(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の経由点間を搬送機器による円弧軌道を含む軌道及び吊り姿勢で搬送物を搬送する搬送経路を計算する処理を行う計算装置を備え、
前記計算装置は、
前記建物の３次元形状のデータ、前記搬送物の３次元形状のデータ、前記搬送機器の機構のパラメータ、及び経由点情報を格納する記憶部と、
前記経由点情報を用いて、前記円弧軌道を含む軌道の候補を生成する軌道計算部と、
前記搬送物の３次元形状のデータと前記搬送機器の機構のパラメータとを用いて、前記搬送物の吊り姿勢の候補を生成する姿勢計算部と、
前記円弧軌道の候補及び吊り姿勢の候補を含む搬送経路の候補について、当該軌道上の搬送物の吊り姿勢と前記建物との干渉状態を判定する干渉計算部と、
前記搬送物と建物とが干渉無しとなる前記円弧軌道及び吊り姿勢を含む搬送経路を決定する経路計算部と、
前記決定された搬送経路を含む情報を表示する表示部と、
を有する、搬送経路計算システム。
【請求項２】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記軌道計算部は、前記判定の結果が干渉有りの場合、前記搬送機器の機構のパラメータに応じて、前記円弧軌道の曲率半径を変更した候補を生成し、
前記経路計算部は、前記円弧軌道の曲率半径の初期値からの変更の量が少ない搬送経路に決定する、搬送経路計算システム。
【請求項３】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記姿勢計算部は、前記判定の結果が干渉有りの場合、前記搬送機器の機構のパラメータに応じて、前記吊り姿勢の角度を変更した候補を生成し、
前記経路計算部は、前記吊り姿勢の角度の初期値からの変更の量が少ない搬送経路に決定する、搬送経路計算システム。
【請求項４】
請求項２記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記軌道計算部は、前記円弧軌道の曲率半径の初期値を、前記搬送機器の機構のパラメータに応じた最大値に設定する、搬送経路計算システム。
【請求項５】
請求項２記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記軌道計算部は、前記経由点情報における第１、第２、及び第３の点において、第１と第２の点を結ぶ第１の線分と、第２と第３の点を結ぶ第２の線分とに接する円弧における第１の線分との接点を始点、第２の線分との接点を終点として、前記円弧軌道を生成し、
前記軌道計算部は、前記円弧軌道を規定する、前記第２の点と円弧の中心点との距離及び当該円弧の曲率半径を、所定の単位で増減させることにより、前記円弧軌道の候補を生成する、搬送経路計算システム。
【請求項６】
請求項３記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記姿勢計算部は、前記吊り姿勢の角度の初期値を、前記搬送物の長軸方向が前記円弧軌道の接線と平行な方向に相対的に維持される角度に設定する、搬送経路計算システム。
【請求項７】
請求項３記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記姿勢計算部は、前記吊り姿勢を規定する第１の角度を所定の単位で増減させることにより、前記吊り姿勢の候補を生成する、搬送経路計算システム。
【請求項８】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
基本吊り姿勢計算部を有し、
前記基本吊り姿勢計算部は、前記搬送機器の機構のパラメータに応じた運動方程式に基づいて、前記搬送機器による搬送物の吊り姿勢を計算し、前記吊り姿勢の候補の生成のための基本吊り姿勢として設定する、搬送経路計算システム。
【請求項９】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
基本吊り姿勢計算部を有し、
前記基本吊り姿勢計算部は、前記搬送物データの３次元形状のモデルから搬送物の長軸方向を算出し、当該長軸方向を前記搬送経路の接線の方向に合わせるように当該モデルを回転することにより、前記搬送物の吊り姿勢を計算し、前記吊り姿勢の候補の生成のための基本吊り姿勢として設定する、搬送経路計算システム。
【請求項１０】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
基本吊り姿勢計算部を有し、
前記基本吊り姿勢計算部は、前記搬送物データを用いて画面に搬送物の３次元形状を表示し、当該画面でのオペレータの操作に基づいて当該搬送物を移動及び回転させ、これにより調整された前記搬送機器による搬送物の吊り姿勢を、前記吊り姿勢の候補の生成のための基本吊り姿勢として設定する、搬送経路計算システム。
【請求項１１】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
基本吊り姿勢計算部を有し、
前記基本吊り姿勢計算部は、予め設定された複数の吊り姿勢のパターンの中からオペレータの操作に基づいて選択された吊り姿勢を、前記吊り姿勢の候補の生成のための基本吊り姿勢として設定する、搬送経路計算システム。
【請求項１２】
請求項１記載の搬送経路計算システムにおいて、
前記記憶部は、前記搬送機器の３次元形状のデータを格納し、
前記干渉計算部は、前記搬送機器の３次元形状のデータを用いて、前記搬送経路の候補について、当該軌道上の搬送物の吊り姿勢と前記搬送機器との干渉状態を判定し、
前記経路計算部は、前記搬送物と搬送機器とが干渉無しとなる搬送経路を決定する、搬送経路計算システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ及び情報処理の技術に関する。また本発明は、搬送物の搬送経路を計算する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルやプラント等の構造物の建設時、建物内で、資材等の搬送物は、クレーン等の搬送機器を用いた吊り搬送によって経由点間を搬送される。この搬送経路は、直線軌道及び円弧軌道を含む。円弧軌道は、クレーンのレールを円弧とした場合やクレーンの軸回転等の機構の動作に応じて生じる。この搬送経路の軌道上、搬送物は、クレーン等の機構に応じた所定の吊り姿勢、即ち所定の向きや角度の状態をとりながら搬送される。例えば所定の機構のクレーン装置及び搬送者を用いた吊り搬送の場合、搬送物は、フックに対してワイヤを介して吊り下げられ、重力等に応じた吊り姿勢をとる。
【０００３】
上記搬送経路の計算に関する先行技術例として、特開平６−７３８９１号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１は、搬送システムに関して、複数の物品を目的位置まで短時間で効率良く搬送させるために、経路生成手段において、搬送部材の搬送経路を決定すること、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７３８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のクレーン等の搬送機器を用いた搬送経路に関して、建設の計画者や設計者は、なるべく効率的な搬送経路を計画することにより、建設の工期短縮やコスト削減を実現したい。そこで、そのための手段として、コンピュータを用いて上記搬送経路を自動的に生成し、計画者等のオペレータを支援する機能を持つシステムを提供することが挙げられる。
【０００６】
上記搬送経路は、条件として、適用対象の建物、搬送物、及び搬送機器等に応じた、実現可能な経路である必要がある。即ち、搬送経路は、搬送物の３次元形状と、建物やその内外の設置物等の３次元形状とにおいて、接触等の干渉が生じないことが必要である。それに加えて、上記搬送経路は、効率性や容易性の観点では、クレーン等の搬送機器の動作の変更やそれによる吊り姿勢の変更が少ない方が望ましい。それは、搬送機器及び搬送者の負担が少なく、時間短縮やコスト低減に寄与できるからである。
【０００７】
しかし従来の搬送経路の計画や生成に関するシステムは、クレーン等の搬送機器を用いた非干渉かつ効率的な搬送経路を計算することに関して改善余地がある。特に、従来のシステムは、非干渉かつ好適な吊り姿勢や円弧軌道を計算する機能を提供していない。
【０００８】
本発明の目的は、上記クレーン等の搬送機器を用いた吊り搬送における搬送経路を計算するシステムに関して、非干渉かつ好適な吊り姿勢や円弧軌道を含む搬送経路を計算することができ、これにより工期短縮やコスト削減を実現できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうち代表的な実施の形態は、上記クレーン等の搬送機器を用いた吊り搬送における搬送経路を計算するシステムである搬送経路計算システムであって、以下に示す構成を有することを特徴とする。
【００１０】
