FR2921954A1

FR2921954A1 - Artificial concrete block installation assisting system for constructing e.g. artificial breakwater, has storage unit storing three-dimensional representation of block and displaying block on screen from position and orientation coordinates

Info

Publication number: FR2921954A1
Application number: FR0758053A
Authority: FR
Inventors: Michel Denechere; Michel Fons
Original assignee: SOGREAH CONSULTANTS SOC PAR AC
Current assignee: Artelia Fr
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-04-10
Anticipated expiration: 2027-10-04
Also published as: FR2921954B1

Abstract

The system has a mobile jib crane (1) for displacing a block to be installed (5). A satellite positioning device i.e. global positioning system, measures position coordinates of the block. A data processing unit (4) i.e. microcomputer, has a display screen (4A) for displaying a representation of the block from the coordinates. A dual axis pendular laser inclinometer and a magnetometer measure orientation coordinates of the block. The processing unit has a storage unit for storing three-dimensional representation of the block and displaying the block on the screen from the coordinates. An independent claim is also included for a method for constructing a maritime protection shell.

Description

L'invention concerne un système d'aide à la pose de blocs de construction d'ouvrages artificiels comprenant une grue pour déplacer un bloc à poser, ce bloc pouvant par exemple être suspendu à l'extrémité d'un câble de levage de la grue, un dispositif de positionnement, notamment par satellite, disposé sur la grue pour mesurer des coordonnées de position du bloc dans l'espace et une unité de traitement de données avec un écran d'affichage reliée au dispositif de positionnement pour afficher sur l'écran une représentation dudit bloc à partir desdites coordonnées de position. The invention relates to a system for assisting the installation of building blocks of artificial structures comprising a crane for moving a block to be laid, this block being able for example to be suspended at the end of a hoisting rope of the crane , a positioning device, in particular by satellite, arranged on the crane for measuring block position coordinates in space and a data processing unit with a display screen connected to the positioning device for displaying on the screen a representation of said block from said position coordinates.

1 o Un tel système d'aide à la pose de blocs est connu du document de brevet KR20020028665. Ce système permet d'installer sous l'eau des blocs de construction d'une digue à l'aide d'une grue disposée sur une barge. Le système de positionnement par satellite du type GPS comprend plus particulièrement une première antenne de réception GPS disposée sur la flèche de la grue et une 15 seconde antenne de réception GPS disposée sur la barge de façon à fonctionner en différentiel. Ce système a une précision limitée car il ne tient pas compte du balancement du bloc à poser au bout du câble de levage. 1 o Such a system for assisting the laying of blocks is known from patent document KR20020028665. This system makes it possible to install underwater building blocks of a dike using a crane arranged on a barge. The GPS satellite positioning system more particularly includes a first GPS receiving antenna disposed on the boom of the crane and a second GPS receiving antenna disposed on the barge to operate as a differential. This system has a limited accuracy because it does not take into account the swing of the block to be placed at the end of the lifting cable.

On connaît encore d'autres techniques de pose de blocs de construction 20 d'ouvrages artificiels qui permettent de contrôler le plan de pose lorsqu'il s'agit de poser des blocs de construction sous le niveau d'eau. Certaines d'entre elles font appel à des plongeurs chargés de guider le grutier. Ces plongeurs peuvent être amenés éventuellement à pousser les blocs à la main, ce qui peut être dangereux. Cette technique de pose de blocs n'est pas très économique puisqu'elle demande la présence de plongeurs. De plus, cette technique de pose de blocs est peu précise particulièrement en condition de mauvaise ou de non visibilité, par exemple lorsque les vagues sur le rivage créent des turbulences. Other techniques for laying building blocks 20 of artificial structures are known which make it possible to control the laying plan when laying building blocks below the water level. Some of them use divers to guide the crane operator. These divers may eventually be forced to push the blocks by hand, which can be dangerous. This technique of laying blocks is not very economical since it requires the presence of divers. In addition, this technique of laying blocks is not very accurate especially in bad or non-visibility conditions, for example when the waves on the shore create turbulence.

On connaît encore une technique de pose de blocs consistant à assembler d'abord des blocs en une structure de type nappe, puis de déposer cette nappe sous l'eau plutôt que par bloc individuel. On s'affranchit ainsi de la difficulté de positionner les blocs les uns par rapport aux autres pour réaliser un 1 o enchevêtrement selon un plan de pose bien précis. On connaît par exemple du document de brevet US4875803, une structure de type nappe formée de blocs hexagonaux pouvant se lier ensemble et qui est placée sous l'eau à l'aide d'une grue. Cependant, la forme de cette structure est contrainte à une forme de nappe ce qui n'est pas toujours approprié pour tous les ouvrages artificiels de 15 protection maritime. One still known block laying technique of assembling first blocks in a web-like structure, and then deposit this sheet under water rather than individual block. This eliminates the difficulty of positioning the blocks relative to each other to achieve a 1 o entanglement according to a specific laying plan. For example, patent document US4875803 discloses a web-like structure formed of hexagonal blocks which can bond together and which is placed under water by means of a crane. However, the shape of this structure is constrained to a form of sheet which is not always appropriate for all artificial marine protection structures.

