Domaine Technique

La présente invention concerne le domaine du traitement de sol pour en améliorer les propriétés physiques. L'invention porte plus précisément sur un procédé d'assistance au traitement d'un sol.

Dans le cadre de travaux de traitement de sol, un opérateur de chantier est régulièrement amené à traiter une pluralité de portions de sol distinctes, présentant chacune des coordonnées géographiques considérées dans un référentiel global ou local. Ces portions de sol devant être traitées sont appelées zones de traitement.

Technique antérieure

Le traitement d'une zone de traitement peut par exemple consister en un forage du sol ou encore en l'injection en profondeur d'un produit de traitement au niveau de ladite zone de traitement. Le traitement est réalisé à l'aide d'une machine comprenant un outil de traitement de sol destiné à être enfoncé dans le sol. Autrement dit, la zone de traitement à traiter peut s'étendre selon une certaine profondeur.

Il est connu de fournir à l'opérateur de chantier un plan d'implantation sur lequel sont identifiées les différentes zones de traitement. L'opérateur cherche alors à positionner sa machine et son outil de traitement de sol de manière à faire correspondre les coordonnées géographiques de l'outil de traitement de sol et celles de la zone de forages indiquées sur le plan d'implantation. L'opérateur ne dispose toutefois pas d'indicateur visuel sur le chantier lui permettant de positionner l'outil de traitement de sol. L'opérateur ne peut par conséquent pas réaliser le traitement du sol, uniquement à partir du plan d'implantation.

On connaît également un procédé consistant à réaliser un marquage du sol du chantier, par exemple à la peinture, de manière à indiquer l'emplacement des zones de traitement à l'opérateur. Ce procédé a pour désavantage de nécessiter l'intervention d'un géomètre afin réaliser le marquage à partir des coordonnées géographiques des zones de traitement. Ce procédé est particulièrement long et coûteux. En outre, un tel marquage offre une précision finale, après réalisation du traitement des zones de traitement, de l'ordre de la dizaine de centimètres, ce qui est là-encore insuffisant. Par ailleurs, le marquage risque de s'effacer en cas de pluie ou de circulation sur le chantier. Pour remédier à ce dernier inconvénient, il est connu de matérialiser la zone de traitement par un piquet ou un drapeau. Ceci implique cependant des coûts supplémentaires.

Exposé de l'invention

Un but de la présente invention est de proposer un procédé d'assistance au traitement d'un sol remédiant aux problèmes précités.

Pour ce faire, l'invention porte sur un procédé d'assistance au traitement d'un sol comprenant les étapes suivantes :

on fournit une machine comprenant un outil de traitement de sol destiné à être introduit dans le sol ;

on fournit des coordonnées géographiques d'au moins une zone de traitement associée à un traitement du sol à réaliser ;

on fournit au moins un dispositif d'acquisition optique ; on détermine des données de positionnement de l'outil de traitement de sol à l'aide du dispositif d'acquisition optique ;

on fournit un dispositif d'affichage; on affiche sur ledit dispositif d'affichage au moins un premier objet représentatif de l'outil de traitement de sol ou de ladite au moins une zone de traitement ; et on positionne sur le dispositif d'affichage ledit premier objet à l'aide des données de positionnement de l’outil de traitement de sol précédemment déterminées et des coordonnées géographiques de ladite zone de traitement.

La zone de traitement correspond à une portion du sol du chantier destinée à recevoir l'outil de traitement de sol. Elle s'étend de préférence selon un axe et est de préférence cylindrique. Le procédé selon l'invention permet de guider l'opérateur en lui permettant d'amener facilement et précisément l'outil de traitement de sol en regard et au-dessus de la zone de traitement.

Les données de positionnement de l'outil de traitement de sol et les coordonnées géographique de la zone de traitement sont de préférence exprimées dans un même référentiel. De manière non limitative, ce référentiel peut être un référentiel global, tel que le référentiel terrestre, ou un référentiel local, par exemple centré sur un élément du chantier tel qu'une balise. Le dispositif d'acquisition optique peut comprendre un ou plusieurs appareils photos ou caméras ou un dispositif de télédétection laser (LIDAR) configurés pour acquérir des images de l'outil de traitement de sol. Il peut mettre en oeuvre des techniques de traitement d'images ou de photogrammétrie afin de déterminer les données de positionnement de l'outil de traitement de sol. La détermination desdites données de positionnement peut par exemple être réalisée en comparant les différentes images obtenues par les appareils photos ou caméras.

En variante, le dispositif d'acquisition optique peut comprendre un laser et une mire réfléchissante disposée sur l'outil de traitement de sol. En pointant le laser sur la mire on détermine alors des données de positionnement de ladite mire et donc de l'outil de traitement de sol.

De manière avantageuse, on réalise l'acquisition des données de positionnement au pied de l'outil de traitement de sol. En outre, le dispositif d'acquisition optique est de préférence disposé à proximité dudit pied de l'outil de traitement de sol. La distance entre le dispositif d'acquisition optique et le pied de l'outil de traitement de sol est par exemple comprise entre 1 mètre et 5 mètres.

Contrairement aux procédés de l'art antérieur qui ne permettent pas un repérage précis de la position de l'outil de traitement, le procédé selon l'invention permet d'acquérir les données de positionnement en réalisant des mesures directement sur l'outil de traitement de sol. En effet, le dispositif d'acquisition optique permet d'acquérir l'environnement local en pied du mât. Le risque d'erreurs de mesure et d'imprécisions est fortement réduit. Aussi, la détermination des données de positionnement de l'outil de traitement de sol est facilitée et la précision des données de positionnement déterminées est améliorée.

Les données de positionnement de l'outil de traitement de sol sont de préférence déterminées et mises-à-jour en temps réel et directement transmises au dispositif d'affichage.

De manière non limitative, le dispositif d'acquisition optique peut être monté sur la machine ou sur un support indépendant de la machine, éventuellement mobile. Ce support peut être un véhicule autonome configuré pour se déplacer sur le chantier.