一実施の形態の搬送経路計算システムは、建物内の経由点間を搬送機器による円弧軌道を含む軌道及び吊り姿勢で搬送物を搬送する搬送経路を計算する処理を行う計算装置を備え、前記計算装置は、前記建物の３次元形状のデータ、前記搬送物の３次元形状のデータ、前記搬送機器の機構のパラメータ、及び経由点情報を格納する記憶部と、前記経由点情報を用いて、前記円弧軌道を含む軌道の候補を生成する軌道計算部と、前記搬送物の３次元形状のデータと前記搬送機器の機構のパラメータとを用いて、前記搬送物の吊り姿勢の候補を生成する姿勢計算部と、前記円弧軌道の候補及び吊り姿勢の候補を含む搬送経路の候補について、当該軌道上の搬送物の吊り姿勢と前記建物との干渉状態を判定する干渉計算部と、前記搬送物と建物とが干渉無しとなる前記円弧軌道及び吊り姿勢を含む搬送経路を決定する経路計算部と、前記決定された搬送経路を含む情報を表示する表示部と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、上記クレーン等の搬送機器を用いた吊り搬送における搬送経路を計算するシステムに関して、非干渉かつ好適な吊り姿勢や円弧軌道を含む搬送経路を計算することができ、これにより工期短縮やコスト削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の搬送経路計算システムを構成する計算装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の搬送経路計算システムの計算装置における制御処理のフローを示す図である。
【図３】実施の形態１の搬送経路計算システムの計算装置における搬送経路の計算処理のフローを示す図である。
【図４】建物及び搬送経路の例を示す図である。
【図５】機構パラメータ及び搬送物の吊り姿勢の例を示す図である。
【図６】クレーン装置の場合の吊り姿勢の計算用のモデルを示す図である。
【図７】経由点情報に基づく円弧軌道の生成に関する説明用の図である。
【図８】円弧軌道の生成に関する距離Ｌ及び曲率半径ｒの変更に関する説明用の図である。
【図９】吊り姿勢を規定する第１の角度φについて示す説明用の図である。
【図１０】吊り姿勢の初期値を経路接線に平行な方向に設定する処理に関する説明用の図である。
【図１１】図３の計算処理に関する補足として干渉判定対象の候補のとり方及び順序の例を示す図である。
【図１２】搬送経路上の建物と搬送物との干渉判定に関する説明用の図である。
【図１３】搬送経路の例として、円弧軌道を変更する方式を示す図である。
【図１４】搬送経路の例として、円弧軌道を変更する方式で、干渉有りの例を示す図である。
【図１５】搬送経路の例として、円弧軌道を変更する方式で、干渉無しの例を示す図である。
【図１６】搬送経路の例として、吊り姿勢を変更する方式で、搬送物長軸方向を経路接線方向に平行な方向にする例を示す図である。
【図１７】搬送経路の例として、吊り姿勢を変更する方式で、搬送物長軸方向を経路接線方向に垂直な方向にする例を示す図である。
【図１８】搬送経路及び評価処理の例として、吊り姿勢を変更する方式で、第１の搬送経路の終点と第２の搬送経路の始点とで吊り姿勢が変更される例を示す図である。
【図１９】実施の形態１の搬送経路計算システムの計算装置における画面の例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態２の搬送経路計算システムの計算装置における、搬送物の３次元形状に基づいて、吊り姿勢の初期値を設定する処理に関する説明用の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１〜図１９を用いて、本発明の実施の形態１の搬送経路計算システムについて説明する。本搬送経路計算システムは、建設する建物の内外でクレーン等の搬送機器を用いて搬送物を吊り下げた状態で搬送する吊り搬送等の状況における、搬送物の吊り姿勢及び円弧軌道を含む搬送経路を、生成または計画する計算及び情報処理を行うシステムである。本搬送経路計算システムは、建物と搬送物とが干渉無しとなる搬送経路、かつ搬送機器及び搬送者の負担が少ない好適な搬送経路を計算する機能を提供する。本搬送経路計算システムは、搬送機器に応じた吊り姿勢をとる搬送物と、周囲の建物とが干渉無しとなるように、円弧軌道を含む搬送経路を生成する。
【００１５】
本搬送経路計算システムは、動力学解析を含む物理学及び数学の手法を用いて、吊り姿勢及び円弧軌道を含む搬送経路を計算する機能を含む。本搬送経路計算システムは、運動方程式等の物理法則に従う吊り姿勢を基本吊り姿勢として計算または設定する。これにより、高精度の搬送経路の計画が実現できる。
【００１６】
本実施の形態の搬送経路計算システムは、下記（１）や（２）の機能を含む。オペレータは、これらの機能から選択して使用することができる。
【００１７】
（１）  本システムは、干渉無し且つ円弧軌道の曲率が小さい搬送経路を生成する機能を含む。本システムは、上記搬送経路の計算の際、干渉を回避しながら、円弧軌道における曲率半径をなるべく大きくとることができる好適な搬送経路を生成する。これにより、クレーン等の搬送機器による旋回等の円弧状の動作を活かし、搬送を効率化する。
【００１８】
（２）  本システムは、干渉無し且つ吊り姿勢の変更が少ない搬送経路を生成する機能を含む。本システムは、上記搬送経路の計算の際、建物と干渉無しとなる範囲及び条件で、物理法則に従う吊り姿勢をなるべく維持してその変更を最小限に抑える好適な搬送経路を生成する。これにより、搬送経路の軌道上で、搬送物の吊り姿勢を、搬送機器の動作または搬送者の作業によって変更する負担を少なくする。
【００１９】
本システムは、上記（１）の好適な円弧軌道の観点で搬送経路を生成する機能のみを備える形態としてもよいし、上記（２）の好適な吊り姿勢の観点で搬送経路を生成する機能のみを備える形態としてもよい。
【００２０】
本システムは、上記（１）と（２）の機能を合わせた機能として、干渉無し、且つ円弧軌道の曲率が小さく、且つ吊り姿勢の変更が少ない搬送経路を生成する。本システムは、上記（１）の円弧軌道の観点を（２）の観点よりも優先した好適な搬送経路を生成する機能を備える形態としてもよい。また本システムは、上記（２）の吊り姿勢の観点を（１）の観点よりも優先した好適な搬送経路を生成する機能を備える形態としてもよい。
【００２１】
［計算装置］
図１は、実施の形態１の搬送経路計算システムを構成する計算装置１の構成を示す。計算装置１は、制御部１０１、記憶部１０２、操作入力部１０３、画面表示部１０４、及び通信部１０５を有する。計算装置１は、通信網を通じて、他の装置、例えば設計装置１５０に接続されてもよい。設計装置１５０は、設計ＤＢに、建物、搬送物、及び搬送機器等のデータを格納する。
【００２２】
制御部１０１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、プログラム処理により、各処理部を実現する。記憶部１０２は、一次記憶装置及び二次記憶装置等を含む。操作入力部１０３は、キーボードやマウス、タッチパネル等を含み、計算装置１のオペレータによる操作に基づいて、計算の指示や各データまたは情報を入力する処理を行う。画面表示部１０４は、ディスプレイを含み、オペレータに対して画面で情報を表示する処理を行う。通信部１０５は、通信網に対する通信インタフェースを含み、設計装置１５０等との通信処理を行う。
【００２３】
制御部１０１は、データ入力部１１、設定部１２、経路情報入力部１３、経路計算部２０、干渉計算部１４、経路評価部１５、及びデータ出力部１６を含む。経路計算部２０は、基本吊り姿勢計算部２１、軌道計算部２２、及び姿勢計算部２３を含む。
【００２４】
記憶部１０２は、搬送物データ５１、建物データ５２、搬送機器データ５３、機構パラメータ５４、設定情報５５、経路情報５６、搬送経路データ６０、干渉計算データ５７、経路評価データ５８、及び画面表示データ５９を格納する。搬送経路データ６０は、基本吊り姿勢データ６１、軌道データ６２、及び姿勢データ６３を含む。
【００２５】
搬送経路計算システムは、上記計算装置１の構成に限らず、他の装置との接続により構成されてもよいし、複数の計算装置の接続により構成されてもよい。例えば処理部ごとに別のサーバ等の計算装置で構成されてもよい。
【００２６】
［制御処理］
図２は、実施の形態の搬送経路計算システムの計算装置１による全体的な制御処理のフローを示す。Ｓ１等は処理ステップを示す。
【００２７】
（Ｓ１：データ入力）  ステップＳ１では、データ入力部１１により、計算に必要な各データを入力する処理を行う。データ入力部１１は、搬送物データ５１、建物データ５２、搬送機器データ５３、及び機構パラメータ５４等のデータを入力し、記憶部１０２に格納する。搬送物データ５１、建物データ５２、及び搬送機器データ５３は、それぞれ３次元形状のモデルのデータを含む、例えばＳＴＬファイルである。データ入力部１１は、設計装置１５０の設計ＤＢに管理されている各データのＳＴＬファイルを取得してもよい。
【００２８】
機構パラメータ５４は、クレーン等の搬送機器における軸回転や吊り等の機構に応じたパラメータを規定する情報である。このパラメータは、例えばクレーン装置の動作としてどのような軸や範囲で搬送物を回転移動させることができるか等を表し、適用対象の搬送機器ごとに特有である。なお機構パラメータ５４の入力はＳ２でもよい。
【００２９】
（Ｓ２：設定）  ステップＳ２では、設定部１２により、オペレータの操作に基づいて設定情報５５として、計算の条件や各種設定値の設定処理を行う。この際、画面表示部１０４は、設定用の画面を表示する。オペレータは、画面で、設定情報を入力及び確認する。