On connaît du document de brevet US6276870 une méthode pour installer et remplacer des blocs dans une nappe câblée. Elle permet ainsi de manipuler des blocs un par un. Chaque bloc présente une large ouverture pour accéder à des 20 câbles passant à travers la nappe. Un bloc endommagé peut être retiré de la nappe après que les câbles au niveau du bloc aient été coupés et un nouveau bloc peut être inséré en place à l'aide de câbles. Cependant, ces opérations nécessitent la présence de plongeurs. Patent US6276870 discloses a method for installing and replacing blocks in a cabled web. It allows to manipulate blocks one by one. Each block has a wide opening for accessing cables passing through the web. A damaged block can be removed from the web after the cables at the block have been cut and a new block can be inserted into place using cables. However, these operations require the presence of divers.

Il existe enfin des systèmes de localisation sous-marine notamment acoustique qui pourraient permettre de localiser un bloc en cours de pose afin de s'affranchir de la présence de plongeurs. Cependant, la turbulence importante présente en bord de digue crée des vagues en surface et des bulles en profondeur qui détériorent la communication acoustique. La localisation d'un bloc par une technique acoustique ne peut donc pas avoir une précision suffisante pour poser correctement une pluralité de blocs les uns par rapport aux autres. Un autre système de mesure de position et d'orientation est le gyrolaser qui a l'avantage d'être précis mais présente les inconvénients d'être cher et fragile, ce qui ne convient pas à une utilisation dans un environnement sous-marin de construction de digue. Finally, there are underwater localization systems including acoustic ones that could locate a block during installation to overcome the presence of divers. However, the large turbulence present at the dike edge creates surface waves and deep bubbles that deteriorate the acoustic communication. The location of a block by an acoustic technique can not have sufficient precision to correctly pose a plurality of blocks relative to each other. Another position and orientation measurement system is the laser gyro which has the advantage of being precise but has the drawbacks of being expensive and fragile, which is not suitable for use in an underwater construction environment. dike.

Le but de la présente invention est de proposer un système d'aide à la pose de blocs de construction d'ouvrages artificiels, en particulier des blocs de béton moulés pour la construction d'une digue de protection maritime, qui soit apte à améliorer la précision de la pose des blocs en permettant à un grutier de suivre un plan de pose précis et qui permette donc d'obtenir une haute densité de la carapace de la digue. Un autre but de l'invention est de proposer un tel système d'aide à la pose de blocs qui permette en outre d'éviter une intervention de plongeurs pour guider le grutier. The object of the present invention is to propose a system for assisting the laying of building blocks of artificial structures, in particular molded concrete blocks for the construction of a sea protection dike, which is capable of improving the precision of the laying of the blocks by allowing a crane operator to follow a precise laying plan and which thus allows to obtain a high density of the shell of the dike. Another object of the invention is to provide such a system for assisting the laying of blocks which also allows to avoid the intervention of divers to guide the crane operator.

A cet effet, l'invention a pour objet un système d'aide à la pose de blocs de construction d'ouvrages artificiels comprenant une grue pour déplacer un bloc à poser, un dispositif de positionnement disposé sur la grue pour mesurer des coordonnées de position du bloc dans l'espace et une unité de traitement de données avec un écran d'affichage reliée au dispositif de positionnement pour afficher sur l'écran une représentation dudit bloc à partir desdites coordonnées de position, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des capteurs pour mesurer des coordonnées d'orientation du bloc dans l'espace et en ce que l'unité de traitement comprend en outre un moyen pour enregistrer une 1 o représentation en 3D du bloc et est agencée pour afficher sur l'écran le bloc à partir desdites coordonnées de position et d'orientation dans l'espace. For this purpose, the subject of the invention is a system for assisting the laying of building blocks of artificial structures, comprising a crane for moving a block to be laid, a positioning device placed on the crane for measuring position coordinates. of the block in space and a data processing unit with a display screen connected to the positioning device for displaying on the screen a representation of said block from said position coordinates, characterized in that it further comprises sensors for measuring orientation coordinates of the block in the space and in that the processing unit further comprises means for recording a 3D representation of the block and is arranged to display on the screen the block from said position and orientation coordinates in space.

Le système d'aide à la pose de blocs selon l'invention peut présenter les particularités suivantes: 15 - Le dispositif de positionnement comprend une antenne de réception par satellite qui est disposée sur une première platine suspendue entre la grue et le bloc à poser et il est prévu un capteur de mesure de distance qui mesure la distance entre le bloc à poser et ladite antenne. - Ledit capteur de mesure de distance est un capteur de position à câble à 20 codeur absolu. - Le câble du capteur de position à câble est apte à transporter de l'énergie électrique et des données. Ce câble permet avantageusement de se dispenser de l'utilisation de batteries et de modems acoustique et/ou radio pour amener de The blocking aid system according to the invention may have the following particulars: The positioning device comprises a satellite receiving antenna which is arranged on a first plate suspended between the crane and the block to be laid and a distance measuring sensor is provided which measures the distance between the block to be laid and said antenna. Said distance measuring sensor is an absolute encoder cable position sensor. - The cable position sensor cable is able to carry electrical energy and data. This cable advantageously makes it possible to dispense with the use of batteries and acoustic and / or radio modems to

