JP2021172472A - 天井式クレーンの運転計画方法及び装置、並びに、天井式クレーンの制御方法及び装置 - Google Patents

天井式クレーンの運転計画方法及び装置、並びに、天井式クレーンの制御方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】天井式クレーンにおいて、バケットを振れていない状態で終点に停止させ且つバケットの移動所要時間を短縮する。【解決手段】バケットが巻下げ開始時刻に最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で終点の高さに到達するロープの巻下げ速度スケジュールを求め、巻下げ速度スケジュールに従って変化するロープの長さを用いて水平減速終了時刻にバケットの振れの位相が２πとなる水平減速開始時刻を求め、トロリが水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して水平減速終了時刻に移動速度０となる減速速度スケジュールを求め、減速速度スケジュールに基づいてトロリが水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、トロリが巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求め、これらから天井式クレーンの運転計画を生成する。【選択図】図５

Description

本発明は、天井式クレーンの運転計画の生成技術及びこの運転計画を用いた天井式クレーンの制御技術に関する。
従来から、ごみ処理施設等において、ピットに貯蔵されたごみの移載や搬出には、「ごみクレーン」と称される天井式クレーンが用いられている。一般に、天井式クレーンは、走行軌道と、走行軌道を走行するガーダ（又は橋桁）と、ガーダに沿って横行するトロリと、トロリに搭載された巻上装置と、巻上装置のドラムに巻き掛けられたロープに吊るされたバケットとを備える。ごみクレーンにおいて、バケットは移送されるごみの態様に応じてグラブ型、フォーク型、ポリップ型などの複数の種類から適宜選択される。特許文献１，２は、この種のごみクレーンの制御技術を開示している。
特許文献１のごみクレーンの制御方法では、ピット内の番地ごとのごみ高さ情報であるごみ高さマップに基づいて、バケットの横行範囲と走行範囲で囲まれた領域の中で一番高いごみ高さより所定の高さだけ加算した高さまでバケットを巻き上げてから、バケットの横行及び走行を行うようにごみクレーンが制御される。ピット内の番地ごとのごみ高さは、ピットのステレオ像の視差に基づいて計測される。
特許文献２のごみクレーンの制御方法では、ロープの巻上げ動作とバケットの横行動作とが同時に進行可能であり、吊り荷を任意の移動軌跡に沿って移動させるにあたり、吊り荷が障害物（ごみ）と衝突しないように逐次移動軌跡が更新される。移動軌跡は、移動の始点の座標と、終点の座標と、始点から終点までの経路上に存在する障害物の座標と、吊り荷の重さに応じた巻上げ運転可能最大速度指令値及び横行運転可能最大速度指令値とを入力とし、吊り荷が通過する座標を算出することにより求められる。
特開２００６−２７７７９号公報 特開２０１７−１６５５３９号公報
天井式クレーンの稼働率を向上（低減）するためにはバケットの移動所要時間の短縮が不可欠である。バケットの移動所要時間を短縮するためには、バケットの走行速度・横行速度を増加させることが考えられる。しかし、バケットの走行・横行の加速度・減速度が大きくなるに伴ってバケットの振れが大きくなる。バケットは、振れていない状態で目的地に停止させなければならず、そのため、従来はバケットの振れが抑えられるような加速度・減速度でバケットを走行・横行させていた。
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バケットが振れていない状態で目的地（終点）に停止させることと、バケットの移動所要時間の短縮とを両立する、天井式クレーンの制御技術を提案することにある。
本発明の一態様に係る天井式クレーンの運転計画方法は、
バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの運転計画方法であって、
前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを取得すること、
前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、及び、
前記バケットの前記始点、前記終点、前記水平加速開始点、及び前記水平減速終了点の位置と、前記トロリの前記巻下げ開始点及び前記減速開始点の位置と、前記巻下げ速度スケジュールと、前記減速速度スケジュールとを含む運転計画を生成すること、を含むことを特徴としている。
また、本発明の一態様に係る天井式クレーンの制御方法は、
バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの制御方法であって、
前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを取得すること、
前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、
前記バケットが前記始点から前記最大高さまで上昇するように、前記ロープの巻上げを開始すること、
前記バケットが前記最大高さまで到達する前又は後に前記トロリの移動を開始すること、
前記トロリが前記減速開始点に到達すると、前記減速速度スケジュールに従って前記トロリの移動を減速させること、及び、
前記トロリが前記巻下げ開始点に到達すると、前記巻下げ速度スケジュールに従って前記ロープを巻下げること、を含むことを特徴としている。
また、本発明の一態様に係る天井式クレーンの運転計画装置は、
バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの運転計画を生成する天井式クレーンの運転計画装置であって、
前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを記憶した記憶装置と、
プログラムが記憶された少なくとも１つのメモリと、
前記記憶装置及び前記メモリとアクセス可能に接続され、前記プログラムを実行することにより、前記メモリ及び前記記憶装置に記憶された情報を利用して処理を行う少なくとも１つのプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、
前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、及び、
前記バケットの前記始点、前記終点、前記水平加速開始点、及び前記水平減速終了点の位置と、前記トロリの前記巻下げ開始点及び前記減速開始点の位置と、前記巻下げ速度スケジュールと、前記減速速度スケジュールとを含む運転計画を生成すること、を行うことを特徴としている。
また、本発明の一態様に係る天井式クレーンの制御装置は、
バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの制御装置であって、
