EP1911264A2 - Procede et dispositif pour realiser des decorations monumentales. - Google Patents

Procede et dispositif pour realiser des decorations monumentales.

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Publication number
EP1911264A2
EP1911264A2 EP06763955A EP06763955A EP1911264A2 EP 1911264 A2 EP1911264 A2 EP 1911264A2 EP 06763955 A EP06763955 A EP 06763955A EP 06763955 A EP06763955 A EP 06763955A EP 1911264 A2 EP1911264 A2 EP 1911264A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
image
light beam
during
tracking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06763955A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Tidona
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
La peintures monumentales Sarl Ste
Original Assignee
La peintures monumentales Sarl Ste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0506542A external-priority patent/FR2887492B1/fr
Priority claimed from FR0509802A external-priority patent/FR2891195B1/fr
Application filed by La peintures monumentales Sarl Ste filed Critical La peintures monumentales Sarl Ste
Publication of EP1911264A2 publication Critical patent/EP1911264A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F3/00—Designs characterised by outlines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L13/00—Drawing instruments, or writing or drawing appliances or accessories not otherwise provided for
    • B43L13/007—Contour tracing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44D—PAINTING OR ARTISTIC DRAWING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PRESERVING PAINTINGS; SURFACE TREATMENT TO OBTAIN SPECIAL ARTISTIC SURFACE EFFECTS OR FINISHES
    • B44D2/00—Special techniques in artistic painting or drawing, e.g. oil painting, water painting, pastel painting, relief painting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44D—PAINTING OR ARTISTIC DRAWING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PRESERVING PAINTINGS; SURFACE TREATMENT TO OBTAIN SPECIAL ARTISTIC SURFACE EFFECTS OR FINISHES
    • B44D3/00—Accessories or implements for use in connection with painting or artistic drawing, not otherwise provided for; Methods or devices for colour determination, selection, or synthesis, e.g. use of colour tables
    • B44D3/22—Implements or apparatus for special techniques, e.g. for painting lines, for pouring varnish; Batik pencils

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for making mundane decorations. It applies, in particular, to the drawing of drawings on exterior walls of buildings, for artistic, informative or advertising purposes.
  • One of the difficulties, when making a daunting painting, is to respect the proportions of the different painted areas and thus, not to distort the objects to be represented. Not being able to take a step back from the support, the painter who wishes to first draw his drawing is lost on the scaffolding.
  • the most commonly used technique is that of the grid: the drawing to be reproduced is squared on paper, one then squares the support with a homothetic grid, one postpones the intersections of the drawing with the grid with the necessary factor of enlargement and we try to reproduce the drawing from these intersections.
  • This technique long, complex and imprecise has reached its limits today and it is limited to experienced people.
  • One of the aims of the present invention is to allow everyone to trace on mundane support. Drawing tracing methods, such as that presented in the document, are known.
  • GB 2 200 596 which describes a method and a kit for producing paints, the outline of subjects being drawn in fugitive ink dissolved in contact with the paint. This process does not solve the problem of respecting the proportions explained above.
  • GB 2 270 812 and US 4 958 237 disclose methods for printing giant, piece-wise images. Here again, the complexity and the cost of implementing this method are very important and disabling.
  • the present invention aims, in a first aspect, a method for producing mundane decorations, characterized in that it comprises:
  • the decorator first traces the contours of the decoration to be made, by applying a visible trace, for example with chalk or paint, following the pattern provided by the position of the luminous point of impact of the light beam on the surface to decorate. He can then, if necessary, put in color the drawing, by painting the surfaces delimited by the outlines preliminary drawn.
  • the light beam consists of a laser beam. Thanks to these provisions, the method can be implemented even when the ambient light is intense since the point of impact of the laser is very bright. In addition, the precision of the drawing is increased thanks to the fineness of this point of impact.
  • the tracking step includes a step of remote control of the displacement of the source of the light beam. With these features, the painter can stop tracing, resume where he stopped, go back and / or reproduce a tracking sequence.
  • the remote control step includes a step of controlling the tracking speed of the portion of the contour followed.
  • the painter can slow down the tracking speed when the shape of the part of the contour followed becomes complex.
  • the method as briefly described above comprises a step of digitizing a representation of the decoration to be produced by image scanner. Thanks to these provisions, the capture of the image to be made is simplified.
  • the method as briefly described above comprises an image extraction step with contour extraction in a digital representation of the decoration to be produced.
  • the method as briefly described above comprises a step of determining positions of reference points on the support and an anamorphosis correction step. Thanks to these arrangements, even if the source of the light beam is not in an orthogonal axis to the plane of the support, the plot can be homothetic to the representation of the decoration to be made. Thanks to these provisions too, if the support is not flat, the defect of non-flatness can be corrected.
  • the method as briefly described above comprises a step of determining the radius of curvature of the outline to be drawn and, during the tracking step, the speed of movement of the light beam on the support is function said radius of curvature. Thanks to these provisions, the areas of the contour most difficult to reproduce, where the radius of curvature of the contour is small, can be traced more slowly, the movement of the light beam then being slowed down.
  • the present invention relates to a device for producing daunting decorations, characterized in that it comprises: a means for defining contours of an image representing the decoration to be produced and - Means for projecting a narrow light beam on the support to be decorated, and moving the position of said light beam to track at least a portion of said contours with said light beam.
  • the projection means comprises a source of a laser beam.
  • the device as briefly described above includes a remote control.
  • said remote control is adapted to control the tracking speed of the part of the contour followed.
  • the device as briefly described above comprises an image scanner.
  • the device as briefly described above comprises an image processing means adapted to extract contours in a digital representation of the decoration to be produced.
  • the device as briefly described above comprises means for determining positions of reference points on the support and anamorphosis correction means.
  • the device as briefly described above comprises means for determining the radius of curvature of the contour to be traced and the means of displacement of the light beam on the support is adapted to move the light beam on the support according to said radius of curvature.
  • the moving means comprises at least one stepper motor. Thanks to these arrangements, the orientation of the light beam can be very precisely controlled.
  • the decorator first traces the contours of the decoration to be made, applying a visible trace, for example chalk or paint, following the path provided by the position of the luminous point of impact of the light beam on the surface to be decorated. He can then, if necessary, put in color the drawing, by painting the surfaces delimited by the outlines preliminary drawn.
  • a visible trace for example chalk or paint
  • scaffolding In the case of supports of high height, access to which is by scaffolding, scaffolding obstructs the path of the light beam;
  • the present invention aims, in this other aspect, a method for producing daunting decorations on a support, which comprises:
  • a step of modeling the support in three dimensions for at least two locations of projection apparatus, a step of calculating an image to be drawn according to the model of the medium and,
  • the multiplicity of equipment locations and the corresponding image calculation allows the decorator to trace the contours of the decoration to be made, on the entire support.
  • each step of computing an image comprises:
  • positioning equipment which refers to radio signals.
  • an inclinometer is used during the step of determining the position of at least two locations of projection apparatus.
  • a range finder is used during the step of determining the position of at least two locations of projection apparatuses.
  • the contour is followed with a narrow light beam projected onto the support to be decorated from each location.
  • the decorator only has to follow the movement of the point of impact of the light beam on the support to trace the contour.
  • the light beam consists of a laser beam. Thanks to these provisions, the method can be implemented even when the ambient light is intense since the point of impact of the laser is very bright. In addition, the precision of the drawing is increased thanks to the fineness of this point of impact.
  • contours are simultaneously monitored with at least two projection devices positioned in at least two of said locations, the projection apparatuses following an identical path on the support, from different locations. Thanks to these provisions, the outline of the contour can be carried out in a single step.
  • the projection devices are synchronized so that they follow, at each moment, the same part of the contour.
  • the contour tracking is successively carried out with a projection apparatus positioned successively at said locations. With these provisions, a single projection device is sufficient.
  • the step of modeling the support in three dimensions it implements the support planes.
  • a 3D scanner is used.
  • a narrow light beam is used, the position of which is controlled to correspond to points marked on the support.
  • the tracking step includes a step of remote control contour tracking.
  • the tracking step includes a step of implementing at least one camera and a means for viewing an image facing the eyes of the user.
  • the present invention relates to a device for producing daunting decorations on a support, which comprises:
  • At least one projection apparatus adapted to follow, on the support to be decorated, from each location, at least a portion of the contours of the calculated image corresponding to said location.
  • FIG. 1 represents, schematically, a particular embodiment of the device that is the subject of the present invention
  • FIG. 2 schematically represents, in the form of a logic diagram, the steps implemented in a particular embodiment of the method that is the subject of the present invention
  • FIG. 3 represents, schematically, a particular embodiment of a means for displacing a narrow light beam incorporated in the device illustrated in FIG. 1;
  • FIG. 4 represents, schematically, a first particular embodiment of a device that is the subject of the present invention, for implementing the method according to the second embodiment,
  • FIG. 5 represents, schematically, a second embodiment of the device that is the subject of the present invention, for implementing the method according to the second embodiment
  • FIG. 6 schematically represents a third particular embodiment of the device which is the subject of the present invention, for the implementation of the method according to the second embodiment
  • FIG. 7 schematically represents a fourth particular embodiment. of the device according to the present invention, for implementing the method according to the second embodiment
  • FIG. 8 represents, in the form of a logic diagram, the steps implemented to implement a particular embodiment of the method according to the second embodiment
  • FIG. 9 represents, schematically, the image distortion to be compensated for. a cylindrical support.
  • the device and method illustrated in Figures 1 and 9 are intended to achieve any type of drawing, logos, advertising, information or artistic drawings, for example, on any type of support, concrete or cladding, for example.
  • the principle implemented involves digitizing the image or its contours with a scanner, extracting the contours of the image, if necessary, to place a projection and displacement device with a narrow light beam, preferably a laser beam, at a distance from the support and to start the tracing, the projection and displacement apparatus making the enlarged contours of the image to be reproduced follow at the point of impact of the light beam on the support.
  • the operator has a remote control to control the operation of the projection apparatus and displacement and materializes the contours, for example with chalk, following the movement of the light beam on the support.
  • the painter or painters can perform the coloring of the decoration to be made, using paints.
  • FIG. 1 shows a support to decorate 50 having reference points 51 to 56, a computer 100 connected to a scanner 110 and having a computer-assisted drawing software 120, a contour extraction software 130 , contour curvature radius determination software 135, anamorphosis correction software 140, projected image sphericity correction software 145 and support non-flatness correction software 150, control software stepper motors 160, two step motors 170 and 175, a mirror 180 and a laser diode 190.
  • a remote control 200 remotely controls the operation of the device represented in FIG. 1 and, in particular, the movement of the stepper motors, the memorization of their positions by the computer 100, the processing of these data, the shutdown, the recovery, the direction and the speed of displacement of the laser beam on the support 50.
  • a set of means implemented in a particular embodiment of the device object of the present invention these means may be in turn interconnected.