l'information de position et d'orientation depuis le bloc à poser jusqu'à la cabine du grutier. - Il est prévu sur la première platine un premier capteur d'orientation spatiale qui mesure des coordonnées d'orientation de la platine dans l'espace. Ces coordonnées d'orientation correspondent au cap compas, roulis et tangage de la première platine. - Le premier capteur d'orientation comprend avantageusement un inclinomètre à deux axes et un magnétomètre. - Le système comprend en outre une deuxième platine qui est fixée de 1 o manière démontable au bloc à poser et qui est suspendue au câble de levage de la grue par un crochet sous la première platine, laquelle est suspendue à la grue par une chaîne de longueur fixe, le câble de levage coulissant à travers la première platine, un deuxième capteur d'orientation spatiale étant disposé sur la deuxième platine pour mesurer des coordonnées d'orientation dans l'espace du 15 bloc à poser. Ces coordonnées d'orientation correspondent au cap compas, roulis et tangage du bloc à poser. - Le deuxième capteur comprend un inclinomètre à deux axes et un magnétomètre. - Il est prévu un capteur de contact disposé entre la deuxième platine et le 20 bloc à poser pour détecter que ledit bloc est séparé de la deuxième platine. - Le deuxième capteur est disposé dans un boîtier étanche. position and orientation information from the block to be laid down to the crane operator's cabin. - There is provided on the first plate a first spatial orientation sensor which measures orientation coordinates of the plate in space. These orientation coordinates correspond to compass course, roll and pitch of the first stage. The first orientation sensor advantageously comprises a two-axis inclinometer and a magnetometer. - The system further comprises a second plate which is removably attached 1 o to the block to be installed and which is suspended from the lifting cable of the crane by a hook under the first plate, which is suspended from the crane by a chain of fixed length, the lifting cable sliding through the first plate, a second spatial orientation sensor being disposed on the second plate to measure orientation coordinates in the space of the block to be laid. These orientation coordinates correspond to the compass heading, roll and pitch of the block to be laid. - The second sensor includes a two-axis inclinometer and a magnetometer. There is provided a contact sensor disposed between the second plate and the block to be laid to detect that said block is separated from the second plate. - The second sensor is arranged in a sealed housing.

L'invention s'étend à un procédé pour construire une carapace de protection maritime avec des blocs artificiels en béton, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un système d'aide à la pose de blocs tel que défini ci-dessus pour poser les blocs sous le niveau d'eau. The invention extends to a method for constructing a shell of maritime protection with artificial blocks of concrete, characterized in that it consists in using a system for assisting the laying of blocks as defined above for laying the blocks below the water level.

Le système d'aide à la pose selon l'invention peut donc fournir au grutier une information visuelle du bloc à poser et des blocs déjà posés constituant la digue. Cette information visuelle peut être une information visuelle en 3D ce qui permet au grutier de manipuler la grue pour obtenir une pose adéquate du bloc. Le système peut être raffiné en prévoyant des fonctionnalités d'affichage supplémentaires telles qu'une fonction de grossissement/réduction d'échelle, changement d'angle d'observation, etc.... Toutes ces fonctionnalités sont mises en oeuvre par un logiciel graphique maintenu dans l'unité de traitement. On peut prévoir de renvoyer les images sur un autre terminal distant de la grue par tout moyen de télécommunication sans fil ou analogue. The laying aid system according to the invention can therefore provide the crane operator with visual information of the block to be laid and blocks already laid constituting the dike. This visual information can be visual information in 3D which allows the crane operator to manipulate the crane to obtain a proper installation of the block. The system can be refined by providing additional display features such as a magnification / scaling function, change of viewing angle, etc .... All these features are implemented by a graphics software maintained in the treatment unit. It is possible to send the images to another terminal remote from the crane by any wireless telecommunication means or the like.

L'invention sera encore mieux comprise à la lecture de la description qui suit en relation avec les dessins. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 est une vue schématique du système d'aide à la pose de blocs de construction d'une digue artificielle selon l'invention.20 La figure 2 montre de façon plus détaillée une première platine du système sur laquelle sont installés des instruments de mesure de coordonnées d'orientation dans l'espace. La figure 3 montre de façon plus détaillée une seconde platine du système 5 sur laquelle sont installés d'autres instruments de mesure de coordonnées d'orientation dans l'espace. La figure 4 est un schéma fonctionnel du système de traitement de données selon l'invention. La figure 5 est un organigramme illustrant les différentes étapes de la pose 1 o de blocs en utilisant le système selon l'invention. The invention will be better understood on reading the description which follows in relation to the drawings. This description is given as an indicative and non-limiting example of the invention. FIG. 1 is a schematic view of the system for assisting the laying of building blocks of an artificial dike according to the invention. FIG. 2 shows in more detail a first plate of the system on which measurement of orientation coordinates in space. Figure 3 shows in more detail a second plate of the system 5 on which are installed other instruments for measuring orientation coordinates in space. Fig. 4 is a block diagram of the data processing system according to the invention. FIG. 5 is a flowchart illustrating the various stages of the laying of blocks using the system according to the invention.