前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを記憶した記憶装置と、
前記トロリの位置を検出する位置検出器と、
前記バケットの高さを検出する高さ検出器と、
プログラムが記憶された少なくとも１つのメモリと、
前記記憶装置、前記位置検出器、前記高さ検出器、及び前記メモリとアクセス可能に接続され、前記プログラムを実行することにより、前記メモリ及び前記記憶装置に記憶された情報を利用して処理を行う少なくとも１つのプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、
前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、
前記バケットが前記始点から前記最大高さまで上昇するように、前記巻上装置に前記ロープの巻上げを開始させること、
前記バケットが前記最大高さまで到達する前又は後に、前記横行装置及び前記走行装置に前記トロリの移動を開始させること、
前記トロリが前記減速開始点に到達すると、前記横行装置及び前記走行装置に前記減速速度スケジュールに従って前記トロリの移動を減速させること、及び、
前記トロリが前記巻下げ開始点に到達すると、前記巻上装置に前記巻下げ速度スケジュールに従って前記ロープを巻下げさせること、を行うことを特徴としている。
上記天井式クレーンの運転計画方法及び運転計画装置、並びに、天井式クレーンの制御方法及び制御装置によれば、生成された運転計画に従って天井式クレーンの運転が制御されることによって、トロリが水平減速終了点に到達したときのバケットの振れの位相は２πとなり、バケットがここから速やかに終点まで降下することで、終点に到達したバケットは振れていない又は振れが十分に小さい状態で停止する。つまり、ロープを巻下げながらトロリの移動を減速しても、バケットの振れ止めをすることができる。また、トロリの移動の減速とバケットの降下とが同時に行われることによって、トロリの移動の減速を終えてからバケットの降下が行われる場合と比較して、バケットの移動軌跡が短くなるので、バケットの移動所要時間の短縮を図ることができる。ひいては、天井式クレーンの稼働率を向上（低減）することができる。
本発明によれば、バケットを振れていない状態で目的地（終点）に停止させることと、バケットの移動所要時間の短縮とを両立することの可能な天井式クレーンの制御技術を提供できる。
図１は、本発明の一実施形態に係るごみクレーンが設置されたごみ処理施設の概略構成図である。 図２は、ピットの平面図である。 図３は、ごみクレーンの制御系統の構成を示すブロック図である。 図４は、制御装置の構成を示すブロック図である。 図５は、バケットの三次元経路を説明する図である。 図６は、運転計画生成処理の流れ図である。 図７は、運転計画部の情報の入力と出力とを説明する図である。 図８は、凸多角形を説明する図である。 図９は、マージンが考慮された凸多角形を説明する図である。 図１０は、水平加速開始点の高さと水平減速終了点の高さの求め方を説明する図である。 図１１は、巻下げ速度の時系列変化を表す図表である。 図１２は、巻下げ速度の時系列変化を表す図表である。 図１３は、ロープ長の時系列変化を表す図表である。 図１４は、ロープの振れの位相の時系列変化を表す図表である。 図１５は、再計算されたロープの振れの位相の時系列変化を表す図表である。 図１６は、再計算されたロープの振れの位相の時系列変化を表す図表である。 図１７は、減速時の移動速度を時間関数に変換する処理を説明する図である。 図１８は、減速時のロープ長及び移動速度の時系列変化を表す図表である。 図１９は、減速時のロープ長及び移動速度の時系列変化を表す図表である。 図２０は、ごみクレーンの制御の流れ図である。 図２１は、減速速度スケジュールの一例を示す図表である。 図２２は、巻下げ速度スケジュールの一例を示す図表である。
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下では、本発明を天井式クレーンの一例であるごみクレーンに適用して説明する。但し、本発明は、ごみクレーンに限定されず、広く天井式クレーンに適用することができる。
〔ごみクレーン１の構成〕
図１は本発明の一実施形態に係るごみクレーン１が設置されたごみ処理施設１０の概略構成図、図２はピット２の平面図、図３はごみクレーン１の制御系統の構成を示すブロック図である。
先ず、ごみクレーン１が設置されたごみ処理施設１０の概略構成について説明する。図１に示すごみ処理施設１０には、ごみが貯溜されるピット２と、ピット２の上部に配置されたごみクレーン１とを備える。ごみクレーン１は、所謂、バケット式天井クレーンである。ごみクレーン１は、ピット２の上部に設けられた平行な一対の走行軌道２１と、一対の走行軌道２１に掛け渡されたガーダ２２と、ガーダ２２を横行するトロリ２３と、トロリ２３に搭載された巻上装置２４と、巻上装置２４によって巻上げ・巻下げされるロープ２５に吊り下げられたバケット２６と、ごみクレーン１の動作を司る制御装置８とを備える。
図２に示すようにピット２には、直交する水平方向である「走行方向Ｘ」と「横行方向Ｙ」とが規定される。走行方向Ｘは、一対の走行軌道２１の延伸方向であって、ガーダ２２の往復移動方向である。横行方向Ｙは、ガーダ２２の延伸方向であって、トロリ２３の往復移動方向である。ピット２内は、平面視において、走行方向Ｘ及び横行方向Ｙに所定ピッチで区画されて、各区画に固有の番地が付けられている。
図１及び図３に示すように、ガーダ２２は、ガーダ駆動装置３２によって駆動されることにより、一対の走行軌道２１上を走行する。ガーダ駆動装置３２は、トロリ２３を水平な走行方向Ｘへ移動させる「走行装置」に該当する。ガーダ駆動装置３２は、例えば、制御装置８の制御を受けて動作するモータ、モータの出力トルクを増大させる減速機、及び、モータの出力軸の回転位置を検出する回転位置センサなどを含む。ガーダ２２の走行方向Ｘの位置は、制御装置８によって制御される。
トロリ２３は、トロリ駆動装置３３によって駆動されることにより、ガーダ２２上を横行する。トロリ駆動装置３３は、トロリ２３を水平な横行方向Ｙへ移動させる「横行装置」に該当する。トロリ駆動装置３３は、例えば、制御装置８の制御を受けて動作するモータ、モータの出力トルクを増大させる減速機、及び、モータの出力軸の回転位置を検出する回転位置センサなどを含む。トロリ２３の横行方向Ｙの位置は、制御装置８によって制御される。ガーダ２２の走行方向Ｘの位置とトロリ２３の横行方向Ｙの位置とにより、巻上装置２４（或いは、ロープ２５の吊り下げ点）の二次元座標が決まる。
巻上装置２４はロープ２５が巻き掛けられたドラムと、ドラムを正逆回転させるドラム駆動装置３４とを備える。ドラム駆動装置３４は、例えば、制御装置８の制御を受けて動作するモータ、モータの出力トルクを増大させる減速機、及び、モータの出力軸の回転位置を検出する回転位置センサなどを含む。巻上装置２４のドラムが正逆回転することにより、ロープ２５によるバケット２６の吊り長さである「ロープ長」が変化する。ロープ長は、例えば、バケット２６とロープ２５との接続部から、巻上装置２４によるロープ２５の拘束部までの、ロープ２５の長さである。巻上装置２４には、ロープ長を検出するロープ長センサ（高さ検出器３５の一例）が設けられている。ロープ長は、制御装置８によって制御される。制御装置８は、ロープ長が目標値となるように巻上装置２４を動作させる。