Le dispositif d'affichage comprend de préférence un écran, configuré pour afficher le premier objet et un module de contrôle vidéo communiquant avec l'écran pour positionner le premier objet sur l'écran. De manière non limitative, le dispositif d'affichage peut équiper un appareil tel qu'une tablette tactile, un ordiphone, un ordinateur portable ou encore une paire de lunettes de réalité augmentée. Aussi, le procédé selon l'invention est avantageusement mis en œuvre dans un tel appareil.

Les données de positionnement de l'outil de traitement de sol, déterminées par le dispositif d'acquisition optique, sont de préférence fournies au module de contrôle vidéo du dispositif d'affichage. Ces données de positionnement sont traitées par le dispositif de contrôle vidéo qui utilise ces données de positionnement pour placer et positionner le premier objet sur l'écran.

Sans sortir du cadre de la présente invention, et de manière non limitative, on peut afficher sur le dispositif d'affichage uniquement un premier objet représentatif de l'outil de traitement de sol, uniquement un premier objet représentatif de la zone de traitement ou bien encore des premier et second objets représentatifs respectivement de la zone de traitement et de l'outil de traitement de sol, ou inversement.

Dans les variantes où le premier objet est représentatif de l'outil de traitement de sol, les données de positionnement dudit outil permettent de déduire directement la position du premier objet sur le dispositif d'affichage, ce qui permet de positionner le premier objet représentatif de l'outil de traitement de sol sur le dispositif d'affichage. Un intérêt de cette variante est de visualiser la position de l'outil de traitement de sol, ce qui est particulièrement utile dans le cas où l'opérateur ne parviendrait pas à voir directement ce dernier. Par exemple, l'opérateur peut consulter le dispositif d'affichage si l'outil de traitement de sol est masqué par la machine de traitement.

Dans les variantes où le premier objet est représentatif de la zone de traitement, les données de positionnement de l'outil de traitement de sol sont utilisées comme références pour positionner le premier objet sur le dispositif d'affichage. La position du premier objet représentatif de la zone de traitement sur le dispositif d'affichage est donc également fonction des données de positionnement de l'outil de traitement de sol.

Quand bien même aucun objet représentatif de l'outil de traitement de sol ne serait affiché, les données de positionnement de ce dernier sont préférentiellement utilisées pour positionner correctement le premier objet représentatif de la zone de traitement sur le dispositif d'affichage. L'objet représentatif de la zone de traitement est positionné relativement à la position qu'aurait un objet représentatif de l'outil de traitement de sol s'il était affiché.

Un intérêt de cette variante est d'indiquer à l'opérateur la position de la zone de traitement afin qu'il puisse positionner l'outil de traitement de sol en regard de ladite zone. Le dispositif d'affichage permet alors de guider l'opérateur afin de positionner l'outil de traitement de sol en regard de la zone de traitement afin de pouvoir la traiter. Il est alors possible de s'affranchir du marquage de la zone de traitement directement sur le sol. En outre, il n'est alors pas nécessaire de requérir l'intervention d'un géomètre pour définir l'implantation de chaque zone de traitement, ce qui réduit les coûts engagés et le temps nécessaire pour débuter le traitement. En outre, cet affichage permet de s'affranchir du risque d'effacement du marquage au sol et améliore la précision de l'indication donnée à l'opérateur.

Grâce à l'invention, dans la mesure où les données de positionnement de l'outil de traitement de sol sont déterminées avec précision par le dispositif d'acquisition optique, ledit premier objet est positionné précisément sur le dispositif d'affichage, ce qui permet de traiter la zone de traitement de façon précise.

En outre, grâce à l'invention, l'opérateur peut facilement et rapidement être informé de la position de la zone de traitement et/ou de l'outil de traitement de sol.

Le premier objet peut présenter différentes représentations graphiques. Il peut présenter la forme d'un symbole ayant une géométrie simple, par exemple un cercle ou une croix. Un premier objet représentatif de l'outil de traitement de sol peut également être une image fidèle ou schématique dudit outil de traitement de sol. Le premier objet permet d'indiquer à l'opérateur où se situe l'outil de traitement de sol ou la zone de traitement.

Sans sortir du cadre de l'invention, on peut afficher des informations supplémentaires sur le dispositif d'affichage, par exemple sous forme de texte. On peut par exemple afficher des données concernant la zone de traitement, telles que ses dimensions, ses coordonnées, ou encore des données relatives au traitement à réaliser.

De préférence, la position du premier objet sur le dispositif d'affichage est mise à jour en temps réel, grâce à quoi l'opérateur est guidé en continu. Par suite, lorsque l'utilisateur déplace l'outil de traitement de sol, l'affichage et notamment la position du premier objet sur le dispositif d'affichage sont mis à jour. Ceci facilite les manœuvres de déplacement de l'outil de traitement de sol afin de le placer en regard de la zone de traitement.

Avantageusement, les données de positionnement de l'outil de traitement de sol comprennent au moins les coordonnées géographiques dudit outil de traitement de sol. Lesdites coordonnées peuvent être exprimées dans un référentiel global ou local. Elles peuvent être exprimées dans un plan ou dans l'espace. La position du premier objet sur le dispositif d'affichage est fonction desdites coordonnées géographiques.

De manière avantageuse, les données de positionnement de l'outil de traitement de sol peuvent également comprendre un vecteur d'orientation dudit outil de traitement de sol. Dans la variante où le premier objet est représentatif de l'outil de traitement de sol, la détermination du vecteur d'orientation de l'outil de traitement de sol peut également permettre d'orienter le premier objet affiché sur le dispositif d'affichage.

Selon un aspect avantageux de l'invention, l'étape de détermination des données de positionnement de l'outil de traitement de sol comprend une étape de reconnaissance de la forme de l'outil de traitement de sol. Un intérêt est d'identifier l'outil de traitement de sol et d'en déduire avec précision ses données de positionnement. L'étape de reconnaissance comporte avantageusement une étape d'analyse de la forme caractéristique de l'outil de traitement de sol et une étape de comparaison de cette forme avec des formes caractéristiques. Cette comparaison permet de déduire les données de positionnement de l'outil de traitement de sol.

