(57)【要約】【課題】探索に要する時間を短縮する移動経路探索方法、移動経路探索プログラム、及び、クレーンの制御システムを提供する。【解決手段】吊索２１により吊り下げられた吊体２２を鉛直移動させるとともに支持点２３を水平移動させて吊体２２を出発位置Ｐｓから到着位置Ｐｇまで移動させるときの移動経路を探索する方法において、上昇移動期間の長さＴａと水平移動期間の長さＴｂとに基づいて、上昇移動期間の範囲内または水平移動期間の範囲内に探索範囲の幅を狭め、狭めたその探索範囲を用いた探索アルゴリズムにより、上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）と水平移動期間の開始時刻ｔｂとの間の時間が最も長くなる開始時刻ｔｂを探索する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊索により吊り下げられた吊体を鉛直方向に鉛直移動させるとともに、前記吊索の支持点を水平方向に水平移動させて、前記吊体を指示された出発位置から到着位置まで移動させるときの移動経路を探索する方法において、
前記鉛直移動に要する鉛直移動期間の長さと前記水平移動に要する水平移動期間の長さとに基づいて、前記鉛直移動期間の範囲内または前記水平移動期間の範囲内に探索範囲を絞り込み、
前記探索範囲を用いた探索アルゴリズムにより、前記鉛直移動期間又は前記水平移動期間のうちの先に開始する先期間の終了時刻とその先期間の終了時刻以降に終了する後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索することを特徴とする移動経路探索方法。
【請求項２】
前記探索範囲は、
前記先期間が前記鉛直移動期間であり、前記鉛直移動期間の長さが前記水平移動期間の長さ以下である場合に、前記鉛直移動期間のうちの前記吊体を前記鉛直移動のみで移動させることが可能な期間の開始時刻から終了時刻までの間に絞り込まれ、
前記先期間が前記鉛直移動期間であり、前記鉛直移動期間の長さが前記水平移動期間の長さよりも長い場合に、前記鉛直移動期間のうちの前記鉛直移動および前記水平移動の両方で移動させることが可能な期間の開始時刻から終了時刻までの間に絞り込まれ、
前記先期間が前記水平移動期間であり、前記水平移動期間の長さが前記鉛直移動期間の長さ以下である場合に、前記水平移動期間のうちの前記吊体を前記水平移動のみで移動させることが可能な期間の開始時刻から終了時刻までの間に絞り込まれ、
前記先期間が前記水平移動期間であり、前記水平移動期間の長さが前記鉛直移動期間の長さよりも長い場合に、前記水平移動期間のうちの前記水平移動および前記鉛直移動の両方で移動させることが可能な期間の開始時刻から終了時刻までの間に絞り込まれる請求項１に記載の移動経路探索方法。
【請求項３】
前記吊体の移動可能範囲に存在する障害物の輪郭を取得し、
取得したその障害物の輪郭よりも外側に向かって拡張させた領域である不可侵領域を設定し、
設定したその不可侵領域の最高位置を算出し、
指示された前記出発位置及び前記到着位置、並びに、算出した前記最高位置に基づいて、前記鉛直移動期間の長さと前記水平移動期間の長さとを算出する請求項１または２に記載の移動経路探索方法。
【請求項４】
前記不可侵領域を設定する場合は、
前記障害物の輪郭に存在する複数の外側に凸を成す角部位置を取得し、取得したその角部位置から所定の距離だけ離間させた離間位置を算出し、隣接するその離間位置どうしを線分で結んだ領域を前記不可侵領域として設定する請求項３に記載の移動経路探索方法。
【請求項５】
前記探索アルゴリズムにより、移動中の前記吊体が前記不可侵領域に侵入しない条件を満たした状態で前記先期間の終了時刻と前記後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索する請求項３または４に記載の移動経路探索方法。
【請求項６】
前記探索アルゴリズムが二分探索アルゴリズムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動経路探索方法。
【請求項７】
吊索により吊り下げられた吊体を鉛直方向に鉛直移動させるとともに、前記吊索の支持点を水平方向に水平移動させて、前記吊体を指示された出発位置から到着位置まで移動させるときの移動経路をクレーンの制御装置に探索させるプログラムにおいて、
探索アルゴリズムを有し、
前記制御装置に、
前記鉛直移動に要する鉛直移動期間の長さと前記水平移動に要する水平移動期間の長さとに基づいて、前記鉛直移動期間の範囲内または前記水平移動期間の範囲内に探索範囲に絞り込ませる手順と、
前記探索範囲を用いた前記探索アルゴリズムに則って、前記鉛直移動期間又は前記水平移動期間のうちの先に開始する先期間の終了時刻とその先期間の終了時刻以降に終了する後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索させる手順と、を実行させることを特徴とする移動経路探索プログラム。
【請求項８】
吊索により吊り下げられた吊体が鉛直方向に移動可能に構成されるとともに、前記吊索の支持点が水平方向に移動可能に構成されたクレーンの制御システムにおいて、
前記吊体の鉛直移動に要する鉛直移動期間の長さと前記支持点の水平移動に要する水平移動期間の長さとを算出する期間算出部と、探索アルゴリズムを有する探索部とを備え、
前記期間算出部が算出した前記鉛直移動期間の長さと前記水平移動期間の長さとに基づいて、前記探索部により、探索範囲を前記鉛直移動期間の範囲内または前記水平移動期間の範囲内に絞り込んだ前記探索アルゴリズムを用いて、前記鉛直移動期間と前記水平移動期間とのうちの先に開始する先期間の終了時刻とその先期間の終了時刻以降に終了する後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索する制御を行う構成にしたことを特徴とするクレーンの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動経路探索方法、移動経路探索プログラム、及び、クレーンの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