〔制御装置８の構成〕
制御装置８は、運転計画部９１と制御部９２との各機能部を有する。運転計画部９１は、ごみクレーン１の運転計画を生成する。制御部９２は、生成された運転計画に基づいてごみクレーン１を制御する。
図４は、制御装置８の概略構成を示すブロック図である。制御装置８は、少なくとも１つのコンピュータ８０を備える。コンピュータ８０は、プロセッサ８１、ＲＯＭ及びＲＡＭなどのメモリ８２、入出力部８３などを有する。メモリ８２には、プロセッサ８１が実行するプログラムが格納されている。プログラムには、オペレーティングプログラムやアプリケーションプログラムが含まれる。プロセッサ８１がプログラムを読み出して実行することによって、制御装置８は当該プログラムに構成された機能を実現する。プロセッサ８１は、入出力部８３を介して入力装置８６、出力装置８７、記憶装置８８、各種の計器やセンサ、及び制御対象と接続されている。本実施形態に係る制御対象にはガーダ駆動装置３２、トロリ駆動装置３３及びドラム駆動装置３４が含まれる。入力装置８６は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどの制御装置８への入力を受け付けるデバイスのうち少なくとも１つを含む。出力装置８７は、例えば、ディスプレイ、スピーカなどの制御装置８からの情報を出力するデバイスのうち少なくとも１つを含む。記憶装置８８には、制御装置８での処理で用いられる各種の情報が格納されている。
記憶装置８８には、ごみクレーン１の運転計画及び／又は運転計画を決定する計画要素、並びに、計画要素を求めるための各種情報が格納されている。運転計画及びその計画要素については、後ほど詳述する。
また、記憶装置８８には、ピット２のごみ高さマップが格納されている。ごみ高さマップは、ピット２の各番地のごみ高さ情報からなる。ごみ高さ情報に含まれるごみ高さの計測方法、即ち、ごみ高さの取得方法は特に限定されない。ごみ高さは、例えば、ピット２内を２台以上のカメラ（ステレオカメラ）で撮像し、複数の撮像画像の視差に基づいて計測されたものであってよい。或いは、ごみ高さは、バケット２６が停止したときのロープ長（即ち、ロープ２５の繰り出し量）に基づいて計測されたものであってよい。或いは、ごみ高さは、ピット２の上部に取り付けられた距離センサの検出に基づいて計測されたものであってもよい。制御装置８は、取得した又は求めたごみ高さを記憶装置８８に随時格納することで、ごみ高さマップを最新に維持する。
〔運転計画の生成方法〕
ここで、制御装置８の運転計画部９１による運転計画生成処理について説明する。図５は、バケット２６の三次元経路Ｒ3を説明する図である。
図５には、バケット２６の始点Ａから終点Ｂまでの三次元経路Ｒ3が例示されている。始点Ａ及び終点Ｂの座標（或いは番地）は制御装置８へ入力される。本実施形態では、始点Ａの上方に水平加速開始点Ｃが存在し、終点Ｂの上方に水平減速終了点Ｆが存在する。但し、水平加速開始点Ｃの位置は始点Ａの上方に限定されない。バケット２６が水平加速開始点Ｃから水平減速終了点Ｆへ三次元経路Ｒ3に沿って移動する間に、トロリ２３は巻下げ開始点Ｄと減速開始点Ｅとを通過する。
運転計画部９１は、先ず、ごみクレーン１の運転計画を決定する複数の計画要素を求める。これらの計画要素には、水平加速開始点Ｃの高さＨc、水平減速終了点Ｆの高さＨf、最大高さＨmax、減速開始点Ｅと終点Ｂとの水平距離であるＥ−Ｂ間水平距離Ｄ1、巻下げ開始点Ｄと終点Ｂとの水平距離であるＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2、減速開始点Ｅからのトロリ２３の移動速度ｖs（減速速度スケジュール）、及び、巻下げ開始点Ｄからの巻下げ速度ｖz（巻下げ速度スケジュール）が含まれる。また、運転計画部９１が求める計画要素には、トロリ２３の加速速度スケジュール、及び巻上速度スケジュールが更に含まれてもよい。
図６は、運転計画部９１による運転計画生成処理の流れ図である。図６に示すように、運転計画部９１は、計画要素の演算に必要な各種情報を取得する（ステップＳ０１）。図７は、運転計画部９１の情報の入力と出力とを説明する図である。運転計画部９１が取得する情報には、始点Ａの座標、終点Ｂの座標、各番地のごみ高さ（ごみ高さマップ）、定格走行速度、定格横行速度、定格巻上げ速度、定格巻下げ速度、巻下げ加速度、巻下げ減速度、及びバケット幅が含まれる。定格走行速度はガーダ２２の定格移動速度であり、定格横行速度はトロリ２３の定格移動速度である。バケット幅は、バケット２６の進行方向と直交する水平な線に投影したバケット２６の輪郭の幅である。定格走行速度、定格横行速度、定格巻上げ速度、定格巻下げ速度、巻下げ加速度、巻下げ減速度、及びバケット幅はごみクレーン１に固有の値（定数）である。これらの情報は、制御装置８に予め記憶されている、或いは、制御装置８に入力される。
制御装置８は、始点Ａから終点Ｂまでの二次元経路Ｒ2上の番地のごみ山の情報をごみ高さマップから抽出する（ステップＳ０２）。バケット２６の二次元経路Ｒ2とは、始点Ａから終点Ｂまでの経路を鉛直上方から見たときの、始点Ａから終点Ｂまでの直線状の経路である（図２、参照）。ここで、運転計画部９１はごみ高さマップを読み出し、バケット２６の二次元経路Ｒ2上の番地のごみ高さ情報を抽出する。
続いて、運転計画部９１は、取得したごみ高さ情報に基づいて、バケット２６の最大高さＨmaxを求める（ステップＳ０３）。最大高さＨmaxは、バケット２６が上昇してから一定のロープ長で水平方向へ移動するときのバケット２６の高さである。最大高さＨmaxは、二次元経路Ｒ2上のごみ山の最大高さよりも高い。
図８では、縦軸が高さを表し、横軸がバケット２６の二次元経路Ｒ2上の位置を表し、二次元経路Ｒ2が通る各番地のごみ高さが柱の高さで表されている。バケット２６の二次元経路Ｒ2は、始点Ａから終点Ｂまでｎ個の番地を通過し、始点Ａの座標は（ｓ1，ｈ1）で表され、終点Ｂの座標は（ｓn，ｈn）で表される。なお、ｓkは番地、ｈkは番地ｓkのごみ高さを表す（ｋ＝１〜ｎ）。
運転計画部９１は、最大高さＨmaxを求めるにあたり、先ず、図９に示すように、二次元経路Ｒ2を通るごみ山の断面のプロファイルにおいて始点Ａと終点Ｂとを結ぶ線よりも上にある全ての点を内包する凸多角形の構成点（Ｓ1，Ｈ1），・・・，（Ｓm，Ｈm）を求める（但し、ｎ≧ｍ）。凸多角形は、複数の凸多角形構成点（Ｓ1，Ｈ1），・・・，（Ｓm，Ｈm）を順次直線で繋いで形作られる。運転計画部９１は、続いて、凸多角形構成点（Ｓ1，Ｈ1），・・・，（Ｓm，Ｈm）の各々について、マージンδを考慮した高さＨ1’，・・・，Ｈm’を求め、そのうち最大となるものを最大高さＨmaxと決定する。