L'étape de reconnaissance de la forme de l'outil de traitement met de préférence en œuvre un algorithme de reconnaissance du type algorithme d'apprentissage automatique.

De préférence, l'outil de traitement de sol s'étend selon un axe, les données de positionnement de l'outil de traitement de sol sont des données de positionnement dudit axe de l'outil de traitement de sol, et le premier objet est représentatif de l'axe de l'outil de traitement de sol. La représentation de l'axe de l'outil de traitement de sol apporte de la lisibilité et de précision sur le dispositif d'affichage, ce qui facilite le positionnement de l'outil de traitement de sol en regard de la zone de traitement.

L'outil de traitement de sol est de préférence, mais de manière non limitative, pivotant autour de cet axe.

Avantageusement, on fournit des données de positionnement du dispositif d'acquisition optique et on positionne sur le dispositif d'affichage le premier objet en outre à l'aide des données de positionnement du dispositif d'acquisition optique. Un intérêt est de déterminer précisément les données de positionnement de l'outil de traitement de sol et de positionner précisément le premier objet sur le dispositif d'affichage par rapport aux données de positionnement du dispositif d'acquisition optique.

De manière non limitative, le dispositif d'acquisition optique peut être fixe sur le chantier, de sorte que ses données de positionnement sont connues et ne varient pas au court du temps. Il n'est alors pas nécessaire de les déterminer ou de les mettre à jour.

De préférence, le dispositif d'acquisition optique est monté sur la machine, le procédé comprenant en outre une étape selon laquelle on détermine les données de positionnement du dispositif d'acquisition optique. Dans cette variante avantageuse, le dispositif d'acquisition optique est mobile avec la machine. Aussi, il convient de déterminer, de préférence en temps réel, ses données de positionnement, de manière à les mettre à jour avant de positionner le premier objet sur le dispositif d'affichage à l'aide desdites données de positionnement du dispositif d'acquisition optique.

De manière avantageuse, les données de positionnement du dispositif d'acquisition optique comprennent les coordonnées géographiques, l'orientation et/ou l'inclinaison dudit dispositif d'acquisition optique.

Les coordonnées géographiques sont de préférences exprimées dans le référentiel terrestre et comprennent la latitude, la longitude et éventuellement l'altitude du dispositif d'acquisition optique.

Préférentiellement, on détermine les coordonnées géographiques du dispositif d'acquisition optique à l'aide d'un organe de géolocalisation, par exemple un système GPS. Un tel organe de géolocalisation permet de connaître précisément et en temps réel les coordonnées géographiques du dispositif d'acquisition optique. L'organe de géolocalisation peut également consister en un système GPS et une centrale inertielle.

En variante, les coordonnées géographiques du dispositif d'acquisition optique peuvent être déterminées relativement à un élément du chantier, tel qu'une balise. Cette détermination peut être mise en œuvre à l'aide d'un système de télédétection par laser ou LIDAR.

Selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, on affiche sur le dispositif d'affichage au moins un deuxième objet représentatif de l'outil de traitement de sol si le premier objet est représentatif de la zone de traitement ou de la zone de traitement si le premier objet est représentatif de l'outil de traitement de sol. On comprend donc qu'un objet représente l'outil de traitement de sol tandis qu'un autre objet représente la zone de traitement. Cet affichage permet à l'utilisateur de visualiser la position relative de la zone de traitement et de l'outil de traitement de sol.

En observant le dispositif d'affichage, l'opérateur est informé rapidement et précisément de la position de l'outil de traitement de sol afin de l'amener vers la position finale permettant de débuter le traitement.

De préférence, on réalise une étape de déplacement de l'outil de traitement de sol parallèlement au sol, de façon à positionner l'objet représentatif de l'outil de traitement de sol par rapport à l'objet représentatif de la zone de traitement. De préférence, mais de manière non limitative, l'objet représentatif de l'outil de traitement est fixe sur le dispositif d'affichage, tandis que l'objet représentatif de la zone de traitement est mobile sur ledit dispositif d'affichage.

L'opérateur peut déplacer l'outil de traitement de sol et observer le déplacement relatif de l'objet associé par rapport à l'objet représentatif de la zone de traitement sur le dispositif d'affichage. Il peut ensuite faire correspondre l'objet représentatif de l'outil de traitement de sol et l'objet représentatif de la zone de traitement avant de débuter le traitement de ladite zone de traitement.

L'opérateur peut notamment chercher à superposer les deux objets.

De manière non limitative, les deux objets peuvent présenter des représentations graphiques différentes, éventuellement complémentaires, afin de faciliter leur positionnement l'un par rapport à l'autre. Par exemple, l'objet représentatif de la zone de traitement peut présenter la forme d'un cercle tandis que l'objet représentatif de l'outil de traitement de sol peut présenter la forme d'une croix. L'opérateur peut alors déplacer l'outil de traitement de sol jusqu'à ce que ladite croix soit positionnée à l'intérieur du cercle.

De manière non limitative, le chantier peut présenter une pluralité de zones de traitement et le dispositif d'affichage est configuré pour afficher pour chaque zone de traitement, un objet représentatif de ladite zone de traitement.

Selon une première variante avantageuse, l'affichage sur le dispositif d'affichage est représentatif d'un plan horizontal, le premier objet étant représentatif de la projection verticale de l'outil de traitement de sol dans ledit plan horizontal et le deuxième objet étant représentatif de la projection verticale de la zone de traitement dans ledit plan horizontal. L'affichage est donc un affichage en deux dimensions et les premier et deuxième objets sont positionnés et se déplacent relativement l'un par rapport à l'autre dans ledit plan horizontal. L'affichage correspond de préférence à une vue de dessus du plan du sol du chantier.

Un intérêt est de faciliter la visualisation pour l'opérateur. En effet, dans ce mode de réalisation, l'affichage du chantier sur le dispositif d'affichage est proche de la représentation dudit chantier sur un plan ou une carte traditionnels. Un déplacement de l'outil de traitement de sol parallèlement au sol entraîne avantageusement un déplacement de l'objet représentatif de l'outil de traitement de sol sur l'écran.

