ou outros aditivos.

Existe também um armazenamento adicional 12x com o supri- mento 5x (desenhado em linhas pontilhadas) que pode, por exemplo, com- preender um solvente que pode ser misturado para ajustar a viscosidade da pintura. Em outro exemplo, o suprimento 5x pode suprir um verniz claro, uma cor especial que não seja obtenível por mistura (como preto, branco, doura- do, prateado, etc.) ou outros aditivos ao material de borrifo, por exemplo, para obter efeitos metálicos, acabamento batido ou semelhantes. Em outras modalidades, o suprimento 5x pode compreender substâncias para influen- ciar a cura ou outras características do material de borrifo 2. A superfície alvo 3 nesta ilustração compreende uma configura- ção de etapa que pode ser manuseada automaticamente pelo mecanismo de controle de bocal 4, que é capaz de ajustar características de expulsão do meio de bocal 1 para obter o diâmetro de mancha desejado na superfície alvo 3 independente da mudança na distância e inclinação introduzida pela etapa. Além de um ajuste totalmente automatizado das características de expulsão, o operador também pode ser guiado ou assistido para manusear o dispositivo de tal forma para obter o seguinte. A unidade de referência espacial 30 compreende duas câmeras 31 em uma dada base estéreo 39. O enlace de comunicação 32 é incorpo- rado como uma comunicação sem fio simbolizada por uma antena. A modalidade do dispositivo de borrifo 9 mostrada na Figura 3 também é capaz de borrifar a superfície alvo 3 com diferentes misturas de materiais de borrifo 2r, 2g, 2b. A principal diferença em relação à Figura an- terior é que, nesta modalidade, existe um meio de bocal separado 1 para cada suprimento de material de borrifo 5r, 5g, 5b (5x). A atual mistura dos materiais de borrifo 2r, 2b, 2g ocorre fora do meio de bocal, ou no caminho para o alvo dentro dos jatos de material 2b, 2g, 2r ou na própria superfície alvo pela sobreposição das manchas de cada bocal na superfície alvo. O efeito de cor desejado também pode ser obtido sem uma atual mistura do material de borrifo pelo alinhamento de manchas separadas de diferentes materiais de borrifo próximos um ao outro, de forma que eles re- sultam na impressão de cor desejada quando vistos a partir de uma distân- cia. Este método de geração de cor também é referido como pontilhado na técnica de impressão por jato de tinta. O número de diferentes suprimentos de material de borrifo 5 e, portanto, bocais 1 não é limitado a certo número, mas depende das misturas desejadas de materiais de borrifo 2 que devem ser obtidas que podem, por exemplo, compreender as cores vermelho, ver- de, azul, preto e branco para obter uma ampla faixa de cor. Além disso, ou- tros conjuntos básicos de core como, por exemplo, conhecidos a partir da mistura de faixa de cor de cartões de cor RAL ou subconjuntos dos mesmos podem ser usados.

Além de uma mistura direta de múltiplos materiais de borrifo, os diferentes bocais 1 ou um único bocal 1 também podem ser usados subse- quentemente com diferentes materiais de borrifo 2, por exemplo, para aplicar alternativamente múltiplas camadas de poliéster e fibras automaticamente de uma maneira subsequente pelo mesmo dispositivo. Através de um meio sensor adicional opcional 6A, a espessura de borrifo já aplicada na superfí- cie alvo 3 pode ser determinada.

Neste exemplo, a superfície alvo 3 é inclinada em relação ao dispositivo de borrifo 9 que pode ser detectada pela unidade de referência espacial 30 e, consequentemente, o meio de controle de bocal 4 pode ajus- tar automaticamente características de expulsão do meio de bocal 1 para obter o borrifo desejado do alvo 3 independente da inclinação e/ou distância e/ou para expelir somente material de borrifo 2 quando o resultado desejado é atualmente obtenível. Portanto, o dispositivo 9 também pode armazenar informações das áreas já borrifadas e/ou a borrifar na superfície alvo 3.

Os dados de borrifo desejados 6 também podem compreender ou adquirir informações relacionadas ao orifício 14 na superfície alvo 3. Isto pode, por exemplo, ajudar a evitar um desperdício de material de borrifo 2 e também uma sujeira do ambiente atrás do orifício 14. Aparentemente, este principio também é aplicável a obstruções, irregularidades ou singularidades na superfície alvo 3 diferentes de orifícios 14.