【００３０】
設定情報５５は、後述するが、円弧軌道を規定する距離Ｌまたは曲率半径ｒの可変の範囲を規定する値（Ｌmin〜Ｌmax）や、吊り姿勢を規定する角度φの可変の範囲を規定する値（φmin〜φmax）などを含む。また設定情報５５は、距離Ｌの初期値Ｌ０、及び角度φの初期値φ０等がある。
【００３１】
（Ｓ３：経路情報入力）  ステップＳ３では、経路情報入力部１３により、オペレータの操作に基づいて経路情報５６の入力処理を行う。経路情報５６は、搬送経路の計算のために、初期入力として与えられる経由点情報を含む。経由点情報は、少なくとも搬送経路の始点と終点との指定を含む。
【００３２】
経路情報入力部１３は、経路情報５６の入力処理の際、設定部１２の処理と同様に、画面に経路情報の入力用の項目を表示してオペレータにより入力可能とする。また既存の経路生成機能により生成済みである直線軌道のみを含む経路情報がある場合、当該経路情報を用いることもできる。
【００３３】
（Ｓ４：基本吊り姿勢）  ステップＳ４では、基本吊り姿勢計算部２１により、基本吊り姿勢を計算または設定する処理を行い、その結果を基本吊り姿勢データ６１に格納する。Ｓ４では、以下に示す手段及び方法により、基本吊り姿勢を計算または設定する。オペレータは、それらの手段から選択して利用可能である。計算装置１は、Ｓ５以下では、Ｓ４で得られた基本吊り姿勢を基本として必要に応じて変更を加えながら、軌道上の各点での吊り姿勢を含む搬送経路を計算する。
【００３４】
（ａ）  第１の手段として、基本吊り姿勢計算部２１は、後述の運動方程式を含む計算モデルを用いて、クレーン等の搬送機器の機構パラメータ５４と物理法則とに従う吊り姿勢を計算し、基本吊り姿勢として格納する。基本吊り姿勢計算部２１は、記憶部１０２から読み出した機構パラメータ５４の値を用いて、後述の図６のような計算モデルに基づいて、搬送機器による搬送物の吊りの状態に関する運動方程式を立てる。そして基本吊り姿勢計算部２１は、当該運動方程式を解くことにより、物理法則に従う吊り姿勢を得る。（ａ）の手段を用いる場合、高精度な搬送経路の計算を実現できる。
【００３５】
（ｂ）  第２の手段として、基本吊り姿勢計算部２１は、画面でのオペレータの操作による手動調整により、基本吊り姿勢を設定する。基本吊り姿勢計算部２１は、吊り姿勢を設定するための画面を表示する。当該画面は、例えば後述の図５のように、搬送物３１等の吊り姿勢の形状を、３次元や２次元でグラフィカルに表示する。オペレータは、当該画面で、搬送機器に対する搬送物の位置や角度を所望の状態に手動調整する。この調整された吊り姿勢の状態に応じて、基本吊り姿勢計算部２１は、基本吊り姿勢の値として設定する。
【００３６】
（ｃ）  第３の手段として、基本吊り姿勢計算部２１は、予め計算した複数の吊り姿勢のパターンを用意し、画面でのオペレータによる操作に基づいて、選択されたパターンを、基本吊り姿勢として設定する。計算装置１は、（ａ）の計算により得た吊り姿勢を、予めパターンとして設定してもよい。計算装置１は、（ｂ）の手動調整による吊り姿勢を予めパターンとして設定してもよい。計算装置１は、各種の代表的な搬送機器の機構パラメータに応じた吊り姿勢のパターンを予め設定してもよい。計算装置１は、上記吊り姿勢のパターンの情報を、例えば設定情報５５の一部として記憶部１０２に格納しておく。
【００３７】
計算装置１は、（ａ）で計算された基本吊り姿勢や、（ｃ）で選択されるパターンに対して、更に（ｂ）の手動調整を可能としてもよい。上記（ｂ）や（ｃ）の手段を用いる場合、簡易に短時間で搬送経路の計算が実現できる。
【００３８】
（Ｓ５：搬送経路計算）  ステップＳ５では、経路計算部２０により、後述の図３で示す搬送経路計算処理を行い、その結果を搬送経路データ６０に格納する。経路計算部２０は、経路情報５６で指定された経由点間を結ぶ搬送経路を生成する。この搬送経路は、クレーン等の搬送機器による円弧軌道及び吊り姿勢を含む経路である。経路計算部２０は、例えば３個の経由点を１つの単位として１つの搬送経路を計算する処理を行う。経路計算部２０は、連続する４個以上の複数の経由点に関しては、上記単位の計算を同様に繰り返す。
【００３９】
経路計算部２０は、軌道計算部２２により、与えられた経由点の始点と終点との間を結ぶ軌道を生成する。この軌道は、直線軌道と円弧軌道との組合せによる軌道である。軌道計算部２２は、機構パラメータ５４及び経路情報５６を用いて、上記円弧軌道を含む搬送経路を候補として生成し、軌道データ６２に格納する。
【００４０】
軌道計算部２２は、後述の図７等に示すように、連続する経由点において、円弧の参照点と中心点とを設定し、参照点と中心点との距離Ｌ、及び中心点からの円弧の半径である曲率半径ｒを生成する。軌道計算部２２は、当初の経由点を通る直線の線分に対する円弧の接点を、円弧軌道の始点や終点となる経由点として生成する。円弧軌道は、上記距離Ｌまたは曲率半径ｒと、接点（始点や終点）またはそれに対応する中心点の回転軸周りの角度αとを用いて規定される。軌道計算部２２は、距離Ｌ及び曲率半径ｒを調整する処理として、所定の刻み幅（ΔＬ，Δｒ）で増減することにより、円弧軌道の候補を生成する。
【００４１】
経路計算部２０は、姿勢計算部２３により、上記搬送経路上における搬送物の吊り姿勢を候補として生成し、姿勢データ６３に格納する。姿勢計算部２３は、機構パラメータ５４及び基本吊り姿勢データ６１による基本吊り姿勢に基づいて、吊り姿勢を規定する角度を調整する処理を行う。姿勢計算部２３は、後述の図９等に示すように、吊り姿勢を規定する角度φ等を所定の刻み幅（Δφ）で増減することにより、吊り姿勢の候補を生成する。
【００４２】
経路計算部２０は、上記候補として生成した円弧軌道及び吊り姿勢を含む搬送経路について、干渉計算部１４を呼び出して干渉判定を行わせる。経路計算部２０は、干渉判定の結果が干渉無しである場合、当該搬送経路を有効な候補としてデータを保存する。経路計算部２０は、干渉判定の結果が干渉有りである場合、当該搬送経路を無効な候補として棄却し、当該候補における円弧軌道や吊り姿勢の変数を調整することにより、別の候補を生成する。
【００４３】
Ｓ５では、経路計算部２０は、上記計算の結果、干渉無しとなる１つ以上の好適な搬送経路を決定し、その情報を搬送経路データ６０に格納する。経路計算部２０は、調整による各候補の搬送経路について、同様に干渉判定を行いながら、干渉無しの搬送経路が見つかるまで繰り返す。
【００４４】
Ｓ５の搬送経路計算処理の中には、干渉計算部１４による干渉判定処理を含む。干渉計算部１４は、以下のような干渉判定処理を行い、その途中及び結果のデータを干渉計算データ５７に格納する。干渉計算部１４は、候補の搬送経路の軌道上における搬送物の位置の点での吊り姿勢ごとに、当該搬送物３１とその周囲の建物３２との干渉の度合いの状態を計算し、干渉有無を判定及びチェックする。干渉計算データ５７は、搬送経路の軌道上の搬送物の位置の点及び吊り姿勢ごとの干渉有無の情報を含む。この干渉計算は、公知のアルゴリズムを適用可能である。後述の図１２は干渉判定処理例を示す。
【００４５】
干渉判定部１７は、干渉計算の結果を干渉計算データ５７に保存し、干渉有無を含む情報を経路計算部２０に返す。経路計算部２０は、干渉有無を含む情報を用いて、干渉無しとなる候補を好適な候補とし、干渉有りとなる候補については、棄却するか、円弧軌道や吊り姿勢の変更を検討する。
【００４６】
（Ｓ６：経路評価）  ステップＳ６では、経路評価部１５により、Ｓ５までで計算された複数の搬送経路がある場合、それらの搬送経路について、いずれが効率的であるか、所定の評価処理を行い、この結果により推奨する１つ以上の搬送経路を決定する。経路評価部１５は、評価処理の結果を、経路評価データ５８に格納する。評価の観点は、前述の効率性や容易性の観点がある。即ち、経路評価部１５は、例えば１つまたは複数の搬送経路の全体において、円弧軌道の曲率半径ｒがなるべく大きくなるものを、高い評価値とする。経路評価部１５は、例えば、１つまたは複数の搬送経路の全体において、吊り姿勢の変更がなるべく少ないものを、高い評価値とする。経路評価部１５は、高い評価値の搬送経路から順に推奨する。
【００４７】
なおＳ６の評価処理を省略し、Ｓ５の結果をそのまま出力する形態が可能である。なおＳ６の評価処理とＳ５の干渉判定中の評価処理とは別である。後述の図１８は評価処理例を示す。
【００４８】
（Ｓ７：データ保存）  ステップＳ７では、搬送経路計算部２０は、Ｓ５またはＳ６までの結果に基づいて、推奨する１つ以上の搬送経路の情報を搬送経路データ６０にまとめ、記憶部１０２に保存する。
【００４９】
（Ｓ８：データ出力）  ステップＳ８では、データ出力部１６により、Ｓ７までで得られた搬送経路データ６０を用いて、本システムが推奨する１つ以上の搬送経路、またはオペレータにより任意に選択された搬送経路の情報を出力する処理を行う。データ出力部１６は、搬送経路データ６０を読み出し、画面に、搬送経路の情報を、アニメーション動画等の形式で表示する処理を行う。データ出力部１６は、搬送物データ５１、建物データ５２等を用いて、上記画面に表示するデータを画面表示データ５９として作成する。
【００５０】
