(57)【要約】【課題】最短時間経路を探索することができる経路探索方法を提供する。【解決手段】複数のグリッドで表されたＸＺ平面内の出発位置（Ｆｒｏｍ）から目標位置（Ｔｏ）まで移動体１が移動する経路を探索する経路探索方法において、移動体１のＸ方向の速度Ｖｘ及びＺ方向の速度Ｖｚに基づいて、各グリッドに目標位置（Ｔｏ）から各グリッドまでの移動体１の移動時間に関連する評価値を設定する。設定した評価値に基づいて、出発位置（Ｆｒｏｍ）から目標位置（Ｔｏ）までの最短時間経路１０を探索する。【選択図】  図７
2020021312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のグリッドで表された領域内の出発位置から目標位置まで移動体が移動する経路を探索する経路探索方法において、
前記移動体の第１方向の速度及び前記第１方向に直角な第２方向の速度に基づいて、各グリッドに前記目標位置及び前記出発位置のいずれか一方から前記各グリッドまでの前記移動体の移動時間に関連する評価値を設定し、
前記評価値に基づいて、前記目標位置及び前記出発位置の他方から前記一方までの最短時間経路を探索する経路探索方法。
【請求項２】
障害物が存在するグリッドに障害物評価値を設定し、
前記障害物評価値に基づいて、前記障害物を回避する前記最短時間経路を探索することを特徴とする請求項１に記載の経路探索方法。
【請求項３】
前記移動体がクレーンであり、
前記第１方向がクレーンの走行方向であるＸ方向であり、
前記第２方向がクレーンの巻方向であるＺ方向であり、
前記領域がＸＺ平面であることを特徴とする請求項２に記載の経路探索方法。
【請求項４】
クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索し、
前記経路に基づいて、前記吊荷の最大巻高さ、前記クレーンのＸ方向の加速区間における前記吊荷の巻上げ可能量、及び前記クレーンのＸ方向の減速区間における前記吊荷の巻下げ可能量を算出し、
前記最大巻高さ及び前記巻上げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行開始高さを算出し、
前記最大巻高さ及び前記巻下げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行終了高さを算出するクレーンの動作パターンの作成方法。
【請求項５】
前記加速区間における障害物最大高さを求め、
前記減速区間における障害物最大高さを求め、
前記加速区間における前記障害物最大高さが前記走行開始高さよりも高いとき、前記走行開始高さを補正し、
前記減速区間における前記障害物最大高さが前記走行終了高さよりも高いとき、前記走行終了高さを補正することを特徴とする請求項４に記載のクレーンの動作パターンの作成方法。
【請求項６】
クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索し、
前記経路に基づいて、前記クレーンのＸ方向の加速区間で前記吊荷を最大巻高さまで巻き上げ、前記クレーンのＸ方向の等速区間で前記吊荷の前記最大巻高さを維持し、前記クレーンのＸ方向の減速区間で前記吊荷を前記最大巻高さから巻き下げるように、前記クレーンの動作パターンを作成し、
前記吊荷が前記最大巻高さとなった区間内で前記クレーンの横行動作が完了しない場合、前記加速区間における前記吊荷の巻上げ動作及び前記減速区間における前記吊荷の巻下げ動作の少なくとも一方を前記最大巻高さからの垂直巻き動作に補正するクレーンの動作パターンの作成方法。
【請求項７】
複数のグリッドで表された領域内の出発位置から目標位置まで移動体が移動する経路を探索する経路探索システムにおいて、
前記移動体の第１方向の速度及び前記第１方向に直角な第２方向の速度に基づいて、各グリッドに前記目標位置及び前記出発位置のいずれか一方から前記各グリッドまでの前記移動体の移動時間に関連する評価値を設定する評価値設定部と、
前記評価値に基づいて、前記目標位置及び前記出発位置の他方から前記一方までの最短時間経路を探索する経路探索部と、
を備える経路探索システム。
【請求項８】
クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索する経路探索部と、