Na Figura 4 existe uma modalidade similar de um dispositivo de borrifo 9 como na Figura 3. Esta modalidade compreende um sistema de coloração de quatro cores CMYK (ciano, magenta, amarelo, preto) de acordo com a invenção que é capaz de aplicar um padrão multicor 15 definido pelos dados de borrifo desejados 6 em uma superfície alvo 3, por exemplo, um logotipo de uma empresa em uma parede do prédio ou em um estaciona- mento. Isto pode ser obtido sem qualquer mascaramento de áreas de borrifo indesejadas na superfície alvo 3, através da qual a produtividade do proces- so de borrifo pode ser ampliada uma vez que o processo de mascaramento pode consumir bastante tempo e sua qualidade tem um grande impacto no resultado geral do trabalho de borrifo.

De acordo com a unidade de referência espacial 30, o meio de computação 8 controla o mecanismo de controle de bocal 4 para aplicar um padrão definido por dados de borrifo desejados 6 na superfície alvo 3 pelo ajuste das características de expulsão de acordo com a orientação espacial do dispositivo de borrifo 9 em relação à superfície alvo 3, em particular a ori- entação espacial relativa de cada meio de bocal 1 para a mancha alvo na superfície alvo 3.

Nesta modalidade, o mecanismo de controle de bocal 4 também pode fazer o ajuste fino de uma direção de expulsão ou ejeção do bocal 1, por exemplo, pela inclinação do bocal 1 ou pela influência do jato expelido de material 2. Dependendo da orientação espacial e do conhecimento sobre as áreas já borrifas e a borrifar na superfície alvo 3, o meio de computação 8 é capaz de decidir automaticamente se deve liberar ou não o material de borrifo 2 para a mancha mirada neste momento na superfície 3. Neste caso, a mancha mirada neste momento na direção de expulsão do bocal 1 tam- bém pode passar por ajuste fino pelo meio para defletir a presente direção de expulsão. A deflexão também pode compensar o tremor e incertezas de um guia de mão. Ademais, o mecanismo de controle de bocal 4 também po- de ser capaz de ajustar uma divergência de expulsão e/ou a quantidade de material expelido 2 pelo tempo.

Em combinação com um dos métodos de mistura de cor men- cionados previamente, o sistema de aplicação gráfica de acordo com a in- venção é capaz de aplicar borrifo multicor 15 na superfície alvo 3 que pode ser definido pelos dados de borrifo desejados 6, por exemplo, fornecidos como uma arte digital ou imagem armazenada em um cartão de memória.

Tal imagem pode ser armazenada na forma de um chamado bitmap, que compreende uma matriz de pixels predefinidos que são manchas definidoras de material de borrifo a ser aplicado e também podem incluir informações relacionadas ao tipo ou cor desejado de material. A imagem pode, alternati- vamente, ser armazenada em um formato comprimido ou em um formato de informações de vetor (por exemplo, como em um arquivo CAD), informações de texto, etc. que podem ser convertidos para uma distribuição desejada das manchas de material de borrifo na superfície alvo através do meio de com- putação. Os dados de borrifo desejados podem ser descritos como uma re- presentação digital de um padrão desejado 6 a ser borrifado na superfície alvo 6 que compreende informações sobre múltiplas áreas ou seções ou subseções da superfície alvo que podem ter de ser borrifadas com diferentes atributos, em particular diferentes cores, materiais de borrifo, espessuras, condições de superfície, etc. A Figura 5 ilustra outra modalidade exemplar de um sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção que compreende uma linha ou fileira de múltiplos meio de bocal 1. A ilustração mostra bocais 1 para um material de borrifo 2 que mistura como descrito em relação à Figura 2, mas, também, os outros métodos de mistura descritos são aplicáveis em um ar- ranjo de linha de uma maneira análoga.

Pelo alinhamento de múltiplos bocais 1 em uma linha ou barra ou outro arranjo, é possível, de uma vez, cobrir uma área ampla na superfí- cie alvo enquanto mantém uma divergência de expulsão e tamanho de local alvo menor. A superfície alvo 3 é representada por um corpo de carro (não desenhado em escala). O arranjo de barra também pode ser usado para compensar imprecisões de manipulação pela expulsão apenas a partir de um desses bocais que são, na verdade, destinados a uma parte da superfí- cie 3 que tem de ser borrifada de acordo com os dados de borrifo desejados 6 enquanto desativa os outros bocais 1.