当該画面におけるアニメーション表示は、例えば、建物内の３次元の空間内において、搬送経路における軌道上の位置及び吊り姿勢に応じた搬送物の３次元形状のオブジェクトを表示する。当該アニメーション表示は、搬送経路上の搬送物の搬送の移動に伴い、搬送物の吊り姿勢の状態を変化させて表示する。当該表示は、搬送経路における始点から終点までの各位置での搬送物の吊り姿勢の状態及び周囲との干渉状態を表示する。
【００５１】
オペレータ及び搬送者は、当該アニメーションの動画や静止画を見ることにより、搬送経路上の搬送物の動き及び状態を確認できる。即ちオペレータや搬送者は、どのような軌道や吊り姿勢で搬送の作業をすればよいか、わかりやすく確認できる。搬送者は、自身の持つ端末装置の画面に、計算装置１のデータをダウンロードすることにより、オペレータと同様に当該表示を見ることができる。データ出力は、上記アニメーション表示に限らず、２次元マップ表示なども可能である。
【００５２】
［搬送経路計算処理］
図３は、図２のＳ５の経路計算部２０による搬送経路計算処理の詳細例のフローを示す。なお図３では、３個の経由点を結ぶ１つの搬送経路を計算する処理を１つの単位（単位経路と称する）として、その単位経路の処理を同様に繰り返すフローを示す。また図３の処理例は、円弧軌道の距離Ｌと、吊り姿勢の角度φとの両方を調整しながら、干渉無しで効率的な搬送経路を求める例を示す。また図３の処理例は、距離Ｌの調整を角度φの調整よりも優先して行う処理例を示す。
【００５３】
なお図１１は、図３の補足として、図３の処理例に対応した、干渉判定の対象となる複数の候補のとり方及び順序の例を示す。
【００５４】
（Ｓ１１）  ステップＳ１１では、経路計算部２０及び姿勢計算部２３は、単位経路の計算にあたり、搬送物の吊り姿勢の角度に関する初期値を設定する。吊り姿勢を規定する第１の角度φの初期値をφ０とする。実施の形態１は、初期値φ０＝φmin＝０°に設定する。φminは、機構パラメータ５４に基づく、角度φのとり得る範囲における最小値である。ここで、搬送経路の軌道上の進行方向、及び円弧軌道の接線と平行な方向を、相対的に、φmin＝０°とする。なお角度φの初期値φ０は異なる値にも設定可能である。
【００５５】
（Ｓ１２）  ステップＳ１２では、経路計算部２０及び軌道計算部２２は、単位経路の計算にあたり、搬送物の円弧軌道を規定する距離Ｌ及び曲率半径ｒに関する初期値を設定する。距離Ｌの初期値をＬ０とする。実施の形態１は、初期値Ｌ０＝Ｌmaxに設定する。Ｌmaxは、機構パラメータ５４に基づく、距離Ｌのとり得る範囲における最大値である。なお距離Ｌと曲率半径ｒとは簡単な換算により得られるので、距離Ｌに関する計算は、曲率半径ｒに関する計算と捉えても同じである。なお距離Ｌの初期値Ｌ０は異なる値にも設定可能である。
【００５６】
（Ｓ１３）  ステップＳ１３では、経路計算部２０は、軌道計算部２２により、円弧軌道の候補を生成する。円弧軌道の候補は、円弧の参照点に対する中心点Ｃ、円弧の接点及び始点や終点である経由点Ｑ（あるいは中心点Ｃを回転軸とする角度α）、円弧の参照点と中心点Ｃとの距離Ｌ（または曲率半径ｒ）等により規定される。
【００５７】
（Ｓ１４）  ステップＳ１４では、経路計算部２０は、姿勢計算部２３により、吊り姿勢の候補を生成する。吊り姿勢の候補は、経由点Ｐの位置における姿勢の角度（θ１，θ２，θ３）等により規定される。θ３はＺ軸周りの角度φである。
【００５８】
（Ｓ１５）  ステップＳ１５では、経路計算部２０は、Ｓ１３で得た円弧軌道の候補とＳ１４で得た吊り姿勢の候補とを合わせた、搬送経路の候補について、干渉計算部１７により、干渉状態の計算及び判定を行わせる。干渉計算部１４は、候補の搬送経路の軌道上の各位置の点（補間点を含む）において、搬送物３１の３次元形状と、周辺の建物３２の３次元形状との干渉状態を計算する。干渉計算部１７は、搬送経路の候補における干渉有無の結果を返す。
【００５９】
（Ｓ１６）  ステップＳ１６では、経路計算部２０は、Ｓ１６の干渉判定の結果を参照し、干渉有りである場合（Ｙ）はＳ１７へ、干渉無しである場合（Ｎ）はＳ２２へ進む。
【００６０】
（Ｓ１７）  ステップＳ１７では、経路計算部２０は、上記候補の搬送経路について、干渉有りであるため調整が必要と判断し、吊り姿勢の角度の調整に移る。経路計算部２０は、当該軌道上の吊り姿勢の角度φが、所定の刻み幅Δφを考慮しつつ、変更できる範囲の最大値以下であるかどうか（φ＋Δφ≧φmax）を確認する。φ＋Δφ≧φmaxの場合（Ｙ）はＳ１８へ進み、そうでない場合（Ｎ）はＳ１９へ進む。
【００６１】
（Ｓ１８）  ステップＳ１８では、経路計算部２０は、姿勢計算部２３により、上記軌道上の吊り姿勢の現在の角度φを調整する。姿勢計算部２３は、上記吊り姿勢の現在の角度φを、設定された刻み幅Δφの単位で増加させる（φ←φ＋Δφ）。Ｓ１８からＳ１４に戻り、姿勢計算部２３は、Ｓ１８で増加させた角度φに対応した吊り姿勢の候補を同様に生成する。そしてＳ１５では、変更された吊り姿勢の候補に関して同様に干渉判定が行われる。
【００６２】
（Ｓ１９）  ステップＳ１９では、経路計算部２０は、円弧軌道の距離Ｌが、所定の刻み幅ΔＬを考慮しつつ、変更できる範囲の最小値以上であるかどうか（Ｌ−ΔＬ≧Ｌmin）を確認する。Ｌ−ΔＬ≧Ｌminの場合（Ｙ）はＳ２０へ進み、そうでない場合（Ｎ）はＳ２１へ進む。
【００６３】
（Ｓ２０）  ステップＳ２０では、経路計算部２０は、軌道計算部２２により、上記円弧軌道の距離Ｌを調整する。軌道計算部２２は、上記円弧軌道の現在の距離Ｌを、刻み幅ΔＬ単位で減少させる（Ｌ←Ｌ−ΔＬ）。そしてＳ２０からＳ１３へ戻る。Ｓ１３へ戻った場合、軌道計算部２２は、Ｓ２０で減少させた距離Ｌに対応した新しい円弧軌道の候補を同様に生成する。
【００６４】
（Ｓ２１）  ステップＳ２１では、それ以上角度φ及び距離Ｌを変更できず、処理中の単位経路については、干渉無しとなる搬送経路が生成できないことを示すので、ここで生成不能として処理を終了する。
【００６５】
（Ｓ２２）  ステップＳ２２では、Ｓ１６で干渉無しとなる搬送経路の候補が見つかっているので、この１つの干渉無しの搬送経路の情報を搬送経路データ６０に保存して終了する。この１つの干渉無しの搬送経路は、円弧軌道の距離Ｌを望ましい初期値Ｌ０から順に減少させ、吊り姿勢の角度φを望ましい初期値φ０から順に増加させることにより得られた経路である。なお上記処理例では１つの干渉無しの搬送経路を得た時点で終了しているが、すべての可能性を探索することで、複数の干渉無しの搬送経路を発見しても構わない。
【００６６】
計算装置１は、上記一連の処理により、干渉無しで、なるべく距離Ｌが初期値Ｌ０＝Ｌmaxに近く曲率半径が大きい円弧軌道を含み、なるべく角度φが初期値φ０＝０°のままで吊り姿勢の変更が少ないような、好適な搬送経路を探索する。
【００６７】
図１１に示す補足において、（ａ）は、最初の円弧軌道の候補を示し、距離Ｌ＝Ｌ０＝Ｌmaxの場合を示す。（ｂ）は、最後の円弧軌道の候補を示し、Ｌ＝Ｌminである。（ａ）の候補と、（ｂ）の候補との間で、距離Ｌを刻み幅ΔＬで減少させた各々の候補が生成される。
【００６８】
（ｃ）は、（ａ）の円弧軌道の候補に関して、更に、最初の吊り姿勢の候補を示す。即ち角度φ＝φ０＝φmin＝０°の場合を示す。軌道上の相対的な姿勢の角度が維持される。（ｄ）は、（ａ）の円弧軌道の候補に関して、最後の吊り姿勢の候補を示す。ここでは例として、角度φ＝φmax＝９０°の場合を示す。（ｃ）の候補と（ｄ）の候補との間で、角度φを刻み幅Δφで増加させた各々の候補が生成される。
【００６９】
（ｃ）及び（ｄ）において、経路計算部２０は、候補の軌道及び吊り姿勢に関して、直線及び円弧の軌道上、干渉判定の対象とする複数の点Ｐを補間点としてとる。例えば所定の設定された間隔ΔＰで複数の点Ｐがとられる。これらの複数の各位置の点Ｐで吊り姿勢を持つ。例えば（ｃ）の状態では、円弧の始点Ｑ０ａでの角度φ０＝０°に基づいて、円弧軌道上の各点Ｐでの相対的な吊り姿勢の角度φが維持される。絶対座標系の中での角度φの絶対値で言えば、始点Ｑ０ａではφ＝０°、終点Ｑ０ｂではφ＝９０°となる。（ｄ）の状態でも同様である。円弧の始点Ｑ０ａでの角度φ０＝９０°に基づいて、円弧軌道上の各点Ｐでの相対的な吊り姿勢の角度φが維持される。絶対座標系の中での角度φの絶対値で言えば、始点Ｑ０ａではφ＝９０°、終点Ｑ０ｂではφ＝１８０°となる。上記のような各補間点の吊り姿勢ごとに干渉判定が同様に行われる。
【００７０】
［搬送物、建物、及び搬送経路］
図４は、搬送物３１、建物３２、及び搬送経路等の例を示す。本システムの用途及び対象の例として、所定の設計された建物３２の建設とし、建物３２を構成するための資材等を搬送物３１とし、搬送経路を計画する。（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は絶対座標系を示し、Ｘ，Ｙは水平面を構成する方向、Ｚは鉛直方向とする。搬送物３１は、円筒状の資材の例を示す。建物３２は、ＸＹ断面の例として矩形の壁の内部にＬ字形状の壁がある例を示す。また図示しないが、クレーン等の搬送機器を有し、少なくとも円弧軌道上の搬送に使用される。
【００７１】
