JP7114156B2 - Movement route search method, movement route search program, and crane control system - Google Patents

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Description

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。 The present invention relates to a movement route search method, a movement route search program, and a crane control system.

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。 Apparatuses and methods have been proposed for deriving an optimum cargo handling route that carries out simultaneous winding and traversing operations to transport a suspended cargo to a predetermined location in the shortest required time without colliding with an obstacle (see, for example, Patent Document 1). With this device and method, various parameters related to crane cargo handling are arbitrarily set, and desktop simulation tests are repeated to derive the optimum cargo handling route.

特開平10-167666号公報JP-A-10-167666

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。 By the way, cargo handling by a crane consists of three types of operations: hoisting, traversing, and lowering of a suspended load. Therefore, in order to set the optimum cargo handling route that can transport the load to the specified location in the shortest required time without colliding with an obstacle, two variables, the waiting time for traversing the load and the waiting time for lowering the load, are set. need to decide. In addition, since the movement of the trolley causes the swinging of the pendulum to the suspended load during cargo handling, control is performed to suppress the swinging when the suspended load is traversed. need to consider.

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。 Therefore, in order to set the optimum cargo handling route, the equation of motion that indicates the trajectory of the suspended load during cargo handling is used as a constraint, the collision with the obstacle is expressed as a barrier function, and the travel time is added to this to minimize the evaluation function. There is a method of solving an optimization problem that makes However, the equation of motion becomes a nonlinear differential equation, it is difficult to approximate the contour of the obstacle with a differentiable presentation function, and the given boundary conditions are insufficient, making it difficult to solve. Moreover, it requires a lot of computation time.

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。 On the other hand, in the actual cargo handling of a container ship, even if an optimum cargo handling route is derived using the apparatus and method described in Patent Document 1, it is difficult to find the optimal cargo handling route for various mountain shapes of containers that change from moment to moment. It is necessary to repeat the desktop simulation test by setting the parameters arbitrarily for each cargo handling. Therefore, it takes a considerable amount of time to derive the optimum cargo handling route, which is not practical. In addition, the presence of a skilled operator is essential, since it takes extra time to arbitrarily set the parameters of misalignment.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a movement route search method, a movement route search program, and a crane control system that reduce the time required for searching.

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。 A moving route search method of the present invention for achieving the above object moves a suspended body suspended by a suspension rope in a vertical direction, and horizontally moves a support point of the suspension rope in a horizontal direction, thereby moving the suspended body in a horizontal direction. In the method of searching for a movement route for moving a body from a designated starting position to an arrival position, the above The search range is narrowed down within the range of the vertical movement period or within the range of the horizontal movement period, and a search algorithm using the search range ends the preceding period of the vertical movement period or the horizontal movement period that starts earlier. It is characterized by searching for the start time of the latter period that has the longest time between the time and the start time of the latter period ending after the end time of the preceding period.

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。 A movement route search program of the present invention for achieving the above object vertically moves a suspended body suspended by a suspension rope, horizontally moves a support point of the suspension rope in a horizontal direction, A program for causing a crane control device to search for a movement route when moving a body from an instructed starting position to an arrival position, wherein the program has a search algorithm, and instructs the control device to indicate the length of the vertical movement period required for the vertical movement and Based on the length of the horizontal movement period required for the horizontal movement, the search range is narrowed down to within the range of the vertical movement period or within the range of the horizontal movement period, and according to the search algorithm using the search range. and the time between the end time of the earlier period that starts earlier and the start time of the later period that ends after the end time of the earlier period of the vertical movement period or the horizontal movement period is the longest. and a procedure for searching for the start time of the period.

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。 A control system for a crane according to the present invention for achieving the above object is configured such that a suspended body suspended by a sling line is movable in the vertical direction, and a supporting point of the sling line is horizontally movable. a period calculating unit for calculating the length of the vertical movement period required for the vertical movement of the suspended object and the length of the horizontal movement period required for the horizontal movement of the support point, and the search unit having a search algorithm and, based on the length of the vertical movement period calculated by the period calculation unit and the length of the horizontal movement period, the search unit sets the search range within the vertical movement period or within the horizontal movement period. Using the search algorithm narrowed down within the range, the end time of the earlier period of the vertical movement period and the horizontal movement period that starts earlier and the start time of the later period that ends after the end time of the earlier period It is characterized in that control is performed to search for the start time of the latter period in which the time between and is the longest.

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。 The present invention determines a unique movement route by searching for the start time of a period that starts later by a search algorithm that narrows the search range to either within the vertical movement period or within the horizontal movement period. do. That is, according to the present invention, instead of searching the entire movement route of the suspended object at once, by narrowing down the search range by combining the vertical movement period and the horizontal movement period, Exploration can be done. As a result, it is possible to shorten the time required to search for a movement route that allows the suspended body to move efficiently while avoiding obstacles of various shapes.