前記経路に基づいて、前記吊荷の最大巻高さ、前記クレーンのＸ方向の加速区間における前記吊荷の巻上げ可能量、及び前記クレーンのＸ方向の減速区間における前記吊荷の巻下げ可能量を算出し、前記最大巻高さ及び前記巻上げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行開始高さを算出し、前記最大巻高さ及び前記巻下げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行終了高さを算出する動作パターン作成部と、
を備えるクレーンの動作パターンの作成システム。
【請求項９】
クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索する経路探索部と、
前記経路に基づいて、前記クレーンのＸ方向の加速区間で前記吊荷を最大巻高さまで巻き上げ、前記クレーンのＸ方向の等速区間で前記吊荷の前記最大巻高さを維持し、前記クレーンのＸ方向の減速区間で前記吊荷を前記最大巻高さから巻き下げるように、前記クレーンの動作パターンを作成する動作パターン作成部と、
前記吊荷が前記最大巻高さとなった区間内で前記クレーンの横行動作が完了しないとき、前記加速区間における前記吊荷の巻上げ動作及び前記減速区間における前記吊荷の巻下げ動作の少なくとも一方を前記最大巻高さからの垂直巻き動作に補正する補正部と、
を備えるクレーンの動作パターンの作成システム。
【請求項１０】
複数のグリッドで表された領域内の出発位置から目標位置まで移動体が移動する経路を探索する経路探索プログラムにおいて、
コンピュータに対して、
前記移動体の第１方向の速度及び前記第１方向に直角な第２方向の速度に基づいて、各グリッドに前記目標位置及び前記出発位置のいずれか一方から前記各グリッドまでの前記移動体の移動時間に関連する評価値を設定するステップと、
前記評価値に基づいて、前記目標位置及び前記出発位置の他方から前記一方までの最短時間経路を探索するステップと、を実行させる経路探索プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに対して、
クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索するステップと、
前記経路に基づいて、前記吊荷の最大巻高さ、前記クレーンのＸ方向の加速区間における前記吊荷の巻上げ可能量、及び前記クレーンのＸ方向の減速区間における前記吊荷の巻下げ可能量を算出するステップと、
前記最大巻高さ及び前記巻上げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行開始高さを算出するステップと、
前記最大巻高さ及び前記巻下げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行終了高さを算出するステップと、を実行させるクレーンの動作パターンの作成プログラム。
【請求項１２】
コンピュータに対して、
クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索するステップと、
前記経路に基づいて、前記クレーンのＸ方向の加速区間で前記吊荷を最大巻高さまで巻き上げ、前記クレーンのＸ方向の等速区間で前記吊荷の前記最大巻高さを維持し、前記クレーンのＸ方向の減速区間で前記吊荷を前記最大巻高さから巻き下げるように、前記クレーンの動作パターンを作成するステップと、
前記吊荷が前記最大巻高さとなった区間内で前記クレーンの横行動作が完了しない場合、前記加速区間における前記吊荷の巻上げ動作及び前記減速区間における前記吊荷の巻下げ動作の少なくとも一方を前記最大巻高さからの垂直巻き動作に補正するステップと、を実行させるクレーンの動作パターンの作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経路探索方法及びクレーンの動作パターンの作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体が出発位置から目標位置まで移動する経路を探索する経路探索方法として、ＤＴ（Distance Transform）法を用いた経路探索方法が知られている（非特許文献１参照）。この経路探索方法では、複数のグリッドで表される領域内の出発位置から目標位置まで移動する経路を探索する。
【０００３】