搬送経路Ｋ１は、始点Ｐ１から途中の点Ｐ２を経由して終点Ｐ３までを結ぶ搬送経路であり、複数の軌道である直線軌道ｋ１、円弧軌道ｋ２、及び直線軌道ｋ３の接続により成る。直線軌道ｋ１は、始点の経由点Ｐ１から経由点Ｑ１までである。円弧軌道ｋ２は、経由点Ｑ１から経由点Ｑ２までである。直線軌道ｋ３は、経由点Ｑ２から終点の経由点Ｐ３までである。経由点Ｐ２は、円弧軌道ｋ２の生成の参照点であり、円弧軌道ｋ２を通ることにより、直接の経由はされなくなる点である。ｃ２は、円弧軌道ｋ２の中心点である。各経由点は、搬送物の代表的な位置を示す点に対応する。なお点ｐ(i)等は後述の説明に対応した点を併せて図示している。
【００７２】
１つの搬送経路の生成のために、経由点情報として、３個の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が指定される。あるいは、１つの搬送経路の生成のために、経由点情報として、２個の点Ｐ１，Ｐ３が指定され、点Ｐ２については本システムが自動的に設定するようにしてもよい。
【００７３】
説明上、搬送経路は、複数の経由点と、経由点間をつなぐ部分的な経路である軌道とを含み、軌道は、直線軌道と円弧軌道とを含む。軌道は、始点と終点とを含む。円弧軌道は、円弧の中心点、曲率半径、及び回転角度等で規定される。また搬送経路の情報は、軌道上での搬送物の吊り姿勢の情報を含む情報とするが、搬送経路と吊り姿勢の情報とが別個に関連付けて管理されてもよい。姿勢は、向きや角度により規定され、例えばデカルト座標系である（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の３軸周りの回転の角度で規定される。
【００７４】
なお建物３２は、建設の進捗に応じて形状が変化する。建物データ５２は、建設の進捗に応じて変化する形状を含むデータとしてもよい。建物３２は、建物の内外の設置物等を含めてもよい。搬送機器データ５３は、搬送物と搬送機器との干渉状態の計算を行う場合に応じて使用される。
【００７５】
［機構パラメータ及び吊り姿勢の例］
図５は、搬送機器３３が所定の方式のクレーン装置である場合の機構パラメータ５４及び所定の吊り方による、搬送物の吊り姿勢の例を示す。搬送物３１は、円筒状の資材の例を示す。３０１は、クレーンの上部ワイヤを示す。３０２は、クレーンの玉掛けワイヤを示す。３０３は、玉掛けワイヤ３０３の一方端を掛けるフックを示す。３０４は、実際の吊り点を示し、搬送物３１の長手方向（ｈ）の両端の付近における玉掛けワイヤ３０３の他方端が固定される点である。３０５は、計算上の仮想の吊り点を示し、搬送物の代表的な位置や重心を示す点Ｐにも対応する。５０１は、クレーン装置のアーム等の機構による増減可能な長さであり、円弧の距離Ｌや曲率半径ｒに影響する。５０２は、Ｚ方向の移動に影響する上部ワイヤ３０１の長さを示す。αは、クレーン装置のＥで示す軸周りの回転による角度を示し、円弧軌道を規定する角度に相当する。φは、吊り姿勢を規定する１つの角度θ３として、Ｚ軸周りの回転の角度を示す。
【００７６】
図５の吊り姿勢は一例であって、搬送物の形状、搬送機器の機構、吊り点の位置等が異なることによって、異なる吊り姿勢をとる。基本吊り姿勢計算部２１は、このような吊り姿勢を計算する。搬送機器は、本実施の形態では所定の方式のクレーン装置を想定するが、これに限らず、円弧軌道及び吊り姿勢を実現する装置であれば適用可能である。
【００７７】
［機構パラメータ及び吊り姿勢の計算モデル］
図６は、図５と対応して、搬送機器が所定の方式のクレーン装置である場合の機構パラメータ５４に対応した、運動方程式を用いた搬送物の吊り姿勢の計算用のモデルについて示す。３１１は搬送物の概略イメージ、３１２は搬送物３１１の重心を示す。上部ワイヤ３０１の上端において、位置座標及びベクトルとして（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を示し、機構パラメータ５４として、Ｘ０軸周りの回転の角度θ１と、Ｙ０軸周りの回転の角度θ２とを有する。フック３０３の箇所においては、Ｚ０軸周りの回転の角度θ３を有し、これは前述の角度φに相当する。下部ワイヤ３０２の下端において、位置座標及びベクトルとして（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）を示し、機構パラメータ５４として、Ｘ５軸周りの回転の角度θ４と、Ｙ５軸周りの回転の角度θ５とを有する。θｉ（ｉ＝１〜５）は、クレーン装置の関節角度に相当する。
【００７８】
下部ワイヤ３０２を介して吊り下げられた搬送物３１１において、ｍは搬送物３１１の質量、ｆは搬送物３１１に働く力、ｇは重力加速度を示す。基本吊り姿勢計算部２１は、図５のような機構パラメータ５４や吊り方、及び図６の計算モデルに基づいて、運動方程式を立てて解くことにより、基本吊り姿勢を算出する。
【００７９】
［円弧軌道の生成及び変更］
図７は、経由点情報に基づく円弧軌道の生成のイメージを示す。図７の（ａ）は、ＸＹ平面での例を示す。経由点として、始点Ｐ１，参照点Ｐ２，終点Ｐ３が与えられたとする。始点Ｐ１をp(i)、参照点Ｐ２をp(i+1)、終点Ｐ３をp(i+2)とする。軌道計算部２２は、参照点Ｐ２から狭角側に線を引き、距離Ｌの位置に、円弧の中心点Ｃとしてｃ(i+1)をとる。ｒは、円弧の半径であり、曲率半径である。点ｑ(i)及びｑ(i+1)は、円弧軌道７００の始点と終点に相当する経由点である。点Ｐ１と点Ｐ２との線分に対して円弧が接するように円弧軌道が設定される。ｍは、ここでは質量ではなく、点Ｐ２と点ｑ(i)との長さ、及び点Ｐ２と点ｑ(i+1)との長さを示す。点Ｐ２から出ているｄは、ここではベクトルを示す。円弧軌道７００をとることで、点Ｐ１と点ｑ(i)との間は直線軌道７０１となり、点Ｐ３と点ｑ(i+1)との間は直線軌道７０２となる。
【００８０】
図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に対応して、円弧の中心点Ｃ＝ｃ(i+1)に対応する回転軸Ｅとしてｅ(i+1)等を示す。α(i+1)は、中心点Ｃの回転軸Ｅ＝ｅ(i+1)の周りの回転の角度として、円弧の始点ｑ(i)から終点ｑ(i+1)までの角度である。曲率半径ｒは、中心点ｃと点ｑ(i)または点ｑ(i+1)との距離に対応する。曲率は、ｒの逆数、即ち１／ｒである。
【００８１】
図８は、図７のような円弧軌道における距離Ｌ及び曲率半径ｒの変更について示す。図８では、経由点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対する円弧軌道として、単純化して、点Ｐ１とＰ２との長さと、点Ｐ３とＰ２との長さとを同じとする。中心点Ｃとして、｛ｃ０，ｃ１，……，ｃｉ，……，ｃｎ｝を示す。これに対応する距離Ｌとして、｛Ｌ０，Ｌ１，……，Ｌｉ，……，Ｌｎ｝とする。これに対応する曲率半径ｒとして、｛ｒ０，ｒ１，……，ｒｉ，……，ｒｎ｝とする。各中心点Ｃに対応する円弧軌道を｛ｋ０，ｋ１，……，ｋｉ，……，ｋｎ｝で示す。
【００８２】
点Ｐ１は、中心点ｃ０に対応する最大の円弧軌道の始点、点Ｐ３は終点とする。中心点ｃ０において、最大の距離Ｌ０＝Ｌmax、最大の曲率半径ｒ０である。前述のように、Ｌ０を初期値として、刻み幅ΔＬずつ減少することで、各円弧軌道の候補が生成される。例えば中心点ｃ１での円弧軌道は、距離Ｌ＝Ｌ０−ΔＬであり、円弧の接点である経由点Ｑとして、点ｑ１ａ及びｑ１ｂである。中心点ｃｎにおいて、最小の距離Ｌmin、最小の曲率半径ｒminである。
【００８３】
前述の機構パラメータ５４またはオペレータによる設定により、上記距離Ｌのとり得る範囲を示す最小値Ｌminと最大値Ｌmaxとの値を設定可能である。同様に、上記曲率半径ｒのとり得る範囲を示す最小値ｒminと最大値ｒmaxとを設定可能である。また各刻み幅であるΔＬ及びΔｒについても同様に設定可能である。
【００８４】
経路計算部２０は、Ｓ１５の干渉判定の結果で干渉有りの場合、図８等のように、点Ｐ２であるｐ(i+1)から中心点Ｃまでの距離Ｌを、初期値Ｌ０＝Ｌmaxから、刻み幅ΔＬずつ減少させるように調整する。この繰り返しにより、経路計算部２０は、干渉無しとなるなるべく最大の距離Ｌ及び曲率半径ｒを求める。なるべく曲率半径ｒが大きい即ち曲率が小さい円弧軌道により、クレーン等の動作をより効率的にすることができる。
【００８５】
［吊り姿勢の角度］
図９は、吊り姿勢を規定する第１の角度φについて示す。実施の形態１では、吊り姿勢を規定する角度（θ１〜θ５）のうち、機構パラメータ５４に応じて、Ｚ軸周りの角度θ３＝φのみを変更する例を説明する。なお機構パラメータ５４が異なる場合、当該異なる角度を変更する処理が同様に可能である。
【００８６】
図９では、図７と同様の円弧軌道７００がある場合に、その円弧の始点ｑ(i)における搬送物の吊り姿勢の例を示す。吊り姿勢に応じて、搬送物の長手方向であるｈと円弧接線方向であるｔとが成す角度がφである。角度φは、円弧の接線に平行な方向を基準の０°とする。Ｚ軸周りの角度φの初期値φ０は、搬送物の長手方向を、円弧軌道の接線に平行な方向であるｔに合わせるように設定される。図９ではＸ方向がそのｔの方向である。この場合の角度φを、最小値φmin＝０°とする。そして例えばＺ軸右周り方向に角度φを増加させる。角度φの最大値φmax＝３６０°とする。
【００８７】