  • the scanner 110 and the stepper motors 170 and 175 are not generally used at the same times, they can be alternately connected to the computer 100.
  • a central unit connected to the scanner 110 processes the digitized data and provides an outline file to be traced to another central unit connected to stepper motors 170 and 175. This breaks the device into two units, one fixed and the other movable and light, which can easily be installed on the paint site.
  • the support to be decorated 50 may be plane or not, plan by part, concave and / or convex by parts.
  • the anamorphosis correction software 140 and the non-flatness correction software of the support 150 make it possible to correct these irregularities in order to carry out decorations in which these irregularities are compensated, depending on the location of the where we want the decoration to appear homothetic to the initial image.
  • the reference points 51 to 54 define the corners of the portion of the decoration to be made that are in a first plane and the points 53 to 56 define the corners of the portion of the decoration to be made that are located in a second plane.
  • the computer 100 is, for example, a general purpose computer, for example of PC type (for personal computer or personal computer). It is equipped with a processor, mass memories, RAMs, a keyboard, a mouse, interface connectors with the other elements of the device, remote radio communication means for receiving the signals 200 and a screen, these elements not being shown for the sake of clarity in Figure 1.
  • the scanner 110 is of known type and is adapted to provide digital signals representative of an object or of an image placed next to its window, according to known techniques.
  • the computer-assisted design software 120 allows a graphic designer to make or correct a drawing to be reproduced on the support 50.
  • a software of drawing providing a Bitmap file (in which at each point of the image is associated several main color intensity values), contour extraction software that provides a bitmap image and vectorization software, which transforms an image binary contours into a set of vectors.
  • contour extraction software that provides a bitmap image and vectorization software, which transforms an image binary contours into a set of vectors.
  • vectorial drawing software it is possible to implement a vectorial drawing software.
  • the drawing is done directly with a vector drawing software, for example Corel Draw (registered trademarks) or Adobe Illustrator (registered trademarks), and the drawing is saved in HPGL format.
  • a bitmap is an image composed of a series of pixels recorded one after the other, while a vector image is a series of points, vectors, curves that make up the drawing.
  • Corel offers in its Corel Draw package the Corel OCR Trace software that does this calculation or software such as Autotrace (registered trademark).
  • Corel Draw does it directly, software used for architects such as SDI CGM Convert (trademarks) are specialized in transforming files, or you can use software like Transfig (registered trademark) .
  • the contour extraction software 130 is adapted to extract contours in the image provided by the scanner 110 or by the drawing software 120, according to known techniques.
  • the contour curvature radius determination software 135 is adapted to determine the average radius of curvature of a part of the contour, for example of a length of one meter, according to known techniques.
  • the anamorphosis correction software 140 is adapted to correct the distortions due to the decentering of the light source, relative to the axis of the support normal to the support and passing through the center of the decoration to be produced, according to known techniques.
  • the non-flatness correction software of the support 150 is adapted to compensate for non-flatness of the support, as a function of reference points, for example by considering the support as a piece-wise plane, the reference points representing the intersections of the pieces of plans considered.
  • the projected image sphericity correction software 145 performs one of two detailed initialization processes, by way of example, below.
  • the image is adjusted to correct the sphericity of the projection (each step of a motor representing a distance traveled on the plane support which depends on the angle of incidence of the light beam on the support).
  • an inverse deformation of the optical deformation is applied to the image, by implementing conventional trigonometric calculations, knowing the positions of the stepping motors which correspond to an incidence perpendicular to the support, the angle traveled at each not of each of the engines and the table evoked above.
  • the stepper motor control software 160, the two stepper motors 170 and 175, the mirror 180 whose horizontal orientation is directly a function of that of the rotor of the motor 170 and whose vertical orientation is directly a function of that the rotor of the motor 175, and the laser diode 190 whose light beam is oriented towards the mirror 180, are of known type and are therefore not detailed here.
  • the remote control 200 transmits signals, preferably wireless, according to the instructions provided by the user, for example by means of a keyboard.
  • the remote control 200 may, for example, take the form of a personal digital assistant or PDA (for personal digital assistant) or a mobile phone and can implement the Bluetooth and / or Wifi communication standards.
  • a step 205 the user starts scanning an image that he wishes to reproduce on a support 50, by implementing the scanner 110.
  • step 210 the scanned image is received by the computer 100 and stored.
  • the user edits the scanned image to possibly modify it.
  • step 220 the user starts the contour extraction of the edited image and the computer 100 extracts the contours of the scanned image to provide a binary image.
  • step 225 the user edits the contour image, for example to remove isolated points.
  • the computer transforms the contours into a succession of segments, for example into a file in HPGL format (acronym for Hewlett-Packard Graphics Language, for, in English graphic language Hewlett-Packard, registered trademark) it's a standard format also called ". plt "because it is mainly used for plotters.
  • the computer associates with each segment a tracking speed factor, a factor defined as an increasing function of the average radius of curvature of the segment considered, radius of curvature that the computer determines in a conventional manner, said speed that can be bounded by a lower value and a higher value.
  • the user positions the light source, comprising the laser diode, the mirrors and the stepper motors, next to the support where the decoration must be postponed.
  • the user controls the displacement of the point of impact of the laser beam on the support to make it reach, successively, different reference points on the support, for example, for a support plan, four reference points embodying the four corners of a rectangle ex withdraw of the decoration to be reproduced and, for a support piece by piece, reference points of the perimeter of the decoration to achieve.
  • the remote control the user causes the storing of the position of the stepper motors by the computer 100, step 245.
  • the computer 100 determines the compensations to be made to compensate for the anamorphosis and the sphericity of the projection, that is to say the deformations of the projected images resulting from the eccentricity of the light source relative to the axis perpendicular to the support planes and passing through the middle of the decoration corresponding thereto and the spherical projection, during a step 250.
  • the user controls the beginning of contour tracking by the laser beam on the support.
  • the computer controls the stepper motors to successively follow the laser beam, on the support, the contours of the compensated image, at a speed defined by default, for example the last speed used by the user multiplied by the velocity factor function of the radius of curvature corresponding to the segment being traced.
  • the speed of the beam on the support is also a function of the angle of incidence of the beam on the support so that the drawing of the same succession of segments is done at the same speed regardless of this angle of incidence.
  • the computer 100 determines whether the user has remotely controlled a movement stop. If yes, during a step 270, the computer 100 commands the stopping movement of the stepper motors and returns to step 265. Otherwise or when the user remote control a resumption of the displacement, during in a step 275, the computer 100 determines whether the user has remotely controlled a change in the speed of the displacement of the beam on the support. If yes, during a step 280, the computer 100 modifies the speed of movement of the beam according to the received instructions and goes to step 285. Otherwise, during step 285, the computer 100 determines whether the user remotely controlled a resumption of the plot.
  • the computer controls the stepper motors to redo the beam to the last five traced segments (the number of five being configurable) and returns to step 285. Otherwise, or when the the user controls the resumption of tracking, in a step 295, the computer 100 determines whether the user has remotely controlled a change of direction of movement. If so, during a 300, the computer controls the stepper motors to reverse the contour tracking direction. If not, or at the end of step 300, the computer returns to step 260 until all edges of the image have been processed. During the steps 260 to 300, the user traces, for example with chalk, the contour visualized by the displacement of the laser beam on the support.
  • the user can color the decoration, using the contours shown by the chalk lines.
  • the user spreads, on the support, a photosensitive layer at the wavelength of the laser beam, preferentially invisible, the displacement of the laser beam on the medium that varies locally the appearance of this photosensitive layer.
  • the device and the method according to the second embodiment are always intended to produce any type of drawings, logos, advertisements, information or artistic drawings, for example, on any type of support, concrete or cladding, for example.
  • the method used comprises the following steps:
  • a narrow light beam preferably a laser beam
  • the operator has a remote control for controlling the operation of the projection and displacement apparatus and materializes the contours, for example with chalk, following the movements of the light beam on the support.
  • the painter or painters can perform the coloring of the decoration to be made, using paints.
  • the control apparatus 1500 is, for example, a computer with the necessary programs to put the process described below.
  • the computer in question is, for example, a general purpose computer, for example of PC type (for personal computer or personal computer).
  • vector drawing software which provides a Bitmap file (in which at each point of the image is associated several values of color intensities principal), contour extraction software that provides a bitmap image and vectorization software, which transforms an image of binary contours into a set of vectors.
  • vector drawing software can be implemented.
  • the communication medium 1600 is, preferably, non-wired, for example WIFI, infrared, wireless BLUETOOTH.
  • the support 1000 on which the drawing is to be drawn takes here the shape of a water tower.
  • the projection devices are each adapted to follow, at the point of impact of a narrow light beam on the support 1000, the outlines of a drawing.
  • the scaffold 1100 interposes between the support 1000 and each of the projection apparatus 1200 and 1300 and thus intercepts the light beams emitted by the projection apparatus 1200 and 1300.
  • the present invention thanks to the use of two projection apparatus in two positions correctly spaced, or the same device in two different positions, with a modification of the representation of the contours between the two positions so that the contours followed by the light spots on the support 1000 are substantially identical, reduces or eliminates the problem of interception of light beams by obstacles such as scaffolding 1100.
  • control unit 1500 uses geometrical data to calculate the projection deformation corrections due to the positions of the projection devices 1200 and 1300 with respect to the support 1000.
  • the control device 1500 synchronizes, in the geometric sense, the projection devices 1200 and 1300. It performs, for example, the following steps:
  • first step modeling the support in three dimensions. This modeling can be done from architectural plans, by means of a 3D scanner (existing system used in topography or by any other means, for example, topographical surveys, volume measurement by stereo photography);
  • second step to know the location in space of at least two laser image reproduction systems. This measurement can be done, for example, by means of GPS coupled with an inclinometer, by means of a distance measurement with a laser range finder possibly associated with an inclinometer (this system requires the use of a target), the range finder can be incorporated in the laser apparatus;
  • third step positioning the image on the support. This positioning makes it possible to determine a start point of the image plot. This positioning can be done by means of a measurement of the point by GPS or by pointing the laser systems on a point of the support whose position is known;
  • an image to be drawn is calculated according to each position of the projection apparatuses, so that the two apparatuses draw an identical design on the support, but according to different points of view;
  • the recalculated image for each position is sent to each of the respective projection apparatus, via the communication medium 1600, and the control apparatus 1500 simultaneously controls the projection apparatuses, if they are two , or successively the same projection apparatus positioned in two different positions.
  • the image reproduction procedure is as follows: the decorator traces the contours of the decoration to be made, applying a visible trace, for example with chalk or paint, following the pattern provided by the position of the point luminous impact of the light beam on the surface to be decorated. He can then, if necessary, put in color the drawing, by painting the surfaces delimited by the outlines preliminary drawn.
  • the decorator traces, for example with chalk, the contour visualized by the displacement of the laser beam on the support. Once all the contours have been followed, the user can color the decoration, using the contours shown by the chalk lines.