Sur la figure 1, on a représenté un système d'aide à la pose de blocs en béton selon l'invention pour la construction d'une digue maritime. Il comprend une grue 1 telle qu'une grue mobile à flèche montante 2 posée sur un châssis à 15 chenilles. Le grutier qui commande la grue est installé dans une cabine 3 où est disposé un équipement de traitement de données 4, tel qu'un micro-ordinateur pourvu d'un écran d'affichage 4A pour le contrôle de la pose des blocs. L'invention peut s'étendre à la pose de bloc à l'aide d'un engin analogue à une grue, comme une pelle hydraulique ou autre engin de levage. 20 Un bloc à poser 5 est suspendu par l'intermédiaire d'un crochet 6 au câble de levage 7 de la grue. Le crochet 6 est actionnable depuis la cabine 3 par le grutier. Par ailleurs, deux platines 8 et 9 sont montées sur le câble de levage 7, à distance l'une de l'autre, pour porter des instruments de mesure de coordonnées d'orientation dans l'espace. In Figure 1, there is shown a system for laying concrete blocks according to the invention for the construction of a seawall. It includes a crane 1 such as a mobile boom crane 2 placed on a chassis with 15 tracks. The crane operator who controls the crane is installed in a cabin 3 where is disposed data processing equipment 4, such as a microcomputer provided with a display screen 4A for controlling the laying of blocks. The invention can be extended to the block laying using a crane-like machine, such as a hydraulic shovel or other hoist. A block 5 is suspended by means of a hook 6 to the lifting cable 7 of the crane. The hook 6 is operable from the cabin 3 by the crane operator. Furthermore, two plates 8 and 9 are mounted on the lifting cable 7, at a distance from one another, to carry orientation orientation measuring instruments in the space.

Dans le cas d'exemple, la grue 1 est placée en bord de rivage 10 pour placer 5 des blocs 5 sous le niveau d'eau 12 de façon à élever une digue artificielle 13. In the case of example, the crane 1 is placed at the edge of the shore 10 to place blocks 5 under the water level 12 so as to raise an artificial dike 13.

La platine de flèche 8 est illustrée plus en détail sur la figure 2. La platine 8 est traversée par le câble de levage 7 (la partie montante et descendante du câble de levage) qui vient de l'extrémité de la flèche de la grue et est maintenue 1 o à une distance fixe de cette extrémité de la flèche par une chaîne 22. Un câble électrique et de transport de données 23 arrive depuis la grue jusqu'à la platine 8 pour l'alimentation en courant électrique de premiers instruments de mesure disposés sur la platine 8. The arrow plate 8 is illustrated in greater detail in FIG. 2. The lifting cable 7 (the rising and falling part of the lifting cable) passes through the plate 8 and comes from the end of the boom of the crane. is held 1 o at a fixed distance from this end of the boom by a chain 22. An electric cable and data transport 23 arrives from the crane to the plate 8 for the supply of electrical power of first measuring instruments arranged on the plate 8.

15 Ces instruments de mesure comprennent notamment un capteur de position à câble à codeur absolu 26, un dispositif de positionnement 27 avec une antenne de réception par satellite 28 et un capteur d'orientation spatiale mesurant l'orientation dans l'espace de la platine de flèche 8. Le dispositif de positionnement par satellite 27 peut être un système GPS différentiel qui fournit 20 des coordonnées de position de l'antenne 28 dans un repère tridimensionnel du système géodésique WGS84. Le système de positionnement pourrait aussi du type acoustique ou autre. Ce système GPS permet d'atteindre une précision centimétrique. L'antenne 28 du système GPS 27 est placée à proximité immédiate dudit capteur de position à câble 26 qui sert à mesurer la distance entre l'antenne 28 et le bloc à poser 5 (plus particulièrement le crochet 6). These measuring instruments comprise, in particular, an absolute encoder cable position sensor 26, a positioning device 27 with a satellite receiving antenna 28 and a spatial orientation sensor measuring the orientation in the space of the platinum plate. arrow 8. The satellite positioning device 27 may be a differential GPS system which provides positional coordinates of the antenna 28 in a three-dimensional coordinate system of the WGS84 geodetic system. The positioning system could also be acoustic or other type. This GPS system achieves centimeter accuracy. The antenna 28 of the GPS system 27 is placed in the immediate vicinity of said cable position sensor 26 which is used to measure the distance between the antenna 28 and the block 5 (more particularly the hook 6).

Le capteur de position à câble à codeur absolu 26, par exemple un capteur de la marque FSG , comprend un câble 24 indépendant du câble de levage 7 portant le bloc à poser. L'extrémité libre du câble 24 est reliée au bloc à poser comme cela sera décrit plus précisément ci-dessous en référence à la figure 3. La distance entre l'antenne 28 et le crochet 6 est mesurée précisément par la longueur de câble 24 filé, cette longueur étant fonction du nombre de tours réalisés par le tambour sur lequel est enroulé le câble 24. Pour obtenir une bonne fiabilité de la mesure de la longueur filée de câble, on doit assurer une bonne tension du câble et un guidage correct de son enroulement. Le câble 24 est plus particulièrement un câble pour le transport d'énergie électrique et le transport de données. Il est constitué avantageusement de quatre fils dont deux fils sont utilisés pour la transmission de données entre la platine de flèche 8 et la platine de bloc 9, les deux autres fils servant pour le transport d'énergie électrique de façon à alimenter en courant les instruments de mesure disposés sur la platine de bloc 9. La longueur du câble 24 filé peut aller sur plusieurs dizaines de mètres. Le capteur 26 peut avoir une précision de mesure de longueur de câble 24 filé allant de 0,1% à 0,5%. The absolute encoder cable position sensor 26, for example a sensor of the FSG mark, comprises a cable 24 independent of the hoisting cable 7 carrying the block to be laid. The free end of the cable 24 is connected to the block to be laid as will be described more precisely below with reference to Figure 3. The distance between the antenna 28 and the hook 6 is measured precisely by the length of cable 24 spun , this length being a function of the number of turns made by the drum on which the cable 24 is wound. To obtain a good reliability of the measurement of the length of the cable, it is necessary to ensure a good tension of the cable and a correct guidance of its winding. The cable 24 is more particularly a cable for the transport of electrical energy and the transport of data. It consists advantageously of four son whose two son are used for the transmission of data between the arrow plate 8 and the block plate 9, the two other son used for the transport of electrical energy so as to supply power to the instruments measured on the block plate 9. The length of the cable 24 spun can go several tens of meters. The sensor 26 may have a cable length measurement accuracy of 24 spun from 0.1% to 0.5%.