前述の機構パラメータ５４または設定により、上記角度φのとり得る範囲を示す最小値φmin及び最大値φmaxの値を設定可能である。例えば他の設定例では、φmin＝−９０°、φmax＝＋９０°とすることも可能である。また刻み幅であるΔφについても同様に設定可能である。オペレータは、高速に計算したい場合、刻み幅Δφをより大きい値に設定し、高精度に計算したい場合、刻み幅Δφをより小さい値に設定すればよい。
【００８８】
［吊り姿勢の生成］
図１０及び図１１は、吊り姿勢の初期値の設定について示す。図１０の（ａ）は、図５と同様の搬送物３１の吊り姿勢の角度φを調整することで初期値を設定する例を示す。ｄは、調整前の搬送物３１の長手方向ないし長軸方向を示す。ｈは、調整後の搬送物３１の長手方向ないし長軸方向を示す。ｔは、経路接線に平行な方向を示す。ｆは、回転軸の方向であり鉛直方向を示す。
【００８９】
経路計算部２０は、吊り姿勢の設定の際、搬送物の長手方向であるｄを、経路接線に平行な方向であるｔに合わせるように、Ｚ軸周りの角度φ（ファイ）を、角度ψ（プサイ）の分、回転させる。これにより、経路計算部２０は、角度φの初期値φ０を、このｔに対応する角度であるφ０＝０°に設定する。
【００９０】
図１０の（ｂ）は、円弧軌道１００１における、中心点Ｃ、回転角度α、曲率半径ｒ、経由点ｑ等を示す。点ｑは、円弧軌道上の補間点を示す。点ｑにおける接線方向を［Ｒ，ｑ］で示す。Ｒは点ｑでの姿勢を表す。各記号の添え字ｉ，ｊは後述の計算で使用される。
【００９１】
［干渉計算］
図１２は、Ｓ１５の干渉計算部１４による搬送経路上の候補の干渉計算及び判定の処理例について示す。建物３２の形状、及び搬送経路の候補として、図４と概略同様のものがあるとする。この搬送経路上の経由点として、点ｐ１〜ｐ５があり、点ｐ２から点ｐ４までが円弧軌道である。点ｐ１〜ｐ２での搬送物３１の吊り姿勢の例として、長手方向がＹ方向向きであり角度φ＝９０°（相対値及び絶対値）である。当該軌道上の吊り姿勢の角度φが相対的に維持される。円弧軌道上の点ｐ３では角度φ＝１３５°（絶対値）であり、点ｐ４〜ｐ５では角度φ＝１８０°（絶対値）である。
【００９２】
干渉計算部１４は、搬送物データ５１から、搬送物３１の３次元形状のオブジェクトのデータを構成する。干渉計算部１４は、建物データ５２から、建物３２の３次元形状のオブジェクトを展開した空間データを構成する。干渉計算部１４は、その他、干渉計算の対象となる物のデータがある場合は当該データのオブジェクトを同様に構成する。干渉計算部１４は、上記建物３２の空間データの中に、上記搬送部３１のオブジェクトを配置する。干渉計算部１７は、経路計算部２０により生成された吊り姿勢及び円弧軌道を含む搬送経路の候補について、当該軌道上の点の位置に上記搬送物３１のオブジェクトを、吊り姿勢の角度の状態で仮にセットする。
【００９３】
干渉計算部１４は、候補の搬送経路の軌道上の所定の離散化及び補間された各点の位置、例えば一定の間隔ΔＰの補間点ごとに、干渉判定を行う。経路計算部２０は、搬送経路上、図１１と同様に間隔ΔＰを用いて、干渉判定の対象となる複数の点である補間点をとる。なお間隔ΔＰを小さくすれば、より高精度の判定が可能であり、大きくすれば、より高速の判定が可能である。
【００９４】
干渉計算部１４は、軌道上の各点及び各吊り姿勢について、建物３１の表面と搬送物３２の表面との距離を用いて、干渉有無を判定する。干渉計算部１４は、搬送物３１の３次元のオブジェクトの表面と建物３２の３次元のオブジェクトの表面との距離を計算する。この距離が、設定された所定の閾値以内である場合、干渉無しと判定し、閾値を超える場合、干渉有りと判定する。干渉計算部１４は、１つの位置の点でも干渉有りとなった場合は、当該候補の単位での判定結果を干渉有りとし、全部の位置の点で干渉無しとなった場合は、当該候補の単位での判定結果を干渉無しとする。
【００９５】
例えば点ｐ１の位置で、Ｗは、搬送物３１の表面と建物３２の表面とのＹ方向における距離を示す。Ｗ０は、干渉判定用の閾値の例を示す。この閾値Ｗ０は、搬送物３１と建物３２との間に余裕として確保すべき距離に対応する。干渉計算部１４は、搬送物データ５１及び建物データ５２を用いて上記距離Ｗを計算し、距離Ｗと閾値Ｗ０とを比較する。干渉計算部１４は、距離Ｗが閾値Ｗ０以上である場合（Ｗ≧Ｗ０）は干渉無しと判定し、そうでない場合（Ｗ＜Ｗ０）は干渉有りと判定する。
【００９６】
例えば点ｐ１の候補は、Ｗ＞Ｗ０であり、干渉無しである。また点ｐ３の候補は、円弧軌道の内側の建物３２の表面に対して、Ｗ＜Ｗ０であり、干渉有りである。これにより、この点ｐ１から点ｐ５までの所定の吊り姿勢を含む搬送経路の候補は、点ｐ３での干渉有りと判定される。
【００９７】
なお干渉判定の対象は、建物３２の内外に設置される物、例えば一時的に設置される資材や搬送機器等を含めることができる。建設の進捗に伴い、建物３２の状態が変化する場合、それに対応する３次元形状のデータを用いることで、同様に干渉判定を含む搬送経路の計算を行うことができる。干渉計算部１４は、搬送物と搬送機器との干渉状態の計算及び判定についても上記同様に行うことができる。
【００９８】
また干渉計算部１４は、搬送物３１や建物３２の３次元形状を、単純な形状に簡略化してから干渉計算を行ってもよい。また計算装置１は、並列演算器を用いて、複数の候補に関する干渉判定の計算を並列に実行することで高速化してもよい。また干渉計算部１４は、上記干渉状態の判定として干渉有無の２値を判定する形態とするが、これに限らず、多値の状態を判定する形態としてもよい。
【００９９】
［円弧軌道］
図１３は、図８等に対応する補足として、円弧軌道の距離Ｌ及び曲率半径ｒを変更する方式における搬送経路の例について示す。経由点Ｑとして、ｑ０ａ等は、各距離Ｌの円弧軌道に応じた始点を示し、ｑ０ｂ等は、対応する終点を示す。またｄ０等は、ここでは、各距離Ｌに応じた円弧軌道上の点を示す。例えば距離Ｌ＝Ｌ０＝Ｌmax、曲率半径ｒ＝ｒ０＝ｒmaxの場合における円弧軌道は、中心点がｃ０、始点がｑ０ａ、終点がｑ０ｂであり、円弧軌道上の点ｄ０を有する。
【０１００】
［基本吊り姿勢計算］
図２のＳ４の基本吊り姿勢計算部２１による基本吊り姿勢の計算の処理例について説明する。基本吊り姿勢計算部２１は、図６の運動方程式の計算モデル及び機構パラメータ５４を用いて、下記の式に基づいて、基本吊り姿勢を計算する。
【０１０１】
基本吊り姿勢計算部２１は、搬送物データ５１のＳＴＬファイルに基づいて、搬送物３１の３次元形状を、３次元の微細直方体の有限要素に細分化する。基本吊り姿勢計算部２１は、当該微細直方体の体積から、図６の搬送物３１１の慣性テンソルＢｇを算出する。
【０１０２】
図６の計算モデルにおいて、搬送物３１１の重心３１２（ｇ）について、下記の式１の運動方程式で表す。
【０１０３】
【数１】
0006053168.tif 000002
【０１０４】
式１で、Ｆｇは、搬送物３１１にかかる外力とトルクである。Ｂｇは、慣性テンソルである。Ｖｇは、搬送物３１１の角速度と並進速度である。Ａｇは、搬送物３１１の角加速度と並進加速度である。基本吊り姿勢計算部２１は、式１の運動方程式を解くことにより、Ｖｇを求める。
【０１０５】
次に、基本吊り姿勢計算部２１は、下記の式２に示すように、クレーン装置の機構に関するヤコビ行列をＪとして、クレーン装置の関節角速度であるθ’ｉ（ｉ＝１，……，５）を求める。基本吊り姿勢計算部２１は、この関節角速度θ’ｉを数値積分することにより、クレーン装置の関節角度であるθｉ（ｉ＝１，……，５）を導く。当該θｉは、吊り姿勢を示す。
【０１０６】
【数２】
0006053168.tif 000003
【０１０７】
［円弧軌道の生成］
図３のＳ１３の円弧軌道の候補の生成の処理例について説明する。ここでは経由点群をＰ＝［ｐ(1)，ｐ(2)，……，ｐ(n)］とする。経路情報５６において、経由点群のうち連続する３個の経由点であるｐ(i),ｐ(i+1),ｐ(i+2)が指定されている。点ｐ(i)が始点Ｐ１、点ｐ(i+2)が終点Ｐ３である。点Ｐ２であるｐ(i+1)は、始点Ｐ１から終点Ｐ３への途中に経由する点である。言い換えると、点ｐ(i)から点ｐ(i+1)への第１の直線軌道と、点ｐ(i+1)から点ｐ(i+2)への第２の直線軌道とが与えられている。
【０１０８】
図７等のように、軌道計算部２２は、指定された経由点の間を結ぶ円弧軌道を含む搬送経路を生成する。軌道計算部２２は、同様に、他の３個の経由点をそれぞれ単位として、円弧軌道を含む搬送経路を生成する。
【０１０９】
軌道計算部２２は、上記直線軌道の折れ曲がりによる搬送経路に基づいて、途中の経由点Ｐ２である点ｐ(i+1)を通らずに円弧軌道を通るような搬送経路を生成する。軌道計算部２２は、点Ｐ２を円弧軌道の生成の参照点とし、参照点Ｐ２から、２つの直線軌道の線分の間の狭角側へ線を引き、円弧軌道の中心点Ｃをとる。
【０１１０】
円弧軌道の円弧の中心点Ｃをｃ(i+1)とする。距離Ｌは、参照点Ｐ２であるｐ(i+1)と中心点ｃ(i+1)との直線の線分の距離である。図７の（ｂ）のように、円弧軌道の中心点ｃ(i+1)に対応した回転軸がｅ(i+1)である。円弧の始点と終点がｑ(i)，ｑ(i+1)である。円弧の始点ｑ(i)は、元の点Ｐ１とＰ２との間の直線軌道に対する円弧の接点である。円弧の終点ｑ(i+1)は、元の点Ｐ２とＰ３との間の直線軌道に対する円弧の接点である。即ち、点Ｐ１〜Ｐ３間の元の２つの直線軌道は、始点Ｐ１である点ｐ(i)から点ｑ(i)への第１の直線軌道７０１と、点ｑ(i)から点ｑ(i+1)への円弧軌道７００と、点ｑ(i+1)から終点Ｐ２である点ｐ(i+2)への直線軌道７０２との３つの軌道になる。