  • the decorator spreads, on the support 1000, a photosensitive layer at the wavelength of the laser beam, preferably invisible, the displacement of the laser beam on the support locally varying the appearance of this photosensitive layer.
  • this last stage of image reproduction can be replaced by any existing tracing system, laser, range finder or video cameras (see process with camera and multimedia glasses), in this case will be used several video camera simultaneously filming the same support to decorate but at different angles of view, the image to be embedded in the video signal of the camera being the scene to be made.
  • the cameras are capable of transmitting a video image with the overlay to a video image receiving means on which it is displayed and can be viewed by the operator.
  • This receiver means may be multimedia glasses, a video screen and other display device.
  • the geometric characteristics of the image to be embedded are recalculated according to the method of the present invention.
  • the first four steps are replaced by:
  • a step of memorizing directions of the light beam corresponding to characteristic points on the support for example four corners of an area in which the whole of the drawing is to be made or of the four corners and four midpoints of this area; zone, in the case where, as here, the surface on which the drawing is to be reproduced is curved and
  • the general shape of the area of the support 1000 is a vertical cylinder with a circular base.
  • the projection apparatus rather than moving the projection apparatus, it implements a mirror allowing it to send, on the support 1000, light rays virtually from a second position. It is observed that additional projection devices can be added to further improve the visibility of the light point on the support and reduce the risk of having points masked by the scaffolding for each of the projection devices.
  • the inclination can be determined by trigonometric calculation.
  • one of the lasers is horizontal or the target is horizontal.
  • the calculation of the positioning will include a step of calculating the inclination of the lasers.
  • the method outlined above can also be applied when drawing a multiple-sided design of a support without a single projection system being sufficient to draw the contours on all relevant faces.
  • FIG. 5 shows the same elements as in FIG. 4, to which is added a target 2000 on or near the support 1000 and a telemeter 2100, for example by hand, which makes it possible to locate, in space, locations or positions, projection apparatus 1200 and 1300. It is observed that each projection apparatus 1200 and 1300 is provided with an inclinometer 2200 which provides the inclinations in two perpendicular directions.
  • the inclinometer 2000 gives the inclination of each projection apparatus. This inclination and the measurement of the angle of the light beam with respect to the projection apparatus, for several points characteristic of the target, combined with the distance measured by the range finder 2100, make it possible to determine the position of the projection apparatus, according to known geometric calculations.
  • FIG. 6 shows the same elements as in FIG. 4, to which is added an inclinometer 3200 associated with each projection apparatus and a positioning system with reference to radio signals 3100.
  • This positioning system 3100 implements satellite signals or terrestrial signals to locate the position in space of each projection apparatus. It is, for example, type GPS (registered trademark for Global Positioning System or satellite positioning system), preferentially differential, DGPS.
  • FIG. 7 shows the same elements as in FIG. 6, the projection apparatuses consisting here of cameras 4200 and 4300 and the decorator being equipped with a display screen, here 4400 multimedia glasses equipped with a receiver image and means for displaying an image facing the eyes of the user.
  • the reader will be able to refer to document FR 2 829 899 in order to better understand this particular embodiment of the device that is the subject of the present invention.
  • document FR 2 829 899 describes a method and a device for reproducing patterns on supports, in particular of large sizes and of various shapes, such as, for example, facades, monuments, or natural sites.
  • a specific point of view of the medium is selected, - the image of said specific point of view is framed with the aid of a video camera, the image is sent to a display screen,
  • the tracing tool for example a pistol, comprises means enabling it to emit a signal, light and / or sound, of variable intensity, when the user points it on the contours of said pattern to be reproduced and / or means capable of causing its automatic triggering when it is pointed exactly on the contours of said pattern to be reproduced.
  • the operator begins by selecting the optimum point of view of the medium on which he is responsible for painting. He then positions at this location an apparatus allowing him to frame this point of view in three dimensions, and to return an image to him to a visualization screen, when he will be himself in place, on the scaffolding or the crane. , at the level of the support.
  • the framing of said point of view makes it possible, by means of the pixels of the apparatus employed, for example a camera, to define a grid of abscissae and ordinates, more or less fine and precise.
  • the operator performs, on said image, an overlay of the pattern to be reproduced, the latter having been previously digitized.
  • the operator positions himself at the level of the support, if possible so as to be in the field of view of the framing apparatus, and to appear himself in the image he is viewing. He thus sees appear on the display screen, both the support, the pattern embedded in the support, and his own person.
  • a suitable tool such as, for example, a brush, or an aerosol.
  • Said data relating to the framed image are transmitted to a display screen, preferably lightweight and portable, such as, for example, audio / video glasses of the type used in the field of multimedia, worn constantly by the operator when executing the pattern on the media.
  • a display screen preferably lightweight and portable, such as, for example, audio / video glasses of the type used in the field of multimedia, worn constantly by the operator when executing the pattern on the media.
  • FIG. 8 shows that, in a particular mode of implementation of the method that is the subject of the present invention, it first comprises a step 5000 for modeling the support in three dimensions.
  • step 5000 of modeling of the support in three dimensions it implements a narrow light beam whose position is controlled to match the characteristic points identified on the support (see Figure 9).
  • step 5000 of support modeling in three dimensions it implements architectural plans of the support.
  • a 3D scanner is used.
  • each step of calculating an image comprises a step 5150 of determining the position of at least two locations of projection apparatuses.
  • implementation of positioning equipment refers to radio signals.
  • an inclinometer is used during step 5150 for determining the position of at least two locations of projection apparatus.
  • a range finder is used during step 5150 of position determination of at least two locations of projection apparatus.
  • Each step 5100 for calculating an image also comprises a step 5200 of locating a point on the support.
  • a tracking step 5300 is carried out, on the support to be decorated, from each location, with at least one projection apparatus, of at least a portion of the contours of the calculated image corresponding to said location.
  • the contour is followed with a narrow light beam, preferably a laser beam, projected onto the support to be decorated from each location.
  • a narrow light beam preferably a laser beam
  • contours are simultaneously monitored with at least two projection devices positioned in at least two of said locations, the projection apparatuses following an identical path on the support. , from different location.
  • the projection apparatuses are synchronized so that they follow, at each instant, the same contour part.
  • contour tracking is successively carried out with a projection apparatus positioned successively at said locations.
  • the step 5300 of tracking comprises a step 5350 remote control contour tracking by the decorator, which can thus take longer to draw a complex outline, stop the path or go back, for example.
  • a cylindrical support with a circular base such as the water tower illustrated in FIG. 4, observed by a projection apparatus positioned as the projection apparatus 1200, has an apparent deformation which corresponds verticals at converging lines at the vanishing point and horizontal at arcs of ellipses.
  • the vanishing point is determined. Then, from the knowledge that we have on the ellipses (for example, for each ellipse, the small axis passes through the vanishing point and the major axis is perpendicular to the minor axis), and with the coordinates of the points 6010 to 6080, the equations of the ellipses are determined.
  • the projection apparatus allowing the narrow light beam, preferably a laser beam, to be displaced on the support to be decorated, comprises a frame 305 on which a laser diode 190 projecting a light ray is fixedly mounted. 315 to a mirror 180 with a controlled and controlled orientation mounted on a mount 325 having two geometric pivot axes perpendicular to each other, in which the mirror 180 is pivoted to be oriented and reflect the narrow light beam towards the wall support in a position depending on the position of the mirror 180.
  • One of the pivot axes that has the mount 325 is vertical.
  • This mount 325 comprises a U-shaped element comprising two horizontal branches 335 and a lateral branch 340. At each horizontal branch 335 is fixed a vertical pin 345. Each vertical pin 345 is engaged in rotation in a fixed bearing and one of the two pins is coupled, beyond the bearing, to the output shaft of a step motor 170 fixed by its frame to the frame 305 of the projection apparatus.
  • the mirror 180 is mounted for fixing on a horizontal shaft 360 rotatably mounted in a bearing mounted on the lateral branch 340.
  • the horizontal shaft 360 is coupled to the output shaft of a step motor 170 fixed by its carcass to the U-shaped element.
  • Each motor 170 and 175 preferably comprises an encoder for controlling the orientation of the mirror 180, so that the computer 100 can control the movement of these motors.
  • a stop sensor resets the position of the stepper motors.
  • the point of impact 330 of the light beam 315 on the mirror 180 is preferably situated at the intersection of the two pivoting geometric axes, this intersection point being located in the center of the reflecting surface of the mirror 180.
  • the mirror is replaced by the laser, the latter then being mobile, for example mounted directly in the mount 325, which makes it possible to halve the angle traveled for each step of each of the stepper motors and therefore to double, in each direction, the positioning accuracy of the point of impact of the light beam on the support.
  • the direction of the light beam emitted by the laser and the geometric axes of rotation of the output shafts of the stepper motors intersect at a single point.
  • the projection apparatus is associated with a GPS or a range finder, knowledge of the value of the distance separating it from the support allows the laser to be off-center with respect to the axes of rotation of the output shafts of the motors. step by step, the deformation resulting from this decentering can easily be calculated and corrected. The positioning of the laser will take this correction into account.
  • the projection apparatus 1200 and 1300 are in accordance with the projection apparatus previously described. They each comprise a stepper motor control software, two stepper motors, a mirror and a laser diode oriented towards the mirror.
  • This electro-optical system makes it possible to project a laser beam at any point of the support that is not masked by an obstacle, the point in question corresponding to the positions of the stepping motors that put the mirror in motion around two axes of rotation.
  • a remote control (not shown) remotely controls the operation of the stepper motors in manual mode. It should be noted that the projection apparatuses are controlled simultaneously from a suitable control computer.
  • the software and more particularly the software 120, 130, 135, 140 and 150 can be integrated in the control computer, the software 160 is usually integrated in an element associated with the stepper motor. In another less convenient case because requires a lot of wiring, the software
  • control computer 160 can also be integrated into the control computer.
  • control computer is integrated with one of the lasers, the latter then enslaving the other lasers.

Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Le procédé comporte : une étape de définition de contours d'une image représentant la décoration à - réaliser et une étape de suivi, avec un faisceau lumineux étroit projeté sur le support à - décorer, d'au moins une partie desdits contours. Préférentiellement, le faisceau lumineux est constitué d'un faisceau laser et un scanneur d'image, un moyen d'extraction de contours de l'image scannerisée et une télécommande sont mis en oeuvre. Additionnellement le procédé comporte : une étape de modélisation du support en trois dimensions ; - pour au moins deux emplacements d'appareils de traçage, une étape de - calcul d'une image à dessiner en fonction du modèle du support et une étape de suivi, sur le support à décorer, à partir de chaque - emplacement, avec au moins un appareil de traçage, d'au moins une partie des contours de l'image calculée correspondant audit emplacement. Dans un mode de réalisation, chaque étape de calcul d'une image comporte : une étape de détermination de position d'au moins deux emplacements - d'appareils de traçage et une étape de repérage d'un point sur le support.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR REALISER DES DECORATIONS MONUMENTALES
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour réaliser des décorations monumentales. Elle s'applique, en particulier, au traçage de dessins sur des murs extérieurs de bâtiments, à titre artistique, informatif ou publicitaire. Une des difficultés, lorsque l'on réalise une peinture monumentale, est de respecter les proportions des différentes zones peintes et ainsi, de ne pas déformer les objets à représenter. Ne pouvant prendre de recul par rapport au support, le peintre qui souhaite d abord tracer son dessin se retrouve perdu sur l'échafaudage. À ce jour, la technique la plus couramment utilisée est celle du quadrillage : le dessin à reproduire est quadrillé sur papier, on quadrille ensuite le support avec un quadrillage homothétique, on reporte les intersections du dessin avec le quadrillage avec le facteur d'agrandissement nécessaire et on tente de reproduire le dessin à partir de ces intersections. Cette technique, longue, complexe et imprécise a aujourd'hui atteint ses limites et elle se limite à des personnes expérimentées. Un des buts de la présente invention est de permettre à tout un chacun de tracer sur support monumental. On connaît des procédés de traçage de dessins, tel que celui présenté dans le document
GB 2 200 596, qui décrit un procédé et un kit pour produire des peintures, le contour de sujets étant tracé à l'encre fugitive dissoute au contact de la peinture. Ce procédé ne résout pas le problème du respect des proportions exposé ci-dessus.
On connaît le procédé décrit dans le document US 2,744,349 pour la peinture et la reproduction de peintures par extraction de contours, attribution aux domaines délimités par les contours, de références de couleurs et d'impression des contours et des références, qui nécessite la mise en œuvre d'une imprimante, ce qui n'est pas compatible avec la réalisation de peinture monumentale ou impose une complexité technique et un coût de réalisation élevés.
On connaît le procédé décrit dans le document EP 0 968 845, pour la reproduction d'une peinture par décomposition du fichier image en éléments d'images, adaptation des mesures d'éléments, des alignements et des perspectives aux formes et géométrie du mur à décorer et assemblage de ces éléments d'images en une nouvelle image. Une impression transfère cette nouvelle image sur un matériau de base avant qu'il soit monté sur le mur.
Les documents GB 2 270 812 et US 4 958 237 décrivent des procédés d'impression d'images géantes, par morceaux. Là encore, la complexité et le coût de mise en oeuvre de ce procédé sont très importants et handicapants.
On observe aussi que, tous les procédés à base d'impression imposent l'utilisation d'encres ou de pigments qui ne présentent pas les caractéristiques de tenue aux intempéries, aux rayonnements solaires et au temps, suffisante dans le domaine du bâtiment. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. À cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un procédé pour la réalisation de décorations monumentales, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape de définition de contours d'une image représentant la décoration à réaliser et
- une étape de suivi, avec un faisceau lumineux étroit projeté sur le support à décorer, d'au moins une partie desdits contours. Grâce à ces dispositions, le décorateur trace d'abord les contours de la décoration à réaliser, en appliquant une trace visible, par exemple à la craie ou à la peinture, en suivant le tracé fourni par la position du point lumineux d'impact du rayon lumineux sur la surface à décorer. Il peut ensuite, le cas échéant, mettre en couleur le dessin, en peignant les surfaces délimitées par les contours préliminairement tracés.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de suivi, le faisceau lumineux est constitué d'un faisceau laser. Grâce à ces dispositions, le procédé peut être mis en œuvre même lorsque la lumière ambiante est intense puisque le point d'impact du laser est très lumineux. De plus, la précision du dessin est accrue grâce à la finesse de ce point d'impact. Selon des caractéristiques particulières, l'étape de suivi comporte une étape de télécommande du déplacement de la source du faisceau lumineux. Grâce à ces dispositions, le peintre peut arrêter le traçage, le reprendre à l'endroit où il s'est arrêté, revenir en arrière et/ou reproduire une séquence de suivi.
Selon des caractéristiques particulières, l'étape de télécommande comporte une étape de commande de la vitesse de suivi de la partie du contour suivie. Grâce à ces dispositions, le peintre peut ralentir la vitesse de suivi lorsque la forme de la partie du contour suivie devient complexe.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci- dessus comporte une étape de numérisation d'une représentation de la décoration à réaliser par scanneur d'image. Grâce à ces dispositions, la saisie de l'image à réaliser est simplifiée.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci- dessus comporte une étape de traitement d'image avec extraction de contour dans une représentation numérique de la décoration à réaliser.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci- dessus comporte une étape de détermination de positions de points de référence sur le support et une étape de correction d'anamorphose. Grâce à ces dispositions, même si la source du faisceau lumineux n'est pas dans un axe orthogonal au plan du support, le tracé peut être homothétique à la représentation de la décoration à réaliser. Grâce à ces dispositions aussi, si le support n'est pas plan, le défaut de non-planéité peut être corrigé. Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci- dessus comporte une étape de détermination de rayon de courbure du contour à tracer et, au cours de l'étape de suivi, la vitesse de déplacement du faisceau lumineux sur le support est fonction dudit rayon de courbure. Grâce à ces dispositions, les zones du contour les plus difficiles à reproduire, où le rayon de courbure du contour est petit, peuvent être tracées plus lentement, le déplacement du faisceau lumineux étant alors ralenti.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif pour la réalisation de décorations monumentales, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen de définition de contours d'une image représentant la décoration à réaliser et - un moyen de projection d'un faisceau lumineux étroit sur le support à décorer, et de déplacement de la position dudit faisceau lumineux pour réaliser le suivi d'au moins une partie desdits contours avec ledit faisceau lumineux.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de projection comporte une source d'un faisceau laser.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte une télécommande.
Selon des caractéristiques particulières, ladite télécommande est adaptée à commander la vitesse de suivi de la partie du contour suivie. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un scanneur d'image.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un moyen de traitement d'image adapté à extraire des contours dans une représentation numérique de la décoration à réaliser. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un moyen de détermination de positions de points de référence sur le support et un moyen de correction d'anamorphose.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un moyen de détermination de rayon de courbure du contour à tracer et le moyen de déplacement du faisceau lumineux sur le support est adapté à déplacer le faisceau lumineux sur le support en fonction dudit rayon de courbure.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de déplacement comporte au moins un moteur pas à pas. Grâce à ces dispositions, l'orientation du faisceau lumineux peut être très précisément contrôlée. A l'aide du procédé et du dispositif tels que décrits, le décorateur trace d'abord les contours de la décoration à réaliser, en appliquant une trace visible, par exemple à la craie ou à la peinture, en suivant le tracé fourni par la position du point lumineux d'impact du rayon lumineux sur la surface à décorer. Il peut ensuite, le cas échéant, mettre en couleur le dessin, en peignant les surfaces délimitées par les contours préliminairement tracés. Cependant, deux cas de figure posent problème :
- dans le cas des supports de hauteur importante, dont l'accès se fait par un échafaudage, l'échafaudage fait obstacle sur le chemin du faisceau lumineux ;
- dans le cas des supports dont plusieurs faces ou le pourtour complet, par exemple cylindrique, doit être décoré. La présente invention selon un autre de ses aspects vise à remédier à ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise, selon cet autre aspect, un procédé pour la réalisation de décorations monumentales sur un support, qui comporte :
- une étape de modélisation du support en trois dimensions ; - pour au moins deux emplacements d'appareils de projection, une étape de calcul d'une image à dessiner en fonction du modèle du support et,
- une étape de suivi, sur le support à décorer, à partir de chaque emplacement, avec au moins un appareil de projection, d'au moins une partie des contours de l'image calculée correspondant audit emplacement.
Grâce à ces dispositions, même en cas de présence d'obstacle entre l'appareil de projection et le support ou en cas de difficulté à positionner un appareil de projection pour qu'il permette le suivi de contour de l'ensemble de l'image, par exemple sur un support cylindrique, la multiplicité des emplacements d'équipement et le calcul d'images correspondante permet que le décorateur trace les contours de la décoration à réaliser, sur l'ensemble du support.
Selon des caractéristiques particulières, chaque étape de calcul d'une image comporte :
- une étape de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection et
- une étape de repérage d'un point sur le support. Grâce à ces dispositions, les formes complexes de supports sont aisément prises en compte.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en œuvre un équipement de positionnement faisant référence à des signaux hertziens. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en œuvre un inclinomètre.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en œuvre un télémètre.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de suivi, on fait suivre le contour avec un faisceau lumineux étroit projeté sur le support à décorer à partir de chaque emplacement. Grâce à ces dispositions, le décorateur n'a qu'à suivre le déplacement du point d'impact du faisceau lumineux sur le support pour tracer le contour.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de suivi, le faisceau lumineux est constitué d'un faisceau laser. Grâce à ces dispositions, le procédé peut être mis en œuvre même lorsque la lumière ambiante est intense puisque le point d'impact du laser est très lumineux. De plus, la précision du dessin est accrue grâce à la finesse de ce point d'impact.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de suivi, on effectue simultanément le suivi de contours avec au moins deux appareils de projection positionnés en au moins deux des dits emplacements, les appareils de projection suivant un trajet identique sur le support, à partir d'emplacement différents. Grâce à ces dispositions, le tracé du contour peut être effectué en une seule étape.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de suivi, on synchronise les appareils de projection pour qu'ils suivent, à chaque instant, la même partie de contour. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de suivi, on effectue successivement le suivi de contours avec un appareil de projection positionné successivement aux dits emplacements. Grâce à ces dispositions, un seul appareil de projection est suffisant.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de modélisation du support en trois dimensions, on met en œuvre des plans du support.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de modélisation du support en trois dimensions, on met en oeuvre un scanneur 3D.
Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de modélisation du support en trois dimensions, on met en oeuvre un faisceau lumineux étroit dont on commande la position pour la faire correspondre à des points repérés sur le support.
Selon des caractéristiques particulières, l'étape de suivi comporte une étape de télécommande du suivi de contour. Grâce à ces dispositions, le peintre peut arrêter le traçage, le reprendre à l'endroit où il s'est arrêté, revenir en arrière et/ou reproduire une séquence de suivi.
Selon des caractéristiques particulières, l'étape de suivi comporte une étape de mise en oeuvre d'au moins une caméra et d'un moyen de visualisation d'une image en regard des yeux de l'utilisateur.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif pour la réalisation de décorations monumentales sur un support, qui comporte :
- un moyen de modélisation du support en trois dimensions ; - un moyen de calcul, pour au moins deux emplacements, d'une image à dessiner en fonction du modèle du support et
- au moins un appareil de projection adapté à suivre, sur le support à décorer, à partir de chaque emplacement, au moins une partie des contours de l'image calculée correspondant audit emplacement. Les avantages, buts et caractéristiques du dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus étant similaires à ceux du procédé tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici.
Les avantages, buts et caractéristiques du dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus étant similaires à ceux du procédé tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici.