Le capteur d'orientation permet de mesurer l'orientation dans l'espace de la platine de flèche 8 et par déduction l'orientation dans l'espace de la portion de câble 7 entre la platine 8 et l'extrémité de la flèche 2. On utilisera par exemple comme capteur un magnétomètre 30 dont la plage de mesure pourra être par exemple de + ou - 180° et la précision de 0,5% sur l'axe Z et un inclinomètre à laser pendulaire 29 à 2 axes pour la mesure de l'orientation sur les axes X et Y avec une plage de mesure de par exemple de + ou - 15° et une précision de 0,21%. The orientation sensor makes it possible to measure the orientation in the space of the arrow plate 8 and by deduction the orientation in space of the cable portion 7 between the plate 8 and the end of the arrow 2. For example, a magnetometer 30 may be used as a sensor, the measuring range of which may for example be + or - 180 ° and the accuracy of 0.5% on the Z axis and a 2-axis pendulum laser inclinometer 29 for measurement. orientation on the X and Y axes with a measuring range of for example + or - 15 ° and an accuracy of 0.21%.

Des circuits électroniques d'acquisition de données (non représentés) sont montés sur la platine avec le capteur d'orientation dans un boîtier de protection étanche 25 nécessaire en milieu marin et conforme à la norme internationale IP67. Ce boîtier peut être réalisé en aluminium anodisé de qualité marine ne perturbant pas le magnétomètre. Electronic data acquisition circuits (not shown) are mounted on the board with the orientation sensor in a waterproof protective housing required in a marine environment and in accordance with the international standard IP67. This housing can be made of marine grade anodized aluminum that does not disturb the magnetometer.

Les deux portions parallèles du câble de levage 7 qui traverse la platine 8 font que celle-ci se situe toujours dans le plan des deux portions de câble. Le câble 7 traverse la platine 8 par l'intermédiaire de guides à billes 19 dont l'ouverture permet une mise en place rapide de la platine de flèche 8 sur le câble de levage 7. En pratique, on recherchera à rapprocher le plus possible la platine de flèche 8 (qui reste hors de l'eau) de la platine de bloc 9 (qui est destinée à être immergée) afin de réduire la distance à mesurer entre le bloc à poser 5 et l'antenne 28 ce qui permet d'améliorer la précision de la mesure. The two parallel portions of the hoisting cable 7 which passes through the plate 8 are that it is always in the plane of the two cable portions. The cable 7 passes through the plate 8 by means of ball guides 19, the opening of which allows the arrow plate 8 to be quickly put in place on the lifting cable 7. In practice, it will be sought to bring as close as possible to the arrow plate 8 (which remains out of the water) of the block plate 9 (which is intended to be immersed) to reduce the distance to be measured between the block 5 and the antenna 28 which allows to improve the accuracy of the measurement.

La longueur de câble 23 peut être avantageusement adaptée à la longueur de câble de levage filé par un enrouleur à tambour 47 monté sur la grue 1 ou sur la platine 8. The cable length 23 may advantageously be adapted to the length of hoisting rope spun by a drum reel 47 mounted on the crane 1 or on the plate 8.

La platine de bloc 9 est illustrée plus en détail sur la figure 3. Elle comprend une embase 33 sur laquelle est disposée une cage 34. Dans cette cage 34, sont disposés des instruments de mesure de coordonnées d'orientation dans l'espace protégés par un boîtier de protection 35. Un support 36, qui est moulé dans le bloc à poser 5 lors de la fabrication de celui-ci, est fixé de manière détachable à l'embase 33. Ce support 36 peut être équipé d'un détrompeur pour assurer un positionnement correct du bloc 5 sur la platine 9. The block plate 9 is illustrated in more detail in FIG. 3. It comprises a base 33 on which is disposed a cage 34. In this cage 34, instruments for measuring orientation coordinates in the space protected by A support 36, which is molded in the block 5 during manufacture thereof, is detachably attached to the base 33. This support 36 may be equipped with a polarizer for ensure a correct positioning of the block 5 on the plate 9.

Plus particulièrement, on peut prévoir que le support 36 comprenne deux pattes latérales 37a, 37b agencées pour se rompre ou se détacher de l'embase 33 sous un effort de traction adéquat de quelques kilogrammes fourni par le câble 24 quand le crochet 6 est désolidarisé de l'élingue 48. Le support 36 peut avantageusement être réalisé en un matériau plastique. More particularly, it can be provided that the support 36 comprises two lateral lugs 37a, 37b arranged to break or detach from the base 33 under a suitable tensile force of a few kilograms provided by the cable 24 when the hook 6 is disengaged from the sling 48. The support 36 may advantageously be made of a plastic material.