Os borrifos ou pintura podem ocorrer durante a produção do car- ro ou, também, em caso de substituição de reparação de partes do corpo do carro, por exemplo, em caso de reparação, um sistema de detecção de co- res no ou externo ao dispositivo de borrifo 9 pode ser utilizado para determi- nar a cor desejada presente e subsequente do veículo a ser reparado, cujas informações podem, então, ser usadas para ajustar o sistema de mistura de cores no dispositivo de borrifo 9, de acordo a alcançar a cor desejada.

Além disso, o sistema de aplicação gráfica pode manualmente, automaticamente ou semiautomaticamente detectar a área desejada a ser borrifada pelas medições de referência espacial e para o arranjo dos dados de borrifo desejados. A área desejada também pode ser fornecida em um modelo de dados CAD ou através da detecção ou ensino de recursos ópti- cos naturalmente presentes como linhas de borda, arestas ou cantos da á- rea desejada a ser borrifada, por exemplo, pela indicação dos contornos ou arestas de um polígono circundante à área desejada por um recurso óptico tal como um ponto de laser ou um marcador aplicado à superfície alvo 3. A superfície alvo 3 também pode ser digitalizada pela unidade de referência espacial 30 e apresentada como uma imagem ou modelo 3D sobre uma tela, em que a área de borrifos desejada e/ou dados de borrifo desejados 6 podem ser vistos, selecionados e ajustados antecipadamente do processo atual de borrifo, seja no dispositivo de borrifo 9 em si ou em um dispositivo de computador remoto. Além disso, padrões especiais, como lo- gotipos, etc., podem ser virtualmente sobrepostos no modelo ou imagem da superfície alvo 3 por meio semelhantes.

Outros exemplos para determinar os dados de borrifo desejados 6 são a medida online ou off-line da espessura atual de borrifo ou um exame da superfície alvo 3 pelos meios sensores para, por exemplo, encontrar dife- renças de cor ou espessura ou similares. Os sensores de espessura de pin- tura mencionados são, por exemplo, conhecidos e usados no carro ou área de chapa de metal para determinar a espessura de borrifo. O dispositivo de borrifo pode compreender ou interagir com sensores de reconhecimento de tinta, que são capazes de determinar cor, características visuais, tipo ou es- tado da tinta que já foi aplicada há muito tempo ou que acabou de ser apli- cada à superfície. Os exemplos mais comuns de tais sensores de reconhe- cimento de tinta 6A são, por exemplo, câmeras digitais, câmeras ou senso- res infravermelhos ou ultravioletas, analisadores de espectro, eventualmente combinados com um sistema de iluminação correspondente.

Outra opção é a de equipar o dispositivo 9 com um visor eletrô- nico ou meio de projeção, que permite uma sobreposição dos dados de bor- rifo desejados 6 sobre uma tela ou dos dados de borrifo desejados 6 a se- rem projetados na superfície alvo 3 por um retrato ou projetor de laser de linha. A Figura 6 mostra uma modalidade de um sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção com um dispositivo de borrifo portátil 9 para borrifar um objeto alvo que compreende a superfície alvo 3, onde o dis- positivo é equipado com meio sensor adicional 6A. A ilustração mostra borrifos anteriores 21 já presentes na super- fície ou por um longo tempo ou provenientes da sessão de trabalho anterior.

Além destes borrifos antigos 21, borrifos novos 22 têm de ser aplicados à superfície alvo 3, que podem, por exemplo, ser desejados para realizar uma compatibilidade das características de cor e superfície dos borrifos anterio- res, que podem ser, por exemplo, um item de gráfico a ser sobreposto sobre os borrifos anteriores 21. Para determinar as características dos borrifos an- teriores 21, um sensor de reconhecimento de tinta 6A pode estar compreen- dido no ou ligado ao dispositivo 9. Alternativamente, a unidade de referência espacial com base em câmera de acordo com a invenção pode ser usada para reunir informações sobre características ópticas da superfície alvo 3.

