FR2815446A1 - Device to virtually or physically reproduce a human form, uses curved vertical arm carrying ultrasonic transducers and rotated round subject to create model - Google Patents
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Abstract
Description
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DISPOSITIF DE REPRODUCTION VIRTUELLE ET/OU PHYSIQUE DE FORMES La présente invention concerne un dispositif à l'aide duquel il est possible de relever des formes multiples sur des matières vivantes ou non afin d'en réaliser l'affichage virtuel à l'écran et une reproduction physique. The present invention relates to a device with the aid of which it is possible to record multiple forms on living or non-living materials in order to achieve virtual display on the screen and a physical reproduction.
La capture de ces formes est habituellement réalisée au moyen de procédés laser ou de procédés photographiques qui dans le premier cas nécessitent la mise en oeuvre de technologies coûteuses, et dans le second cas ne permettent pas d'obtenir un détail suffisant des formes, volumes et mesures relevés sur le sujet. The capture of these forms is usually carried out by laser or photographic methods which in the first case require the implementation of expensive technologies, and in the second case do not allow to obtain a sufficient detail of the shapes, volumes and measurements taken on the subject.
La présente invention permet de remédier à ces inconvénients grâce à une première caractéristique qui consiste à utiliser la technologie des capteurs à ultrasons organisés et gérés d'une manière originale. The present invention makes it possible to remedy these drawbacks by virtue of a first characteristic which consists in using the technology of ultrasonic sensors organized and managed in an original manner.
L'application de cette technologie permet de capter des informations à partir de transducteurs à ultrasons servant à la fois à l'émission et à la réception des signaux. The application of this technology makes it possible to capture information from ultrasonic transducers used for both the transmission and reception of signals.
Disposant d'un rythme d'impulsions de plusieurs milliers par seconde selon la distance entre les capteurs et la cible, les capteurs émettent des signaux ultrasoniques spécialement codés et reçoivent les échos réfléchis par la cible pour les décoder ensuite. With a pulse rate of several thousand per second depending on the distance between the sensors and the target, the sensors emit specially coded ultrasonic signals and receive the echoes reflected by the target to then decode them.
Le résultat obtenu est transmis à une unité centrale de gestion sous la forme d'un signal analogique. The result obtained is transmitted to a central management unit in the form of an analog signal.
La plage de détection est définie par la portée maximale et la distance de détection minimale. The detection range is defined by the maximum range and the minimum detection distance.
La capture des formes est réalisée grâce à l'utilisation d'un nombre suffisant de capteurs disposés de manière à relever l'ensemble des formes de la cible considérée. The shapes are captured by the use of a sufficient number of sensors arranged so as to detect all of the shapes of the target considered.
Tous les capteurs étant reliés électriquement entre eux, ils sont dotés de moyens de synchronisation. All the sensors being electrically connected to each other, they are provided with synchronization means.
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Les tensions relevées par chacun des capteurs à ultrasons sont converties en distance d'éloignement entre chacun des capteurs et la surface réfléchissante correspondante. The voltages recorded by each of the ultrasonic sensors are converted into the distance between each of the sensors and the corresponding reflecting surface.
L'acquisition des données s'effectue au moyen d'une carte dédiée reliée électriquement à tous les capteurs et le traitement de ces données est réalisé à l'aide d'un programme ou logiciel spécifique. The data is acquired by means of a dedicated card electrically connected to all the sensors and the processing of this data is carried out using a specific program or software.
Les matrices XYZ ainsi obtenues représentent un ensemble de points correspondant aux formes, dimensions et contours de la cible sur laquelle ils ont été relevés. The XYZ matrices thus obtained represent a set of points corresponding to the shapes, dimensions and contours of the target on which they were taken.
L'injection de ces données dans un graphe en deux dimensions trace les courbes respectives de chaque capteur par rapport à la cible. Injecting this data into a two-dimensional graph plots the respective curves of each sensor relative to the target.
Un programme d'extension automatique dédié permet de reconstituer à l'écran le modèle correspondant à la cible numérisée. A dedicated automatic extension program allows the model corresponding to the digitized target to be reconstructed on the screen.