La cage 34 est conçue pour absorber des chocs et se déformer en cas de collision. Elle assure ainsi une protection supplémentaire à la protection fournie par le boîtier de protection 35. Elle est formée de manière à offrir une prise minimale aux éléments qui pourraient la percuter et de manière à laisser un espace autour du boîtier de protection 35 par rapport aux barreaux afin que ledit boîtier 35 ne soit pas atteint en cas d'un écrasement faible de la cage. La cage 34 peut être réalisée en inox. The cage 34 is designed to absorb shocks and to deform in the event of a collision. It thus provides additional protection to the protection provided by the protective casing 35. It is formed so as to offer a minimum grip to the elements that could strike it and to leave a space around the casing 35 with respect to the bars so that said housing 35 is not reached in case of a small crush of the cage. The cage 34 may be made of stainless steel.

Selon l'invention, il est prévu un autre capteur d'orientation spatiale disposé dans le boîtier 35 pour mesurer des coordonnées d'orientation dans l'espace du bloc à poser 5. Ce capteur peut comprendre un magnétomètre 40 et un inclinomètre à deux axes 39 similaires à ceux utilisés sur la platine de flèche 8. According to the invention, there is provided another spatial orientation sensor disposed in the housing 35 for measuring orientation coordinates in the space of the block to pose 5. This sensor may comprise a magnetometer 40 and a two-axis inclinometer 39 similar to those used on the arrow plate 8.

En outre, on a représenté par la référence 46 un capteur de contact qui est fixé entre l'embase 33 et le support 36 pour fournir une indication de la séparation ou non du bloc à poser 5 et de la platine 9 lors du largage du bloc, c'est-à-dire quand le crochet 6 est ouvert par la commande du grutier. In addition, there is shown by reference 46 a contact sensor which is fixed between the base 33 and the support 36 to provide an indication of the separation or not of the block 5 and the plate 9 during the release of the block , that is to say when the hook 6 is opened by the crane operator.

Le boîtier de protection 35 est conçu pour protéger les circuits électroniques du capteur d'orientation de l'eau et des chocs. Il est fixé sur l'embase 33 par quatre points de fixation sur amortisseur pour amortir des chocs qui pourraient endommager les circuits électroniques. Afin de garantir une étanchéité nécessaire en milieu marin, le boîtier est conçu de manière à résister à la pression, par exemple jusqu'à 10 bars. Il peut être réalisé en un matériau de qualité marine et amagnétique afin de ne pas perturber des instruments de mesure. Une anode interchangeable peut être disposée sur le boîtier 35 afin de le protéger de la corrosion. The protective case 35 is designed to protect the electronic circuits of the water orientation sensor and shocks. It is fixed on the base 33 by four mounting points on shock absorber to dampen shocks that could damage the electronic circuits. In order to guarantee a necessary seal in a marine environment, the housing is designed to withstand the pressure, for example up to 10 bar. It can be made of a marine grade material and non-magnetic so as not to disturb measuring instruments. An interchangeable anode may be disposed on the housing 35 to protect it from corrosion.

Le câble 24 est relié électriquement aux circuits électroniques de mesure du second capteur d'orientation et du capteur de contact à travers un connecteur électrique 44 et est relié mécaniquement au mécanisme 45 de détachement de l'embase 33 et du support 36. Les informations provenant des capteurs sur la platine 9 sont remontées vers l'unité 4 à travers le câble 24 et le câble 23. The cable 24 is electrically connected to the electronic measuring circuits of the second orientation sensor and the contact sensor through an electrical connector 44 and is mechanically connected to the mechanism 45 for detaching the base 33 and the support 36. sensors on the plate 9 are raised towards the unit 4 through the cable 24 and the cable 23.

La figure 4 est un schéma fonctionnel du traitement des valeurs de mesures produites par les capteurs 26, 27, 29, 30, 39, 40 et 46 qui sont reliés à l'unité de traitement 4. FIG. 4 is a block diagram of the processing of the measurement values produced by the sensors 26, 27, 29, 30, 39, 40 and 46 which are connected to the processing unit 4.

La représentation en 3D et les dimensions du boc à poser 5 sont préalablement enregistrées dans une mémoire 4B de l'unité 4 avec d'autres paramètres particuliers à chaque bloc comme la longueur Rcb entre le crochet 6 et le centre de gravité du bloc à poser 5 quand le bloc est suspendu au crochet 6 par l'intermédiaire de l'élingue 48. The 3D representation and the dimensions of the block to be laid 5 are previously recorded in a memory 4B of the unit 4 with other parameters particular to each block such as the length Rcb between the hook 6 and the center of gravity of the block to ask 5 when the block is suspended from the hook 6 via the sling 48.

Le capteur à câble 26 fournit la distance Rac à l'unité 4. The cable sensor 26 provides the distance Rac to the unit 4.

L'antenne de réception 27 fournit les coordonnées de position Xa,Ya,Za de 2o la platine 8 à l'unité 4. The receiving antenna 27 provides the position coordinates Xa, Ya, Za of 2o the plate 8 to the unit 4.