ＤＴ法では、移動体の出発位置のグリッドに評価値０をつけ、出発位置のグリッドからの距離に基づいて、各グリッドに重み（評価値）を設定する。そして、全てのグリッドに評価値を設定した後に、到達位置のグリッドから出発位置のグリッドまで逆順に、各グリッドの４近傍のグリッド（各グリッドの上下方向及び左右方向に隣接する４つのグリッド）の中で評価値が自分（当該各グリッド）から最も小さいグリッドを選択することにより、出発位置から到達位置までの最短経路を探索することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】高  承明、他２名、“指定経路を追従する移動ロボットのための障害物回避走行アルゴリズム”、［online］、筑波大学、［平成３０年７月１１日検索］、インターネット<URL：http://www.roboken.esys.tsukuba.ac.jp/~ohya/pdf/SI2009-KOU.pdf〉
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−７５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えばクレーンの吊荷をＸＺ平面内（Ｘ方向がクレーンの走行方向、Ｚ方向がクレーンの巻方向）で移動させる場合、吊荷のＸ方向の速度（クレーンの走行速度）と吊荷のＺ方向の速度（クレーンの巻き速度）とが極端に異なる。この場合、ＤＴ法を用いてＸＺ平面内における最短経路を探索したとしても、必ずしも最短経路が最短時間経路（出発位置から目標位置まで移動体を最短時間で移動させる経路）にはならないという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、最短時間経路を探索することができる経路探索方法を提供することにある。
【０００８】
また、特許文献１には、クレーンの走行方向の加速区間において吊荷を巻き上げ、クレーンの走行方向の等速区間において吊荷の最大巻高さを維持し、クレーンの走行方向の減速区間において吊荷を巻き下げるクレーンの動作パターンの作成方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００９】
特許文献１の発明によれば、吊荷の巻上げ、吊荷の巻下げをクレーンの走行と同時に行うことができ、吊荷の運搬時間を短縮することができる。また、クレーンの加速時間及び減速時間を吊荷の振れ周期に合わせることで、吊荷の振れ止めを行うことができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の発明においては、クレーンの動作パターンのパラメータを手動により設定している。特許文献１には、クレーンの動作パターンを吊荷の振れ止めを行いつついかにして探索した経路に適用させるかは記載されていない。
【００１１】
そこで、本発明の第２の目的は、クレーンの動作パターンを吊荷の振れ止めを行いつつ探索した経路に適用させることができるクレーンの動作パターンの作成方法を提供することにある。
【００１２】
さらに、特許文献１の発明において、クレーンの横行動作は、クレーンの走行方向の等速区間（正確にいえば、吊荷の最大巻高さが維持される区間）において行う必要がある。なぜならば、吊荷の横行動作中に吊荷の高さが変わると、吊荷の横行方向の振れ周期が変わり、横行方向の振れ止めに影響が出るからである。
【００１３】
しかしながら、特許文献１の発明においては、クレーンの走行方向の等速区間が短い場合、クレーンの走行方向の等速区間中にクレーンの横行動作が完了しないという課題がある。
【００１４】
そこで、本発明の第３の目的は、クレーンの走行方向の等速区間中（正確にいえば、吊荷の最大巻高さが維持される区間中）にクレーンの横行動作を完了することができるクレーンの動作パターンの作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の課題を解決するために、第１の発明は、複数のグリッドで表された領域内の出発位置から目標位置まで移動体が移動する経路を探索する経路探索方法において、前記移動体の第１方向の速度及び前記第１方向に直角な第２方向の速度に基づいて、各グリッドに前記目標位置及び前記出発位置のいずれか一方から前記各グリッドまでの前記移動体の移動時間に関連する評価値を設定し、前記評価値に基づいて、前記目標位置及び前記出発位置の他方から前記一方までの最短時間経路を探索する経路探索方法である。
【００１６】