吊荷を障害物に衝突させることなく巻・横行同時運転を行って所定の場所まで最短所要時間で運搬させる最適荷役経路を導き出す装置や方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置や方法は、クレーンの荷役に関する種々のパラメータを任意に設定し、机上シミュレーションテストを繰り返すことで、最適荷役経路を導き出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６７６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、クレーンの荷役は、吊荷の巻上げ、横行、及び、巻下げの三種類の動作で成り立っている。それ故、吊荷を障害物に衝突させることなく所定の場所へ最短所要時間で運搬可能な最適荷役経路を設定するには、吊荷の横行待ち時間と巻下げ待ち時間との二つの変数を決定する必要がある。また、荷役中の吊荷にはトロリの移動により振り子の振れが生じるため、吊荷を横行させる際にその振れを抑制する制御を行っており、最適荷役経路を設定するには、その制御も考慮する必要がある。
【０００５】
したがって、最適荷役経路を設定するには、荷役中の吊荷の軌跡を示す運動方程式を制約条件とし、障害物への衝突をバリヤ関数として表現し、これに移動時間を加えて評価関数を最小にする最適化問題を解く方法や、吊荷の移動の軌跡に複数のポイントを規定してそれらの２点境界問題として解く方法がある。しかしながら、運動方程式が非線形微分方程式となることや、障害物の輪郭を微分可能な提示の関数で近似することが困難であること、与えられる境界条件が不足することなどがあり解くことが容易でない上に、多大な計算時間を要する。
【０００６】
一方で、コンテナ船に対する実際の荷役において、上記の特許文献１に記載の装置や方法を用いて最適荷役経路を導き出そうとしても、時々刻々と変化する多様なコンテナの山形状に対して一回の荷役ごとにパラメータを任意に設定して、机上シミュレーションテストを繰り返す必要がある。それ故、最適荷役経路を導き出すために相応の時間を要することになり、実用的ではない。また、見当はずれのパラメータを任意に設定した場合に、さらに余分な時間を要することになることから、熟練のオペレータの存在が必須となっている。
【０００７】
本発明の目的は、探索に要する時間を短縮する移動経路探索方法、移動経路探索プログラム、及び、クレーンの制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の移動経路探索方法は、吊索により吊り下げられた吊体を鉛直方向に鉛直移動させるとともに、前記吊索の支持点を水平方向に水平移動させて、前記吊体を指示された出発位置から到着位置まで移動させるときの移動経路を探索する方法において、前記鉛直移動に要する鉛直移動期間の長さと前記水平移動に要する水平移動期間の長さとに基づいて、前記鉛直移動期間の範囲内または前記水平移動期間の範囲内に探索範囲を絞り込み、前記探索範囲を用いた探索アルゴリズムにより、前記鉛直移動期間又は前記水平移動期間のうちの先に開始する先期間の終了時刻とその先期間の終了時刻以降に終了する後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索することを特徴とする。
【０００９】
上記の目的を達成する本発明の移動経路探索プログラムは、吊索により吊り下げられた吊体を鉛直方向に鉛直移動させるとともに、前記吊索の支持点を水平方向に水平移動させて、前記吊体を指示された出発位置から到着位置まで移動させるときの移動経路をクレーンの制御装置に探索させるプログラムにおいて、探索アルゴリズムを有し、前記制御装置に、前記鉛直移動に要する鉛直移動期間の長さと前記水平移動に要する水平移動期間の長さとに基づいて、前記鉛直移動期間の範囲内または前記水平移動期間の範囲内に探索範囲に絞り込ませる手順と、前記探索範囲を用いた前記探索アルゴリズムに則って、前記鉛直移動期間又は前記水平移動期間のうちの先に開始する先期間の終了時刻とその先期間の終了時刻以降に終了する後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索させる手順と、を実行させることを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、吊索により吊り下げられた吊体が鉛直方向に移動可能に構成されるとともに、前記吊索の支持点が水平方向に移動可能に構成されたクレーンの制御システムにおいて、前記吊体の鉛直移動に要する鉛直移動期間の長さと前記支持点の水平移動に要する水平移動期間の長さとを算出する期間算出部と、探索アルゴリズムを有する探索部とを備え、前記期間算出部が算出した前記鉛直移動期間の長さと前記水平移動期間の長さとに基づいて、前記探索部により、探索範囲を前記鉛直移動期間の範囲内または前記水平移動期間の範囲内に絞り込んだ前記探索アルゴリズムを用いて、前記鉛直移動期間と前記水平移動期間とのうちの先に開始する先期間の終了時刻とその先期間の終了時刻以降に終了する後期間の開始時刻との間の時間が最も長くなる前記後期間の開始時刻を探索する制御を行う構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、鉛直移動期間の範囲内または水平移動期間の範囲内のどちらか一方に探索範囲の幅を絞った探索アルゴリズムにより後に開始される期間の開始時刻を探索して一意の移動経路を確定する。つまり、本発明によれば、吊体の移動経路を全域に亘って一度に探索するのでは無く、鉛直移動期間及び水平移動期間を一つの組みとして探索範囲を絞ることで、探索アルゴリズムに則った探索を行うことができる。これにより、吊体を多様な形状の障害物を回避させながら効率的に移動させることが可能な移動経路の探索に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】クレーンの制御システムの実施形態を例示する側面図である。
【図２】図１の制御システム及び移動経路探索プログラムを例示するブロック図である。
【図３】図１の模式図である。
【図４】図３の上昇移動期間、水平移動期間、及び、下降移動期間における時刻の経過と吊体の移動速度との関係を例示する関係図である。
【図５】移動経路探索方法の実施形態を例示する第一のフロー図である。
【図６】図４のＳ２００を示す第二のフロー図である。
【図７】図４のＳ３００を示す第三のフロー図である。