L'opérateur peut aisément repérer la position relative de la zone de traitement et de l'outil de traitement de sol à partir des objets en deux dimensions. L'opérateur est guidé efficacement dans le déplacement de l'outil de traitement de sol. En particulier, l'opérateur peut déplacer l'outil de traitement de sol jusqu'à ce que les objets représentatifs de l'outil de traitement de sol et la zone de traitement soient superposés. De manière non limitative, l'opérateur peut positionner l'outil de traitement de sol en se repérant sur le dispositif d'affichage. Le positionnement de l'outil de traitement de sol peut être réalisé même lorsque la zone de traitement ou l'outil de traitement de sol ne sont pas visibles pour l'opérateur.

Selon une seconde variante avantageuse, le premier objet est représentatif de la zone de traitement et on réalise en outre les étapes suivantes :

on fournit au moins un dispositif de réalité augmentée comprenant ledit dispositif d'affichage et un dispositif d'acquisition d'images;

on acquiert des images à l'aide du dispositif d'acquisition d'images et on affiche lesdites images sur le dispositif d'affichage;

on détermine des données de positionnement du dispositif d'acquisition d'images ;

lorsque le dispositif d'acquisition d'images est orienté vers la zone de traitement, on incruste dans les images affichées sur le dispositif d'affichage ledit premier objet représentatif de la zone de traitement, ledit premier objet étant positionné sur le dispositif d'affichage en outre à l'aide des données de positionnement du dispositif d'acquisition d'images, de sorte que ledit premier objet représentatif de la zone de traitement coïncide avec la zone de traitement affichée sur le dispositif d'affichage. De manière non limitative, le dispositif de réalité augmentée peut comprendre un ordiphone, une tablette tactile ou encore une paire de lunettes de réalité augmentée. Le dispositif d'affichage comprend avantageusement un écran constituant l'écran du dispositif de réalité augmentée, par exemple les verres des lunettes de réalité augmentée ou l'écran de l'ordiphone.

Le dispositif d'acquisition d'images peut comprendre un appareil photo ou une caméra vidéo équipant le dispositif de réalité augmentée. Le dispositif d'acquisition d'images permet d'acquérir en temps réel des images du chantier qui sont affichées simultanément sur le dispositif d'affichage. Lorsque le dispositif d'acquisition d'images est orienté vers la zone de traitement, ladite zone de traitement est affichée sur le dispositif d'affichage.

Les données de positionnement du dispositif d'acquisition d'images comprennent de préférence les coordonnées géographiques du dispositif d'acquisition d'images ainsi que son orientation dans un plan horizontal et son inclinaison par rapport à un plan vertical.

La détermination des données de positionnement du dispositif d'acquisition d'images permet de positionner correctement le premier objet représentatif de la zone de traitement sur le dispositif d'affichage de sorte que ce dernier est superposé précisément avec la zone de traitement affichée. Le dispositif de réalité augmentée est de préférence muni d'un ou plusieurs éléments pris parmi un GPS, un inclinomètre, un gyroscope et un inclinomètre.

Un intérêt est de fournir à l'utilisateur un environnement de réalité augmentée lui permettant de visualiser rapidement, facilement et précisément la position précise de la zone de traitement. Ceci permet de s'affranchir du marquage au sol de la zone de traitement. En outre, dans ce mode de réalisation, l'utilisateur peut placer le dispositif de réalité augmentée dans son champ de vision et visualiser conjointement l'image du chantier et le premier objet. Il n'est pas tenu de déplacer son regard entre le chantier et un plan ou un écran déporté. Toute l'attention de l'opérateur est donc portée sur l'environnement du chantier, ce qui réduit les risques d'accidents.

L'affichage et la position du premier objet sur le dispositif d'affichage sont de préférence mis à jour en temps réel, de sorte qu'ils sont actualisés lors du déplacement du dispositif de réalité augmentée. L'affichage sur le dispositif d'affichage est donc dynamique et dépend de l'orientation et de la position adoptées par le dispositif de réalité augmentée.

On comprend que, dans cette variante non limitative, le dispositif d'acquisition optique est configuré pour déterminer précisément les données de positionnement de l'outil de traitement de sol afin de positionner avec précision le premier objet sur le dispositif d'affichage. Le dispositif d'acquisition optique permet notamment de déterminer des données de positionnement de l'outil de traitement de sol d'autant plus précises qu'il est disposé à proximité de l'outil de traitement de sol. En variante et de manière non limitative, le premier objet peut être représentatif de l'outil de traitement de sol. Un intérêt est de permettre à l'opérateur de visualiser précisément la position dudit outil de traitement de sol, notamment lorsque ce dernier n'est pas visible par l'opérateur depuis sa position, par exemple lorsque l'outil de traitement de sol est masqué par la machine.

Préférentiellement, ledit au moins un premier objet présente une représentation graphique qui est fonction de l'état d'avancement du traitement. Par exemple, la forme ou la couleur du premier objet peut varier selon que la zone de traitement est « traitée », c'est-à-dire que le traitement a déjà été réalisé, « en cours de traitement », ou « à traiter ». Un intérêt est de fournir rapidement à l'opérateur des informations sur les prochaines actions à entreprendre et notamment sur la prochaine zone à traiter.

Avantageusement, on calcule la distance entre l'outil de traitement de sol et la zone de traitement à l'aide des données de positionnement de l'outil de traitement de sol et des coordonnées géographiques de la zone de traitement, et ledit au moins un premier objet présente une représentation graphique qui est fonction de ladite distance calculée. Par exemple, la couleur du premier objet peut changer lorsque l'outil de traitement de sol s'approche de la zone de traitement. Un intérêt est d'assister l'opérateur plus efficacement.