Para interagir com o dispositivo 9, por exemplo, para selecionar, organizar, modificar, manipular, criar ou definir os dados de borrifo deseja- dos 6 que não envolvem apenas uma seleção de parâmetros de borrifo sim- ples, como espessura de borrifo, cor, arestas de superfície alvo, etc., con- forme necessário para uma aspersão de cobertura plana da superfície, mas compreende desenhos gráficos bastante complicados. Esta modalidade do dispositivo de borrifo 9 compreende uma interface homem-máquina 26 (HMI), que pode, por exemplo, compreender puxadores, botões, joysticks, mostradores, visores, telas de toque, etc. Além de manipular os dados de borrifo desejados 6 localmente no dispositivo 9, esta tarefa também pode ser feita em um computador remoto e, em seguida, transferida para o dispositivo por, por exemplo, um cartão de memória ou através de um enlace de dados com fio ou sem fio, por meio do qual a manipulação necessária no HMI do dispositivo de borrifo pode ser reduzida. O HMI 26 também pode ser usado como uma indicação de direção 20 para orientação de usuário, como discu- tido. A unidade de referência espacial 30 é incorporada com pelo me- nos duas câmeras 31 dispostas com uma base estéreo. Nas imagens das câmeras 31, recursos visíveis são compatibilizados e informações 3D são recolhidas com base nas imagens e nas restrições geométricas da base es- téreo por um meio de processamento de imagem. O processamento de imagem digital pode ser feito por uma uni- dade de imageamento em 3D, que compreende um meio de identificação construído para identificar um recurso visual 33 nas imagens, um meio de medição construído para determinar coordenadas de retrato dos recursos visuais 33 e um meio de modelação 3D construído para determinar posição e orientação de acordo com as coordenadas de retrato e restrições geomé- tricas entre as coordenadas de retrato. Dessa forma a determinação da refe- rência espacial pode ser feita em pelo menos cinco graus de liberdade. O sistema de aplicação gráfica compreende uma unidade de referência espa- cial 30, que exige a configuração de pelo menos uma estação base com uma câmera 31 externa a partir do dispositivo de borrifo 9. A unidade de referência espacial 30 de cima pode, opcionalmen- te, ser suportada por um IMU adicional para determinar a dinâmica de mo- vimento, em particular, para um dispositivo portátil. Estas informações po- dem ser combinadas com a posição espacial e medição de orientação da unidade de referência espacial 30.

Os bocais 1 e meio de controle de bocal 4 são incluídos também no dispositivo de borrifo mostrado 9, em particular, esta modalidade compre- ende uma pluralidade de bocais 1 em um arranjo de fileira. A modalidade ilustrada também compreende um ou mais suprimento(s) de material de bor- rifo 5 e tanque(s) de material de borrifo 12. Em combinação com um arma- zenamento de energia tal como uma bateria e/ou um tanque de gás compri- mido, isso permite o dispositivo de borrifo sem fio 9 a ser movido livremente à mão, sem quaisquer cabos e/ou linhas de suprimento.

Outra modalidade do dispositivo de borrifo 9 pode ser dividida em uma estação externa (ou tipo de mochila para um dispositivo portátil), que compreende as partes mais pesadas, como fonte de alimentação e re- servatório de material de borrifo 12, que estão ligados a um dispositivo de bocal portátil leve por cabos e tubos para diminuir o peso a ser movido en- quanto salpica. Tal arranjo pode compreender uma armação de suporte liga- da à Terra, à superfície alvo ou ao corpo do operador para suportar o peso do dispositivo. As modalidades destes suportes em uma modalidade portátil podem, por exemplo, ser semelhantes às da área de guia suave de filme profissional volumoso ou câmeras de vídeo. O dispositivo de borrifo 9 pode compreender um meio de indica- ção para orientação de usuário, que auxilia o usuário a seguir um caminho desejado e/ou para orientar o dispositivo de borrifo 9 a áreas que ainda pre- çisam ser borrifadas. Tal orientação pode ser alcançada por meio ópticos, acústicos ou táteis, por exemplo, uma indicação de direção desejada por LEDs ou por símbolos em uma tela que aponta para a direção desejada.

Também é possível exibir, por exemplo, informações de orientação 3D e va- lores numéricos mais avançados em um visor eletrônico ou projetar linhas de orientação, formas, símbolos ou indicações diretamente na superfície alvo 3 a ser borrifada. Além disso, uma indicação acústica por comandos de voz ou bips pode ser usada. Esses meio de indicações podem estar compreendidos no HMI 26 mencionado acima.