【図８】探索された移動経路における上昇移動期間、水平移動期間、及び、下降移動期間における時刻の経過と吊体の移動速度との関係を例示する関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、移動経路探索方法、移動経路探索プログラム、及び、クレーンの制御システムの実施形態について説明する。図中では、Ｘ方向を水平方向のうちの門型クレーン２０のトロリ２３が移動する方向である横行方向とし、Ｙ方向を鉛直方向とし、Ｚ方向を水平方向のうちの門型クレーン２０が走行する方向である走行方向とする。また、本開示で、時刻は瞬間的なものであり時の流れの中のある一点を示す時を示し、時間及び期間は一方の時刻から他方の時刻までの間を示すものとする。さらに、本開示で、座標系は、Ｘ方向左側から右側に向かう方向を正とし、Ｙ方向下側から上側に向かう方向を正とする。つまり、速度、加速度は右方又は上方に向かう場合を正とし、左方又は下方に向かう場合を負とする。
【００１４】
図１〜図４に例示するように、実施形態の制御システム１０は、クレーン２０の吊索２１に吊り下げられた吊体２２をＸ方向及びＹ方向に移動させて出発位置Ｐｓから到着位置Ｐｇまで移動させる移動経路Ｆｓｇを探索するシステムである。クレーン２０としては、岸壁に接岸したコンテナ船３０とコンテナターミナルの構内を走行する運搬車両３１との間でコンテナ３２の荷役を行うクレーンが例示される。
【００１５】
図１に例示するように、制御システム１０は、クレーン２０を遠隔から操作する操作室３３に設置されて、輪郭取得装置１１、制御装置１２、表示装置１３、及び、操作装置１４を備え、制御装置１２が機能要素として移動経路探索プログラム４０を有する。
【００１６】
クレーン２０は、吊索２１、吊体２２、トロリ２３、桁部２４、構造体２５、走行装置２６、機械室２７、各装置を駆動する駆動装置（吊体２２、トロリ２３、及び、走行装置２６のそれぞれの駆動装置の総称）２９を有する。吊索２１は、トロリ２３に設置された図示しないシーブを支持点として下方に吊架するワイヤが例示され、機械室２７に設置された駆動装置２９であるドラムにより巻き取られる及び繰り出される。吊体２２は、吊索２１により吊り下げられており、吊具がコンテナ３２を把持している場合に吊具及びコンテナ３２を示し、吊具がコンテナ３２を把持していない場合に吊具を示す。吊体２２は吊索２１の巻き取り及び繰り出しによりＹ方向上下に移動可能に構成される。トロリ２３は、構造体２５の上部に支持された桁部２４に沿ってＸ方向に移動可能に構成され、自身に設置された駆動装置２９により駆動する。本開示では、トロリ２３に設置された図示しないシーブが吊索２１の支持点となることから、トロリ２３のＸ方向の移動である横行が交差方向移動と定義する。走行装置２６は、構造体２５の下端に取り付けられ、クレーン２０をＺ方向に走行させる装置であり、自身に設置された駆動装置２９により駆動する。
【００１７】
輪郭取得装置１１は、不可侵領域Ｒｆの設定に関するパラメータとして、吊体２２の移動可能範囲に存在する障害物３４の輪郭を含むプロファイル情報Ｄｘｙを取得して、取得したそのプロファイル情報Ｄｘｙを制御装置１２に出力する装置である。輪郭取得装置１１としてはトロリ２３に設置された少なくとも一つのプロファイルセンサが例示される。
【００１８】
本開示で、障害物３４は、桁部２４の一端から他端までの間で桁部２４から下方の吊体２２の移動可能な範囲に存在するものの全部またはいくつかを一体物として見做したものである。実施形態の障害物３４は、前述の移動可能範囲に存在する構造体２５、コンテナ船３０、及び、そのコンテナ船３０に積み込まれたコンテナ３２の群のうちの少なくともコンテナ船３０及びコンテナ３２の群を一体物として見做したものである。例えば、障害物３４としては、構造体２５、コンテナ船３０、及び、そのコンテナ船３０に積み込まれたコンテナ３２の群の全てを一体物として見做したものも例示される。なお、構造体２５としては、構造体２５のＺ方向に対向配置された脚どうしを接続する水平桁が例示される。
【００１９】
プロファイル情報Ｄｘｙは、桁部２４の一端から他端までの間で桁部２４から下方の吊体２２の移動可能な範囲に存在するもののうち少なくとも障害物３４の輪郭を含む情報である。プロファイル情報Ｄｘｙは、桁部２４の一端から他端までの間で桁部２４から下方の吊体２２の移動可能な範囲に存在する構造体２５、コンテナ船３０、運搬車両３１、及び、コンテナ３２の輪郭を含む情報であることが望ましい。本開示で、障害物３４の輪郭は、吊体２２の移動可能な範囲をＸＹ平面と見做した場合に、そのＸＹ平面における断面の輪郭である。
【００２０】
輪郭取得装置１１は、直接的又は間接的にプロファイル情報Ｄｘｙを取得可能であれば、実施形態の構成に限定されない。例えば、輪郭取得装置１１は、桁部２４に沿って間隔を空けて設置された複数のプロファイルセンサで構成されてもよい。また、輪郭取得装置１１は、コンテナターミナルにおけるコンテナ３２の管理を行う管理装置３５が扱う管理情報Ｄｃに基づいて間接的にプロファイル情報Ｄｘｙを取得する構成としてもよい。
【００２１】
管理装置３５は、各種情報処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。管理装置３５は、コンテナターミナルにおける各コンテナ３２を管理する機能要素とクレーン２０の荷役を指示する機能要素とを有する。
【００２２】
管理する機能要素は、各コンテナ３２の管理番号、重量、及び、位置座標、運搬させる運搬車両３１の識別番号、及び、位置座標、並びに、荷役するコンテナ船３０の識別番号、及び、位置座標を含む管理情報Ｄｃを内部記憶装置に記憶させる。管理情報Ｄｃは、コンテナターミナルの各所に設置されたセンサやクレーン２０に設置されたセンサが取得した情報、コンテナ３２の輸入元又は輸出先から送信された情報、コンテナターミナルの図示しないゲートから運搬車両３１が進入するときに取得した情報、クレーン２０による荷役の情報により随時、更新される。
【００２３】
指示する機能要素は、制御装置１２に荷役指示Ｄｄを送信して、クレーン２０が運転者により操作されるクレーンの場合に、表示装置１３に荷役指示Ｄｄを表示させて運転者に指示する機能要素である。荷役指示Ｄｄは、クレーン２０に荷役させるコンテナ３２の現在位置Ｑｓとそのコンテナ３２の行き先である目標位置Ｑｇとを含む。コンテナ３２の現在位置Ｑｓや目標位置Ｑｇとしては、コンテナ船３０の所定の載置位置や運搬車両３１の停止位置が例示される。なお、クレーン２０が自動荷役可能なクレーンの場合に、指示する機能要素は、制御装置１２に荷役指示Ｄｄを送信して、制御装置１２が各装置の駆動装置２９へ直接的に駆動信号を送信してクレーン２０に荷役させる機能要素としてもよい。