En outre, dans le cas où plusieurs objets, chacun représentatif d'une zone de traitement, sont affichés, l'objet représentatif de la zone de traitement la plus proche de l'outil de traitement de sol peut présenter une représentation graphique différente de celle des autres objets. Un intérêt est d'indiquer à l'opérateur la zone de traitement la plus proche de son outil afin de l'amener à traiter cette zone de traitement en premier. Ceci permet de réduire les temps de déplacement de l'outil de traitement de sol entre les zones de traitement. De préférence, le traitement du sol est un forage du sol, l'outil de traitement de sol est un outil de forage et la zone de traitement est une zone de forage. Un tel forage peut permettre la réalisation d'inclusions ou de pieux dans le sol.

De préférence, mais de manière non limitative, l'outil de forage est rotatif autour d'un axe, l'étape de détermination des données de positionnement de l'outil de forage étant réalisée pendant la mise en rotation de l'outil de forage autour dudit axe, et le premier objet étant représentatif de l'axe de l'outil de forage.

Sans sortir du cadre de l'invention, l'outil de forage peut être mobile en translation selon ledit axe et/ou rotatif autour dudit axe. En variante et de manière non limitative, le deuxième objet peut être représentatif de l'axe de l'outil de forage.

L'invention porte également sur un dispositif d'assistance au traitement d'un sol comprenant au moins une zone de traitement associée à un traitement du sol à réaliser, le dispositif comprenant :

au moins un dispositif d'acquisition optique configuré pour déterminer des données de positionnement de l'outil de traitement de sol ; et un dispositif d'affichage configuré pour afficher au moins un premier objet représentatif de l'outil de traitement de sol ou de ladite zone de traitement, ledit premier objet étant positionné sur le dispositif d'affichage à l'aide des premières données de positionnement déterminées dudit axe de l'outil de traitement de sol et des coordonnées géographiques de ladite zone de traitement

L'invention porte par ailleurs sur une installation de traitement d'un sol comportant :

une machine de traitement de sol comprenant un outil de traitement de sol ; et un dispositif d'assistance au traitement d'un sol selon l'invention.

Avantageusement, mais de manière non limitative, le dispositif d'acquisition optique est monté sur la machine de traitement de sol.

Brève description des dessins

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : [Fig. l]la figure 1 illustre une installation de traitement d'un sol selon l'invention comprenant un premier mode de réalisation d'un dispositif d'assistance au traitement de sol ;

[Fig. 2]la figure 2 illustre le dispositif d'assistance au traitement de sol de l'installation de traitement de sol de la figure 1 ;

[Fig. 3]la figure 3 illustre le dispositif d'affichage du dispositif d'assistance au traitement de sol de la figure 2 ;

[Fig. 4]la figure 4 illustre le dispositif d'affichage de la figure 3 après positionnement de l'outil de traitement de sol ;

[Fig. 5]la figure 5 illustre l'installation de traitement de sol de la figure 1 après positionnement de l'outil de traitement de sol ;

[Fig. 6]la figure 6 illustre un second mode de réalisation d'un dispositif d'assistance au traitement de sol selon l'invention ;

[Fig. 7]la figure 7 illustre une installation de traitement de sol munie du dispositif d'assistance au traitement de sol de la figure 6 ; et

[Fig. 8]la figure 8 illustre une variante de l'installation de traitement de sol de la figure 1.

Description des modes de réalisation

L'invention porte sur un procédé d'assistance au traitement d'un sol. Ce procédé permet de guider un opérateur dans le traitement d'une ou plusieurs portions de sol, formant des zones de traitement, à l'aide d'un outil de traitement de sol.

A l'aide des figures 1 à 5, on va décrire un premier mode de réalisation du procédé, conforme à la présente invention, d'assistance au traitement d'un sol sur un chantier. Ce procédé est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif d'assistance au traitement. Dans cet exemple, le sol comprend une pluralité de portions de sol à traiter, nommées zones de traitement. Plus particulièrement, le sol comprend une première, une deuxième et une troisième zone de traitement. Sur la figure 1, seule la première zone de traitement Ztl est représentée.

La figure 1 illustre une installation 8 de traitement de sol selon l'invention. Conformément au procédé selon l'invention, on fournit une machine de traitement 10 comprenant un outil de traitement de sol 12 de sol ayant un pied 12a. Cet outil de traitement de sol 12 est destiné à être introduit dans un sol S de manière à traiter une ou plusieurs zones de traitement. Dans cet exemple non limitatif, l'outil de traitement de sol 12 est un outil de forage configuré pour forer la ou les zones de traitement. Par conséquent, les zones de traitement constituent des zones de forage. Il est de préférence mais de manière non limitative cylindrique. Dans cet exemple non limitatif, l'outil de traitement de sol est rotatif autour d'un axe A et mobile en translation le long dudit axe A. En variante, il pourrait n'être que mobile en translation.

Les coordonnées géographiques XZt des zones de traitement sont connues et fournies. Elles peuvent être exprimées dans un référentiel global, par exemple le référentiel terrestre, ou dans un référentiel local, centré sur un élément du chantier tel qu'une balise.

On fournit par ailleurs un dispositif d'acquisition optique 14. Dans cet exemple non limitatif, le dispositif d'acquisition optique 14 comprend une caméra vidéo 16 ainsi qu'un système GPS 18 permettant de déterminer des données de positionnement X du dispositif d'acquisition optique 14. Le système GPS 18 constitue un organe de géolocalisation dudit dispositif d'acquisition optique 14. Les données de positionnement X du dispositif d'acquisition optique 14 comprennent, dans cet exemple non limitatif, les coordonnées géographiques et un vecteur d'orientation du dispositif d'acquisition optique 14.

Le dispositif d'acquisition optique comprend en outre un calculateur 20 communiquant avec la caméra vidéo 16 et avec le système GPS 18. Le dispositif d'acquisition optique 14 est monté sur un véhicule autonome 22 mobile. Aussi, le dispositif d'acquisition optique 14 peut être déplacé sur le chantier.

Le dispositif d'acquisition optique 14 est configuré pour acquérir des images du pied 12a de l'outil de traitement 12 à l'aide de la caméra vidéo 16. Il est avantageusement positionné à proximité du pied 12a de l'outil de traitement.