図６に戻って、運転計画部９１は、水平加速開始点Ｃの高さＨcと水平減速終了点Ｆの高さＨfとを求める（ステップＳ０４）。これらの高さは何れも最大高さＨmaxよりも低い。図１０は、水平加速開始点Ｃの高さＨcと水平減速終了点Ｆの高さＨfの求め方を説明する図である。図１０に示すように、運転計画部９１は、巻上装置２４の定格巻上げ速度とトロリ２３の最大移動速度ｖactとの比を傾きβ1とし、マージンδを考慮した凸多角形（図９、参照）の折れ点と接する直線Ｌ1を求める。なお、トロリ２３の最大移動速度ｖactとは、図２の始点Ａから終点Ｂまでを直線状に移動するときの走行最大速度と横行最大速度の合成速度である。走行最大速度は定格走行速度とは限らず、定格走行速度より低い場合がある。同様に、横行最大速度は定格横行速度とは限らず、定格走行速度より低い場合がある。走行最大速度及び横行最大速度は、ごみ高さや始点Ａと終点Ｂの位置関係に応じて決まる。運転計画部９１は、始点Ａを通る垂線と直線Ｌ1との交点を水平加速開始点Ｃとし、水平加速開始点Ｃの高さＨcを求める。同様に、運転計画部９１は、定格巻下げ速度と最大移動速度ｖactとの比を傾きβ2とし、二次元経路Ｒ2を通るマージンδを考慮した凸多角形の折れ点と接する直線Ｌ2を求める。運転計画部９１は、終点Ｂを通る垂線と直線Ｌ2との交点を水平減速終了点Ｆとし、水平減速終了点Ｆの高さＨfを求める。
図６に戻って、運転計画部９１は、巻下げ速度ｖz(t)を求める（ステップＳ０５）。運転計画部９１は、巻下げ速度ｖz(t)に基づいて、トロリ２３が巻下げ開始点Ｄを通過する時刻からバケット２６が終点Ｂに到達する時刻までの巻下げ速度スケジュールを生成する。
運転計画部９１は、（Ｉ）巻下げ速度ｖzの最大値が定格巻下げ速度に到達しない場合と、（II）巻下げ速度ｖzの最大値が定格巻下げ速度に到達する場合とに場合分けして、巻下げ速度ｖz(t)を求める。
（Ｉ．巻下げ速度ｖzが定格巻下げ速度に到達しない場合）
図１１は、巻下げ速度ｖzの時系列変化を表す図表である。図１１に示される巻下げ速度スケジュールでは、巻下げ加速度αaccで巻下げ加速時間ｔaccだけロープ２５の巻下げが加速され、続いて、巻下げ減速度αdecで巻下げ減速時間ｔdecだけロープ２５の巻下げが減速されるように、巻下げ速度ｖzが時系列変化する。巻下げ加速度αacc及び巻下げ減速度αdecは定数である。次式１が成立する場合、最大巻下げ速度αacc・ｔaccは定格巻下げ速度ｖmaxに到達しない。なお、式１中のＺ1は全巻下げ距離であり、ステップＳ０３で求めた最大高さＨmaxと終点Ｂの高さとの差である。
Figure 2021172472
最大巻下げ速度αacc・ｔaccが定格巻下げ速度ｖmaxに到達しない場合に、巻下げ加速時間ｔaccは式２を用いて求めることができ、巻下げ減速時間ｔdecは式３を用いて求めることができる。なお、式２、３中、Ｚlは、ロープ２５の巻下げ距離を表す。
Figure 2021172472
Figure 2021172472
（II．巻下げ速度ｖzが定格巻下げ速度に到達する場合）
図１２は、巻下げ速度ｖzの時系列変化を表す図表である。図１２に示す巻下げ速度ｖz(t)は、巻下げ加速度αaccで巻下げ加速時間ｔaccだけロープ２５の巻下げを加速し、続いて、巻下げ定速時間ｔconstだけ定格巻下げ速度ｖmax（定速）でロープ２５を巻下げたのち、巻下げ減速度αdecで巻下げ減速時間ｔdecだけロープ２５の巻下げを減速するように時系列変化する。次式４が成立する場合、巻下げ速度ｖzの最大値は定格巻下げ速度ｖmaxに到達する。
Figure 2021172472
巻下げ速度ｖzの最大値が定格巻下げ速度ｖmaxに到達する場合に、巻下げ加速時間ｔaccは式５を用いて求めることができ、巻下げ減速時間ｔdecは式６を用いて求めることができ、巻下げ定速時間ｔconstは式７を用いて求めることができる。
Figure 2021172472
Figure 2021172472
Figure 2021172472
運転計画部９１は、巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、巻下げ減速度αdec、並びに、求めた巻下げ加速時間ｔacc、巻下げ減速時間ｔdec、及び／又は巻下げ定速時間ｔconstに基づいて、巻下げ速度スケジュールを生成する。
図６に戻って、運転計画部９１は、トロリ２３の減速時の移動速度ｖs(t)を求める（ステップＳ０６）。運転計画部９１は、トロリ２３の減速時の移動速度ｖs(t)に基づいて、トロリ２３が減速開始点Ｅを通過する水平減速開始時刻からバケット２６が水平減速終了点Ｆに到達する水平減速終了時刻までのトロリ２３の減速速度スケジュールを生成する。同時に、運転計画部９１は、減速開始点Ｅと終点Ｂとの間の水平距離であるＥ−Ｂ間水平距離Ｄ1を求める（ステップＳ０７）。Ｅ−Ｂ間水平距離Ｄ1に基づいて、減速開始点Ｅの二次元位置を特定することができる。減速開始点Ｅは、終点Ｂから二次元経路Ｒ2に沿ってＥ−Ｂ間水平距離Ｄ1だけ後退した二次元位置に在る点と特定される。トロリ２３が減速開始点Ｅにあるときのバケット２６の高さは、水平減速終了点Ｆの高さＨfより高く、且つ、最大高さＨmax以下である。
図１３は、ロープ長の時系列変化を表す図表である。この図表では、ロープ長ｌを縦軸にとり、巻下げ時間を横軸にとり、ロープ長ｌ(t)が時間関数として表されている。ロープ長は、巻下げが開始してからロープ２５の巻下げ距離の増加に伴って増加する。運転計画部９１は、ステップＳ０５で求めた巻下げ速度スケジュールに基づいて、中間巻下げ距離Ｚ2の巻下げに要する時間ｔ1と、巻下げ速度スケジュールに対応したロープ長の時間変化とを求めることができる。中間巻下げ距離Ｚ2は、ステップＳ０３で求めた最大高さＨmaxと、ステップＳ０４で求めた水平減速終了点Ｆの高さＨfとの差である。ロープ長ｌ(t)の時間関数は、式８で表される。
Figure 2021172472
巻下げが開始してからロープ長が刻々と変化するため、バケット２６の振れの周期も変化する。図１４は、バケット２６の振れの位相φの時系列変化を表す図表である。図１４に示すように、時刻０から時刻ｔ1までのバケット２６の振れの位相φ(t)は、重力加速度をｇとして、次の式９で表される。
Figure 2021172472
時刻ｔ1におけるバケット２６の振れの位相φ(ｔ1)は、（Ｉ）２π未満の場合［φ(ｔ1)＜２π］と、（II）２π以上の場合［φ(ｔ1)≧２π］とに場合分けすることができる。
（Ｉ．位相φ(ｔ1)が２π未満の場合）
図１５は、再計算されたバケット２６の振れの位相φの時系列変化を表す図表である。バケット２６が水平減速終了点Ｆに到達したときのバケット２６の振れの位相φを２πとすることにより、終点Ｂに到達したときのバケット２６の振れを抑えることができる。そこで、図１５に示すように、バケット２６の振れの位相φ(ｔ1)が２π未満の場合、ロープ２５の巻下げ開始時刻よりも水平減速開始時刻をｎdtだけ先にすることにより、水平減速終了点Ｆにおけるバケット２６の振れの位相φを２πとすることができる。ｎdtは次式１０で表される。
Figure 2021172472
ロープ２５の巻下げ開始時刻よりも水平減速開始時刻をｎdtだけ先の時刻ｔ0とすれば、時刻ｔ0のバケット２６の振れの位相φ(ｔ0)と時刻ｔ1のバケット２６の振れの位相φ(ｔ1)との差が２πとなる。運転計画部９１は、式１１と区間ｔ0〜ｔ1と用いてバケット２６の振れの位相φ(t)を再計算する。
Figure 2021172472
（II．位相φ(ｔ1)が２π以上の場合）