Selon une quelconque application, ces données pourront être transmises en un lieu distant utilisant par exemple le réseau Internet. According to any application, this data can be transmitted to a remote location using, for example, the Internet.
Le dispositif selon l'invention permet, en utilisant un nombre suffisant de capteurs à ultrasons (5) positionnés mécaniquement dans un mode préféré, sur un support mobile ou bras (3) selon une organisation géométrique adéquate, de numériser les formes et les volumes et de déterminer les mesures d'un corps quelconque ou cible (22). The device according to the invention makes it possible, by using a sufficient number of ultrasonic sensors (5) positioned mechanically in a preferred mode, on a mobile support or arms (3) according to an adequate geometric organization, to digitize the shapes and the volumes and to determine the measurements of any body or target (22).
Les figures annexées illustrent l'invention selon ses différentes spécificités. The appended figures illustrate the invention according to its various specificities.
La figure 1 représente une vue d'ensemble de la construction préférée du principe de l'invention. Figure 1 shows an overview of the preferred construction of the principle of the invention.
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La figure 2 représente une vue schématique du bras mobile (3), support des capteurs à ultrasons (5). 2 shows a schematic view of the movable arm (3), support of the ultrasonic sensors (5).
La figure 3 représente schématiquement quelques exemples en vue de dessus, de parcours pouvant être suivis par le bras mobile (3) support des capteurs (5). FIG. 3 schematically represents a few examples in top view, of a path that can be followed by the mobile arm (3) supporting the sensors (5).
La figure 4 représente le schéma synoptique du principe de l'invention. FIG. 4 represents the block diagram of the principle of the invention.
En référence à ces figures, l'invention comporte dans un mode de réalisation préféré, un châssis (1) constitué de profilés métalliques, comportant dans sa partie supérieure un support métallique mobile (13) sur lequel est fixé au moins une table de mouvement mobile à l'horizontale (7) supportant un plateau tournant à l'horizontale à 360 degrés (9). With reference to these figures, the invention comprises in a preferred embodiment, a frame (1) made of metal profiles, comprising in its upper part a movable metallic support (13) on which is fixed at least one movable movement table horizontally (7) supporting a plate rotating horizontally 360 degrees (9).
Un bras (3) support des capteurs à ultrasons (5) de forme et de dimensions appropriées est fixé solidairement dans sa partie supérieure au plateau tournant (9). An arm (3) supporting the ultrasonic sensors (5) of suitable shape and dimensions is fixedly attached in its upper part to the turntable (9).
La table de mouvement mobile (7) comporte une vis sans fin actionnée par un moteur électrique (8) qui permet le déplacement d'une partie mobile sur la partie inférieure de laquelle est fixé un plateau tournant (9) actionné par un moteur électrique (10), plateau auquel est solidarisé le bras (3) support de capteurs (5). The mobile movement table (7) comprises an endless screw actuated by an electric motor (8) which allows the displacement of a mobile part on the lower part of which is fixed a turntable (9) actuated by an electric motor ( 10), plate to which the arm (3) sensor support (5) is secured.
L'ensemble ainsi constitué permet grâce à un groupe de variateurs disposé dans l'armoire électrique de commande (18), de déplacer le bras (3) selon un parcours adéquat autour de la cible, par exemple un corps humain (22). The assembly thus formed makes it possible, thanks to a group of variators arranged in the electrical control cabinet (18), to move the arm (3) along an adequate path around the target, for example a human body (22).
Ainsi décrite, l'invention permet de donner un mouvement au bras (3) dans les axes nécessaires, selon un parcours variable dans la périphérie du corps numérisé (22). Thus described, the invention makes it possible to give movement to the arm (3) in the necessary axes, along a variable path in the periphery of the digitized body (22).
L'invention comporte dans la partie inférieure du châssis (1) un support métallique mobile à la verticale (13) sur lequel sont fixés la table de mouvement (7) et le plateau tournant (9). The invention comprises in the lower part of the chassis (1) a metal support movable vertically (13) on which are fixed the movement table (7) and the turntable (9).