Uma modalidade de um sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção também pode incluir ou pode ser ligado a outros sensores ambientais 6A para determinar as condições ambientais locais, tais como temperatura, velocidade do vento, umidade, tempo, e outros fatores que in- fluenciam as condições de secagem do material de borrifo. As informações ambientais recolhidas por esses sensores 6A podem ser usadas pelo meio de computação para comandar o mecanismo de controle de bocal, por e- xemplo, na pintura de múltiplas camadas. Além disso, podem existir senso- res 6A para analisar o material de borrifo, como determinar a sua viscosida- de, taxa de fluxo, estoque de suprimentos, etc. Além disso, uma direção de gravidade ser pode tomada em conta em uma determinação de característi- cas de expulsão desejadas.

Uma modalidade do dispositivo de borrifo 9 pode ser manuseada manualmente ou ser, pelo menos, parcialmente suportada por meio tais co- mo trilhos de guia, suportes de trole, carrinhos de rodas, braços de junção, por exemplo, um carrinho de mão para marcar campos de esporte com li- nhas de giz que compreende um dispositivo de borrifo de acordo com a in- venção que orienta o usuário a arrastá-lo a mão ao longo do caminho dese- jado das marcas desejadas por um meio de indicação 26, e, automaticamen- te, corrige desvios menores pelo controle do meio de bocal. Tal sistema po- de, por exemplo, também ser usado para aplicar, com precisão, logos de clubes de esporte no chão ou em paredes pelo dispositivo portátil 9. Isto po- de ser feito em várias cores, subsequentemente, para cada uma das cores, ao carregar o dispositivo de borrifo 9 com a cor desejada e aplicar nas peças do logo que requer esta cor e, em seguida, carregar a cor seguinte. Outra opção é a utilização de um dispositivo de borrifo 9 que compreende uma mistura de cor automática e é capaz de aplicar borrifos de várias cores na superfície alvo 3.

Uma modalidade do sistema de aplicação gráfica de acordo com a presente invenção pode (em adição à unidade de referência espacial 30), opcionalmente, compreender uma posição, um ângulo e/ou um meio de de- terminação inercial tal como uma unidade de medição inerte (IMU), medidor de distância eletrônico (EDM), sistema de posicionamento global (GPS). Ele também pode compreender meio sensor adicional 6A paras determinar pro- priedades de superfície alvo 3, em áreas borrifadas e não borrifadas particu- lares, espessura de borrifo presente, cor de superfície presente e/ou direção de gravidade.

Uma modalidade do dispositivo de borrifo de superfície 9 pode ser construída de tal forma que a superfície alvo 3 seja borrifada por uma ou mais cores ou materiais 2, em que a cor ou material 2 podem ser: - misturados por pontilhamento ou borrifo de uma matriz de pon- tos de pontos de material de borrifo de um conjunto básico de cores diferen- te ou materiais 2 provenientes do suprimento de materiais de borrifo 5, - misturados online, dentro ou na frente do meio de bocal 1 ou por sobreposição de pontos de diferentes materiais de borrifo 2 na superfície alvo 3, de um conjunto básico de materiais diferentes de borrifo 2 ou - misturados off-line, com materiais ou cores pré-misturados 2 sendo fornecidos a partir do suprimento de materiais de borrifo 5. A modalidade do sistema de aplicação gráfica que é mostrada na Figura 7 é usada para borrifar um logotipo formado nos dados de borrifo desejados em uma superfície de uma porta de carros 26. O dispositivo de borrifo de superfície 9 compreende um corpo 40 ou quadro 40, dentro dos quais um meio de bocal é posicionável por um servomotor. O corpo 40 é fixo em relação à superfície alvo 3 (neste caso, para o veículo). O corpo compre- ende um conjunto de recursos visíveis 33 dispostos de tal forma que a sua posição e orientação são determináveis pela unidade de referência espacial 30. A unidade de referência espacial também avalia recursos visíveis 33 de ou no corpo dos carros 26, pelos quais uma referência espacial do dispositi- vo de borrifo 9 à superfície alvo é estabelecida. O meio de computação está controlando o posicionamento do meio de bocal 1 dentro do dispositivo de borrifo 9 e, também, a sua expulsão com base nos dados de borrifo deseja- dos e a posição e informações de orientação provenientes da unidade de referência espacial 30 de modo a borrifar o logotipo desejado na porta.