Le magnétomètre 29 et l'inclinomètre 30 placés sur la platine 8 fournissent les coordonnées d'orientation 8xc, 6yc et 8zc de la platine 8 à l'unité 4. Le magnétomètre 39 et l'inclinomètre 40 placés sur la platine 9 fournissent les coordonnées d'orientation 6xb, 6yb et 8zb du bloc à l'unité 4. Le capteur 46 fournit une information binaire O/N de largage du bloc à l'unité 5 4. Sur la base de ces informations de mesure, l'unité 4 calcule les coordonnées de position Xb,Yb,Zb du centre de gravité du bloc à poser 5 dans un repère cartésien tridimensionnel à partir des relations suivantes : Xb = Xa + (Rac+Rcb) . cos 6xc . cos (6yc - 90) Yb = Ya + (Rac+Rcb) . sin 8xc Zb = Za - (Rac+Rcb) . cos 6xc . sin (8yc - 90) Les coordonnées d'orientation dans l'espace du bloc à poser 6xb, 6yb et 8zb sont données dans un repère sphérique centré sur l'origine du repère tridimensionnel cartésien x,y,z. The magnetometer 29 and the inclinometer 30 placed on the plate 8 provide the orientation coordinates 8xc, 6yc and 8zc of the plate 8 to the unit 4. The magnetometer 39 and the inclinometer 40 placed on the plate 9 provide the coordinates The sensor 46 provides a binary bit O / N information of the block to the unit 4. On the basis of this measurement information, the unit 4 calculates the position coordinates Xb, Yb, Zb of the center of gravity of the block to be deposited 5 in a three-dimensional Cartesian coordinate system from the following relations: Xb = Xa + (Rac + Rcb). cos 6xc. cos (6yc - 90) Yb = Ya + (Rac + Rcb). sin 8xc Zb = Za - (Rac + Rcb). cos 6xc. sin (8yc - 90) The orientation coordinates in the space of the block 6xb, 6yb and 8zb are given in a spherical coordinate system centered on the origin of the three-dimensional cartesian coordinate system x, y, z.

15 Sur la figure 4, on a représenté par 4C un organe de pointage (du type Track Bali par exemple) relié à l'unité 4 qui sert d'outil de navigation dans l'interface homme/machine du logiciel graphique pour activer les différentes fonctionnalités du logiciel graphique. On a illustré un exemple d'affichage dans l'écran 4A où apparaît une représentation 39 du bloc à poser ainsi qu'une 10 représentation 50 de la digue déjà construite avec d'autres blocs. Les coordonnées de position dans l'espace Xb,Yb et Zb du bloc à poser sont également affichées sur l'écran 4B pour le guidage du grutier. Le logiciel graphique est de préférence agencé pour rafraichir en temps réel les représentations 49 et 50 du bloc et de la digue au fur et à mesure de leur mouvement relatif. La représentation en 3D de chaque bloc à poser est enregistrée préalablement en mémoire 4B par exemple à l'aide d'éléments finis dans une base de données graphique. Cette représentation en 3D tient compte des dimensions du bloc et de la distance entre le crochet 6 et le centre de 1 o gravité du bloc en présence d'un élingue de portage 48. Tous ces éléments sont des paramètres de réglage du logiciel graphique. FIG. 4 shows by 4C a pointing member (of the Track Bali type for example) connected to the unit 4 which serves as a navigation tool in the human / machine interface of the graphics software to activate the different features of the graphics software. An example display is shown in the screen 4A where there appears a representation 39 of the block to be laid and a representation 50 of the dike already constructed with other blocks. The position coordinates in the space Xb, Yb and Zb of the block to be posed are also displayed on the screen 4B for the guidance of the crane operator. The graphics software is preferably arranged to refresh in real time the representations 49 and 50 of the block and the dike as and when their relative movement. The 3D representation of each block to be posed is stored beforehand in memory 4B for example using finite elements in a graphic database. This 3D representation takes into account the dimensions of the block and the distance between the hook 6 and the center of gravity 1 o block in the presence of a carrying sling 48. All these elements are adjustment parameters of the graphics software.

Sur la figure 5, on a illustré les principales étapes d'un processus de pose de blocs d'une carapace maritime à l'aide d'un système d'aide à la pose de blocs 15 selon l'invention. A l'étape 61, des blocs à poser sont moulés avec chacun un support 36 intégré dans la masse. L'embase 33 de la platine 39 est fixée au support 36 d'un premier bloc à poser en même temps que le crochet 6, le câble 24 et l'élingue 48. 20 A l'étape 62, le grutier initialise le logiciel graphique dans l'unité de traitement 4 en s'aidant du pointeur 4C par exemple et d'un clavier pour sélectionner la valeur adéquate Rcb et le type de bloc à afficher. FIG. 5 illustrates the main steps of a process for laying blocks of a maritime shell using a system for assisting the laying of blocks 15 according to the invention. In step 61, laying blocks are molded with each support 36 integrated in the mass. The base 33 of the plate 39 is fixed to the support 36 of a first block to be laid at the same time as the hook 6, the cable 24 and the sling 48. In step 62, the crane operator initialises the graphics software. in the processing unit 4 with the aid of the pointer 4C for example and a keyboard to select the appropriate value Rcb and the type of block to display.