【００２４】
図２に例示するように、制御装置１２は、各種情報処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置１２は、表示装置１３及び操作装置１４に電気的に接続されるとともに、輪郭取得装置１１、クレーン２０の各装置の駆動装置２９、及び、管理装置３５に通信可能に接続される。図中においては、制御装置１２の中央演算処理装置や内部記憶装置は図示せずに、各機能要素に符号を付けて図示している。
【００２５】
制御装置１２は、吊体２２の移動経路Ｆｓｇを探索する機能要素として、移動経路探索プログラム４０を有する。移動経路探索プログラム４０は、制御装置１２の内部記憶装置に記憶されて、中央演算処理装置により読み出されて、適宜実行される。また、制御装置１２は、荷役指示Ｄｄとして表示装置１３に移動経路探索プログラム４０により探索された移動経路Ｆｓｇを表示させる表示制御部１５を有する。加えて、制御装置１２は、操作装置１４による操作信号を各装置の駆動装置２９に送信して、各装置を駆動させる駆動制御部１６を有する。
【００２６】
表示装置１３は、制御装置１２に接続されたモニタが例示され、表示画面に荷役指示Ｄｄとして少なくとも制御装置１２により探索された移動経路Ｆｓｇを表示する装置である。操作装置１４は、クレーン２０の操作を行う装置である。
【００２７】
移動経路探索プログラム４０は、管理装置３５から制御システム１０に対して送信された荷役指示Ｄｄを、制御システム１０が受信すると実行されるプログラムであり、制御装置１２に所定の手順を実行させる。クレーン２０の荷役指示Ｄｄは管理装置３５から適時送信される。管理装置３５は、荷役指示Ｄｄを送信する際に同時に管理情報Ｄｃを送信するとよい。
【００２８】
移動経路探索プログラム４０は、機能要素として発着設定部４１、領域設定部４２、最高位置算出部４３、期間算出部４４、第一探索部４５、第二探索部４６、及び、移動経路設定部４７を有する。各機能要素は、それぞれが独立に実行される個別のプログラムで構成されてもよい。
【００２９】
発着設定部４１は、管理装置３５から送信された荷役指示Ｄｄに基づいて、出発位置Ｐｓ及び到着位置Ｐｇを設定し、設定した出発位置Ｐｓ及び到着位置Ｐｇを他の機能要素に出力する機能要素である。
【００３０】
図３に例示するように、出発位置Ｐｓ及び到着位置Ｐｇは、荷役指示Ｄｄにより指示されたコンテナ３２の現在位置Ｑｓ及び目標位置Ｑｇの鉛直上方に設定される位置であり、移動経路Ｆｓｇの両端のそれぞれの位置である。出発位置Ｐｓ及び到着位置Ｐｇは、Ｘ方向の座標Ｘｓ、ＸｇとＹ方向の座標Ｙｓ、Ｙｇとが別々に設定される。
【００３１】
Ｘ方向の座標Ｘｓ、Ｘｇは、荷役指示Ｄｄにより指示されたコンテナ３２の現在位置Ｑｓ及び目標位置ＱｇにおけるＸ方向の座標である。Ｘ方向の座標Ｘｓ、Ｘｇは、一方の座標が桁部２４のＹ方向下側に停車する運搬車両３１の停車位置におけるＸ方向の座標であり、他方の座標がコンテナ船３０の所定の載置位置におけるＸ方向の座標である。Ｘ方向の座標Ｘｓ、Ｘｇは、運搬車両３１の停車位置が常時同じ位置になればその位置に固定されてもよく、運搬車両３１の停車位置に代えて岸壁に設定された所定の地面区画の位置に設定されてもよい。また、Ｘ方向の座標Ｘｓ、Ｘｇは、コンテナ船３０の接岸状況に応じて設定されてもよい。
【００３２】
Ｙ方向の座標Ｙｓ、Ｙｇは、一方の座標が荷役指示Ｄｄにより指示されたコンテナ３２の現在位置Ｑｓよりも高く、他方の座標が目標位置ＱｇにおけるＹ方向の座標よりも高い座標である。Ｙ方向の座標Ｙｓ、Ｙｇは、一方の座標が運搬車両３１よりも高く、且つ、荷役指示Ｄｄにより指示されたコンテナ３２よりもＸ方向左側に存在するコンテナ船３０の船縁の最上端又はコンテナ船３０に載置されたコンテナ３２の最上端よりも低い座標である。また、他方の座標が荷役指示Ｄｄにより指示されたコンテナ３２の上端以上の高さ、且つ、そのコンテナ３２よりもＸ方向左側に存在するコンテナ船３０の船縁の最上端又はコンテナ船３０に載置されたコンテナ３２の最上端よりも低い座標である。なお、他方の座標は、Ｘ方向左側に存在するコンテナ３２の最上端が指示されたコンテナ３２の上端よりも低い場合に、指示されたコンテナの上端となる。
【００３３】
Ｙ方向の座標Ｙｓ、Ｙｇは、運搬車両３１に対して安全を確保可能な高さΔＹに基づいて設定されることが望ましく、コンテナ船３０に積み込まれたコンテナ３２に対して後述する不可侵領域Ｒｆに基づいて設定されることが望ましい。安全を確保可能な高さΔＹは、コンテナターミナルごとに基準が設けられている場合があり、その基準に基づいて設定されることが望ましい。Ｙ方向の座標Ｙｓ、Ｙｇのいずれかは、構造体２５が有するＺ方向に対向配置された脚どうしを接続する水平桁よりもＹ方向上側に設定するとよい。Ｙ方向の座標Ｙｓ、Ｙｇのいずれかがその水平桁よりもＹ方向下側に設定される場合に、後述する領域設定部４２において、その水平桁も障害物３４に含ませることが好ましい。
【００３４】
この実施形態の出発位置Ｐｓは、停車した運搬車両３１の直上でその運搬車両３１に対して安全を確保可能な高さΔＹに基づいて設定される。また、到着位置Ｐｇは、コンテナ船３０に積み込まれた所定のコンテナ３２の直上で設定された不可侵領域Ｒｆの外縁に基づいて設定される。なお、出発位置Ｐｓは荷役指示Ｄｄに指示された現在位置Ｑｓとしてもよく、到着位置Ｐｇは荷役指示Ｄｄに指示された目標位置Ｑｇとしてもよい。
【００３５】
図２に例示するように、領域設定部４２は、輪郭取得装置１１が取得したプロファイル情報Ｄｘｙに基づいて不可侵領域Ｒｆを設定し、設定したその不可侵領域Ｒｆを他の機能要素に出力する機能要素である。より詳細に、領域設定部４２はプロファイル情報Ｄｘｙに基づいて角部位置Ｐｅ（ｅ＝１，・・・，ｉ）を取得する。次いで、領域設定部４２は取得した角部位置Ｐｅに基づいて離間位置Ｐｆ（ｆ＝１，・・・，ｉ）を算出する。次いで、領域設定部４２は算出した複数の離間位置Ｐｆに基づいて不可侵領域Ｒｆを設定する。
【００３６】
図３に例示するように、不可侵領域Ｒｆは、障害物３４の輪郭よりも外側に向かって拡張させた領域であり、障害物３４に移動中の吊体２２を衝突させない役割を有する。不可侵領域Ｒｆは、後述する複数の離間位置Ｐｆのうちの隣接する離間位置Ｐｆどうしを線分で結んで形成された領域である。つまり、不可侵領域Ｒｆは、隣接する離間位置Ｐｆどうしの間で分割された小区分ｉにおいて線分が傾きをａ、切片をｂとする直線（Ｙ＝ａｉ・Ｘ＋ｂｉ）で表すことができる区分線形関数に基づいて設定される領域である。また、不可侵領域ＲｆのＸ方向の両端は、障害物３４のＸ方向の両端となる。