D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
- la figure 2 représente, schématiquement, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en œuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention,
- la figure 3 représente, schématiquement, un mode particulier de réalisation d'un moyen de déplacement d'un faisceau lumineux étroit incorporé dans le dispositif illustré en figure 1 , - la figure 4 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier d'un dispositif objet de la présente invention, pour la mise en œuvre du procédé selon la seconde forme de réalisation,
- la figure 5 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention, pour la mise en œuvre du procédé selon la seconde forme de réalisation,
- la figure 6 représente, schématiquement, un troisième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, pour la mise en œuvre du procédé selon la seconde forme de réalisation, - la figure 7 représente, schématiquement, un quatrième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, pour la mise en œuvre du procédé selon la seconde forme de réalisation,
- la figure 8 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en œuvre pour implémenter un mode de réalisation particulier du procédé selon la seconde forme de réalisation, - la figure 9 représente, schématiquement, la déformation d'image à compenser pour un support cylindrique.
Le dispositif et le procédé illustrés en figures 1 et 9 sont destinés à réaliser tout type de dessin, logos, publicités, informations ou dessins artistiques, par exemple, sur tout type de support, béton ou bardage, par exemple. Le principe mis en œuvre comporte de numériser l'image ou ses contours avec un scanneur, d'extraire les contours de l'image, le cas échéant, de placer un appareil de projection et de déplacement d'un faisceau lumineux étroit, préférentiel lement un faisceau laser, à distance du support et de lancer le traçage, l'appareil de projection et de déplacement faisant suivre au point d'impact du faisceau lumineux sur le support, les contours agrandis de l'image à reproduire. L'opérateur dispose d'une télécommande pour commander le fonctionnement de l'appareil de projection et de déplacement et matérialise les contours, par exemple à la craie, en suivant les déplacements du faisceau lumineux sur le support. Une fois les contours du dessin matérialisés, le ou les peintres peuvent effectuer la mise en couleur de la décoration à réaliser, à l'aide de peintures.
On observe, en figure 1 , un support à décorer 50 doté de points de référence 51 à 56, un ordinateur 100 relié à un scanneur 110 et disposant d'un logiciel de dessin assisté par ordinateur 120, un logiciel d'extraction de contours 130, un logiciel de détermination de rayon de courbure de contour 135, un logiciel de correction d'anamorphose 140, un logiciel de correction de sphéricité d'image projetée 145 et un logiciel de correction de non-planéité du support 150, un logiciel de pilotage de moteurs pas à pas 160, deux moteurs pas à pas 170 et 175, un miroir 180 et une diode laser 190.
Une télécommande 200 commande, à distance, le fonctionnement du dispositif représenté en figure 1 et, en particulier, le déplacement des moteurs pas à pas, la mémorisation de leurs positions par l'ordinateur 100, le traitement de ces données, l'arrêt, la reprise, le sens et la vitesse du déplacement du faisceau laser sur le support 50. Bien que l'on ait représenté, en figure 1 , un ensemble de moyens mis en œuvre dans un mode particulier de réalisation du dispositif objet de la présente invention, ces moyens peuvent être tour à tour reliés entre eux. Par exemple, le scanneur 110 et les moteurs pas à pas 170 et 175 n'étant généralement pas utilisés aux mêmes moments, ils peuvent être tour à tour connecté à l'ordinateur 100. De même, on a représenté, en figure 1 , un dispositif ne comportant qu'une unité centrale de traitement, celle de l'ordinateur 100, mais, dans d'autres modes de réalisation, une unité centrale reliée au scanneur 110 traite les données numérisées et fournit un fichier de contours à tracer à une autre unité centrale reliée aux moteurs pas à pas 170 et 175. Ceci permet de décomposer le dispositif en deux unités, l'une fixe et l'autre mobile et légère, qui peut facilement être installée sur le site de peinture.
Le support à décorer 50 peut être plan ou non, plan par partie, concave et/ou convexe par parties. Comme exposé plus loin, le logiciel de correction d'anamorphose 140 et le logiciel de correction de non-planéité du support 150 permettent de corriger ces irrégularités afin de réaliser des décorations dans lesquelles ces irrégularités sont compensées, en fonction de l'endroit d'où l'on veut que la décoration apparaisse homothétique à l'image initiale. Dans la figure 1 , les points de références 51 à 54 définissent les coins de la partie de la décoration à réaliser qui se trouvent dans un premier plan et les points 53 à 56 définissent les coins de la partie de la décoration à réaliser qui se trouvent dans un deuxième plan.
L'ordinateur 100 est, par exemple, un ordinateur à usage général, par exemple de type PC (pour personal computer ou ordinateur personnel). Il est doté d'un processeur, de mémoires de masse, de mémoires vives, d'un clavier, d'une souris, de connecteurs d'interface avec les autres éléments du dispositif, de moyens de communication hertzienne à distance pour recevoir les signaux de la télécommande 200 et d'un écran, ces éléments n'étant pas représentés dans un but de clarté de la figure 1. Le scanneur 110 est de type connu et est adapté à fournir des signaux numériques représentatifs d'un objet ou d'une image placée en regard de sa fenêtre, selon des techniques connues.
Le logiciel de dessin assisté par ordinateur 120 permet à un graphiste de réaliser ou de corriger un dessin à reproduire sur le support 50. Dans un mode de réalisation sans correction d'anamorphose ou de non-planéité, on peut mettre en oeuvre un logiciel de dessin fournissant un fichier Bitmap (dans lequel à chaque point de l'image est associé plusieurs valeurs d'intensités des couleurs principales), un logiciel d'extraction des contours qui fournit une image en bitmap et un logiciel de vectorisation, qui transforme une image de contours binaires en un ensemble de vecteurs. Dans un autre mode de réalisation, toujours sans correction d'anamorphose et de non-planéité, on peut mettre en oeuvre un logiciel de dessin vectoriel.
Des exemples de manières de procéder permettant la mise en oeuvre de ces modes de réalisation sont donnés ci-dessous :
Dans le premier, on dessine sur papier, on numériser le dessin à l'aide d'un scanneur, pour obtenir une image bitmap, on extrait les contours de l'image à l'aide d'un logiciel de dessin (par exemple Photoshop, marque déposée), on convertit l'image en vectoriel (c'est-à-dire en une série de vecteurs, et de courbes de Béziers) puis on convertit l'image, par exemple en un fichier HPGL (suite de vecteurs linéaires) ou SVG (acronyme de scalable vector graphies pour graphiques vectoriels dimensionable) (suites de vecteurs et courbes de Béziers). Dans le second, on réalise directement le dessin avec un logiciel de dessin fournissant un fichier bitmap, puis effectue les opérations suivantes exposées dans le premier exemple.
Dans le troisième, on réalise directement le dessin avec un logiciel de dessin vectoriel, par exemple Corel Draw (marques déposées) ou Adobe Illustrator (marques déposées), et on enregistre le dessin au format HPGL. On note qu'une image bitmap est une image composée d'une suite de pixels enregistrés les uns à la suite des autres, alors qu'une image vectorielle est une série de points, de vecteurs, de courbes qui composent le dessin. Pour passer du format bitmap au format vectoriel, il existe des logiciels qui font le calcul, par exemple Corel propose dans son package Corel Draw le logiciel Corel OCR Trace qui fait ce calcul ou des logiciels tels que Autotrace (marque déposée). Pour passer du format vectoriel au format HPGL, Corel Draw le fait directement, des logiciels utilisés pour les architectes tel que SDI CGM Convert (marques déposées) sont spécialisés dans la transformation des fichiers, ou on peut utiliser un logiciel comme Transfig (marque déposée).
Le logiciel d'extraction de contours 130 est adapté à extraire des contours dans l'image fournie par le scanneur 110 ou par le logiciel de dessin 120, selon des techniques connues.
On observe que, lorsque le logiciel de dessin fournit directement un fichier binaire, dans lequel chaque point d'image ne peut prendre que deux valeurs, noire ou blanche, ou que l'image scannérisée est binaire, l'extraction de contours peut être facultative.
Le logiciel de détermination de rayon de courbure de contour 135 est adapté à déterminer le rayon de courbure moyen d'une partie du contour, par exemple d'une longueur de un mètre, selon des techniques connues. Le logiciel de correction d'anamorphose 140 est adapté à corriger les distorsions dues au décentrement de la source lumineuse, par rapport à l'axe du support normal au support et passant par le centre de la décoration à réaliser, selon des techniques connues. Le logiciel de correction de non-planéité du support 150 est adapté à compenser la non- planéité du support, en fonction de points de référence, par exemple en considérant le support comme plan par morceaux, les points de référence représentant les intersections des morceaux de plans considérés.
Pour la correction de sphéricité de l'image projetée, le logiciel de correction de sphéricité d'image projetée 145 effectue l'un des deux processus d'initialisation détaillés, à titre d'exemple, ci-dessous.
Dans le premier, on retrouve le point de rotation par calcul. Afin de calculer ce point de rotation, on effectue l'étalonnage suivant, éventuellement à la fabrication du dispositif. On trace un carré de grande dimension, par exemple 4 mètres de côté, sur un support plan. On place la source de lumière illustrée en figure 3 en regard de ce carré, sensiblement sur l'axe de symétrie du carré. On commande, avec une interface graphique, le déplacement des moteurs pas à pas du miroir pour que le point d'impact du faisceau laser se positionne successivement sur les coins du carré et sur les milieux de ses côtés. On obtient ainsi un tableau qui comporte les coordonnées physiques des points et leurs coordonnées en pas de chaque moteur. Ce tableau fournit les coefficients de proportionnalité angulaire.
Dans le second processus, on redresse l'image, pour corriger la sphéricité de la projection (chaque pas d'un moteur représentant une distance parcourue sur le support plan qui dépend de l'angle d'incidence du rayon lumineux sur le support). À cet effet, on applique à l'image une déformation inverse de la déformation optique, en mettant en oeuvre des calculs trigonométriques classiques, connaissant les positions des moteurs pas à pas qui correspondent à une incidence perpendiculaire au support, l'angle parcouru à chaque pas de chacun des moteurs et le tableau évoqué ci-dessus.
Le logiciel de pilotage de moteurs pas à pas 160, les deux moteurs pas à pas 170 et 175, le miroir 180 dont l'orientation horizontale est directement fonction de celle du rotor du moteur 170 et dont l'orientation verticale est directement fonction de celle du rotor du moteur 175, et la diode laser 190 dont le faisceau lumineux est orienté vers le miroir 180, sont de type connu et ne sont donc pas plus détaillés ici.
La télécommande 200 émet des signaux, préférentiellement hertziens, en fonction des consignes fournies par l'utilisateur, par exemple au moyen d'un clavier. La télécommande 200 peut, par exemple, prendre la forme d'un assistant numérique personnel, ou PDA (pour personal digital assistant) ou d'un téléphone mobile et peut mettre en œuvre les standards de communication Bluetooth et/ou Wifi.