第２の課題を解決するために、第２の発明は、クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索し、前記経路に基づいて、前記吊荷の最大巻高さ、前記クレーンのＸ方向の加速区間における前記吊荷の巻上げ可能量、及び前記クレーンのＸ方向の減速区間における前記吊荷の巻下げ可能量を算出し、前記最大巻高さ及び前記巻上げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行開始高さを算出し、前記最大巻高さ及び前記巻下げ可能量に基づいて、前記吊荷の走行終了高さを算出するクレーンの動作パターンの作成方法である。
【００１７】
第３の課題を解決するために、第３の発明は、クレーンの巻方向をＺ方向、前記クレーンの走行方向をＸ方向とするとき、ＸＺ平面内の出発位置から目標位置まで吊荷が移動する経路を探索し、前記経路に基づいて、前記クレーンのＸ方向の加速区間で前記吊荷を最大巻高さまで巻き上げ、前記クレーンのＸ方向の等速区間で前記吊荷の前記最大巻高さを維持し、前記クレーンのＸ方向の減速区間で前記吊荷を前記最大巻高さから巻き下げるように、前記クレーンの動作パターンを作成し、前記吊荷が前記最大巻高さとなった区間内で前記クレーンの横行動作が完了しない場合、前記加速区間における前記吊荷の巻上げ動作及び前記減速区間における前記吊荷の巻下げ動作の少なくとも一方を前記最大巻高さからの垂直巻き動作に補正するクレーンの動作パターンの作成方法である。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、出発位置から目標位置までの最短時間経路を探索することができる
【００１９】
第２の発明によれば、クレーンの動作パターンを吊荷の振れ止めを行いつつ探索した経路に適用させることができる。
【００２０】
第３の発明によれば、クレーンの走行方向の等速区間（正確にいえば、吊荷の最大巻高さが維持される区間）が短い場合でも、クレーンの横行動作を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の経路探索方法及び動作パターンの作成方法が適用されるクレーンの斜視図である。
【図２】クレーンの制御システムのブロック図である。
【図３】本実施形態の経路探索システム及び動作パターンの作成システムであるコンピュータの機能ブロック図である。
【図４】倉庫内に置かれたコイルの斜視図である。
【図５】マップ作成部が作成するＸＹ平面における置場マップである。
【図６】マップ作成部が作成するＸＺ平面における置場マップである。
【図７】ＸＺ平面における最短時間経路を示す図である。
【図８】グリッドへの評価値の設定方法を示す図である。
【図９】動作パターンの作成方法を示す図である。
【図１０】横行可能区間を説明する図である。
【図１１】巻上げ動作及び巻下げ動作の補正を説明する図である（図１１（ａ）は巻上げ動作及び巻下げ動作を行う例を示し、図１１（ｂ）は巻下げ動作を垂直巻き動作に補正する例を示し、図１１（ｃ）は巻上げ動作を垂直巻き動作に補正する例を示す。
【図１２】横行可能区間を延長するロジックのフローチャートである。
【図１３】走行方向の加速度パターンのパラメータを説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の経路探索方法及びクレーンの動作パターンの作成方法を詳細に説明する。ただし、本発明の経路探索方法及びクレーンの動作パターンの作成方法は、種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
（経路探索方法）
【００２３】
図１は、本実施形態の経路探索方法が適用される移動体としてのクレーンの斜視図である。クレーン１は、レール２に沿ってＸ方向に走行可能なガータ５と、ガータ５に沿ってＹ方向に横行可能なトロリ６と、を備える。トロリ６には、ロープ４を介して吊荷としてのコイル３が吊り下げられる。コイル３は、トロリ６によって巻き上げ、巻き下げされ、Ｚ方向に昇降する。
【００２４】
図２は、クレーン１の制御システムのブロック図である。１１は、コイル３の出発位置から目標位置までの経路を探索し、探索した経路に基づいてクレーン１の動作パターンを作成するコンピュータである。コンピュータ１１には、経路探索プログラム及び動作パターン作成プログラムがインストールされる。コンピュータ１１は、作成した動作パターンのパラメータをＰＬＣ（programmable logic controller）等の制御装置１２に伝送する。
【００２５】
制御装置１２は、受信したパラメータに基づいて加速度パターン及び速度パターンを作成する。制御装置１２は、作成した加速度パターン及び速度パターンに基づいて、速度指令をドライバ１３に伝送する。ドライバ１３は、速度指令に基づいてモータ１４に供給する電力を制御する。モータ１４には、走行用モータ、横行用モータ、巻用モータがある。