Comme on le constate sur la figure 1, le dispositif d'acquisition optique 14, et plus précisément le calculateur 20, communiquent avec un dispositif d'affichage 24. De manière non limitative, la communication est réalisée via des moyens de communication sans fil de type Bluetooth ou Wi- Fi.

Le dispositif d'affichage 24 peut être intégré dans un ordiphone, une tablette tactile, ou un dispositif de réalité augmentée tel que des lunettes de réalité augmentée. L'ensemble formé par le dispositif d'affichage 24 et le dispositif d'acquisition optique 14 forme un dispositif d'assistance au traitement 25 illustré en figure 2. L'installation 8 comprend ledit dispositif d'assistance au traitement 25 et la machine 10 munie de l'outil de traitement 12.

Comme on peut le voir sur cette figure 2, le dispositif d'affichage 24 comprend, de manière non limitative, un écran 26 et un module de contrôle vidéo 28 communiquant avec l'écran 26. Le module de contrôle vidéo 28 est configuré pour contrôler l'affichage sur l'écran 26 du dispositif d'affichage 24.

Conformément au procédé d'assistance au traitement d'un sol selon l'invention, on détermine en premier lieu des données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12 à l'aide du dispositif d'acquisition optique 14. Dans cet exemple non limitatif, les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol comprennent les coordonnées géographiques dudit outil de traitement de sol 12. Ces coordonnées géographiques correspondent aux coordonnées géographiques de l'axe A de l'outil de traitement de sol 12. Elles peuvent être exprimées dans un référentiel global ou local et sont de préférence exprimées dans le même référentiel que les coordonnées géographiques du dispositif d'acquisition optique 14.

Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif d'acquisition optique 14 est amené à proximité du pied 12a de l'outil de traitement de sol 12 à l'aide du véhicule autonome 22. La caméra vidéo 16 du dispositif d'acquisition optique filme le pied 12a de l'outil de traitement de sol 12. Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif d'acquisition optique 14 pourrait comprendre une pluralité de caméras configurées pour filmer le pied de l'outil de traitement de sol sous différents angles. Les images acquises par la caméra vidéo 16 du dispositif d'acquisition optique 14 sont transmises au calculateur 20.

Afin de déterminer les coordonnées de positionnement de l'outil de traitement de sol 12, on réalise alors une étape de reconnaissance de la forme de l'outil de traitement de sol 12. Pour ce faire, de manière non limitative, le calculateur 20 réalise une étape d'analyse de la forme caractéristique de l'outil de traitement de sol 12, à partir des images transmises par la caméra vidéo 16 et une étape de comparaison de cette forme avec des formes caractéristiques, par exemple stockées dans une mémoire interne. La reconnaissance de la forme de l'outil de traitement de sol 12 permet au calculateur 20 du dispositif d'acquisition optique de déterminer les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12.

En parallèle, le système GPS 18 transmet en temps réel les données de positionnement X du dispositif d'acquisition optique 14, qu'il a déterminées, au calculateur 20. Aussi, dans cet exemple non limitatif, les données de positionnement X déterminées du dispositif d'acquisition optique 14 sont également utilisées pour déterminer les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12.

L'utilisation d'un dispositif d'acquisition optique 14 selon l'invention permet de déterminer très précisément les données de positionnement de l'outil de traitement de sol.

En outre, lesdites données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol sont mises à jour en temps réel. Aussi, un déplacement de l'outil de traitement de sol 12 entraîne une modification desdites données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12.

Les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12 sont ensuite transmises du calculateur 20 au module de contrôle vidéo 28 du dispositif d'affichage 24.

On fournit par ailleurs les coordonnées géographiques XZt des zones de traitement. Dans cet exemple, ces coordonnées géographiques XZt sont fournies au module de contrôle vidéo 28.

Le module de contrôle vidéo 28 commande alors l'affichage sur l'écran 26 du dispositif d'affichage 24. Il est notamment configuré pour afficher et positionner sur l'écran 26 différents objets.

Dans ce premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et tel qu'illustré en figure 3, le dispositif d'affichage 24 est intégré dans une tablette tactile. L'écran 26 forme donc un écran de ladite tablette tactile. Il est configuré pour afficher un plan en deux dimensions du chantier, en vue du dessus. L'affichage est donc représentatif d'un plan horizontal sensiblement parallèle au sol du chantier.

Dans cet exemple non limitatif, on affiche en outre sur l'écran 26 du dispositif d'affichage un premier objet Oi représentatif de l'axe A de l'outil de traitement de sol 12. Ce premier objet Oi a pour représentation graphique une croix et est mobile sur l'écran 26. Il représente une projection verticale de l'outil de traitement de sol sur le plan horizontal P. On affiche par ailleurs, des deuxième O2, troisième 0 ₃ et quatrième O ₄ objets représentatifs respectivement d'une première zone de traitement Ztl, d'une deuxième zone de traitement et d'une troisième zone de traitement distinctes. Seule la première zone de traitement Ztl est visible sur la figure 1. Les deuxième O2, troisième O3 et quatrième 0 objets présentent une représentation graphique en forme de cercle et sont de manière non limitative fixes sur l'écran. Les deuxième 0 ₂ , troisième 0 ₃ et quatrième 0 ₄ objets sont représentatifs d'une projection des zones de traitement dans le plan horizontal P.

On positionne alors sur l'écran 26 lesdits objets Oi, 0 ₂ 0 ₃ 0 à partir des données de positionnement Y de l’outil de traitement de sol 12 précédemment déterminées et des coordonnées géographiques XZt des zones de traitement. L'affichage et le positionnement de ces objets sur l'écran 26 est réalisé par le module de contrôle vidéo 28.

La position sur l'écran 26 du premier objet Oi représentatif de l'outil de traitement de sol 12 est déduite directement des données de positionnement Y et notamment, dans cet exemple non limitatif, des coordonnées géographiques déterminées de l'outil de traitement de sol 12. Les coordonnées géographiques de l'outil de traitement de sol sont transposées en des coordonnées du premier objet sur l'écran.