【００３７】
角部位置Ｐｅは、障害物３４の輪郭に存在する複数の外側に凸を成す角部の位置である。本開示で、外側に凸を成す角部とは、Ｚ方向視における構造体２５の水平桁の角、Ｚ方向視におけるコンテナ船３０の縁、及び、コンテナ３２の角を示す。
【００３８】
離間位置Ｐｆは、角部位置Ｐｅから所定の距離Ｂ１以上離間した位置である。この実施形態の離間位置Ｐｆは、角部位置ＰｅからＸ方向左右のどちらか一側及びＹ方向上側のそれぞれに所定の距離Ｂ１ずつ離間した位置、つまり、角部位置ＰｅからＸＹ平面における斜め上方の４５度の方向に所定の距離Ｂ１に「２」の平方根を乗じた距離だけ離間させた位置とする。所定の距離Ｂ１は、不可侵領域Ｒｆの外縁に存在する吊体２２に最大限の振れが生じても吊体２２と障害物３４との接触を回避可能な値が好ましい。
【００３９】
離間位置Ｐｆは、隣接する角部位置Ｐｅどうしの位置関係、あるいは、隣接する角部位置Ｐｅどうしの間に存在する内側に凹を成す角部の有無により、角部位置Ｐｅに対してＸ方向左右どちらの一側に離間させるかが選択される。例えば、隣接する角部位置Ｐｅ及び角部位置Ｐ（ｅ＋１）どうしのＹ方向の座標が略変化しない場合に、離間位置Ｐｆが角部位置ＰｅからＸ方向左側に離間したときは、離間位置Ｐ（ｆ＋１）が角部位置Ｐ（ｅ＋１）からＸ方向右側に離間した位置となる。また、隣接する角部位置Ｐｅ及び角部位置Ｐ（ｅ＋１）どうしの間に障害物３４の内側に向かって凹を成す角が存在する場合に、離間位置Ｐｆが角部位置ＰｅからＸ方向左側に離間したときは、離間位置Ｐ（ｆ＋１）が角部位置Ｐ（ｅ＋１）からＸ方向左側に離間した位置となる。
【００４０】
図２に例示するように、最高位置算出部４３は、領域設定部４２が設定した不可侵領域Ｒｆが入力されて、最高位置Ｙｈを算出し、算出した最高位置Ｙｈを期間算出部４４に出力する機能要素である。最高位置Ｙｈは不可侵領域ＲｆのＹ方向において最も高い位置である。
【００４１】
期間算出部４４は、出発位置Ｐｓ、到着位置Ｐｇ、及び、最高位置Ｙｈが入力されて、鉛直移動期間である上昇移動期間の長さＴａ及び下降移動期間の長さＴｃ、並びに、水平移動期間の長さＴｂを算出し、算出したそれらの期間の長さを第一探索部４５及び第二探索部４６のそれぞれに出力する機能要素である。
【００４２】
図４に例示するように、上昇移動期間の長さＴａは、吊体２２の鉛直移動のうちの吊体２２を出発位置ＰｓのＹ方向の座標Ｙｓから最高位置Ｙｈまで上昇させる上昇移動に要する長さである。水平移動期間の長さＴｂは、吊体２２を出発位置ＰｓのＸ方向の座標Ｘｓから到着位置ＰｇのＸ方向の座標Ｘｇまで移動させる水平移動に要する長さである。なお、水平移動は、トロリ２３をＸ方向に横行させて吊索２１の支持点をＸ方向に移動させる動作である。下降移動期間の長さＴｃは、鉛直移動のうちの吊体２２を最高位置Ｙｈから到着位置ＰｇのＹ方向の座標Ｙｇまで下降させる下降移動に要する長さである。
【００４３】
さらに、それぞれの期間は、加速期間、最高速度期間、及び、減速期間に区別される。加速期間は吊体２２が移動する方向において速度ゼロから最高速度まで加速する期間であり、それぞれの期間を示す台形の斜辺のうちの左側に存在する斜辺で示される。最高速度期間は吊体２２が移動する方向において最高速度で移動する期間であり、それぞれの期間を示す台形の上辺又は下辺のうちの短い方の辺で示される。減速期間は吊体２２が移動する方向において最高速度から速度ゼロまで減速する期間であり、それぞれの期間を示す台形の斜辺のうちの右側に存在する斜辺で示される。それぞれの期間は、予め期間算出部４４に設定された、上昇移動用加速度、上昇移動用最高速度、上昇移動用減速度、水平移動用加速度、水平移動用最高速度、水平移動用減速度、下降移動用加速度、下降移動用最高速度、及び、下降移動用減速度に基づいて設定される。それぞれの加速度、最高速度、減速度は、クレーン２０の各装置により任意に設定可能であり、この実施形態では、各装置の理論上の最大値に設定される。なお、それぞれの加速度、最高速度、減速度は、消費エネルギーに基づいて設定されもよい。
【００４４】
図２に例示するように、第一探索部４５は、上昇移動期間の長さＴａと水平移動期間の長さＴｂとが入力されて、それらの長さに基づいて探索範囲を絞り込み、探索アルゴリズムとして二分探索アルゴリズムを用いて、水平移動期間の開始時刻ｔｂを探索して、探索した開始時刻ｔｂを第二探索部４６及び移動経路設定部４７に出力する機能要素である。
【００４５】
本開示で、探索アルゴリズムにおける探索範囲は、一方の時刻から他方の時刻までの間を示すものとする。また、探索範囲の幅は、一方の時刻から他方の時刻までの時間の長さを示すものとする。
【００４６】
第一探索部４５は、上昇移動期間の長さＴａと水平移動期間の長さＴｂとを比較して長さの短い期間の範囲内に探索範囲の幅を狭める。次いで、第一探索部４５は、二分探索アルゴリズムにより、幅を狭めた探索範囲を用いて、移動中の吊体２２が不可侵領域Ｒｆに侵入しない条件を満たした状態で上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）と水平移動期間の開始時刻ｔｂとの間の時間が最も長くなる水平移動期間の開始時刻ｔｂを探索する。ここで、上昇移動期間が先期間であり、水平移動期間が先期間の終了時刻以降に終了する後期間である。なお、本開示で、ある時刻以降とは、ある時刻を含んでそれよりも後の範囲を示すものとし、後期間の終了時刻が先期間の終了時刻よりも早くなることはないものとする。
【００４７】
第一探索部４５における探索範囲は、先期間が上昇移動期間であり上昇移動期間の長さＴａが水平移動期間の長さＴｂ以下である場合に、上昇移動期間のうちの吊体２２を上昇移動のみで移動させることが可能な期間の開始時刻ｔａから終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）までの間に絞り込まれる。
【００４８】
また、第一探索部４５における探索範囲は、先期間が上昇移動期間であり上昇移動期間の長さＴａが水平移動期間の長さＴｂよりも長い場合に、上昇移動期間のうちの上昇移動および水平移動の両方で移動させることが可能な期間の開始時刻（ｔａ＋（Ｔａ−Ｔｂ））から終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）までの間に絞り込まれる。
【００４９】