【００２６】
１５は、コイル３の巻高さ検出装置である。制御装置１２には、コイル３の巻高さとコイル３の荷重からコイル３の振れ周期を求めるための振れ周期テーブルが記憶されている。制御装置１２は、コイル３の巻高さとコイル３の荷重から求めたコイル３の振れ周期をコンピュータ１１に伝送する。
【００２７】
１６は、クレーン位置検出装置である。制御装置１２は、クレーン１が目標位置に近づいたらクレーン１が低速で目標位置に到達するようにクリープ制御を行なう。クリープ制御は公知なので、詳しい説明は省略する。
【００２８】
図３は、コンピュータ１１の機能ブロック図である。コンピュータ１１は、出発位置から目標位置までクレーン１が移動する経路を探索する経路探索部２１と、探索した経路に基づいてクレーン１の動作パターンを作成する動作パターン作成部２２と、を備える。経路探索部２１は、マップ作成部３１と、評価値設定部３２と、経路決定部３３と、を備える。以下に、マップ作成部３１、評価値設定部３２、経路決定部３３を順番に説明する。
【００２９】
図４は、倉庫内に置かれたコイル３の斜視図を示す。コンピュータ１１には、上位のコイル出荷システムからコイル３を出発位置（図中Ｆｒｏｍで示す）から目標位置（図中Ｔｏで示す）まで移動させるように指令が入力される。また、コンピュータ１１には、上位のコイル出荷システムから障害物として存在するコイル情報（コイル３´の座標・コイル３´の大きさ）が入力される。
【００３０】
マップ作成部３１は、搬送対象のコイル３の出発位置及び目標位置の座標、並びに障害物として存在するコイル情報から図４中二点鎖線で示すコイル３の搬送領域の置場マップを作成する。図５に示すように、置場マップは、搬送領域をＸＹ平面の複数のグリッドにより表したものである。各グリッドは、例えば１辺がＰｍの正方形の格子状である。各グリッドには、グリッド内に存在するコイル３´の高さ情報が例えば０、２、３、５（ｍ）等の数値で表示される。
【００３１】
次に、マップ作成部３１は、図６に示すように、搬送領域をＸＺ平面の複数のグリッドにより表す。各グリッドは、例えば１辺がＰｍの正方形の格子状である。各列のグリッドには、コイル３´の最大高さが障害物高さとして表示される。例えば、図５のＸＹ平面内の４列目のグリッドの障害物の最大高さは３である。このため、図６のＸＺ平面内の４列目のグリッドには、障害物高さが３段のグリッドで表される。同様に、図５のＸＹ平面内の５列目のグリッドの障害物の最大高さは５である。このため、図６のＸＺ平面内の５列目のグリッドには、障害物高さが５段のグリッドで表される。
【００３２】
評価値設定部３２は、ＸＺ平面内の障害物が存在するグリッドに障害物評価値として例えば９９９９９の数値を設定する（これらのグリッドに薄墨を付す）。そして、障害物が存在しないグリッドにクレーン移動可能領域であることを表す評価値０を設定する。
【００３３】
次に、図７に示すように、評価値設定部３２は、目標位置（Ｔｏ）のグリッドに評価値１を設定し、クレーン１のＸ方向（すなわち走行方向）の速度及びＺ方向（すなわち巻方向）の速度に基づいて、評価値が０のグリッドに目標位置から当該グリッドまでのクレーン１の移動時間に関連する評価値を設定する。
【００３４】
具体的には、図８に示すように、Ｘ方向の速度がＶｘ、Ｚ方向の速度がＶｚのとき、評価値がｘのグリッドにＸ方向に（左右に）隣接するグリッドにｘ＋Ｐ／Ｖｘの評価値を設定し、Ｚ方向に（上下に）隣接するグリッドにｘ＋Ｐ／Ｖｚの評価値を設定する。ここでは、Ｐ＝１ｍとして、ｘ＋１／Ｖｘ、ｘ＋１／Ｖｚの評価値を設定する。クレーン１のＸ方向の速度Ｖｘが例えば１．６６ｍ／ｓ、クレーン１のＺ方向の速度Ｖｚが例えば０．２ｍ／ｓの場合、Ｘ方向に隣接するグリッドにｘ＋０．６の評価値を設定し、Ｚ方向に隣接するグリッドにｘ＋５の評価値を設定する。
【００３５】
図７に示すように、これを目標位置（Ｔｏ）のグリッドに隣接するグリッドに対して行い、その後、評価値が設定されたグリッドに隣接するグリッドに対して行い、全てのグリッドに評価値が設定されるまで繰り返す。これにより、目標位置のグリッドに１、目標位置の上隣のグリッドに１＋５＝６、その上隣のグリッドに６＋５＝１１、その左隣のグリッドに１１＋０．６＝１１．６…の評価値が設定される。
【００３６】