La position sur l'écran des deuxième 0 ₂ , troisième 0 ₃ et quatrième 0 ₄ objets est également déterminée à partir des données de positionnement Y et notamment des coordonnées géographiques déterminées de l'outil de traitement de sol 12. En effet, les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12 sont utilisées comme références pour positionner les objets représentatifs des zones de traitement sur l'écran. En d'autres termes, la position sur l'écran des deuxième 0 ₂ , troisième 0 ₃ et quatrième 0 ₄ objets est fonction de la position sur l'écran 26 du premier objet Oi. Les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12 sont également utilisées pour orienter l'affichage desdits objets sur l'écran, par exemple en fonction de la direction de déplacement de la machine de traitement.

Un intérêt d'utiliser l'outil de traitement de sol 12 et ses données de positionnement comme référence pour positionner les objets sur l'écran est de les positionner plus précisément en limitant les risques d'imprécisions dans le positionnement des différents objets sur l'écran.

Dans cet exemple non limitatif, les deuxième O2 et quatrième 0 ₄ objets sont représentés en traits pleins de manière à indiquer que les première et troisième zones de traitement sont « à traiter ». Le troisième objet est représenté en pointillés de manière à indiquer que la deuxième zone de traitement est déjà « traitée ».

La position du premier objet Oi représentatif de l'outil de traitement de sol 12 sur l'écran 26 est mise à jour en temps réel. Aussi, une modification des données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol entraîne une modification de la position du premier objet Oi sur l'écran 26.

Lorsque l'opérateur déplace l'outil de traitement de sol 12 dans le plan horizontal par rapport au sol S, les données de positionnement Y dudit outil de traitement de sol 12 sont modifiées et le premier objet Oi est déplacé sur l'écran.

Dès lors, l'opérateur peut déplacer l'outil de traitement de sol 12 horizontalement, par exemple en déplaçant la machine, et consulter simultanément l'écran 26 du dispositif d'affichage 24 afin de visualiser la position relative du premier objet Oi par rapport aux objets 0 ₂ , O ₃ , 0 représentatifs des zones de traitement.

En variante, et de manière non limitative, le premier objet Oi pourrait être fixe sur l'écran tandis que les objets 0 ₂ , O3, 0 ₄ représentatifs des zones de traitement se déplacent, en fonction du déplacement de l'outil de traitement de sol 12.

De cette manière, l'opérateur est guidé dans le déplacement de l'outil de traitement de sol 12 sur le chantier et notamment vers les zones de traitement. Le dispositif d'acquisition optique est de préférence déplacé de manière à conserver la distance séparant la caméra vidéo 16 et l'outil de traitement 12 sensiblement constante.

Comme illustré par le passage de la figure 3 à la figure 4, l'opérateur peut par exemple déplacer l'outil de traitement de sol 12 jusqu'à ce que le premier objet Oi représentatif de l'outil de traitement de sol 12 coïncide avec le deuxième objet 0 ₂ représentatif de la première zone de traitement Ztl. Ceci se traduit par la croix s'étendant à l'intérieur du cercle.

Dès lors, dans la mesure où les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol ont été déterminées avec précision grâce au dispositif d'acquisition optique 14, et dans la mesure où les objets sont positionnés sur l'écran du dispositif d'affichage à l'aide de ces données de positionnement Y, l'outil de traitement de sol 12 est alors disposé précisément en regard de la première zone de traitement Ztl. En d'autres mots, et comme on peut le voir en figure 5, les coordonnées géographiques de l'outil de traitement de sol sont alors identiques aux coordonnées géographiques de la première zone de traitement Ztl. En outre, la première zone de traitement Ztl s'étend selon un axe qui est alors sensiblement confondu avec l'axe A de l'outil de traitement de sol.

L'opérateur peut procéder au traitement de la première zone de traitement Ztl en introduisant l'outil de traitement de sol 12 dans le sol S, par déplacement vertical vers le bas. Le traitement consiste dans cet exemple au forage de la première zone de traitement Ztl.

Les figures 6 et 7 illustrent un second mode de mise en œuvre du procédé de traitement de sol selon l'invention à l'aide d'un dispositif de traitement de sol 25. Dans cet exemple non limitatif, on fournit un dispositif de réalité augmenté 30 comprenant un dispositif d'affichage 24 tel que décrit précédemment et un dispositif d'acquisition d'images 32. Le dispositif de réalité augmenté 30 comprend un ordiphone tandis que le dispositif d'acquisition d'images 32 comprend une caméra vidéo équipant l'ordiphone. Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif de réalité augmentée 30 pourrait être une paire de lunettes de réalité augmentée. Le dispositif d'acquisition d'image 32 est configuré pour acquérir des images, notamment du chantier.

Le dispositif de réalité augmentée 30 comprend également, de manière classique, un dispositif de positionnement 34, par exemple un GPS, permettant de déterminer des données de positionnement Z du dispositif d'acquisition d'images 32. Ces données de positionnement Z comprennent notamment les coordonnées géographiques du dispositif d'acquisition d'images 32 ainsi que son orientation dans le plan horizontal P et son inclinaison par rapport à un plan vertical.

Comme précédemment, le dispositif d'affichage comprend un écran 26 et un module de contrôle vidéo 28. En outre, le dispositif d'assistance au traitement d'un sol 25 comprend le dispositif de réalité augmentée 30 et un dispositif d'acquisition optique 14 tel que décrit précédemment.

On va maintenant décrire plus en détail ce second mode de mise en œuvre du procédé d'assistance au traitement d'un sol à l'aide de ce dispositif d'assistance au traitement de sol 25.

Comme on le voit sur la figure 7, lorsque l'opérateur positionne le dispositif de réalité augmentée 30 de sorte que le dispositif d'acquisition d'images 32 filme le chantier, l'image d'une partie du chantier est affichée sur l'écran 26 du dispositif d'affichage 24. On réalise donc une étape d'acquisition d'images suivie d'une étape d'affichage des images.