Le support métallique mobile (13) se déplace à la verticale, par exemple au moyen de deux vérins (11) électriques, disposés de part et d'autre du châssis (1). Ces vérins sont synchronisés The mobile metal support (13) moves vertically, for example by means of two electric jacks (11), arranged on either side of the chassis (1). These cylinders are synchronized
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entre eux de sorte que le déplacement du support métallique mobile (13) reste constamment symétrique. between them so that the movement of the movable metal support (13) remains constantly symmetrical.
Le support métallique mobile (13) est maintenu par des guides ou glissières mécaniques disposés solidairement sur les montants verticaux du châssis (1) permettant ainsi le déplacement constant et régulier dans la direction verticale, de l'ensemble constitué par la table (7) et moteur (8), le plateau tournant (9) et moteur (10) ainsi que le bras (3). The movable metallic support (13) is held by mechanical guides or slides arranged integrally on the vertical uprights of the chassis (1) thus allowing the constant and regular movement in the vertical direction, of the assembly constituted by the table (7) and motor (8), the turntable (9) and motor (10) as well as the arm (3).
Un capteur à ultrasons (4) relié à l'armoire de commande (18) est disposé dans la partie supérieure du bras (3). Il permet dans un mode de réalisation préféré de prendre une mesure de distance par rapport au sommet du corps (22) et de placer le bras (3) dans la position optimale par rapport au corps (22) à numériser. An ultrasonic sensor (4) connected to the control cabinet (18) is arranged in the upper part of the arm (3). It allows in a preferred embodiment to take a measurement of distance from the top of the body (22) and place the arm (3) in the optimal position relative to the body (22) to be scanned.
Ce capteur (4) permet également grâce au programme de traitement des données (28), de connaître la mesure de hauteur ou taille du corps (22) à numériser. This sensor (4) also makes it possible, thanks to the data processing program (28), to know the height or size measurement of the body (22) to be digitized.
Dans un mode préféré, un capteur (2) par exemple à ultrasons, est disposé dans la partie inférieure du châssis (1). Géré par le même programme de traitement des données (28), il permet de compléter la capture de données dans la partie inférieure de la cible (22). S'agissant d'un corps humain, ce capteur (2) permet d'effectuer une mesure précise de la hauteur d'entrejambes. In a preferred embodiment, a sensor (2), for example an ultrasound sensor, is arranged in the lower part of the chassis (1). Managed by the same data processing program (28), it makes it possible to complete the data capture in the lower part of the target (22). As it is a human body, this sensor (2) enables precise measurement of the crotch height.
L'invention, dans son originalité, comporte un dispositif de pesage électronique (17) intégré dans la partie inférieure du châssis (1) relié électriquement au coffret de commande (18). Ce dispositif de pesage (17) permet de mesurer et d'enregistrer la caractéristique de poids relative à la cible/corps (11) numérisé. The invention, in its originality, comprises an electronic weighing device (17) integrated in the lower part of the chassis (1) electrically connected to the control box (18). This weighing device (17) makes it possible to measure and record the weight characteristic relating to the digitized target / body (11).
Le bras (3) effectue un parcours périphérique autour du corps (22), se positionnant à la distance optimale par rapport à la cible (22) devant être numérisé. The arm (3) performs a peripheral course around the body (22), positioning itself at the optimum distance from the target (22) to be scanned.
La figure (3) présente un exemple de parcours pouvant être suivi par le bras (3). Ce parcours peut être de différentes formes. Par exemple, lorsqu'il s'agit d'un corps humain (22), le parcours est constitué de deux voies longitudinales et de deux voies circulaires. Figure (3) shows an example of a path that can be followed by the arm (3). This course can be of different forms. For example, when it is a human body (22), the route consists of two longitudinal paths and two circular paths.
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Dans un mode préféré, l'invention comporte par exemple un ensemble d'au moins deux capteurs infrarouges (20) positionnés sur un support lui-même fixé dans la partie supérieure du bras (3) et reliés électriquement à l'armoire de commande (18). In a preferred embodiment, the invention comprises for example a set of at least two infrared sensors (20) positioned on a support itself fixed in the upper part of the arm (3) and electrically connected to the control cabinet ( 18).