本開示で、上昇移動期間のうちの吊体２２を上昇移動のみで移動させることが可能な期間および吊体２２を上昇移動および水平移動の両方で移動させることが可能な期間は、理論値である。つまり、上昇移動期間のうちの吊体２２を上昇移動のみで移動させることが可能な期間は、上昇移動期間の前に吊体２２を移動させる期間が無いことから上昇移動期間の開始時刻ｔａから終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）までを示す。また、上昇移動期間のうちの吊体２２を上昇移動および水平移動の両方で移動させることが可能な期間は、水平移動期間の開始時刻（ｔａ＋（Ｔａ−Ｔｂ））から上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）までを示す。
【００５０】
実施形態の第一アルゴリズムにおける探索範囲は、上昇移動期間の長さＴａが水平移動期間の長さＴｂよりも短いことから、上昇移動期間の開始時刻ｔａから終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）の間となる。
【００５１】
移動中の吊体２２が不可侵領域Ｒｆに侵入しない条件は、移動中の吊体２２の軌跡Ｆ（Ｍ）を所定の運動方程式や移動中の急停止による吊体２２に生じる最大振幅に基づいて算出し、算出した軌跡Ｆ（Ｍ）が不可侵領域Ｒｆに侵入しない場合に成立し、その軌跡が不可侵領域Ｒｆに侵入した場合に不成立となる。所定の運動方程式としては、吊体２２を振り子と見做して、その振り子に生じる振れをトロリ２３による横行移動中の速度を変化させることで抑制する制御や移動を停止した位置が目標の位置と一致する位置決め制御を含めたものが好ましい。
【００５２】
第二探索部４６は、水平移動期間の長さＴｂと下降移動期間の長さＴｃと探索された水平移動期間の開始時刻ｔｂとが入力されて、それらに基づいて探索範囲を絞り込み、第一探索部４５と同様に、探索アルゴリズムとして二分探索アルゴリズムを用いて、下降移動期間Ｔｃの開始時刻ｔｃを探索して、探索した開始時刻ｔｃを移動経路設定部４７に出力する機能要素である。
【００５３】
第二探索部４６における水平移動期間は第一探索部４５で探索した上昇移動期間と重ならない期間であり、その水平移動期間の長さをＴｄ（＝（ｔｂ＋Ｔｂ）−（ｔａ＋Ｔａ））とする。このように、第一探索部４５よりも後に探索する第二探索部４６においては、期間算出部４４で算出された水平移動期間の長さＴｂではなく、水平移動期間のうちの上昇移動期間と重ならない期間の長さＴｄとすることが望ましい。
【００５４】
第二探索部４６は、水平移動期間の長さＴｄと下降移動期間の長さＴｃとを比較して長さの短い期間の範囲内に探索範囲の幅を狭める。次いで、第二探索部４６は、二分探索アルゴリズムにより、幅を狭めた探索範囲を用いて、移動中の吊体２２が不可侵領域Ｒｆに侵入しない条件を満たした状態で水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）と下降移動期間の開始時刻ｔｃとの間の時間が最も長くなる下降移動期間の開始時刻ｔｃを探索する。ここで、水平移動期間が先期間であり、下降移動期間が先期間の終了時刻以降に終了する後期間である。
【００５５】
第二探索部４６における探索範囲は、先期間が水平移動期間であり、水平移動期間の長さＴｄが下降移動期間の長さＴｃ以下である場合に、水平移動期間のうちの吊体２２を水平移動のみで移動させることが可能な期間の開始時刻（ｔａ＋Ｔａ）から終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）までの間に絞り込まれる。
【００５６】
また、第二探索部４６における探索範囲は、先期間が水平移動期間であり、水平移動期間の長さＴｄが下降移動期間の長さＴｃよりも長い場合に、水平移動期間のうちの水平移動および下降移動の両方で移動させることが可能な期間の開始時刻（ｔｂ＋（Ｔｂ−Ｔｃ））から終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）までの間に絞り込まれる。
【００５７】
本開示で、水平移動期間のうちの吊体２２を水平移動のみで移動させることが可能な期間は、水平移動期間の前に上昇移動期間が存在することから、上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）から水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）までの間の期間を示す。この期間をＴｄと定義する。また、水平移動期間のうちの吊体２２を水平移動および下降移動の両方で移動させることが可能な期間は、下降移動期間Ｔｃの開始時刻（ｔｂ＋（Ｔｂ−Ｔｃ））から水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）までの間を示す。
【００５８】
実施形態の第二アルゴリズムにおける探索範囲は、水平移動期間の長さＴｄが下降移動期間の長さＴｃよりも長いことから、下降移動期間の開始時刻（ｔｂ＋（Ｔｂ−Ｔｃ））から水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）となる。
【００５９】
移動経路設定部４７は、第一探索部４５が探索した水平移動期間の開始時刻ｔｂと第二探索部４６が探索した下降移動期間の開始時刻ｔｃとに基づいて、移動経路Ｆｓｇを設定し、表示制御部１５に出力する機能要素である。
【００６０】
図５〜図８に例示するように、吊体２２の移動経路Ｆｓｇを探索する方法は、管理装置３５から送信された荷役指示Ｄｄを制御装置１２が受信するごとにスタートして、その荷役指示Ｄｄごとに一つの移動経路Ｆｓｇを探索する方法である。また、スタート時には、輪郭取得装置１１によりプロファイル情報Ｄｘｙはすでに取得済みの状態とする。例えば、接岸した直後のコンテナ船３０に対する荷役を行う場合には、移動経路探索方法を実行する前に、トロリ２３を桁部２４の一端から他端まで横行させてプロファイル情報Ｄｘｙを取得する必要がある。
【００６１】
図５に例示するように、荷役指示Ｄｄを受信すると、移動経路探索プログラム４０が実行され、発着設定部４１が荷役指示Ｄｄに基づいて出発位置Ｐｓと到着位置Ｐｇとを設定する（Ｓ１１０）。次いで、領域設定部４２が取得していたプロファイル情報Ｄｘｙに基づいて不可侵領域Ｒｆを設定する（Ｓ１２０）。より詳細に、このステップでは、領域設定部４２がプロファイル情報Ｄｘｙに基づいて角部位置Ｐｅ（ｅ＝１，・・・，ｉ）を取得する。次いで、領域設定部４２が取得した角部位置Ｐｅに基づいて離間位置Ｐｆ（ｆ＝１，・・・，ｉ）を算出する。次いで、領域設定部４２が算出した複数の離間位置Ｐｆのうち隣接する離間位置Ｐｆどうしを線分で結んだ領域として不可侵領域Ｒｆを設定する。不可侵領域Ｒｆは、区間線形関数に基づいて表される。