On détermine ensuite les données de positionnement Z du dispositif d'acquisition d'images à l'aide du module de positionnement 34.

Sur la figure 7, on remarque que la machine 10, l'outil de traitement de sol 12 et une partie du sol S sont dans le champ de vision du dispositif d'acquisition d'images 32, de sorte qu'une image de ces derniers est affichée sur l'écran 26 du dispositif d'affichage 24 du dispositif de réalité augmentée 30.

Dans cet exemple non limitatif, le module de contrôle vidéo 28 est alors configuré pour incruster dans les images affichées sur l'écran 26 des premier objet Oi' et troisième 03' objet représentatifs respectivement d'une première et d'une deuxième zones de traitement ainsi qu'un deuxième objet O2' représentatif de l'outil de traitement de sol 12. Ledit deuxième objet 02' est plus précisément représentatif de l'axe A de l'outil de traitement de sol 12. Le deuxième objet 02' consiste en une droite et comporte en outre, de manière non limitative, une croix en son extrémité inférieure représentant l'intersection de l'axe de l'outil de traitement de sol avec le plan horizontal P du sol du chantier. Les premier et troisième objets Oi',0 ₃ ' présentent la forme de cercles donc l'inclinaison varie en fonction de l'orientation du dispositif de réalité augmentée 30.

Lesdits objets 0i',C> ₂ ',0 ₃ ' sont positionnés sur l'écran 26 du dispositif d'affichage 24 à l'aide du module de contrôle vidéo 28 du dispositif d'affichage, à partir des données de positionnement Z du dispositif d'acquisition d'images, déterminées précédemment à l'aide du module de positionnement 34, ainsi que des données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12. Les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol 12 sont déterminées comme précédemment par le dispositif d'acquisition optique 14. Cette détermination met de préférence en œuvre une étape de reconnaissance de la forme de l'outil de traitement.

Les premier et troisième objets sont en outre positionnés à l'aide des coordonnées géographiques connues des zones de traitement.

Le deuxième objet 0 est positionné de manière à coïncider avec l'outil de traitement de sol 12. Le deuxième objet apparaît confondu avec l'axe A de l'outil de traitement de sol. Les premier et troisième objets 0i',0 ₃ ' sont positionnés de manière à coïncider avec les zones de traitement affichées sur l'écran 26. Ils apparaissent positionnés dans le plan du sol. Le dispositif d'acquisition optique 14 étant disposé à proximité du pied 12a de l'outil de traitement de sol 12, il permet de déterminer précisément les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol. L'utilisation d'un tel dispositif d'acquisition optique 14 selon l'invention permet d'améliorer la précision du positionnement des objets incrustés sur l'écran par rapport aux systèmes de l'art antérieur.

On comprend que grâce à l'invention, l'opérateur peut savoir facilement et rapidement où sont situés les zones de traitement et l'outil de traitement de sol et visualiser la position relative de l'outil de traitement de sol 12 par rapport auxdites zones de traitement. Il n'est pas nécessaire de réaliser un marquage du sol ou de faire appel à un géomètre pour localiser les zones de traitement.

Dans cet exemple non limitatif, le module de contrôle vidéo 28 peut calculer la distance entre l'outil de traitement de sol 12 et respectivement les première et deuxième zones de traitement et comparer ces distances. Il peut alors afficher le premier objet Oi' dans une couleur différente de celle du troisième objet 03', afin d'indiquer à l'utilisateur que la première zone de traitement Ztl est la plus proche de l'outil de traitement de sol 12.

L'affichage et la position des objets sur l'écran est mise à jour en temps réel, de sorte qu'un déplacement de l'outil de traitement de sol 12 ou du dispositif d'acquisition d'images 32 entraîne une mise à jour de l'affichage et de la position desdits objets sur l'écran 26.

L'opérateur peut déplacer l'outil de traitement de sol dans le plan horizontal P par rapport au sol S et consulter simultanément l'écran du dispositif de réalité augmentée 30 afin de visualiser l'évolution de la position relative du deuxième objet par rapport aux objets représentatif des zones de traitement. L'outil de traitement de sol 12 peut être déplacé jusqu'à ce que la croix du deuxième objet 0 représentatif de l'outil de traitement de sol 12 s'étende dans le cercle du premier objet Oi' représentatif de la première zone de traitement. De cette manière, l'opérateur est guidé dans le déplacement de l'outil de traitement de sol sur le chantier et notamment vers la zone de traitement et bénéficie d'une indication visuelle lorsque l'outil de traitement est disposé précisément en regard de la première zone de traitement. Il peut alors être procédé au traitement de la première zone de traitement.

Sans sortir du cadre de l'invention, l'opérateur pourrait se placer dans la cabine de la machine 10. Dans ce cas de figure, le deuxième objet 0 représentatif de l'outil de traitement de sol 12 lui permettrait de visualiser la position dudit outil de traitement de sol, quand bien même ce dernier serait caché par le mât de la machine.

De manière non limitative, seuls les objets représentatifs des zones de traitement pourraient être affichés.

La figure 8 illustre une variante de l'installation de traitement de sol de la figure 1. Dans cet exemple non limitatif, le dispositif d'acquisition optique 14 du dispositif d'assistance au traitement de sol 25 est monté sur la machine de traitement 10. Aussi, la distance séparant le dispositif d'acquisition optique 14 et l'outil de traitement de sol 12 reste sensiblement constante. Le dispositif est de préférence monté amovible sur la machine de traitement.

Comme dans les modes de réalisation décrits précédemment, le dispositif d'acquisition optique 14 comprend notamment un système GPS 18, une caméra vidéo 16 et un calculateur 20. Il est configuré pour déterminer les données de positionnement Y de l'outil de traitement de sol, par exemple en filmant le pied 12a dudit outil de traitement de sol à l'aide de la caméra vidéo. Il communique en outre avec un dispositif d'affichage 24. Dans cet exemple non limitatif, le dispositif d'affichage 24 est disposé dans la cabine de la machine de traitement 10.