Comme on l'observe en figure 2, au cours d'une étape 205, l'utilisateur lance la numérisation d'une image qu'il souhaite reproduire sur un support 50, en mettant en œuvre le scanneur 110. Au cours d'une étape 210, l'image numérisée est reçue par l'ordinateur 100 et mise en mémoire. Au cours d'une étape 215, l'utilisateur édite l'image numérisée pour, éventuellement, la modifier. Au cours d'une étape 220, l'utilisateur lance l'extraction de contours de l'image éditée et l'ordinateur 100 extrait les contours de l'image numérisée pour fournir une image binaire. Au cours d'une étape 225, l'utilisateur édite l'image des contours, par exemple pour retirer des points isolés. Au cours d'une étape 230, l'ordinateur transforme les contours en une succession de segments, par exemple en un fichier au format HPGL (acronyme de Hewlett- Packard Graphics Language, pour, en Français langage graphique Hewlett-Packard, marque déposée), c'est un format standard appelé aussi « . plt » car il est essentiellement utilisé pour les tables traçantes (« plotter » en anglais). Au cours de cette même étape 230, l'ordinateur associe à chaque segment un facteur de vitesse de suivi, facteur défini comme une fonction croissante du rayon de courbure moyen du segment considéré, rayon de courbure que l'ordinateur détermine de manière classique, ladite vitesse pouvant être bornée par une valeur inférieure et une valeur supérieure. Au cours d'une étape 235, l'utilisateur positionne la source de lumière, comportant la diode laser, les miroirs et les moteurs pas à pas, en regard du support où la décoration doit être reportée. Au cours d'une étape 240, avec la télécommande, l'utilisateur commande le déplacement du point d'impact du faisceau laser sur le support pour lui faire atteindre, successivement, différents points de référence sur le support, par exemple, pour un support plan, quatre points de référence matérialisant les quatre coins d'un rectangle exinscrit de la décoration à reproduire et, pour un support plan par morceau, des points de référence du périmètre de la décoration à réaliser. Chaque fois que l'un des points de référence est atteint, avec la télécommande, l'utilisateur provoque la mémorisation de la position des moteurs pas à pas par l'ordinateur 100, étape 245.
Une fois que les positions en question des moteurs pas à pas ont toutes été mémorisées, l'ordinateur 100 détermine les compensations à effectuer pour compenser l'anamorphose et la sphéricité de la projection, c'est-à-dire les déformations de l'image projetées qui résultent de l'excentrement de la source de lumière par rapport à l'axe perpendiculaire aux plans du support et passant par le milieu de la décoration qui lui correspond et de la projection sphérique, au cours d'une étape 250. Au cours d'une étape 255, l'utilisateur commande le début du suivi de contours par le faisceau laser, sur le support. Au cours d'une étape 260, l'ordinateur commande les moteurs pas à pas pour faire suivre au faisceau laser, sur le support, successivement, les contours de l'image compensée, à une vitesse définie par défaut, par exemple la dernière vitesse utilisée par l'utilisateur multipliée par le facteur de vitesse fonction du rayon de courbure correspondant au segment en cours de suivi.
En variante, la vitesse du faisceau sur le support est aussi fonction de l'angle d'incidence du faisceau sur le support afin que le tracé d'une même succession de segments se fasse à la même vitesse quel que soit cet angle d'incidence.
Dans les étapes ci-dessous, on décrit un exemple d'utilisation du système, par l'intermédiaire de la télécommande.
Au cours d'une étape 265, l'ordinateur 100 détermine si l'utilisateur a télécommandé un arrêt de déplacement. Si oui, au cours d'une étape 270, l'ordinateur 100 commande l'arrêt de déplacement des moteurs pas à pas et retourne à l'étape 265. Sinon ou lorsque l'utilisateur télécommande une reprise du déplacement, au cours d'une étape 275, l'ordinateur 100 détermine si l'utilisateur a télécommandé un changement de vitesse du déplacement du faisceau sur le support. Si oui, au cours d'une étape 280, l'ordinateur 100 modifie la vitesse de déplacement du faisceau selon les consignes reçues et va à l'étape 285. Sinon, au cours de l'étape 285, l'ordinateur 100 détermine si l'utilisateur a télécommandé une reprise du tracé. Si oui, au cours d'une étape 290, l'ordinateur commande les moteurs pas à pas pour refaire faire au faisceau les cinq derniers segments tracés (le nombre de cinq étant paramétrable) et retourne à l'étape 285. Sinon ou lorsque l'utilisateur commande la reprise du suivi, au cours d'une étape 295, l'ordinateur 100 détermine si l'utilisateur a télécommandé un changement de sens de déplacement. Si oui, au cours d'une 300, l'ordinateur commande les moteurs pas à pas pour inverser le sens de suivi de contour. Sinon, ou à la fin de l'étape 300, l'ordinateur retourne à l'étape 260 jusqu'à ce que l'ensemble des contours de l'image ait été traité. Pendant les étapes 260 à 300, l'utilisateur trace, par exemple à la craie, le contour visualisé par le déplacement du faisceau laser sur le support. Une fois que tous les contours ont été suivis, l'utilisateur peut mettre en couleur la décoration, en se servant des contours matérialisés par les traits de craie. En variante, au cours d'une étape précédent l'étape 260, l'utilisateur répand, sur le support, une couche photosensible à la longueur d'onde du faisceau laser, préférentiellement invisible, le déplacement du faisceau laser sur le support faisant varier localement l'apparence de cette couche photosensible.
Le dispositif et le procédé selon la seconde forme de réalisation sont toujours destinés à réaliser tout type de dessins, logos, publicités, informations ou dessins artistiques, par exemple, sur tout type de support, béton ou bardage, par exemple. Le procédé mis en oeuvre comporte les étapes suivantes :
- de numériser l'image ou ses contours avec un scanneur,
- d'extraire les contours de l'image, le cas échéant, - de placer deux appareils de projection et de déplacement d'un faisceau lumineux étroit, préférentiellement un faisceau laser, à distance du support et à distance entre eux ;
- de lancer le traçage, les appareils de projection et de déplacement faisant suivre au point d'impact du faisceau lumineux sur le support, les contours agrandis de l'image à reproduire, de manière coordonnée, comme décrit ci-dessous. Préférentiellement, l'opérateur dispose d'une télécommande pour commander le fonctionnement de l'appareil de projection et de déplacement et matérialise les contours, par exemple à la craie, en suivant les déplacements du faisceau lumineux sur le support. Une fois les contours du dessin matérialisés, le ou les peintres peuvent effectuer la mise en couleur de la décoration à réaliser, à l'aide de peintures. On observe, en figure 4, un support 1000 sur lequel le dessin doit être tracé, un échafaudage 1100, un premier appareil de projection 1200, un deuxième appareil de projection 1300, un support 1400 du deuxième appareil de projection 1300, un appareil de pilotage 1500 du dispositif de projection illustré en figure 4 et un support de communication 1600 entre les appareils de projection 1200 et 1300 et l'appareil de pilotage 1500. L'appareil de pilotage 1500 est, par exemple, un ordinateur muni des programmes nécessaires pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessous. L'ordinateur en question est, par exemple, un ordinateur à usage général, par exemple de type PC (pour personal computer ou ordinateur personnel). Il est doté d'un processeur, de mémoires de masse, de mémoires vives, d'un clavier, d'une souris, de connecteurs d'interface avec les autres éléments du dispositif, de moyens de communication hertzienne à distance pour recevoir les signaux de la télécommande et d'un écran, ces éléments n'étant pas représentés, dans un but de clarté, dans la figure 4.
Pour fournir l'image initiale à reproduire sur le support monumental, on peut mettre en œuvre un scanneur ou un logiciel de dessin, qui fournissent un fichier Bitmap (dans lequel à chaque point de l'image est associé plusieurs valeurs d'intensités des couleurs principales), un logiciel d'extraction des contours qui fournit une image en bitmap et un logiciel de vectorisation, qui transforme une image de contours binaires en un ensemble de vecteurs. Dans un autre mode de réalisation, on peut mettre en œuvre un logiciel de dessin vectoriel.
Le support de communication 1600 est, préférentiellement, non filaire, par exemple WIFI, infrarouge, hertzien BLUETOOTH. Le support 1000 sur lequel doit être tracé le dessin prend, ici la forme d'un château d'eau. Les appareils de projection sont, chacun, adaptés à faire suivre, au point d'impact d'un faisceau lumineux étroit sur le support 1000, les contours d'un dessin. Cependant, l'échafaudage 1100 s'interpose entre le support 1000 et chacun des appareils de projection 1200 et 1300 et intercepte donc les faisceaux lumineux émis par les appareils de projection 1200 et 1300. Selon la présente invention, grâce à l'utilisation de deux appareils de projection en deux positions correctement espacées, ou du même appareil en deux positions différentes, avec une modification de la représentation des contours entre les deux positions de telle manière que les contours suivis par les points lumineux sur le support 1000 soient sensiblement identiques, on réduit ou on élimine le problème de l'interception des faisceaux lumineux par les obstacles tels que l'échafaudage 1100.
Pour mettre en oeuvre cette solution, l'appareil de pilotage 1500 utilise des données géométriques pour calculer les corrections de déformation de projection dues aux positions des appareils de projection 1200 et 1300 par rapport au support 1000.
L'appareil de pilotage 1500 effectue la synchronisation, au sens géométrique, des appareils de projection 1200 et 1300. Il effectue, par exemple, les étapes suivantes :
- première étape : la modélisation du support en trois dimensions. Cette modélisation peut se faire à partir de plans d'architectes, au moyen d'un scanner 3D (système existant utilisé en topographie ou par tout autre moyen, par exemple, relevés topographiques, mesure de volume par photographie stéréo) ; - deuxième étape : connaître l'emplacement dans l'espace d'au moins deux systèmes de reproduction d'image à laser. Cette mesure peut se faire, par exemple, au moyen de GPS couplé avec un inclinomètre, au moyen d'une mesure des distances avec un télémètre laser associé éventuellement à un inclinomètre (ce système nécessite l'utilisation d'une cible), le télémètre pouvant être incorporé dans l'appareil à laser ; - troisième étape : positionnement de l'image sur le support. Ce positionnement permet de déterminer un point de démarrage du tracé de l'image. Ce positionnement peut se faire au moyen d'une mesure du point par GPS ou en faisant pointer les systèmes de lasers sur un point du support dont la position est connue ;
- quatrième étape : une image à dessiner est calculée selon chaque position des appareils de projection, de telle sorte que les deux appareils dessinent un dessin identique sur le support, mais selon des points de vue différents ;
- cinquième étape : l'image recalculée pour chaque position est envoyée à chacun des appareils de projection respectifs, par l'intermédiaire du support de communication 1600, et l'appareil de pilotage 1500 pilote simultanément les appareils de projection, s'ils sont deux, ou successivement le même appareil de projection positionné en deux positions différentes. Ensuite, la procédure de reproduction d'image est la suivante : le décorateur trace les contours de la décoration à réaliser, en appliquant une trace visible, par exemple à la craie ou à la peinture, en suivant le tracé fourni par la position du point lumineux d'impact du rayon lumineux sur la surface à décorer. Il peut ensuite, le cas échéant, mettre en couleur le dessin, en peignant les surfaces délimitées par les contours préliminairement tracés.