A l'étape 63, les valeurs de position et d'orientation mesurées par les instruments sont transformées en coordonnées de position et d'orientation dans l'espace du bloc comme décrit ci-dessus et dans l'étape 65 une représentation 49 du bloc est présentée à l'écran 4B avec le cas échéant une représentation 50 de la digue en cours de construction de telle manière à faire apparaître les distances relatives entre le bloc à poser et la digue et également l'orientation du bloc à poser par rapport aux orientations des blocs de la digue aux fins de permettre au grutier de réaliser un encastrement adéquat de ce bloc à poser avec les blocs de la digue. 1 o Au fur et à mesure que le bloc à poser est déplacé par la grue dans l'étape 64, on calcule les coordonnées courantes de position et d'orientation du bloc à poser dans l'étape 63 et on affiche en temps réel à l'étape 65 sur l'écran 4A la représentation du bloc dans l'espace. Cette représentation en 3D sur écran du bloc à poser dans la représentation contextuelle des blocs de la digue déjà 15 posés permet au grutier un guidage précis du bloc pour son encastrement avec les autres blocs de la digue. In step 63, the position and orientation values measured by the instruments are transformed into position and orientation coordinates in the block space as described above and in step 65 a representation 49 of the block is presented on the screen 4B with a representation if necessary of the dike being constructed in such a way as to show the relative distances between the block to be posed and the dike and also the orientation of the block to pose relative to orientation of the blocks of the dam to allow the crane operator to make a suitable embedding of this block to ask with the blocks of the dike. 1 o As the block to be moved is moved by the crane in step 64, the current coordinates of position and orientation of the block to be laid in step 63 are calculated and displayed in real time at step 65 on the screen 4A the representation of the block in space. This 3D representation on the screen of the block to pose in the contextual representation of the blocks of the dike already installed allows the crane operator precise guidance of the block for its embedding with the other blocks of the dike.

Dans l'étape 66, le bloc est posé et les coordonnées de position et d'orientation dans l'espace de ce bloc sont figées dans la mémoire 4B avant de 20 larguer le bloc par une commande du grutier sur le crochet 6 (étape 67). Les valeurs de géolocalisation enregistrées en mémoire 4B sont exploitées pour consolider la représentation 50 en 3D de la digue qui est affichée sur l'écran 4A. Le traitement se poursuit ensuite à l'étape 61 pour un nouveau bloc à poser. In step 66, the block is placed and the coordinates of position and orientation in the space of this block are fixed in the memory 4B before dropping the block by a control of the crane operator on the hook 6 (step 67 ). The geolocation values stored in the memory 4B are used to consolidate the 3D representation of the dike that is displayed on the screen 4A. Processing then continues in step 61 for a new block to be laid.

Les blocs 5 peuvent notamment être du type de la marque Accropode , Core-loc ou Ecopode . Blocks 5 may in particular be of the Accropode, Core-loc or Ecopode brand type.

Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède de l'un de ses modes de réalisation, susceptible de subir quelques modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, le système d'aide à la pose de blocs peut être utilisé dans toute situation où le grutier n'a pas une vision convenable du lit de pose des blocs.10 It goes without saying that the present invention can not be limited to the foregoing description of one of its embodiments, may undergo some modifications without departing from the scope of the invention. In particular, the blocking aid system can be used in any situation where the crane operator does not have a proper vision of the laying bed of the blocks.

Claims

1 / system for installing building blocks of artificial structures comprising a crane (1) for moving a block to pose (5), a positioning device (27) arranged to measure position coordinates of the block in the space and a data processing unit (3) with a display screen (4A) connected to the positioning device (27) for displaying a representation (49) of said block (5) from said position coordinates, characterized in that it further comprises sensors (29,30; 39,40) 1 o for measuring orientation coordinates of the block in space and in that the processing unit (3) further comprises a means (4B) for recording a 3D representation of the block and is arranged to display on the screen the block from said position and orientation coordinates in space. The block assisting system according to claim 1, wherein the positioning device (27) comprises a satellite receiving antenna (28) which is arranged on a first plate (8) suspended between the crane. and the block to be laid and in which there is provided a distance measuring sensor (26) which measures the distance between the landing block (5) and the receiving antenna (28). block laying according to claim 2, wherein said distance measuring sensor (26) is an absolute encoder cable position sensor. 4 / a blocking aid system according to claim 3, wherein the cable of the cable position sensor is able to transport electrical energy and data. 5 / aid system for laying blocks according to one of claims 2 to 4, wherein there is provided on the first plate (8) a first spatial orientation sensor (29,30) which measures coordinates of orientation of the plate (8) in space. The blocking aid system of claim 5, wherein the first spatial orientation sensor (29,30) comprises a two-axis inclinometer (29) and a magnetometer (30). Block support system according to one of claims 2 to 6, further comprising a second plate (9) which is removably attached to the stationary block (5) and which is suspended from the cable. lifting (21) the crane by a hook (6) under the first plate (8), which is suspended from the crane by a chain of fixed length (22), the lifting cable (21) sliding through the first platinum (8), a second spatial orientation sensor (39,40) being disposed on the second plate (9) for measuring orientation coordinates of the block to be posed (5) in space. The block assisting system of claim 7, wherein the second spatial orientation sensor (39,40) comprises a two-axis inclinometer (39) and a magnetometer (40). Block support system according to claim 7, in which a contact sensor (46) is provided between the second plate (9) and the block (5) to detect that said block (5) is separated from the second plate (9). Block support system according to claim 7 or 8, wherein the second spatial orientation sensor (39,40) is disposed in a sealed housing (35). 11 / A method for constructing a maritime protective shell with artificial blocks of concrete, characterized in that it consists in using a system for assisting the laying of blocks according to one of claims 1 to 10 for laying blocks under the water level.