【００６２】
次いで、最高位置算出部４３が、領域設定部４２が設定した不可侵領域Ｒｆに基づいて、不可侵領域Ｒｆの最高位置Ｙｈを算出する（Ｓ１３０）。次いで、期間算出部４４が、出発位置Ｐｓ、到着位置Ｐｇ、及び、最高位置Ｙｈに基づいて、上昇移動期間Ｔａ、水平移動期間Ｔｂ、及び、下降移動期間Ｔｃを算出する（Ｓ１４０）。なお、上昇移動期間Ｔａの開始時刻ｔａはゼロに設定されてもよく、現在時刻に設定されてもよい。
【００６３】
次いで、第一探索部４５が、探索範囲を絞り込む（Ｓ１５０）。次いで、第一探索部４５が、二分探索アルゴリズムを用いて水平移動期間の開始時刻ｔｂを探索する（Ｓ２００）。次いで、第二探索部４６が、探索範囲を絞り込む（Ｓ１６０）。次いで、第二探索部４６が、二分探索アルゴリズムを用いて下降移動期間の開始時刻ｔｃを探索する（Ｓ３００）。次いで、移動経路設定部４７が、第一探索部４５が探索した水平移動期間の開始時刻ｔｂと、第二探索部４６が探索した下降移動期間の開始時刻ｔｃとに基づいて、移動経路Ｆｓｇ（＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５）を設定して（Ｓ１７０）、この方法が終了する。
【００６４】
図６に例示するように、第一探索部４５による水平移動期間の開始時刻ｔｂの探索方法は、上昇移動期間の範囲内に探索範囲を絞り込んだ二分探索アルゴリズムを用いた方法である。また、この探索方法は、二分探索アルゴリズムにより、移動中の吊体２２が不可侵領域Ｒｆに侵入しない条件を満たした状態で上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）と水平移動期間の開始時刻ｔｂとの間の時間が最も長くなる水平移動期間の開始時刻ｔｂを探索する方法である。なお、ｊは探索した結果が出力された回数を示し、Ｍは中央値を示し、Ｎは予め設定された閾値を示し、Ｍｊは一回のループ処理における結果を示し、Ｆ（Ｍ）は移動中の吊体２２の軌跡を示す。なお、中央値Ｍ、閾値Ｎ、及び、結果Ｍｊの単位は時刻である。実施形態で、上昇移動期間の長さＴａは水平移動期間の長さＴｂ以上とする。
【００６５】
第一探索部４５は、上昇移動期間の開始時刻ｔａから終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）までの間に、単位時間Δｔごとの時刻が昇順にソートされた配列に対して、変数Ｌに開始時刻ｔａを、変数Ｈに終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）をそれぞれ入力する（Ｓ２１０）。単位時間Δｔは、任意に設定可能な数値であり、例えば、０．１〜１秒が例示される。
【００６６】
次いで、第一探索部４５は、ループ処理を行う（Ｓ２２０）。ループ処理は、前回出力された結果Ｍ（ｊ−１）と今回出力された結果Ｍｊとの差分が閾値Ｎ以下になるまで、二分探索アルゴリズムを用いて結果Ｍｊを繰り返し出力する処理である。閾値Ｎは、結果Ｍｊを絞り込めたことを判定可能な値に設定される。閾値Ｎは、単位時間Δｔに設定されてもよい。なお、ループ処理は、変数Ｌが変数Ｈ以下になるまで結果Ｍｊを繰り返し出力する処理としてもよい。
【００６７】
ループ処理において、第一探索部４５は、変数Ｌと変数Ｈとの中央値Ｍを算出する（Ｓ２２１）。次いで、第一探索部４５は、中央値Ｍを水平移動期間Ｔｂの開始時刻ｔｂとして、移動中の吊体２２の軌跡Ｆ（Ｍ）が不可侵領域Ｒｆに侵入するか否かを判定する（Ｓ２２２）。
【００６８】
軌跡Ｆ（Ｍ）が不可侵領域Ｒｆに侵入すると判定すると（Ｓ２２２：＜）、第一探索部４５は、配列における現在の中央値Ｍに単位時間Δｔを加算した値から終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）までの間を探索範囲に変更して（Ｓ２２３）、ループ処理を繰り返す。
【００６９】
一方、軌跡Ｆ（Ｍ）が不可侵領域Ｒｆに侵入しないと判定すると（Ｓ２２２：≧）、第一探索部４５は、その中央値Ｍを結果Ｍｊとして出力し、繰り返し回数をカウントする（Ｓ２２４）。次いで、第一探索部４５は、配列における開始時刻ｔａから現在の中央値Ｍに単位時間Δｔを減算した値までの間を探索範囲に変更して（Ｓ２２５）、ループ処理を繰り返す。
【００７０】
上記のループ処理を繰り返して、前回出力された結果Ｍ（ｊ−１）と今回出力された結果Ｍｊとの差分が閾値Ｎ以下になるとループ処理が終了する。次いで、第一探索部４５が、ループ処理が終了した時点の結果Ｍｊを水平移動期間の開始時刻ｔｂに決定して（Ｓ２３０）、探索が終了する。なお、ループ処理が終了した時点よりも前の結果Ｍ（ｊ−１）を水平移動期間の開始時刻ｔｂに決定してもよい。
【００７１】
なお、第一探索部４５は、水平移動期間の範囲内に探索範囲を絞り込んだ二分探索アルゴリズムを用いて水平移動期間の開始時刻ｔｂを探索する場合に、ステップＳ２３０において、結果Ｍｊを上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）から減算した値を水平移動期間の開始時刻ｔｂに決定する。
【００７２】
図７に例示するように、第二探索部４６による下降移動期間の開始時刻ｔｃの探索方法は、下降移動期間の範囲内に探索範囲を絞り込んだ二分探索アルゴリズム用いた方法である。また、この探索方法は、二分探索アルゴリズムにより、移動中の吊体２２が不可侵領域Ｒｆに侵入しない条件を満たした状態で水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）と下降移動期間の開始時刻ｔｃが重なる期間が最も長くなる下降移動期間の開始時刻ｔｃを探索する方法である。なお、第一探索部４５における探索方法と同様に、ｋは探索した結果出力された回数を示し、Ｍｋは一回のループ処理における結果を示す。
【００７３】