図１６は、再計算されたバケット２６の振れの位相φの時系列変化を表す図表である。図１６に示すように、バケット２６の振れの位相φ(ｔ1)が２π以上の場合、ロープ２５の巻下げ開始時刻よりも水平減速開始の時刻ｔ0を遅らせることにより、時刻ｔ0のバケット２６の振れの位相φ(ｔ0)と時刻ｔ1のバケット２６の振れの位相φ(ｔ1)との差が２πとなる。これにより、水平減速終了点Ｆにおけるバケット２６の振れの位相を２πとすることができる。運転計画部９１は、式１１と区間ｔ0〜ｔ1と用いてバケット２６の振れの位相φ(t)を再計算する。
図１７は、トロリ２３の減速時の移動速度を時間関数に変換する処理を説明する図である。図１７に示すように、バケット２６の振れの位相φが２πのときにトロリ２３の水平方向への移動が減速停止するようなトロリ２３の減速時の移動速度ｖs(t)は式１３を用いて求めることができる。式１３は、式１２で表される移動速度ｖs(φ)に式１１で表される位相φを代入したものである。運転計画部９１は、水平減速開始時刻から水平減速終了時刻までの減速時の移動速度ｖs(t)を時間積分することにより、Ｅ−Ｂ間水平距離Ｄ1を求める。
Figure 2021172472
Figure 2021172472
図６に戻って、運転計画部９１は、ロープ２５の巻下げ速度ｖz(t)と、トロリ２３の減速時の移動速度ｖs(t)とを用いて、巻下げ開始点Ｄと終点Ｂとの間の水平距離であるＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2を求める（ステップＳ０８）。Ｄ−Ｂ間水平距離Ｄ2を用いて巻下げ開始点Ｄの座標を特定することができる。巻下げ開始点Ｄは、終点Ｂから二次元経路Ｒ2に沿ってＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2だけ後退した二次元位置に在る点と特定される。
Ｄ−Ｂ間水平距離Ｄ2の演算方法は、（Ｉ）水平減速開始時刻が巻下げ開始時刻よりも先である場合と、（II）水平減速開始時刻が巻下げ開始時刻と同時又はそれよりも後である場合とに、場合分けすることができる。
（Ｉ．水平減速開始時刻が巻下げ開始時刻よりも先である場合）
図１８は、減速時のロープ長及び移動速度の時系列変化を表す図表である。図１８に示すように、水平減速開始時刻ｔ2が巻下げ開始時刻ｔ3よりも先である場合、運転計画部９１は式１４を用いてＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2を求める。式１４中、水平減速終了時刻ｔ4は、トロリ２３の移動速度が０となる時刻である。
Figure 2021172472
（II．水平減速開始時刻が巻下げ開始時刻と同時又はそれよりも後である場合）
図１９は、減速時のロープ長及び移動速度の時系列変化を表す図表である。図１９に示すように、水平減速開始時刻ｔ2が巻下げ開始時刻ｔ3と同時又はそれよりも後である場合、運転計画部９１は式１５を用いてＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2を求める。
Figure 2021172472
特に詳細には説明しないが、運転計画部９１は巻上げ速度スケジュール及び加速速度スケジュールを生成してもよい。但し、所与の巻上げ速度スケジュール及び加速速度スケジュールが予め記憶装置８８に記憶されていてもよい。
運転計画部９１は、巻下げ速度スケジュールと同様に、始点Ａからの巻上げ速度スケジュールを生成することができる。巻上げ速度スケジュールは、所定の巻上げ加速度で加速時間だけロープ２５の巻上げが加速され、続いて、所定の巻上げ減速度で減速時間だけロープ２５の巻上げが減速されるような、ロープ２５の巻上げ速度のタイムスケジュールである。バケット２６が始点Ａから上昇を開始する時刻に、巻上げ速度スケジュールに従ってロープ２５の巻上げ速度が制御されることによって、バケット２６の高さが最大高さＨmaxに到達したタイミングで巻上げ速度が０となる。
運転計画部９１は、バケット２６が水平加速開始点Ｃに到達した時刻からのトロリ２３の加速速度スケジュールを生成する。加速速度スケジュールは、所定の走行加速度及び横行加速度で加速時間だけトロリ２３の移動が加速されるような、トロリ２３の移動速度のタイムスケジュールである。
運転計画部９１は、以上のように求めた計画要素をメモリ８２又は記憶装置８８に記憶する。ごみクレーン１の運転計画は、三次元経路Ｒ3を特定する経由点の位置と、所定タイミングからの速度スケジュールとを含む。経由点には、バケット２６の始点Ａ、水平加速開始点Ｃ、水平減速終了点Ｆ、及び終点Ｂと、トロリ２３の巻下げ開始点Ｄ及び減速開始点Ｅとが含まれ得る。なお、トロリ２３の経由点は二次元位置で特定されてよい。また、速度スケジュールには、巻上げ速度スケジュール、加速速度スケジュール、巻下げ速度スケジュール、減速速度スケジュールが含まれ得る。各速度スケジュールには、加速時間及びその開始タイミングと、減速時間及びその開始タイミングとのうち少なくとも一方が含まれる。
〔ごみクレーン１の制御方法〕
制御装置８の制御部９２は、ごみクレーン１の運転計画に従って、ごみクレーン１の運転制御を行う。図２０は、ごみクレーン１の制御の流れ図である。なお、制御部９２は、バケット２６の高さ検出器３５で検出される情報に基づいてバケット２６の高さを求め、バケット２６の高さ位置を監視している。高さ検出器３５は、特に限定されないが、ロープ長を検出するロープ長センサが用いられてよい。また、制御部９２は、位置検出器２０で検出される情報に基づいてトロリ２３の位置を求め、トロリ２３の位置を監視している。位置検出器２０は、特に限定されないが、ガーダ駆動装置３２及びトロリ駆動装置３３のモータの回転位置センサが用いられてよい。この場合、制御部９２は、検出された情報に基づいてガーダ２２の走行位置及びトロリ２３の横行位置に基づいてトロリ２３の位置（二次元位置）を求める。
図５及び図２０に示すように、制御部９２は、バケット２６が始点Ａから最大高さＨmaxまで上昇するように、巻上装置２４にロープ２５の巻上げを開始させる（ステップＳ２０１）。制御部９２は、バケット２６が水平加速開始点Ｃの高さＨcに到達すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、トロリ２３の移動を開始させる（ステップＳ２０３）。これにより、バケット２６は、水平加速開始点Ｃを通過してから最大高さＨmaxに到達するまで、上昇と水平方向への移動（走行及び／又は横行）とを同時に行う。但し、バケット２６が始点Ａから最大高さＨmaxまで上昇した時刻又はその後で、トロリ２３の移動が開始されてもよい。
Ｅ−Ｂ間水平距離Ｄ1がＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2以上の場合、即ち、水平減速開始が巻下げ開始と同時又はそれよりも先の場合には（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、制御部９２は、トロリ２３が減速開始点Ｅに到達すると（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、トロリ２３の減速を開始させる（ステップＳ２０６）。ここで、制御部９２は、減速速度スケジュールに従って、ガーダ２２に走行速度指令を出し、トロリ２３に横行速度指令を出す。