【０１１１】
上記円弧軌道７００は、点ｐ(i+1)から距離Ｌで離れた円弧の中心点ｃ(i+1)、回転軸ｅ(i+1)、回転角度α(i+1)、始点ｑ(i)及び終点ｑ(i+1)として規定される。円弧の半径である曲率半径ｒは、中心点ｃ(i+1)と始点ｑ(i)及び終点ｑ(i+1)との距離である。
【０１１２】
上記円弧軌道における各変数の算出式を、下記の式３から式６に示す。式３は、円弧の中心点Ｃ＝ｃ(i+1)を求める式を示す。式４は、曲率半径ｒを求める式を示す。式５は、円弧の始点ｑ(i+1)及び終点ｑ(i+2)を求める式を示す。式６は、回転軸ｅ(i+1)及び回転角度α(i+1)を求める式を示す。
【０１１３】
【数３】
0006053168.tif 000004
【０１１４】
【数４】
0006053168.tif 000005
【０１１５】
【数５】
0006053168.tif 000006
【０１１６】
【数６】
0006053168.tif 000007
【０１１７】
計算装置１は、前述のように、搬送経路の計算にあたり、上記点Ｐ２であるｐ(i+1)から円弧の中心点ｃ(i+1)までの距離Ｌについての初期値Ｌ０として、機構パラメータ５４での最大値Ｌmaxを設定する。このＬ０＝Ｌmaxの設定は、なるべく大きい曲率半径ｒの円弧、即ちなるべく小さい曲率の円弧を生成する考え方に対応する。図８の例では、最大の円弧ｋ０において、始点Ｐ１、終点Ｐ３、中心点ｃ０、最大の距離Ｌ０＝Ｌmax、最大の曲率半径ｒ０である。
【０１１８】
前述の図９等で、円弧軌道上の搬送部３１の吊り姿勢の角度φを示している。円弧の始点ｑ(i)と終点ｑ(i+1)との間の円弧軌道７００における姿勢は、経路進行方向に対する姿勢の傾きの角度が、点ｐ(i)と点q(i)との間の直線軌道の姿勢の傾きの角度と同じになるように設定される。即ち前述の図１０等のように、点ｐ(i)と点ｑ(i)との間の軌道に対して、搬送物３１の長軸方向であるｈが経路接線に平行な方向であるｔに沿うように角度φが設定される。点ｑ(i)と点ｑ(i+1)との間の円弧軌道を分割及び近似した各線分及び点においても、搬送物３１の長軸方向であるｈが円弧の接線方向であるｔを向くように設定される。
【０１１９】
前述の図７で、軌道計算部２２は、点Ｐ２であるｐ(i+1)から距離Ｌの円弧の中心点ｃ(i+1)を、式３により求める。式３において、点ｐ(i+1)から点ｐ(i)への方向の単位ベクトルをｄａとし、点ｐ(i+1)から点ｐ(i+2)への方向の単位ベクトルをｄｂとする。ｄａとｄｂを加算したベクトル（ｄａ＋ｄｂ）を単位化したベクトルをｄとする。軌道計算部２２は、ベクトルｄの方向に、点ｐ(i+1)から距離Ｌの長さだけ平行移動した点を、円弧の中心点ｃ(i+1)として定める。
【０１２０】
軌道計算部２２は、距離Ｌを用いて、円弧の半径である曲率半径ｒを、式４により求める。ｍは、図６の計算モデル中の搬送物３１１の質量である。点ｐ(i+1)から中心点ｃ(i+1)に向かう線分と、点ｐ(i+1)から点p(i)への線分とで直角三角形がつくられる。残りの一辺が、中心点ｃ(i+1)から点p(i)への線分である円弧の半径ｒに対応する。
【０１２１】
軌道計算部２２は、円弧と直線軌道との２つの接点である点q(i)及び点q(i+1)を、式５により求める。点q(i)及び点q(i+1)は、上記点ｐ(i+1)、ｍ、単位ベクトルｄａ，ｄｂを用いて求めることができる。
【０１２２】
軌道計算部２２は、円弧軌道の回転軸e(i+1)及び回転角度α(i+1)を、式６により求める。回転軸e(i+1)は、先に求めた単位ベクトルｄａと単位ベクトルｄｂとの外積ベクトルであるｄ＝（ｄａ＋ｄｂ）の符号を反転した単位ベクトルである。回転角度α(i+1)は、式４で導いた値による直角三角形の正接を２倍することにより求めることができる。
【０１２３】
［吊り姿勢の初期値］
吊り姿勢における初期姿勢及び補間姿勢について説明する。実施の形態１では、前述のように、円弧軌道における搬送物３１の吊り姿勢は、初期値として、円弧接線方向に対する角度φ（相対値）が、円弧軌道上を進む前後の各位置で変化しないように設定される。即ち、搬送経路の始点において設定された所定の初期姿勢の角度φは、搬送経路上を移動する各補間点での補間姿勢においても相対的に維持される。絶対座標系での角度の絶対値は搬送経路の曲がり具合に応じて変化する。
【０１２４】
経路計算部２０は、基本吊り姿勢及び設定情報５５に基づいて、上記搬送経路の始点での搬送物の吊り姿勢の角度φの初期値φ０を、前述の図９等のように、搬送物の長手方向を円弧接線方向に合わせるように設定する。即ち、円弧の回転角度α及び始点ｑ(i)における円弧接線方向を基準の０°として、角度φ＝φ０＝０°として設定される。そして経路計算部２０は、この吊り姿勢の候補に関して前述の干渉判定の結果が干渉有りになる場合は、当該角度φの値を範囲内で増減するように調整する。
【０１２５】
オペレータは、上記吊り姿勢の角度の初期値をφ０＝０°として予め設定することができる。またオペレータは、機構パラメータ５４を考慮して角度φ０の値を別の値、例えばφ０＝９０°等に設定することもできる。
【０１２６】
また初期入力として与えられる経路情報５６として、経由点と共に、吊り姿勢の角度の情報が指定されてもよい。例えば、始点Ｐ１での吊り姿勢の角度φがオペレータにより指定される。その場合、経路計算部２０は、指定された吊り姿勢の角度をそのまま使用する。また複数の搬送経路の接続において、第１の搬送経路の終点での吊り姿勢の角度が決まっている場合に、次の第２の搬送経路の始点でその角度を引き継ぐようにしてもよい。
【０１２７】
図１０の（ｂ）に示すように、円弧軌道上の補間点を、ｑ(i)(j)で表す。補間点ｑ(i)(j)における姿勢をＲ(j)とする。姿勢Ｒ(j)は、始点ｑ(i)(0)での姿勢Ｒ(0)を、補間点ｑ(i)(j)まで、回転軸ｅ(i+1)周りに回転角度α(i+1)(j)だけ回転させることにより求められる。
【０１２８】
［単一の搬送経路と複数の搬送経路］
本実施の形態の搬送経路計算システムは、以下に説明する方式からオペレータにより選択して使用できる。
【０１２９】
（１）  計算装置１は、３個の経由点による搬送経路を単位経路として、単位経路ごとに独立で最適な吊り姿勢及び円弧軌道を含む搬送経路を計算する。この場合、単位経路間における吊り姿勢の角度等の変更を考えない。単位経路ごとに角度φの初期値を前述のφ０として計算する。
【０１３０】
（２）  計算装置１は、複数の単位経路の連続による搬送経路において総合的に最適な吊り姿勢及び円弧軌道を含む搬送経路を計算する。この場合、計算装置１は、単位経路間における吊り姿勢の角度等の変更を考える。そのため、計算装置１は、単位経路間で吊り姿勢を引き継ぐことを考える。計算装置１は、この変更が最小のものを好適な搬送経路として推奨する。経路評価部１５は、複数の搬送経路間で吊り姿勢を維持するか変更するかという観点での評価処理を行う。
【０１３１】
［経路評価処理］
図１８は、上記に係わる搬送経路及び評価処理の例を示す。これは吊り姿勢の角度φを変更する方式での例を示す。評価の観点として、複数の経由点に基づいて連続する複数の搬送経路を計算する際、各搬送経路での円弧軌道及び吊り姿勢をどのようにすれば、搬送経路間でのつながりを含めて全体的に好適になるかを考慮する。
【０１３２】
連続する搬送経路として、第１の搬送経路Ｋ１、第２の搬送経路Ｋ２を示す。第１の搬送経路Ｋ１は、始点Ａ１から終点Ａ３までの単位経路であり、円弧軌道ｋＡを含む。第２の搬送経路Ｋ２は、始点Ｂ１から終点Ｂ３までの単位経路であり、円弧軌道ｋＢを含む。第１の搬送経路Ｋ１の終点Ａ３と、第２の搬送経路Ｋ２の始点Ｂ１とは直線軌道でつながっているか、もしくは、同じ点（Ａ３＝Ｂ１）であるとする。
【０１３３】
搬送経路の生成の結果、第１の搬送経路Ｋ１の終点での吊り姿勢の角度φ＝９０°であり、第２の搬送経路Ｋ２の始点での吊り姿勢の角度φ＝０°であるとする。この場合、終点Ａ３と始点Ｂ１との間で、吊り姿勢の角度φを９０°から０°へ変更する必要がある。この変更の分、搬送機器の動作または搬送者の負担が生じる。効率性の観点では、このような吊り姿勢の角度の変更を最小にすることが望ましい。
【０１３４】
そこで、実施の形態１の搬送経路計算システムは、複数の単位経路の連続による搬送経路において、吊り姿勢の角度の変更が最小となるものを、好適な搬送経路として推奨する。経路評価部１５は、Ｓ５で得られる複数の単位経路の吊り姿勢及び軌道の情報を用いて、それらの連続による搬送経路における吊り姿勢の角度φの変更の合計の量を計算する。経路評価部１５は、この吊り姿勢の角度φの合計の変更量が最小となるものを、高評価とし、総合的に好適な搬送経路として推奨する。また経路評価部１５は、複数の搬送経路の候補に関して、上記合計の変更量が小さい順に並べて出力してもよい。
【０１３５】
同様に、第１の搬送経路Ｋ１または第２の搬送経路Ｋ２のように、１つの単位経路の中においても、軌道上の各点での吊り姿勢の角度はなるべく同じに維持される方が望ましい。経路評価部１５は、１つの単位経路の中での吊り姿勢の角度の変更の量が最小のものを高評価とし、好適な搬送経路として推奨する。
【０１３６】