Ces capteurs (20) complétés de réflecteurs (14) autorisent au terme de chaque trajet longitudinal du bras (3) le déclenchement du mouvement rotatif dudit bras sur 180 degrés, au terme duquel le bras (3) reprend sa course longitudinale etc. These sensors (20) supplemented with reflectors (14) authorize at the end of each longitudinal path of the arm (3) the triggering of the rotary movement of said arm over 180 degrees, at the end of which the arm (3) resumes its longitudinal travel etc.
La figure 4 qui représente le schéma synoptique du principe général de l'invention, montre que chaque élément électrotechnique est relié électriquement à l'armoire électrique de commande (18). FIG. 4 which represents the block diagram of the general principle of the invention, shows that each electrotechnical element is electrically connected to the electrical control cabinet (18).
Dans un mode de réalisation préféré, un programme original de mouvement (24) permet d'organiser et d'ordonner le parcours du bras (3) support des capteurs (5). Les informations relevées par les capteurs (2,4, 5) pendant le parcours ou balayage sont enregistrées par le programme d'acquisition de données (26) puis interprétées par un programme spécifique de traitement des données (28). In a preferred embodiment, an original movement program (24) makes it possible to organize and order the path of the arm (3) supporting the sensors (5). The information recorded by the sensors (2,4, 5) during the journey or scan is recorded by the data acquisition program (26) then interpreted by a specific data processing program (28).
Les informations recueillies puis traitées pourront apparaître sur le moniteur (30) relié à l'unité centrale (29) reproduisant en trois dimensions grâce à une carte vidéographique (32) la cible (22) dans l'ensemble de ses volumes, morphologie, attitude, mesures, poids, etc. The information collected and then processed can appear on the monitor (30) linked to the central unit (29) reproducing in three dimensions using a video card (32) the target (22) in all of its volumes, morphology, attitude , measures, weight, etc.
Plusieurs options périphériques pourront être raccordées à l'unité centrale (29) tel qu'un lecteur de carte à mémoire (35), une imprimante (34), etc. Several peripheral options can be connected to the central unit (29) such as a memory card reader (35), a printer (34), etc.
L'unité centrale (29) peut être raccordée aux multiples réseaux de télécommunications, permettant d'autoriser ainsi l'envoi des fichiers informatiques ainsi constitués vers un lieu distant. The central unit (29) can be connected to multiple telecommunications networks, thereby authorizing the sending of the computer files thus formed to a remote location.
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L'invention permet donc de réaliser un scanneur original d'un haut niveau de performance technique, d'un faible coût économique capable de scanner des formes de grande taille. L'invention permet de réaliser un dispositif de mesure de poids ou balance (17) géré par l'unité centrale (29) et doté d'un lecteur enregistreur de carte à mémoire (35) permettant d'enregistrer les données relevées par le dispositif sur la cible (22), afin d'en faire une reproduction physique, par exemple par un mode de prototypage rapide. The invention therefore makes it possible to produce an original scanner with a high level of technical performance, at low economic cost capable of scanning large shapes. The invention makes it possible to produce a weight measurement device or balance (17) managed by the central unit (29) and provided with a memory card reader-recorder (35) making it possible to record the data recorded by the device. on the target (22), in order to make a physical reproduction of it, for example by a rapid prototyping mode.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR0013142A FR2815446A1 (en) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | Device to virtually or physically reproduce a human form, uses curved vertical arm carrying ultrasonic transducers and rotated round subject to create model |
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FR0013142A FR2815446A1 (en) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | Device to virtually or physically reproduce a human form, uses curved vertical arm carrying ultrasonic transducers and rotated round subject to create model |
Publications (1)
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FR2815446A1 true FR2815446A1 (en) | 2002-04-19 |
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FR0013142A Withdrawn FR2815446A1 (en) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | Device to virtually or physically reproduce a human form, uses curved vertical arm carrying ultrasonic transducers and rotated round subject to create model |
Country Status (1)
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- 2000-10-13 FR FR0013142A patent/FR2815446A1/en not_active Withdrawn
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