第二探索部４６による探索方法は、第一探索部４５による探索方法と入力される値が異なるが同様の方法であることから、詳細な説明は省略するものとする。この探索方法は、結果Ｍｋを水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）から減算した値を水平移動期間の開始時刻ｔｂに決定する（Ｓ３３０）。なお、第二探索部４６は、上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）から水平移動期間の終了時刻（ｔｂ＋Ｔｂ）までの間に探索範囲を絞り込んだ二分探索アルゴリズムを用いて下降移動期間の開始時刻ｔｃを探索する場合に、ステップＳ３３０において、結果Ｍｋを下降移動期間の開始時刻ｔｃに決定する。
【００７４】
図８に例示するように、上記の移動経路探索方法により探索された移動経路Ｆｓｇは、水平移動期間の開始側に上昇移動期間が重なるとともに、水平移動期間の終了側に下降移動期間が重なる経路となる。よって、移動経路Ｆｓｇは、期間の重なりが無い移動経路に比して、期間の重なりが存在する分、吊体２２の移動に要する時間が短縮される。
【００７５】
移動経路Ｆｓｇは、移動経路Ｆ１〜Ｆ５から成る。移動経路Ｆ１は上昇移動のみが行われる経路であり、移動経路Ｆ２は上昇移動及び水平移動の両方が行われる経路であり、移動経路Ｆ３は水平移動のみが行われる経路であり、移動経路Ｆ４は水平移動及び下降移動の両方が行われる経路であり、移動経路Ｆ５は下降移動のみが行われる経路である。
【００７６】
以上の移動経路探索方法は、荷役指示Ｄｄにより出発位置Ｐｓ及び到着位置Ｐｇが指示されると、探索範囲を上昇移動期間の範囲内に絞った二分探索アルゴリズムにより水平移動期間の開始時刻ｔｂを探索するとともに、探索範囲を下降移動期間の範囲内に絞った二分探索アルゴリズムにより下降移動期間の開始時刻ｔｃを探索する。次いで、別々に探索された水平移動期間の開始時刻ｔｂと下降移動期間の開始時刻ｔｃとに基づいて一意の移動経路Ｆｓｇを確定する。
【００７７】
このように、吊体２２の移動経路Ｆｓｇを全域に亘って一度に探索するのでは無く、上昇移動期間及び水平移動期間、あるいは、水平移動期間及び下降移動期間を一つの組みとして探索範囲を絞ることで、二分探索アルゴリズムに則った探索を行うことができる。これにより、吊体２２を多様な形状の障害物３４を回避させながら効率的に移動させることが可能な移動経路Ｆｓｇの探索に要する時間を短縮することができる。
【００７８】
また、移動経路探索方法は、移動経路Ｆｓｇを探索する際に、不可侵領域Ｒｆを設定することで、外乱により移動中の吊体２２の軌跡Ｆ（Ｍ）が理想とする移動経路Ｆｓｇから外れた場合でも、不可侵領域Ｒｆがバッファとなり移動の安全を確保することができる。なお、外乱としては、吊体２２の移動の急停止により生じる吊体２２の振れが例示されるが、二分探索アルゴリズムを用いて吊体２２の軌跡Ｆ（Ｍ）を算出する際にその振幅を考慮することで、移動の安全を確保するには有利になる。
【００７９】
移動経路探索方法は、二分探索アルゴリズムの他に探索アルゴリズムとして、線形探索アルゴリズムを用いてもよい。線形探索アルゴリズムを用いる場合にも探索範囲や条件としては、上記の二分探索アルゴリズムと同様にするとよい。例えば、線形探索アルゴリズムで探索する場合は、探索の開始時刻を上昇移動期間の開始時刻ｔａに設定して、探索の終了時刻を上昇移動期間の終了時刻（ｔａ＋Ｔａ）に設定し、単位時間Δｔごとに条件に合う水平移動期間の開始時刻ｔｂを順次探索する方法となる。
【００８０】
但し、移動経路探索方法は、二分探索アルゴリズムを用いて探索することが好ましい。線形探索アルゴリズムにおけるループ処理の最大の繰り返し回数は（Ｔａ／Δｔ）回となり、二分探索アルゴリズムにおけるループ処理の最大の繰り返し回数は（ｌｏｇ２（Ｔａ／Δｔ））回となる。つまり、移動経路探索方法として二分探索アルゴリズムを用いることで、ループ処理の繰り返し回数を低減するには有利になり、探索に要する時間を短縮することができる。
【００８１】
クレーン２０は、コンテナ船３０及び運搬車両３１の間でコンテナ３２を荷役するクレーンに限定されず、コンテナターミナルの蔵置レーン及び運搬車両３１の間でコンテナ３２を荷役するクレーンでもよい。また、クレーン２０はコンテナ３２を荷役するクレーンに限定されずに、吊体２２をＹ方向に鉛直移動可能で、且つ、Ｘ方向又はＺ方向に水平移動可能なクレーンであればよい。なお、Ｘ方向又はＺ方向の水平移動に関しては、Ｙ方向を軸とした旋回移動であってもよい。
【００８２】
制御装置１２としては、操作室３３に設置される装置に限定されない。例えば、管理装置３５が制御装置１２の機能を有してもよい。また、自動荷役が可能なクレーン２０の場合に、制御装置１２がクレーン２０の機械室２７に設置されてもよい。
【００８３】
また、制御装置１２としては、移動経路探索プログラム４０を有する構成に限定されない。例えば、移動経路探索プログラム４０の各機能要素が、プログラムの他にそれぞれが独立して機能する電気回路も例示される。また、各機能要素をＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）で構成し、制御装置１２を複数のＰＬＣの集合体としてもよい。
【００８４】
管理装置３５からの荷役指示Ｄｄに出発位置Ｐｓ及び到着位置Ｐｇが含まれる場合は、移動経路探索プログラム４０の発着設定部４１を省き、移動経路決定方法のステップＳ１１０を省いてもよい。
【００８５】
移動経路探索プログラム４０は、吊体２２を出発位置Ｐｓから到着位置Ｐｇに移動させる際に、出発位置Ｐｓや到着位置Ｐｇによっては、上昇移動及び水平移動の組み合わせ、あるいは、水平移動及び下降移動の組み合わせにも適用可能である。この場合に、移動経路探索方法は、ステップＳ２００又はステップＳ３００のどちらか一方が行われればよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０  制御システム
１１  輪郭取得装置
１２  制御装置
４０  移動経路探索プログラム
２０  クレーン
２１  吊索
２２  吊体
３４  障害物
Ｐｓ  出発位置
Ｐｇ  到着位置
Ｄｘｙ  プロファイル情報
Ｒｆ  不可侵領域
Ｙｈ  最高位置
Ｔａ  上昇移動期間の長さ
Ｔｂ  水平移動期間の長さ
Ｔｃ  下降移動期間の長さ
ｔａ  上昇移動期間の開始時刻
ｔｂ  水平移動期間の開始時刻
ｔｃ  下降移動期間の開始時刻
Ｆｓｇ  移動経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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