続いて、制御部９２は、トロリ２３が巻下げ開始点Ｄに到達すると（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、巻上装置２４に巻下げを開始させる（ステップＳ２０８）。ここで、制御部９２は、巻下げ速度スケジュールに従って、巻上装置２４へ巻下げ速度指令を出す。
一方、ステップＳ２０４において、Ｅ−Ｂ間水平距離Ｄ1がＤ−Ｂ間水平距離Ｄ2より小さい場合、即ち、水平減速開始が巻下げ開始よりも後の場合には（ステップＳ２０４でＮＯ）、制御部９２は、トロリ２３が巻下げ開始点Ｄに到達すると（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、巻上装置２４に巻下げを開始させる（ステップＳ２１２）。ここで、制御部９２は、巻下げ速度スケジュールに従って、巻上装置２４へ巻下げ速度指令を出す。
続いて、制御部９２は、トロリ２３が減速開始点Ｅに到達すると（ステップＳ２１３でＹＥＳ）、トロリ２３の減速を開始させる（ステップＳ２１４）。ここで、制御部９２は、減速速度スケジュールに従って、ガーダ２２に走行速度指令を出し、トロリ２３に横行速度指令を出す。
図２１は、減速速度スケジュールの一例を示す図表である。図２１に示す減速速度スケジュールは、トロリ２３が減速開始点Ｅに到達した水平減速開始時刻ｔEからバケット２６が水平減速終了点Ｆに到達する水平減速終了時刻ｔFまでの時間をかけてトロリ２３の移動速度を０にまで漸次減速するようなトロリ２３の移動速度の時間関数（移動速度ｖs(t)）である。水平減速開始時刻ｔEから減速速度スケジュールに従ってトロリ２３が減速することにより、減速の終了時（即ち、トロリ２３の移動速度が０になったとき）にバケット２６が水平減速終了点Ｆに到達する。水平減速終了点Ｆに到達したバケット２６の振れの位相φは２πであり、バケット２６が水平減速終了点Ｆから速やかに終点Ｂまで降下することで、終点Ｂに到達したバケット２６は振れていない又は振れが十分に小さい状態にある。
図２２は、巻下げ速度スケジュールの一例を示す図表である。図２２に示す巻下げ速度スケジュールは、トロリ２３が巻下げ開始点Ｄに到達した巻下げ開始時刻ｔDからバケット２６が終点Ｂに到達する停止時刻ｔBまでの時間をかけて、巻下げ速度を０から一旦加速したのち０まで減速するような巻下げ速度の時間関数（巻下げ速度ｖz(t)）である。巻下げ開始時刻ｔDから巻下げ速度スケジュールに従って巻下げ速度が変化することにより、バケット２６が水平減速終了点Ｆに到達した後もバケット２６は連続的に降下し、巻下げ速度が０となったときにバケット２６は終点Ｂに到達する。
以上に説明したように、本実施形態に係る天井式クレーン（ごみクレーン１）の運転計画方法は、
バケット２６と、バケット２６を吊り下げているロープ２５の巻上げ及び巻下げを行う巻上装置２４と、巻上装置２４を搭載したトロリ２３と、トロリ２３を水平な横行方向へ移動させる横行装置（トロリ駆動装置３３）と、トロリ２３を水平な走行方向へ移動させる走行装置（ガーダ駆動装置３２）とを備える天井式クレーン（ごみクレーン１）の運転計画方法であって、
バケット２６の始点Ａ、終点Ｂ、水平加速開始点Ｃ、及び終点Ｂの上方に規定された水平減速終了点Ｆの位置と、始点Ａから終点Ｂまでの経路を鉛直上方から見た二次元経路Ｒ2上の障害物（ごみ山）の高さよりも高いバケット２６の最大高さＨmaxと、ロープ２５の巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、及び巻下げ減速度αdecとを取得すること、
巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、巻下げ減速度αdec、最大高さＨmax、及び終点Ｂの高さに基づいて、バケット２６が巻下げ開始時刻ｔDに最大高さＨmaxから降下を開始し、水平減速終了時刻ｔFに水平減速終了点Ｆの高さＨfを通過し、停止時刻ｔBに巻下げ速度０で終点Ｂの高さに到達するようなロープ２５の巻下げ速度スケジュールを求めること、
巻下げ速度スケジュールに従って変化するロープ２５の長さを用いて、水平減速終了時刻ｔFにバケット２６の振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻ｔEを求めること、
トロリ２３が水平減速開始時刻ｔEに所定の移動速度から減速を開始して、水平減速終了時刻ｔFに移動速度０となるような減速速度スケジュールを求めること、
減速速度スケジュールに基づいて、トロリ２３が水平減速開始時刻ｔEに通過する減速開始点Ｅの位置と、トロリ２３が巻下げ開始時刻ｔDに通過する巻下げ開始点Ｄの位置とを求めること、及び、
バケット２６の始点Ａ、終点Ｂ、水平加速開始点Ｃ、及び水平減速終了点Ｆの位置と、トロリ２３の巻下げ開始点Ｄ及び減速開始点Ｅの位置と、巻下げ速度スケジュールと、減速速度スケジュールとを含む運転計画を生成すること、を含む。
本実施形態においては、上記天井式クレーンの運転計画方法は、巻上装置２４によるロープ２５の定格巻下げ速度ｖmaxと、横行装置（トロリ駆動装置３３）及び走行装置（ガーダ駆動装置３２）によるトロリ２３の最大移動速度ｖactと、二次元経路Ｒ2を通る障害物の高さ情報とを取得すること、及び、定格巻下げ速度ｖmaxと最大移動速度との比を傾きβ2とし、二次元経路Ｒ2を通る障害物（ごみ山）の垂直断面のプロファイルと接する直線Ｌ2と、終点Ｂを通る垂線との交点を水平減速終了点Ｆと規定することを、更に含む。
また、本実施形態に係る天井式クレーンの制御方法は、
前記の天井式クレーンの運転計画方法に加えて、
バケット２６が始点Ａから最大高さＨmaxまで上昇するように、ロープ２５の巻上げを開始すること、
バケット２６が最大高さＨmaxまで到達する前又は後にトロリ２３の移動を開始すること、
トロリ２３が減速開始点Ｅに到達すると、減速速度スケジュールに従ってトロリ２３の移動を減速させること、
トロリ２３が巻下げ開始点Ｄに到達すると、巻下げ速度スケジュールに従ってロープ２５を巻下げること、を含む。
また、本実施形態に係る天井式クレーンの運転計画装置（制御装置８の運転計画部９１）は、
バケット２６の始点Ａ、終点Ｂ、水平加速開始点Ｃ、及び終点Ｂの上方に規定された水平減速終了点Ｆの位置と、始点Ａから終点Ｂまでの経路を鉛直上方から見た二次元経路Ｒ2上の障害物（ごみ山）の高さよりも高いバケット２６の最大高さと、ロープ２５の巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、及び巻下げ減速度αdecとを記憶した記憶装置８８と、
プログラムが記憶された少なくとも１つのメモリ８２と、
記憶装置８８及びメモリ８２とアクセス可能に接続され、プログラムを実行することにより、メモリ８２及び記憶装置８８に記憶された情報を利用して処理を行う少なくとも１つのプロセッサ８１とを備える。
そして、プロセッサは、
巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、巻下げ減速度αdec、最大高さＨmax、及び終点Ｂの高さに基づいて、バケット２６が巻下げ開始時刻ｔDに最大高さＨmaxから降下を開始し、水平減速終了時刻ｔFに水平減速終了点Ｆの高さＨfを通過し、停止時刻ｔBに巻下げ速度０で終点Ｂの高さに到達するようなロープ２５の巻下げ速度スケジュールを求めること、