次に、経路決定部３３は、出発位置（Ｆｒｏｍ）のグリッドから評価値勾配の低い方向を辿る。すなわち出発位置のグリッドから目標位置のグリッドまで、各グリッドの８近傍のグリッド（各グリッドの上下方向、左右方向及び斜め方向に隣接する８つのグリッド）の中で評価値が自分（当該各グリッド）から最も小さいグリッドを選択する。これにより、障害物を回避しつつ、図７中斜線で示す最短時間経路１０を探索することができる。
【００３７】
なお、上記の出発位置のグリッドと目標位置のグリッドを逆にすることもできる。すなわち出発位置からの移動時間に関連する評価値を各グリッドに設定し、目標位置のグリッドから評価値勾配の低い方向を辿ることもできる。
（走行動作パターン作成方法）
【００３８】
動作パターン作成部２２は、探索された最短時間経路１０に基づいてクレーン１の走行方向の動作パターンを作成する。
【００３９】
図９に示すように、まず動作パターン作成部２２は、探索された最短時間経路１０に基づいて、コイル３の最大巻高さＨｍａｘを算出する。次に、動作パターン作成部２２は、制御装置１２に記録された振れ周期テーブルを用いて、最大巻高さＨｍａｘ及びコイル３の荷重Ｗを元に、コイル３の振れ周期Ｔ２，Ｔ３を求める。同様に、初期搬送開始高さＨ１及びコイル３の荷重Ｗを元にコイル３の振れ周期Ｔ１を求め、初期搬送終了高さＨ２及びコイル３の荷重Ｗを元にコイル３の振れ周期Ｔ４を求める。
【００４０】
図９に示すように、加速区間において、時間Ｔ１／２で加速度を零値からαｘ／２まで一定勾配で増大させ、時間ｔｕｐの間、加速度を一定のαｘに保持し、時間Ｔ２／２で加速度をαｘ／２から零値まで減少させれば、加速区間の終了時にコイル３の振れを止めることができる。
【００４１】
同様に、減速区間において、時間Ｔ３／２で加速度を零値から−αｘ／２まで一定勾配で減少させ、時間ｔｄｏｗｎの間、加速度を一定の−αｘに保持し、時間Ｔ４／２で加速度を−αｘ／２から零値まで増大させれば、減速区間の終了時にコイル３の振れを止めることができる。なお、図９のｔａは任意の時間に設定される。
【００４２】
図９に示すように、ｔｕｐの間、コイル３の振れ角は−θｍａｘで一定である。このｔｕｐの間、コイル３を巻き上げてもコイル３の振れ角は−θｍａｘから変化することがない。このため、ｔｕｐの間にコイル３を一定速度で巻き上げる。巻平均速度をＶｚとすると、ｔｕｐの間のコイル３の巻上げ可能量ΔＨ１は、Ｖｚ×ｔｕｐとなる。同様に、ｔｄｏｗｎの間のコイル３の巻下げ可能量ΔＨ２は、Ｖｚ×ｔｄｏｗｎとなる。
【００４３】
次に、動作パターン作成部２２は、最大巻高さＨｍａｘから巻上げ可能量ΔＨ１を引いて、コイル３の走行開始高さＨ１´（＝Ｈｍａｘ−ΔＨ１）を求める。同様に、最大巻高さＨｍａｘから巻下げ可能量ΔＨ２を引いて、コイル３の走行終了高さＨ２´（＝Ｈｍａｘ−ΔＨ２）を求める。
【００４４】
次に、動作パターン作成部２２は、加速度パターンを元に加速区間を求め、加速区間にある障害物最大高さＨｍ１を求める。同様に、加速度パターンを元に減速区間を求め、減速区間にある障害物最大高さＨｍ２を求める。
【００４５】
次に、動作パターン作成部２２は、走行開始高さＨ１´と加速区間における障害物最大高さＨｍ１を比較し、Ｈ１´＜Ｈｍ１のとき、走行開始高さＨ１´を補正し、Ｈ１´＝Ｈｍ１とする。一方、Ｈ１´＞Ｈｍ１のとき、走行開始高さＨ１´は補正せず、Ｈ１´のままとする。同様に、動作パターン作成部２２は、走行終了高さＨ２´と減速区間における障害物最大高さＨｍ２を比較し、Ｈ２´＜Ｈｍ２のとき、走行終了高さＨ２´をＨ２´＝Ｈｍ２とし、Ｈ２´＞Ｈｍ２のとき、走行終了高さＨ２´のままとする。これにより、加速区間中にコイル３を巻き上げ、減速区間中にコイル３を巻き下げても、コイル３が障害物に干渉するのを防止できる。
【００４６】
次に、動作パターン作成部２２は、コイル３の巻高さＨｍａｘ、走行開始高さＨ１´、走行終了高さＨ２´を元に振れ周期を求め、最終的な加速度パターン、速度パターンを作成する。そして、加速度パターンのパラメータ、速度パターンのパラメータを算出する。動作パターン作成部２２は、これらのパラメータを制御装置１２に伝送する。
（巻上げ動作及び巻下げ動作の補正方法）
【００４７】