Na Figura 8, uma configuração semelhante é mostrada, mas, aí, um dispositivo de borrifo portátil 9 é utilizado, que é espacialmente referenci- ado pela unidade de referência espacial 30 pelos respectivos recursos visu- ais ligados 33B em forma de um arranjo de LED com uma geometria conhe- cida. A unidade de referência espacial também avalia recursos visíveis 33A do carro 26, por exemplo, os contornos 33A da porta. A posição estabelecida dessa forma e orientação de referência são usadas pela unidade de compu- tação para controlar o meio de bocal de tal forma que os dados de borrifo desejados são aplicados ao local de destino na porta. Para tal objetivo, o operador do dispositivo de borrifo pode ser guiado para seguir um caminho otimizado, como descrito acima.

Conforme mostrado na Figura 9, o sistema de aplicação gráfica de acordo com a invenção é usado para aplicar um padrão desejado 6 à su- perfície curva de uma aeronave 26 pelo dispositivo de borrifo de superfície 9 e pelo sistema de referência espacial com as câmeras 31.

Na Figura 10, o exemplo da superfície alvo 3 também é um veí- culo de aeronave 26. Há um primeiro conjunto de recursos visuais 33B liga- do ao dispositivo de borrifo de superfície 9. Um segundo conjunto de recur- sos visuais 33A é aplicado à superfície alvo 3. A fim de não prejudicar o pro- cesso de borrifo, os recursos visuais 33A na superfície alvo 3 são projetados pela fonte de luz 35 estacionada na superfície alvo 3 e remota a partir das câmeras 31 da unidade de referência espacial. As câmeras 31 estão locali- zadas em diferentes ângulos de visão para evitar uma obstrução do seu campo de visão pelo operador de dispositivo de borrifo 9. As mais de duas câmeras 31 estão dispostas de tal forma que pelo menos duas câmeras 31 podem sempre observar os recursos visuais 33A e 33B e, dessa forma, permitir uma determinação válida de posição e orientação. No caso de uma posição e orientação e não poder ser determinado pela unidade de referên- cia espacial com base em câmera, uma IMU adicional no dispositivo de bor- rifo 9 pode assumir uma posição e determinação de orientação. Pelo menos por um curto período de tempo, até que a obstrução tenha acabado e o sis- tema de referência espacial esteja fora de mau funcionamento e de volta ao funcionamento normal. O IMU também pode estar envolvido para ajudar a câmera com base no referimento espacial, por exemplo, para ganhar infor- mações adicionais da inclinação do dispositivo de borrifo ou para compensar os altos movimentos dinâmicos do dispositivo de borrifo 9. A Figura 11 mostra outra configuração similar do sistema de a- plicação gráfica, de acordo com a invenção. Em comparação com a figura anterior, o dispositivo de borrifo 9 compreende um corpo 40 com um meio de bocal móvel nele. Como uma posição do bocal dentro o dispositivo de borrifo 9 é conhecida pela sua unidade de posicionamento, o sistema de referimen- to espacial só tem de estabelecer uma posição e orientação do dispositivo de borrifo 9 em relação ao alvo 3, de acordo com as marcas de referência visual 33A, 33B no corpo do dispositivo de borrifo 9. O dispositivo de borrifo 9 em si pode ser temporariamente ligado ao alvo 3, por exemplo, por vento- sas, cintos, grampos, parafusos, etc. Se o intervalo borrifável de dispositivo de borrifo 9 (dado pelo seu sistema de posicionamento) é borrifado, todo o dispositivo de borrifo 9 é separado, realocado na superfície alvo 3 e ligado novamente. De acordo com a nova posição e orientação do dispositivo de borrifo 9, determinado pela unidade de referência espacial, os borrifos po- dem ser continuados. Os dados de borrifo desejados que são maiores do que o intervalo do dispositivo de borrifo podem, dessa forma, ser aplicados à superfície alvo 3 em múltiplas telhas, que são precisamente posicionadas e orientadas uma em relação à outra e para a superfície alvo 3. Em uma mo- dalidade opcional, os recursos visuais 33A, 33B também podem ser ligados diretamente ao meio de bocal móvel e sua posição e orientação espacial em relação ao alvo é diretamente determinada pela unidade visual de referência espacial com as câmeras 31. A Figura 12 mostra outra modalidade semelhante, onde os re- cursos visuais 33A para o alvo são os marcadores de referência aderidos à superfície alvo 3. A unidade de referência espacial compreende uma unida- de de imagem estereográfica 30 e mais duas câmeras independentes 31 para melhorar a cobertura visual do sistema de referimento espacial e para recolher dados mais redundantes que podem ser utilizados para melhorar a precisão por meio de interpolação, um ajuste de mínimos quadrados, etc.