巻下げ速度スケジュールに従って変化するロープ２５の長さを用いて、水平減速終了時刻ｔFにバケット２６の振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻ｔEを求めること、
トロリ２３が水平減速開始時刻ｔEに所定の移動速度から減速を開始して、水平減速終了時刻ｔFに移動速度０となるようなトロリ２３の減速速度スケジュールを求めること、
減速速度スケジュールに基づいて、トロリ２３が水平減速開始時刻ｔEに通過する減速開始点Ｅの位置と、トロリ２３が巻下げ開始時刻ｔDに通過する巻下げ開始点Ｄの位置とを求めること、及び、
バケット２６の始点Ａ、終点Ｂ、水平加速開始点Ｃ、及び水平減速終了点Ｆの位置と、トロリ２３の巻下げ開始点Ｄ及び減速開始点Ｅの位置と、巻下げ速度スケジュールと、減速速度スケジュールとを含む運転計画を生成すること、を行う。
本実施形態では、記憶装置８８に、巻上装置２４によるロープ２５の定格巻下げ速度ｖmaxと、横行装置（トロリ駆動装置３３）及び走行装置（ガーダ駆動装置３２）によるトロリ２３の最大移動速度ｖactと、二次元経路Ｒ2を通る障害物（ごみ山）の高さ情報とが記憶されており、プロセッサ８１が、定格巻下げ速度ｖmaxと最大移動速度との比を傾きβ2とし、二次元経路Ｒ2を通る障害物の垂直断面のプロファイルと接する直線Ｌ2と、終点Ｂを通る垂線との交点を求め、当該交点を水平減速終了点Ｆと規定することを更に行う。
また、本実施形態に係るごみクレーン１の制御装置８は、
バケット２６の始点Ａ、終点Ｂ、水平加速開始点Ｃ、及び終点Ｂの上方に規定された水平減速終了点Ｆの位置と、始点Ａから終点Ｂまでの経路を鉛直上方から見た二次元経路Ｒ2上の障害物（ごみ山）の高さよりも高いバケット２６の最大高さと、ロープ２５の巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、及び巻下げ減速度αdecとを記憶した記憶装置８８と、
トロリ２３の位置を検出する位置検出器２０と、
バケット２６の高さを検出する高さ検出器３５と、
プログラムが記憶された少なくとも１つのメモリ８２と、
記憶装置８８、位置検出器２０、高さ検出器３５、及びメモリ８２とアクセス可能に接続され、プログラムを実行することにより、メモリ８２及び記憶装置８８に記憶された情報を利用して処理を行う少なくとも１つのプロセッサ８１とを備える。
そして、プロセッサ８１は、
巻下げ加速度αacc、定格巻下げ速度ｖmax、巻下げ減速度αdec、最大高さＨmax、及び終点Ｂの高さに基づいて、バケット２６が巻下げ開始時刻ｔDに最大高さＨmaxから降下を開始し、水平減速終了時刻ｔFに水平減速終了点Ｆの高さを通過し、停止時刻ｔBに巻下げ速度０で終点Ｂの高さに到達するようなロープ２５の巻下げ速度スケジュールを求めること、
巻下げ速度スケジュールに従って変化するロープ２５の長さを用いて、水平減速終了時刻ｔFにバケット２６の振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻ｔEを求めること、
トロリ２３が水平減速開始時刻ｔEに所定の移動速度から減速を開始して、水平減速終了時刻ｔFに移動速度０となるようなトロリ２３の減速速度スケジュールを求めること、
減速速度スケジュールに基づいて、トロリ２３が水平減速開始時刻ｔEに通過する減速開始点Ｅの位置と、トロリ２３が巻下げ開始時刻ｔDに通過する巻下げ開始点Ｄの位置とを求めること、
バケット２６が始点Ａから最大高さＨmaxまで上昇するように、巻上装置２４にロープ２５の巻上げを開始させること、
バケット２６が最大高さＨmaxまで到達する前又は後に、横行装置（トロリ駆動装置３３）及び走行装置（ガーダ駆動装置３２）にトロリ２３の移動を開始させること、
トロリ２３が減速開始点Ｅに到達すると、横行装置及び走行装置に減速速度スケジュールに従ってトロリ２３の移動を減速させること、及び、
トロリ２３が巻下げ開始点Ｄに到達すると、巻上装置２４に巻下げ速度スケジュールに従ってロープ２５を巻下げさせること、を行う。
上記天井式クレーンの運転計画方法及び運転計画装置（運転計画部９１）、並びに、天井式クレーンの制御方法及び制御装置８によれば、生成された運転計画に従って天井式クレーンの運転が制御されることによって、水平減速終了点Ｆに到達したバケット２６の振れの位相φは２πとなり、バケット２６が水平減速終了点Ｆから速やかに終点Ｂまで降下することで、終点Ｂに到達したバケット２６は振れていない又は振れが十分に小さい状態で停止する。つまり、ロープ２５を巻下げながらトロリ２３の移動を減速しても、バケット２６の振れ止めをすることができる。また、トロリ２３の移動の減速とバケット２６の降下とが同時に行われることによって、トロリ２３の移動の減速を終えてからバケット２６の降下が行われる場合と比較して、バケット２６の移動軌跡が短くなるので、バケット２６の移動所要時間の短縮を図ることができる。ひいては、天井式クレーンの稼働率（例えば、ごみの投入作業に対するごみクレーン１稼働率）を向上（低減）することができる。
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。
例えば、上記実施形態において水平加速開始点Ｃ、水平減速終了点Ｆ、及び最大高さＨmaxは、運転計画部９１が始点Ａ及び終点Ｂの座標とごみ山高さに基づいて求めたが、これらの計画要素はオペレータが入力装置８６を介して制御装置８に入力されたのち記憶装置８８に記憶されてもよい。
例えば、上記実施形態においては制御装置８に運転計画部９１が含まれているが、運転計画部９１は制御装置８から独立した装置として構成されていてもよい。
１ ：ごみクレーン（天井式クレーンの一例）
２ ：ピット
８ ：制御装置
２０ ：位置検出器
２１ ：走行軌道
２２ ：ガーダ
２３ ：トロリ
２４ ：巻上装置
２５ ：ロープ
２６ ：バケット
３２ ：ガーダ駆動装置（走行装置）
３３ ：トロリ駆動装置（横行装置）
３５ ：高さ検出器
８０ ：コンピュータ
８１ ：プロセッサ
８２ ：メモリ
８８ ：記憶装置
９１ ：運転計画部（運転計画装置）
９２ ：制御部

Claims (6)

  1. バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの運転計画方法であって、
    前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを取得すること、
    前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
    前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
    前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
    前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、及び、
    前記バケットの前記始点、前記終点、前記水平加速開始点、及び前記水平減速終了点の位置と、前記トロリの前記巻下げ開始点及び前記減速開始点の位置と、前記巻下げ速度スケジュールと、前記減速速度スケジュールとを含む運転計画を生成すること、を含む、