前述のように、１つの単位経路でみた場合には、吊り姿勢の角度φの初期値として経路接線方向に平行な角度φ０＝０°とすると最適になる場合が多いと考えられる。しかし、上記のように複数の単位経路の連続でみた場合には、吊り姿勢の角度φの初期値として角度φ０＝０°以外の別の角度にした方がよい場合が考えられる。即ち、例えば第１の搬送経路ＫＡの終点の吊り姿勢の角度を、そのまま第２の搬送経路ＫＢの始点の吊り姿勢の角度として引き継いだ方がよい場合がある。
【０１３７】
そこで、実施の形態１の搬送経路計算システムは、上記のように連続する複数の単位経路による搬送経路の計算の場合、始点から終点まで、各々の単位経路の吊り姿勢の角度（軌道上の相対値）がなるべく同じままで済む好適な搬送経路を算出して推奨する。
【０１３８】
単位経路間で吊り姿勢の角度を引き継いで計算する方式を採用する場合、計算装置１は、例えば第２の搬送経路ＫＢの計算にあたり、始点Ｂ１の吊り姿勢の角度φの初期値を、第１の搬送経路ＫＡの終点Ａ３の吊り姿勢の角度φと同じに設定して計算を開始する。
【０１３９】
［画面］
図１９は、実施の形態１の搬送経路計算システムの計算装置１における画面の例を示す。本画面において、１９１は、メニューの項目を示し、オペレータが選択して実行可能な項目を示す。例えば経路生成、経路確認、及び設定等の項目を含む。例えば経路生成または経路確認の項目が選択されると、１９２以下の情報が表示される。
【０１４０】
１９２以下の項目は、搬送経路計算システムにより計算した搬送経路の情報を表示する。１９２は、搬送経路をオペレータにより選択可能とする項目を示し、搬送経路の識別情報や名前を表示し、選択可能とする。１９３は、１９２で選択された搬送経路の内容を表示する項目を示す。１９３は、搬送経路の内容の情報として、識別情報や名前、経由点、軌道などの情報を表示する。１９３は、前述のように、円弧軌道及び吊り姿勢を含む搬送経路上の搬送物の搬送の様子を、３次元や２次元で、アニメーションの動画や静止画などの形式でグラフィカルに表示する。１９３で示す例では、前述の図４と同様の情報を２次元で表示している。１９３では、オペレータによるボタンやバー等の操作により、所望の位置及び時点での吊り姿勢等の状態を確認することもできる。
【０１４１】
１９４は、搬送経路の情報のうち、円弧軌道の情報を表示する項目を示す。１９４は、１９２の搬送経路を構成する全円弧軌道、あるいはオペレータにより選択された円弧軌道についての情報を表示する。表示する情報は、識別情報、円弧軌道を構成する中心点、始点、終点、及び曲率半径等である。
【０１４２】
１９５は、搬送経路の情報のうち、吊り姿勢の情報を表示する項目を示す。１９５は、例えば１９２の搬送経路上の各経由点の位置での吊り姿勢を規定する角度の情報を表示する。例えば点ｐ１の位置における吊り姿勢の角度（θ１，θ２，θ３＝φ）が表示される。
【０１４３】
［円弧軌道及び干渉判定の例］
図１４及び図１５は、円弧軌道及び干渉判定の補足として、円弧軌道の距離Ｌ及び曲率半径ｒの調整により搬送経路の候補を生成する場合の例を示す。図１４は干渉有りとなる例、図１５は干渉無しとなる例を示す。
【０１４４】
図１４の例では、距離Ｌを大きめの距離Ｌ１とした円弧軌道の候補を示す。当該円弧軌道上の点ｐ１２では、吊り姿勢の角度φが相対値で９０°である。この点ｐ１１での干渉判定の結果が干渉有りである。
【０１４５】
図１５の例では、図１４の例よりも距離Ｌを減少させ、相対的に小さい距離Ｌ２とした円弧軌道の候補を示す。当該円弧軌道上の点ｐ２２では、吊り姿勢の角度φは図１４の例と同じであり、干渉判定の結果が干渉無しである。
【０１４６】
［吊り姿勢及び干渉判定の例］
図１６及び図１７は、吊り姿勢及び干渉判定の補足として、吊り姿勢の角度φの調整により搬送経路の候補を生成する場合の例を示す。図１６は、搬送経路の始点での角度φの初期値φ０＝０°に設定した例、図１７は搬送経路の始点での角度φの初期値φ０＝９０°に設定した例を示す。図１６及び図１７の円弧軌道の距離Ｌは同じである。
【０１４７】
図１６の角度φ０＝０°は、前述のように、搬送物の長手方向を円弧接線に平行な方向に合わせる角度であり、搬送経路の軌道上で当該角度が相対的に維持される。図１６の例では、搬送経路上の各点で干渉無しである。図１７の例では、図１６の例よりも搬送物３１と建物３２との距離Ｗが小さくなり、前述の閾値Ｗ０しだいでは干渉有りとなる。
【０１４８】
＜実施の形態２＞
図２０を用いて、本発明の実施の形態２の搬送経路計算システムについて説明する。実施の形態１では、前述のように、搬送物の基本吊り姿勢を、図６のような計算モデルに基づいて運動方程式から導出した。実施の形態２では、Ｓ４の基本吊り姿勢の計算または設定に関する処理について、運動方程式から導くのではなく、搬送物の３次元形状に基づいて自動的に、軌道の接線と長手方向が平行となるように設定する。
【０１４９】
図２０は、実施の形態２の搬送経路計算システムの計算装置１における、搬送物の３次元形状に基づいて、吊り姿勢の初期値を設定する処理に関して示す。基本吊り姿勢計算部２１は、搬送物データ５１による搬送物３１の３次元形状のモデルを用いて、吊り姿勢の角度φの初期値φ０を自動的に計算し設定する。
【０１５０】
図２０の（ａ）で、１１０１は、搬送物データ５１のＳＴＬファイルによる、搬送物３１の３次元形状のポリゴンのモデルの例として円筒形状を示す。１１０２は、１１０１の３次元形状を内包する、最小外包直方体を示す。計算装置１は、最小外包直方体１１０２のような３次元形状から、搬送物３１の長手方向であるｈを算出する。ｔは、前述の円弧軌道の接線のベクトルである。
【０１５１】
図２０の（ｂ）で、計算装置１は、１１０１のような形状のモデルを、角度φに関して角度ψのように回転させることで、搬送物３１の長軸及び長手方向であるｈを、経路接線に平行な方向であるｔに合わせる。これにより、図１１の（ｃ）のような吊り姿勢の角度の状態となる。ｆは、前述の回転軸方向であり、搬送物３１の長軸及び長手方向であるｈを、接線ベクトルｔに合わせるように回転する回転軸である。ψはその回転の際の角度である。
【０１５２】
実施の形態２の基本吊り姿勢計算部２１は、上記回転軸ｆと回転角度ψについて、下記の式７により求める。
【０１５３】
【数７】
0006053168.tif 000008
【０１５４】
前述の図１０で、ｄは、搬送物の長手方向ｈを、円弧軌道がある平面に射影した単位ベクトルに対応する。基本吊り姿勢計算部２１は、単位ベクトルｄと接線ベクトルｔとが平行ではない場合、単位ベクトルｄを接線ベクトルｔまで回転させる場合の単位ベクトルｄが接線ベクトルｔと成す角度ψを、以下の方法で導く。即ち、基本吊り姿勢計算部２１は、回転軸ｆを、ｄとｔの外積ベクトル（ｄ×ｔ）により導く。式７のように、回転角度ψは、ｄとｔの外積ベクトル（ｄ×ｔ）と、ｄをｔに射影した２辺とから成る直角三角形の正接として導かれる。
【０１５５】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態１及び実施の形態２の搬送経路計算システムによれば、クレーン等の搬送機器を用いた吊り搬送における搬送経路の計算に関して、非干渉かつ好適な吊り姿勢や円弧軌道を含む搬送経路を計算することができる。これにより工期短縮やコスト削減を実現できる。
【０１５６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１５７】
１…計算装置、１１…データ入力部、１２…設定部、１３…経路情報入力部、１４…干渉計算部、１５…経路評価部、１６…データ出力部、２０…経路計算部、２１…基本吊り姿勢計算部、２２…軌道計算部、２３…姿勢計算部、３１…搬送物、３２…建物、３３…搬送機器、５１…搬送物データ、５２…建物データ、５３…搬送機器データ、５４…搬送機器パラメータ、５５…設定情報、５６…経路情報、５７…干渉計算データ、５８…経路評価データ、５９…画面表示データ、６０…搬送経路データ、６１…基本吊り姿勢データ、６２…軌道データ、６３…姿勢データ、１０１…制御部、１０２…記憶部、１０３…操作入力部、１０４…画面表示部、１０５…通信部、１５０…設計装置。
【図１】
0006053168.tif 000009
【図２】
0006053168.tif 000010
【図３】
0006053168.tif 000011
【図４】
0006053168.tif 000012
【図５】
0006053168.tif 000013
【図６】
0006053168.tif 000014
【図７】
0006053168.tif 000015
【図８】
0006053168.tif 000016
【図９】
0006053168.tif 000017
【図１０】
0006053168.tif 000018
【図１１】
0006053168.tif 000019
【図１２】
0006053168.tif 000020
【図１３】
0006053168.tif 000021
【図１４】
0006053168.tif 000022
【図１５】
0006053168.tif 000023
【図１６】
0006053168.tif 000024
【図１７】
0006053168.tif 000025
【図１８】
0006053168.tif 000026
【図１９】
0006053168.tif 000027
【図２０】
0006053168.tif 000028