Claims

1. Sistema de aplicação gráfica com um dispositivo de borrifo de superfície (9) que compreende = pelo menos um meio de bocal (1) para uma expulsão de um material de borrifo (2) em uma superfície alvo (3), - um mecanismo de controle de bocal (4) para controlar caracte- rísticas da expulsão do meio de bocal (1), e ° um suprimento de material de borrifo (5), uma unidade de referência espacial (30) para referenciar o dis- positivo de borrifo (9) no espaço, em particular em relação à superfície alvo (3), para determinar uma posição e orientação do dispositivo de borrifo (9), um meio de computação (8) para controlar automaticamente a expulsão pelo mecanismo de controle de bocal (4) de acordo com in- formações obtidas pela unidade de referência espacial (30) e de acordo com dados de borrifo desejados predefinidos (6) como uma imagem digi- tal ou um Modelo CAD que compreende uma representação digital de um padrão desejado a ser borrifado na superfície alvo (3) de tal forma que a superfície alvo (3) é borrifada de acordo com os dados de borrifo deseja- dos (6) e um meio de comunicação (32) para estabelecer um enlace de comunicação a partir da unidade de referência espacial (30) para o meio de computação (8) para suprir a posição e a orientação do meio de computação (8), caracterizado pelo fato de que a unidade de referência espacial (30) é localizada remota em re- lação ao dispositivo de borrifo (9) e compreende uma unidade de imagea- mento em 3D com pelo menos duas câmeras 2D ópticas (31) dispostas com uma base estéreo (39) entre as câmeras (31), a unidade de imageamento em 3D sendo designada para determinar a posição e orientação do disposi- tivo de borrifo (9) pelo processamento de imagem digital de imagens feitas pelas câmeras (31).

2. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de imageamento em 3D compreende adicionalmente: - um meio de identificação construído para identificar um recurso visual (33,33A,33B) nas imagens, - um meio de medição construído para determinar coordenadas de retrato do recurso visual (33,33A,33B), e - um meio de modelação 3D construído para determinar posição e orientação de acordo com as coordenadas de retrato e restrições geomé- tricas dadas pela base estéreo (39), em particular em que a determinação da referência espacial é feita em, pelo menos, cinco graus de liberdade.

3. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de borrifo (9) compreende um primeiro conjunto de recursos visuais (33,33B) que é construído de tal maneira que a posição e orientação do dispositivo de borrifo (9) são determináveis pela unidade de referência espacial (30), em particular em que os recursos visuais (33.33B) são objetos de forma geométrica conhecida que são anexos ao dispositivo de borrifo (9) como marcas de referência, especialmente em que o primeiro conjunto de recursos visuais (33B) está emitindo ativamente radiação óptica.

4. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que um segundo conjunto de recursos visuais (33,33A) é localizado na superfície alvo (3), em particular em que os recursos visuais (33.33A) são objetos de forma geométrica conhecida que são anexos à superfície alvo (3) como marcas de referência.

5. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os segundos recursos visuais (33,33A) na superfície alvo são marcas de luz projetadas que são projetadas a partir de um local com uma posição fixada em relação à superfície alvo (3) e cujo local é desalojado da unidade de referência espacial (30).

6. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de borrifo (9) compreende uma unidade de medição inerte que é incorporada na determinação de posição e orientação, em parti- cular quando a unidade de referência espacial (30) está em mau funciona- mento temporário devido a uma obstrução de um campo de visão das câme- ras.

7. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de borrifo de superfície (9) compreende um meio sensor adicional (6A) para determinar propriedades e condições ambientais de superfície alvo (3), em particular áreas borrifadas e não borrifadas, espessura de borrifo presente, cor de superfície presente, a partir das quais uma condição de secagem do material de borrifo (2) é determinada e incorporada no con- trole das características de expulsão e/ou um medidor de distância para avaliar uma distância (11) entre o meio de bocal (1) e a superfície alvo (3).

8. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de aplicação é construído para borrifar uma superfície alvo curvada de forma livre não plana (3) de acordo com os dados de borrifo desejados (6), em particular para corpos de veículos (26) tais como carros ou aeronaves, preferencialmente em que os dados de borrifo desejados (6) compreendem um modelo tridimensionais da superfície alvo (3).

9. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de borrifo de superfície (9) compreende uma uni- dade de posicionamento para um posicionamento do meio de bocal (1), em .particular em, pelo menos, dois graus de liberdade em relação a um corpo (40) do dispositivo de borrifo (9), cujo corpo (40) compreende um meio para ser fixado temporariamente em sua posição em relação à superfície alvo (3).

10. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o corpo (40) é equipado com os recursos visuais (33,33B) para a unidade de referência espacial (30), em particular, em que o corpo (26) é referenciado ao alvo (3) pe- la unidade de referência espacial (30) e o meio de bocal (1) é referenciado ao corpo (40) pela unidade de posicionamento para um referimento indire- to/mediado do meio de bocal (1) para a superfície alvo (3).

11. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o meio de bocal (1) é equipado com os recursos visuais (33,33B) para a unidade de referência espacial (30), em particular em que o meio de bocal (1) é diretamente referen- ciado ao alvo (3) pela unidade de referência espacial (30).

12. Sistema de aplicação gráfica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de borrifo de superfície (9) é manuseado e compre- ende os recursos visuais (33,33B) construídos de tal maneira para obter uma referência espacial unicamente identificável do dispositivo de borrifo de su- perfície (9) pela unidade de referência espacial (30).

13. Método de aplicação gráfica para borrifar uma superfície alvo de acordo com dados de borrifo desejados por um dispositivo de borrifo de superfície (9) com: • referimento espacial do dispositivo de borrifo de superfície (9) pela determinação de posição e orientação do dispositivo de borrifo (9), em particular em relação a uma superfície alvo (3), • aquisição de um conjunto de dados de borrifo desejado (6) pela leitura de um armazenamento que compreende uma imagem digital ou Mo- delo CAD que compreende um padrão desejado para ser aplicado à superfí- cie alvo (3), • expulsão de um material de borrifo (2) através de pelo menos um meio de bocal (1) na superfície alvo (3), • controle de características de expulsão do meio de bocal (1) a- través de um mecanismo de controle de bocal (4), • computação de características de expulsão desejadas para o mecanismo de controle de bocal (4) de acordo com informações comunica- das a partir do referimento espacial e dos dados de borrifo desejados (6) e • borrifo da superfície alvo (3) de acordo com os dados de borrifo desejados (6), caracterizado pelo fato de que o referimento é executado com uma unidade de referência espa- cial (30) com pelo menos duas câmeras 2D (31) dispostas com uma base estéreo (39) e colocadas separadas do dispositivo de borrifo (9), determinando a posição e orientação de acordo com imagens das câmeras (31) pelo processamento de imagem digital.

14. Método, como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o processamento de imagem digital compreende uma identificação de um recurso visual (33,33A,33B) nas ima- gens, uma determinação de coordenadas de retrato do recurso visual (33,33A,33B) nas imagens, e uma determinação da posição e orientação de acordo com as coordenadas de retrato e restrições geométricas, em particular em que a posição e orientação são determinadas em pelo menos cinco graus de liberdade.

15. Produto de programa de computador que compreende códi- go de programa armazenado em um meio legível por máquina para compu- tar as características de expulsão desejadas de pelo menos um meio de bo- cal (1) necessário para borrifar uma superfície alvo (3) através de pelo me- nos uma camada de um ou mais materiais de borrifo (2), que resulta em um borrifo da superfície alvo (3) de acordo com dados de borrifo desejados (6) pelo comando de um mecanismo de controle de bocal (4) que é capaz de ajustar as características de expulsão do meio de bocal (1) e, com base em dados de referimento espacial do meio de bocal (1) em relação à superfície alvo (3), em particular executado em um dispositivo de borrifo portátil (9) como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11.