    天井式クレーンの運転計画方法。
  2. 前記横行装置及び前記走行装置による前記トロリの最大移動速度と、前記二次元経路を通る前記障害物の高さ情報とを取得すること、及び、
    前記定格巻下げ速度と前記最大移動速度との比を傾きとし、前記二次元経路を通る前記障害物の垂直断面のプロファイルと接する直線と、前記終点を通る垂線との交点を求め、当該交点を前記水平減速終了点と規定することを、更に含む、
    請求項１に記載の天井式クレーンの運転計画方法。
  3. バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの制御方法であって、
    前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを取得すること、
    前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
    前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
    前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
    前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、
    前記バケットが前記始点から前記最大高さまで上昇するように、前記ロープの巻上げを開始すること、
    前記バケットが前記最大高さまで到達する前又は後に前記トロリの移動を開始すること、
    前記トロリが前記減速開始点に到達すると、前記減速速度スケジュールに従って前記トロリの移動を減速させること、及び、
    前記トロリが前記巻下げ開始点に到達すると、前記巻下げ速度スケジュールに従って前記ロープを巻下げること、を含む、
    天井式クレーンの制御方法。
  4. バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの運転計画を生成する天井式クレーンの運転計画装置であって、
    前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを記憶した記憶装置と、
    プログラムが記憶された少なくとも１つのメモリと、
    前記記憶装置及び前記メモリとアクセス可能に接続され、前記プログラムを実行することにより、前記メモリ及び前記記憶装置に記憶された情報を利用して処理を行う少なくとも１つのプロセッサとを備え、
    前記プロセッサが、
    前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
    前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
    前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
    前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、及び、
    前記バケットの前記始点、前記終点、前記水平加速開始点、及び前記水平減速終了点の位置と、前記トロリの前記巻下げ開始点及び前記減速開始点の位置と、前記巻下げ速度スケジュールと、前記減速速度スケジュールとを含む運転計画を生成すること、を行う、
    天井式クレーンの運転計画装置。
  5. 前記記憶装置に、前記横行装置及び前記走行装置による前記トロリの最大移動速度と、前記二次元経路を通る前記障害物の高さ情報とが記憶されており、
    前記プロセッサが、前記定格巻下げ速度と前記最大移動速度との比を傾きとし、前記二次元経路を通る前記障害物の垂直断面のプロファイルと接する直線と、前記終点を通る垂線との交点を求め、当該交点を前記水平減速終了点と規定することを行う、
    請求項４に記載の天井式クレーンの運転計画装置。
  6. バケットと、前記バケットを吊り下げているロープの巻上げ及び巻下げを行う巻上装置と、前記巻上装置を搭載したトロリと、前記トロリを水平な横行方向へ移動させる横行装置と、前記トロリを水平な走行方向へ移動させる走行装置とを備える天井式クレーンの制御装置であって、
    前記バケットの始点、終点、水平加速開始点、及び前記終点の上方に規定された水平減速終了点の位置と、前記始点から前記終点までの経路を鉛直上方から見た二次元経路上の障害物の高さよりも高い前記バケットの最大高さと、前記ロープの巻下げ加速度、定格巻下げ速度、及び巻下げ減速度とを記憶した記憶装置と、
    前記トロリの位置を検出する位置検出器と、
    前記バケットの高さを検出する高さ検出器と、
    プログラムが記憶された少なくとも１つのメモリと、
    前記記憶装置、前記位置検出器、前記高さ検出器、及び前記メモリとアクセス可能に接続され、前記プログラムを実行することにより、前記メモリ及び前記記憶装置に記憶された情報を利用して処理を行う少なくとも１つのプロセッサとを備え、
    前記プロセッサが、
    前記巻下げ加速度、前記定格巻下げ速度、前記巻下げ減速度、前記最大高さ、及び前記終点の高さに基づいて、前記バケットが巻下げ開始時刻に前記最大高さから降下を開始し、水平減速終了時刻に前記水平減速終了点の高さを通過し、停止時刻に巻下げ速度０で前記終点の高さに到達するような前記ロープの巻下げ速度スケジュールを求めること、
    前記巻下げ速度スケジュールに従って変化する前記ロープの長さを用いて、前記水平減速終了時刻に前記バケットの振れの位相が２πとなるような水平減速開始時刻を求めること、
    前記トロリが前記水平減速開始時刻に所定の移動速度から減速を開始して、前記水平減速終了時刻に移動速度０となるような前記トロリの減速速度スケジュールを求めること、
    前記減速速度スケジュールに基づいて、前記トロリが前記水平減速開始時刻に通過する減速開始点の位置と、前記トロリが前記巻下げ開始時刻に通過する巻下げ開始点の位置とを求めること、
    前記バケットが前記始点から前記最大高さまで上昇するように、前記巻上装置に前記ロープの巻上げを開始させること、
    前記バケットが前記最大高さまで到達する前又は後に、前記横行装置及び前記走行装置に前記トロリの移動を開始させること、
    前記トロリが前記減速開始点に到達すると、前記横行装置及び前記走行装置に前記減速速度スケジュールに従って前記トロリの移動を減速させること、及び、
    前記トロリが前記巻下げ開始点に到達すると、前記巻上装置に前記巻下げ速度スケジュールに従って前記ロープを巻下げさせること、を行う、
    天井式クレーンの制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114972541A (zh) * 2022-06-17 2022-08-30 北京国泰星云科技有限公司 基于三维激光雷达和双目相机融合的轮胎吊立体防撞方法
CN114972541B (zh) * 2022-06-17 2024-01-26 北京国泰星云科技有限公司 基于三维激光雷达和双目相机融合的轮胎吊立体防撞方法

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