図１０は、クレーン１の走行方向の加速度パターン、速度パターンを示す。クレーン１の横行動作は、クレーン１の走行方向の等速区間（正確にいえば、コイル３の最大巻高さが維持される図１０の横行可能区間）において行う必要がある。なぜならば、コイル３の横行動作中にコイル３の高さが変わると、コイル３の横行方向の振れ周期が変わり、横行方向の振れ止めに影響が出るからである。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように、横行可能区間が短く、横行可能区間でクレーン１の横行動作が完了しないとき、動作パターン作成部２２は、図１１（ｂ）に示すように、減速区間におけるコイル３の巻下げ動作２４を垂直巻き動作２４´に補正する。すなわち、減速区間においてコイル３の巻下げ動作２４を行わず、走行終了時にコイル３を最大巻高さＨｍａｘから垂直に巻き下げる。及び／又は、動作パターン作成部２２は、図１１（ｃ）に示すように、加速区間におけるコイル３の巻上げ動作２５を垂直巻き動作２５´に補正する。すなわち、加速区間においてコイル３の巻上げ動作を行わず、走行開始時に最大巻高さＨｍａｘまで垂直に巻き上げる。このように、コイル３の巻下げ動作及び／又は巻上げ動作を垂直巻き動作に補正することで、横行可能区間を延長することができ、コイル３の横行動作が可能になる。
【００４９】
図１２は、横行可能区間を延長するロジックのフローチャートである。図１２のフローチャートにおいて、図１３に示す走行方向の加速度パターンのパラメータｔｙ、ｔｙ１、ｔｙ２、ΔＨ１、ΔＨ２を使用する。ｔｙは、最大巻高さが維持される時間である。ｔｙ１は、走行開始時点から減速区間の最大巻高さが終了する時点までの時間である。ｔｙ２は、加速区間の最大巻高さが開始する時点から走行終了時点までの時間である。ΔＨ１は、加速区間における巻上げ可能量であり、ΔＨ２は減速区間における巻下げ可能量である。
【００５０】
図１２に示すように、動作パターン作成部２２は、まず横行時間＜ｔｙであるかどうかを判断する（Ｓ１）。横行時間＜ｔｙがｙｅｓのとき、巻上げ動作及び巻下げ動作を行う（Ｓ２）。横行時間＜ｔｙがｎｏのとき、横行時間≦ｍａｘ（ｔｙ１，ｔｙ２）かどうかを判断する（Ｓ３）。横行時間≦ｍａｘ（ｔｙ１，ｔｙ２）がｎｏのとき、巻上げ動作及び巻下げ動作の両方を垂直巻き動作に補正する（Ｓ７）。横行時間≦ｍａｘ（ｔｙ１，ｔｙ２）がｙｅｓのとき、ΔＨ１≧ΔＨ２かどうかを判断する（Ｓ４）。ΔＨ１≧ΔＨ２がｙｅｓのとき、巻上げ動作のみを行う（Ｓ５）。ΔＨ１≧ΔＨ２がｎｏのとき、巻下げ動作のみを行う（Ｓ６）。
【００５１】
以上に本実施形態の経路探索方法及びクレーンの動作パターンの作成方法を説明した。本発明の経路探索方法及びクレーンの動作パターンの作成方法は、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまな実施形態に変更可能である。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、移動体としてのクレーンの最短時間経路を探索しているが、移動体はクレーンに限られることはなく、ロボット、車両等でもよい。
【００５３】
上記実施形態では、ＸＺ平面内の最短時間経路を探索しているが、ＸＹ平面内の最短時間経路を探索することもできるし、本発明の経路探索方法を３次元に拡張してＸＹＺ空間内の最短経路を探索することもできる。
【００５４】
上記実施形態では、最短時間経路に基づいてクレーンの動作パターンを作成しているが、最短経路に基づいてクレーンの動作パターンを作成することもできる。
【００５５】
上記実施形態では、図１に示すクレーンのＸ方向を走行方向、Ｙ方向を横行方向としているが、Ｙ方向の移動距離がＸ方向の移動距離よりも長い場合、図１に示すクレーンのＹ方向を走行方向、Ｘ方向を横行方向とすることもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１…クレーン（移動体）
３…コイル（吊荷）
１０…最短時間経路
１１…コンピュータ（経路探索システム、動作パターン作成システム）
２１…経路探索部
２２…動作パターン作成部
３１…マップ作成部
３２…評価値設定部
３３…経路決定部
Ｆｒｏｍ…出発位置
Ｔｏ…目標位置
Ｘ方向…第１方向
Ｚ方向…第２方向
Ｈｍａｘ…最大巻高さ
ΔＨ１…巻上げ可能量
ΔＨ２…巻下げ可能量
Ｈ１´…走行開始高さ
Ｈ２´…走行終了高さ
Ｈｍ１…加速区間における障害物最大高さ
Ｈｍ２…減速区間における障害物最大高さ
２４…巻下げ動作
２５…巻上げ動作
２４´，２５´…垂直巻き動作
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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