Ainsi, le décorateur trace, par exemple à la craie, le contour visualisé par le déplacement du faisceau laser sur le support. Une fois que tous les contours ont été suivis, l'utilisateur peut mettre en couleur la décoration, en se servant des contours matérialisés par les traits de craie. En variante le décorateur répand, sur le support 1000, une couche photosensible à la longueur d'onde du faisceau laser, préférentiellement invisible, le déplacement du faisceau laser sur le support faisant varier localement l'apparence de cette couche photosensible.
On observe que cette dernière étape, de reproduction d'image, peut être remplacée par n'importe quel système de traçage existant, au laser, au télémètre ou aux caméras vidéos (voir procédé avec caméra et lunettes multimédias), dans ce cas de figure seront utilisées plusieurs caméra vidéo filmant simultanément le même support à décorer mais selon des angles de vues différents, l'image à incruster dans le signal vidéo de la caméra étant le décor à réaliser. Les caméras sont aptes à transmettre une image vidéo avec l'incrustation à un moyen récepteur d'images vidéo sur lesquels elle est affichée et peut être vue de l'opérateur. Ce moyen récepteur peut être des lunettes multimédia, un écran vidéo et autre dispositif d'affichage. Les caractéristiques géométriques de l'image à incruster sont recalculées selon la méthode de la présente invention.
Grâce à ces dispositions,, si le champ de vision d'une caméra se trouve masqué par un quelconque obstacle, tel que par exemple un échafaudage, une échelle, un engin de levage et autre, l'utilisateur pourra basculer d'une caméra à l'autre pour avoir une image exempte de ces obstacles.
En variante, les quatre premières étapes sont remplacées par :
- -une étape de mémorisation de directions du faisceau lumineux correspondant à des points caractéristiques sur le support, par exemple quatre coins d'une zone dans laquelle l'ensemble du dessin doit être réalisé ou des quatre coins et des quatre milieux de côtés de cette zone, pour le cas où, comme ici, la surface sur laquelle le dessin doit être reproduit est courbe et
- une étape de déformation de l'image des contours à reproduire pour que ses points caractéristiques correspondent aux directions mémorisées au cours de la première étape.
On observe que, dans cette variante, il est nécessaire de connaître la forme générale de la zone du support 1000 qui va recevoir le dessin. Par exemple, ici, la forme générale est un cylindre vertical à base circulaire.
Dans une autre variante, plutôt que de déplacer l'appareil de projection, on met en oeuvre un miroir lui permettant de faire parvenir, sur le support 1000, des rayons lumineux provenant virtuellement d'une deuxième position. On observe que des appareils de projection supplémentaires peuvent être ajoutés pour améliorer encore la visibilité du point lumineux sur le support et réduire les risques d'avoir des points masqués par l'échafaudage pour chacun des appareils de projection.
Dans le cas où est utilisé un télémètre laser sans inclinomètre, l'inclinaison peut être déterminée par calcul trigonométrique. Dans ce cas l'un des lasers est à l'horizontale ou la cible est à l'horizontale. Le calcul du positionnement intégrera une étape de calcul de l'inclinaison des lasers.
Le procédé exposé ci-dessus peut aussi être appliqué lorsque l'on doit tracer un dessin sur plusieurs faces d'un support sans qu'un seul système de projection puisse suffire pour tracer les contours sur toutes les faces concernées.
On observe, en figure 5, les mêmes éléments qu'en figure 4, auxquels s'ajoutent une cible 2000 sur le ou à proximité du support 1000 et un télémètre 2100, par exemple à main, permettant de repérer, dans l'espace, les emplacements ou positions, des appareils de projection 1200 et 1300. On observe que chaque appareil de projection 1200 et 1300 est doté d'un inclinomètre 2200 qui fournit les inclinaisons dans deux directions perpendiculaires.
L'inclinomètre 2000 donne l'inclinaison de chaque appareil de projection. Cette inclinaison et la mesure d'angle du faisceau lumineux par rapport à l'appareil de projection, pour plusieurs points caractéristiques de la cible, combinées avec la distance mesurée par le télémètre 2100, permettent de déterminer la position de l'appareil de projection, selon des calculs géométriques connus.
On observe, en figure 6, les mêmes éléments que dans la figure 4, auxquels s'ajoutent un inclinomètre 3200 associé à chaque appareil de projection et un système de positionnement en référence à des signaux hertziens 3100. Ce système de positionnement 3100 met en oeuvre des signaux satellitaires ou des signaux terrestres pour repérer la position dans l'espace de chaque appareil de projection. Il est, par exemple, de type GPS (marque déposée pour Global Positioning System ou système de positionnement par satellite), préférentiellement différentiel, DGPS.
L'inclinaison étant donnée par l'inclinomètre, la configuration de chaque appareil de projection est intégralement connue. On observe, en figure 7, les mêmes éléments que dans la figure 6, les appareils de projection étant ici constitués de caméras 4200 et 4300 et le décorateur étant équipé d'un écran de visualisation, ici des lunettes multimédias 4400 munies d'un récepteur d'image et d'un moyen d'affichage d'une image en regard des yeux de l'utilisateur. Le lecteur pourra se reporter au document FR 2 829 899 pour mieux connaître ce mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention.
On rappelle que le document FR 2 829 899 décrit un procédé et un dispositif de reproduction de motifs sur des supports, notamment de grandes tailles et de formes variées, tels que, par exemple, des façades, des monuments, ou des sites naturels. Selon le procédé, - on sélectionne un point de vue spécifique du support, - on cadre l'image dudit point de vue spécifique à l'aide d'une caméra vidéo, - on envoie l'image vers un écran de visualisation,
- on incruste, avec un ordinateur, sur l'image dudit point de vue, le motif à reproduire,
- on transmet l'incrustation obtenue vers l'écran de visualisation,
- on se positionne au niveau du support, dans le champ de vision de la caméra, - on reproduit le motif sur ledit support, à l'aide d'un outil de traçage, en suivant les contours du motif incrusté sur ladite image, tel qu'il apparaît simultanément sur l'écran de visualisation.
Préférentiellement, l'outil de traçage, par exemple un pistolet, comprend des moyens lui permettant d'émettre un signal, lumineux et/ou sonore, d'intensité variable, lorsque l'utilisateur le pointe sur les contours dudit motif à reproduire et/ou des moyens aptes à provoquer son déclenchement automatique lorsqu'il est pointé exactement sur les contours dudit motif à reproduire.
L'opérateur commence par sélectionner le point de vue optimum du support sur lequel il a pour mission de peindre. Il positionne ensuite à cet emplacement un appareil lui permettant de cadrer ce point de vue en trois dimensions, et de lui en renvoyer une image vers un écran de visualisation, lorsqu'il sera lui-même en place, sur l'échafaudage ou la grue, au niveau du support. Le cadrage dudit point de vue permet, par le biais des pixels de l'appareil employé, par exemple une caméra, de définir une grille d'abscisses et d'ordonnées, plus ou moins fine et précise.
Une fois le point de vue cadré, et l'image du point de vue capturée et envoyée vers l'écran, l'opérateur effectue, sur ladite image, une incrustation du motif à reproduire, ce dernier ayant été préalablement numérisé. L'opérateur se positionne ensuite au niveau du support, si possible de manière à se situer dans le champ de vision de l'appareil de cadrage, et à apparaître lui-même dans l'image qu'il visionne. Il voit donc apparaître, sur l'écran de visualisation, à la fois le support, le motif incrusté sur le support, et sa propre personne. Afin de reproduire le motif, il lui suffit ensuite de suivre les contours de ce dernier, tels qu'ils apparaissent sur ledit écran de visualisation, et dans la mesure où ils apparaissent de manière suffisamment précise, à l'aide d'un outil approprié, tel que, par exemple, un pinceau, ou un aérosol.
Lesdites données relatives à l'image cadrée sont transmises vers un écran de visualisation, de préférence léger et portable, tel que, par exemple, des lunettes audio/vidéo du type de celles utilisées dans le domaine des multimédias, portées constamment par l'opérateur lors de l'exécution du motif sur le support.
On observe, en figure 8, que, dans un mode particulier d'implémentation du procédé objet de la présente invention, celui-ci comporte d'abord une étape 5000 de modélisation du support en trois dimensions. Par exemple, au cours de l'étape 5000 de modélisation du support en trois dimensions, on met en œuvre un faisceau lumineux étroit dont on commande la position pour la faire correspondre à des points caractéristiques repérés sur le support (voir figure 9). Selon un autre exemple, au cours de l'étape 5000 de modélisation du support en trois dimensions, on met en œuvre des plans architecturaux du support. Selon un autre exemple, au cours de l'étape de modélisation du support en trois dimensions, on met en oeuvre un scanneur 3D.
Puis, pour au moins deux emplacements d'appareils de projection, on effectue une étape 5100 de calcul d'une image à dessiner en fonction du modèle du support déterminé au cours de l'étape 5000. Dans des modes de réalisation particuliers, chaque étape de calcul d'une image comporte une étape 5150 de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection. Par exemple, au cours de l'étape 5150 de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en œuvre un équipement de positionnement faisant référence à des signaux hertziens. Selon un autre exemple, au cours de l'étape 5150 de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en oeuvre un inclinomètre. Selon un troisième exemple, au cours de l'étape 5150 de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en oeuvre un télémètre.
Chaque étape 5100 de calcul d'une image comporte aussi une étape 5200 de repérage d'un point sur le support.
Puis on effectue une étape 5300 de suivi, sur le support à décorer, à partir de chaque emplacement, avec au moins un appareil de projection, d'au moins une partie des contours de l'image calculée correspondant audit emplacement.
Au cours de l'étape 5300 de suivi, on fait suivre le contour avec un faisceau lumineux étroit, préférentiellement un faisceau laser, projeté sur le support à décorer à partir de chaque emplacement.
Dans des modes de réalisation, au cours de l'étape 5300 de suivi, on effectue simultanément le suivi de contours avec au moins deux appareils de projection positionnés en au moins deux des dits emplacements, les appareils de projection suivant un trajet identique sur le support, à partir d'emplacement différents. Dans ces modes de réalisation, préférentiellement, au cours de l'étape 5300 de suivi, on synchronise les appareils de projection pour qu'ils suivent, à chaque instant, la même partie de contour.
Dans d'autres modes de réalisation, au cours de l'étape de suivi, on effectue successivement le suivi de contours avec un appareil de projection positionné successivement aux dits emplacements.
Préférentiellement, l'étape 5300 de suivi comporte une étape 5350 de télécommande du suivi de contour par le décorateur, qui peut ainsi prendre plus de temps pour tracer un contour complexe, arrêter le tracé ou revenir en arrière, par exemple.
Comme on l'observe en figure 9, un support cylindrique à base circulaire, tel que le château d'eau illustré en figure 4, observé par un appareil de projection positionné comme l'appareil de projection 1200, présente une déformation apparente qui fait correspondre les verticales à des lignes convergentes au point de fuite et les horizontales à des arcs d'ellipses.
A partir de huit points 6010 à 6080, placés aux sommets et au centre des côtés d'un rectangle à base horizontale sur le support 1000, et pour lesquels on repère les positions des moteurs pas à pas de l'appareil de projection, on peut déterminer la déformation réciproque permettant de projeter une image rectangulaire pour qu'elle apparaisse sans déformation en juxtaposition sur la zone rectangulaire tracée sur le support 1000.
A cet effet on met en oeuvre des caractéristiques géométriques connues. Par exemple, on détermine le point de fuite. Puis, à partir des connaissances dont on dispose sur les ellipses (par exemple, pour chaque ellipse, le petit axe passe par le point de fuite et le grand axe est perpendiculaire au petit axe), et avec les coordonnées des points 6010 à 6080, on détermine les équations des ellipses.
On observe que cette détermination empirique de la déformation à compenser, puisqu'elle ne met en oeuvre aucune connaissance du positionnement des appareils de projection ou du support, mais seulement la forme générale du support, ici cylindrique à base circulaire peut aussi bien s'appliquer à calculer la déformation à appliquer à l'image initiale en fonction du point de vue où l'on souhaite qu'elle apparaisse sans déformation que la déformation à appliquer pour tracer les contours à partir d'autres positions du ou des appareils de projection.
Comme on l'observe en figure 3, l'appareil de projection permettant le déplacement du faisceau lumineux étroit, préférentiellement un faisceau laser, sur le support à décorer, comprend un châssis 305 sur lequel est montée fixement une diode laser 190 projetant un rayon lumineux 315 vers un miroir 180 à orientation commandée et contrôlée monté sur une monture 325 possédant deux axes géométrique de pivotement perpendiculaires l'un à l'autre, selon lesquels le miroir 180 est amené à pivoter pour être orienté et réfléchir le faisceau lumineux étroit vers la support mural en une position dépendant de la position du miroir 180.
L'un des axes de pivotement que possède la monture 325 est vertical.
Cette monture 325 comprend un élément en U comportant deux branches horizontales 335 et une branche latérale 340. À chaque branche horizontale 335 est fixé un tourillon vertical 345. Chaque tourillon vertical 345 est engagé en rotation dans un palier fixe et l'un des deux tourillons est accouplé, au-delà du palier, à l'arbre de sortie d'un moteur pas-à-pas 170 fixé par sa carcasse au châssis 305 de l'appareil de projection.
Le miroir 180 est monté en fixation sur un arbre horizontal 360 monté en rotation dans un palier monté sur la branche latérale 340. L'arbre horizontal 360 est accouplé à l'arbre de sortie d'un moteur pas-à-pas 170 fixé par sa carcasse à l'élément en U. Chaque moteur 170 et 175 comporte préférentiellement un codeur pour le contrôle de l'orientation du miroir 180, afin que l'ordinateur 100 puisse contrôler le déplacement de ces moteurs. En variante, un capteur de butée permet de réinitialiser la position des moteurs pas à pas.
Le point d'impact 330 du rayon lumineux 315 sur le miroir 180 est situé préférentiellement à l'intersection des deux axes géométrique de pivotement, ce point d'intersection pouvant se situer au centre de la surface réfléchissante du miroir 180.
On observe que, dans des modes de réalisation particuliers, on remplace le miroir par le laser, celui-ci étant alors mobile, par exemple monté directement dans la monture 325, ce qui permet de réduire de moitié l'angle parcouru pour chaque pas de chacun des moteurs pas à pas et donc de doubler, dans chaque direction, la précision de positionnement du point d'impact du faisceau lumineux sur le support. Préférentiellement, dans ce cas particulier la direction du rayon lumineux émis par le laser et les axes géométriques de rotation des arbres de sortie des moteurs pas à pas se coupent en un point unique. Dans le cas où à l'appareil de projection est associé à un GPS ou à un télémètre, la connaissance de la valeur de la distance qui le sépare du support permet un décentrage du laser par rapport aux axes de rotation des arbres de sortie des moteurs pas à pas, la déformation résultant de ce décentrage pourra aisément être calculée et corrigée. Le positionnement du laser tiendra compte de cette correction.
Les appareils de projection 1200 et 1300 sont conformes à l'appareil de projection précédemment décrit. Ils comportent, chacun, un logiciel de pilotage de moteurs pas à pas, deux moteurs pas à pas, un miroir et une diode laser orientée vers le miroir. Ce système électrooptique permet de projeter un faisceau laser en tout point du support non masqué par un obstacle, le point en question correspondant aux positions des moteurs pas à pas qui mettent le miroir en déplacement, autour de deux axes de rotation. Une télécommande (non représentée) commande, à distance, le fonctionnement des moteurs pas à pas, en mode manuel. II y a lieu de noter que les appareils de projection sont commandés simultanément à partir d'un ordinateur de pilotage adapté.
Les logiciels et plus particulièrement les logiciels 120, 130, 135, 140 et 150 peuvent être intégré dans l'ordinateur de pilotage, le logiciel 160 étant habituellement intégré dans un élément associé au moteur pas à pas. Dans un autre cas moins pratique car nécessite beaucoup de câblage, le logiciel
160 peut être aussi intégré à l'ordinateur de pilotage.
Dans un autre cas l'ordinateur de pilotage est intégré à l'un des lasers, ce dernier asservissant alors les autres lasers.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé pour la réalisation de décorations monumentales, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape de définition de contours (205 à 225) d'une image représentant la décoration à réaliser et - une étape de suivi, avec un faisceau lumineux étroit projeté sur le support à décorer, d'au moins une partie desdits contours (255 à 300).
2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, au cours de l'étape de suivi (255 à 300), le faisceau lumineux est constitué d'un faisceau laser.
3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de suivi comporte une étape de télécommande (265, 275, 285, 295) du déplacement de la source du faisceau lumineux.
4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape de télécommande comporte une étape de commande de la vitesse de suivi de la partie du contour suivie (265, 275).
5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de numérisation (205) d'une représentation de la décoration à réaliser par scanneur d'image.
6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de traitement d'image avec extraction de contour dans une représentation numérique de la décoration à réaliser (220). 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de positions de points de référence sur le support (240, 245) et une étape de correction d'anamorphose (250).
8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de rayon de courbure du contour à tracer et, au cours de l'étape de suivi (260 à 300), la vitesse de déplacement du faisceau lumineux sur le support est fonction dudit rayon de courbure.
9 - Procédé pour la réalisation de décorations monumentales sur un support (1000), selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte :
-une étape (5000) de modélisation du support en trois dimensions ; - pour au moins deux emplacements d'appareils de projection, une étape de calcul (5100) d'une image à dessiner en fonction du modèle du support et
- une étape de suivi (5300), sur le support à décorer, à partir de chaque emplacement, avec au moins un appareil de projection, d'au moins une partie des contours de l'image calculée correspondant audit emplacement. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque étape de calcul (5100) d'une image comporte :
- une étape (5150) de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection et
- une étape (5200) de repérage d'un point sur le support. 11 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5150) de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en œuvre un équipement de positionnement faisant référence à des signaux hertziens.
12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11 , caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5150) de détermination de position d'au moins deux appareils de projection, on met en oeuvre un inclinomètre.
13 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5150) de détermination de position d'au moins deux emplacements d'appareils de projection, on met en oeuvre un télémètre. 14 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5000) de modélisation du support en trois dimensions, on met en oeuvre un faisceau lumineux étroit dont on commande la position pour la faire correspondre à des points caractéristiques repérés sur le support.
15 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5300) de suivi, on fait suivre le contour avec un faisceau lumineux étroit projeté sur le support à décorer à partir de chaque emplacement.
16 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5300) de suivi, le faisceau lumineux est constitué d'un faisceau laser.
17 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5300) de suivi, on effectue simultanément le suivi de contours avec au moins deux appareils de projection positionnés en au moins deux des dits emplacements, les appareils de projection suivant un trajet identique sur le support, à partir d'emplacement différents.
18 - Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5300) de suivi, on synchronise les appareils de projection pour qu'ils suivent, à chaque instant, la même partie de contour.
19 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 18, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5300) de suivi, on effectue successivement le suivi de contours avec un appareils de projection positionné successivement aux dits emplacements.
20 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 19, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5000) de modélisation du support en trois dimensions, on met en oeuvre des plans du support.
21 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 20, caractérisé en ce que, au cours de l'étape (5000) de modélisation du support en trois dimensions, on met en œuvre un scanneur 3D. 22 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 21 , caractérisé en ce que, l'étape (5300) de suivi comporte une étape (5350) de télécommande du suivi de contour. 23 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 22, caractérisé en ce que, l'étape (5300) de suivi comporte une étape de mise en œuvre d'au moins une caméra (4200, 4300) et d'un moyen de visualisation (4400) d'une image en regard des yeux de l'utilisateur. 24 - Dispositif pour la réalisation de décorations monumentales, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un moyen de définition de contours d'une image représentant la décoration à réaliser (100, 110, 130) et - un moyen de projection (100, 160 à 190) d'un faisceau lumineux étroit (315) sur le support à décorer (50), et de déplacement de la position dudit faisceau lumineux pour réaliser le suivi d'au moins une partie desdits contours avec ledit faisceau lumineux.
25 - Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que le moyen de projection comporte une source d'un faisceau laser (190). 26 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 ou 25, caractérisé en ce qu'il comporte une télécommande.
27 - Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que ladite télécommande est adaptée à commander la vitesse de suivi de la partie du contour suivie.
28 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 à 27, caractérisé en ce qu'il comporte un scanneur d'image (110).
29 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 à 28, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de traitement d'image (100, 130) adapté à extraire des contours dans une représentation numérique de la décoration à réaliser.
30 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 à 29, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de détermination de positions (100, 160 à 190) de points de référence sur le support et un moyen de correction d'anamorphose.
31 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 à 30, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de détermination de rayon de courbure (100, 135) du contour à tracer et le moyen de déplacement du faisceau lumineux sur le support est adapté à déplacer le faisceau lumineux sur le support en fonction dudit rayon de courbure.
32 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 à 31 , caractérisé en ce que le moyen de déplacement comporte au moins un moteur pas à pas (170, 175).
33 - Dispositif pour la réalisation de décorations monumentales sur un support (1000), caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen de modélisation du support en trois dimensions ;
- un moyen de calcul, pour au moins deux emplacements, d'une image à dessiner en fonction du modèle du support et
- au moins un appareil de projection (1200, 1300, 4200, 4300) adapté à suivre, sur le support à décorer, à partir de chaque emplacement, au moins une partie des contours de l'image calculée correspondant audit emplacement.
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