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。1 is a side view illustrating an embodiment of a control system for a crane; FIG. 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。2 is a block diagram illustrating the control system and moving route search program of FIG. 1; FIG. 図1の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of FIG. 1; 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。FIG. 4 is a relational diagram illustrating the relationship between the passage of time and the moving speed of the hanging body during the ascending movement period, the horizontal movement period, and the descending movement period of FIG. 3 ; 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。1 is a first flow diagram illustrating an embodiment of a moving route search method; FIG. 図4のS200を示す第二のフロー図である。FIG. 5 is a second flow diagram showing S200 of FIG. 4; 図4のS300を示す第三のフロー図である。5 is a third flow diagram showing S300 of FIG. 4; FIG. 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。FIG. 10 is a relational diagram illustrating the relationship between the lapse of time and the moving speed of the hanging object during the ascending movement period, the horizontal movement period, and the descending movement period in the searched movement path.

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。 Embodiments of a movement route search method, a movement route search program, and a crane control system will be described below. In the drawing, the X direction is the horizontal direction in which the trolley 23 of the portal crane 20 moves, the Y direction is the vertical direction, and the Z direction is the horizontal orientation in which the portal crane 20 travels. The direction of travel is defined as the direction of travel. Also, in this disclosure, time refers to a moment in time and indicates a point in the flow of time, and time and duration refer to a period from one time to another time. Furthermore, in the present disclosure, the coordinate system is positive in the direction from left to right in the X direction, and positive in the direction from bottom to top in the Y direction. In other words, the velocity and acceleration are positive when heading rightward or upward, and negative when heading leftward or downward.

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。 As illustrated in FIGS. 1 to 4, the control system 10 of the embodiment moves the suspension body 22 suspended from the suspension cable 21 of the crane 20 in the X direction and the Y direction to move from the departure position Ps to the arrival position Pg. It is a system that searches for a moving route Fsg to move to. An example of the crane 20 is a crane that performs cargo handling of containers 32 between a container ship 30 docked at a quay and a transport vehicle 31 traveling within the premises of a container terminal.

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。 As illustrated in FIG. 1, the control system 10 is installed in an operation room 33 for remotely operating the crane 20, and includes a contour acquisition device 11, a control device 12, a display device 13, and an operation device 14, and controls The device 12 has a travel route search program 40 as a functional element.

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。 The crane 20 includes a sling 21, a sling 22, a trolley 23, a girder 24, a structure 25, a travel device 26, a machine room 27, and a driving device (the sling 22, the trolley 23, and the travel device 26 respective drives) 29 . The suspension cable 21 is exemplified by a wire that is suspended downward using a sheave (not shown) installed on the trolley 23 as a support point, and is wound up and unwound by a drum, which is a driving device 29 installed in the machine room 27 . The suspending body 22 is suspended by the suspending rope 21. When the suspending tool grips the container 32, the suspending tool and the container 32 are shown, and when the suspending tool does not grip the container 32, the suspending tool is shown. show. The hanging body 22 is configured to be movable up and down in the Y direction by winding and unwinding the hanging rope 21 . The trolley 23 is configured to be movable in the X direction along a girder 24 supported on the top of the structure 25 and driven by a drive device 29 installed therein. In the present disclosure, a sheave (not shown) installed on the trolley 23 serves as a support point for the sling 21, so lateral movement, which is movement of the trolley 23 in the X direction, is defined as cross-direction movement. The travel device 26 is a device attached to the lower end of the structure 25 to travel the crane 20 in the Z direction, and is driven by a drive device 29 installed therein.

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。 The outline acquisition device 11 acquires profile information Dxy including the outline of the obstacle 34 existing in the movable range of the suspended body 22 as a parameter for setting the non-violable region Rf, and transmits the acquired profile information Dxy to the control device. 12 is an output device. At least one profile sensor installed on the trolley 23 is exemplified as the contour acquisition device 11 .

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。 In the present disclosure, obstacles 34 are considered to be all or some of what exists within the movable range of suspended body 22 below girder 24 from one end to the other end of girder 24. It is. The obstacle 34 of the embodiment is at least the group of the container ship 30 and the container 32 out of the group of the structure 25, the container ship 30, and the container 32 loaded on the container ship 30, which are present in the movable range described above. is regarded as an integrated entity. For example, as an obstacle 34, a structure 25, a container ship 30, and a group of containers 32 loaded on the container ship 30 are regarded as one unit. As the structural body 25, a horizontal girder connecting the legs of the structural body 25 arranged opposite to each other in the Z direction is exemplified.

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。 The profile information Dxy is information that includes at least the contours of the obstacles 34 that exist within the movable range of the suspended body 22 below the girder 24 from one end to the other end of the girder 24 . The profile information Dxy includes structures 25, container ships 30, transport vehicles 31, and containers 32 that exist within a movable range of suspended bodies 22 below the girder 24 from one end to the other end of the girder 24. It is desirable that the information includes the contour of In the present disclosure, the contour of the obstacle 34 is the contour of the cross section on the XY plane when the movable range of the suspended body 22 is regarded as the XY plane.

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。 The contour acquisition device 11 is not limited to the configuration of the embodiment as long as it can directly or indirectly acquire the profile information Dxy. For example, the contour acquisition device 11 may consist of a plurality of profile sensors spaced along the girder 24 . Further, the contour acquisition device 11 may be configured to indirectly acquire the profile information Dxy based on the management information Dc handled by the management device 35 that manages the container 32 in the container terminal.

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。 The management device 35 is hardware composed of a central processing unit (CPU) that performs various types of information processing, an internal storage device capable of reading and writing programs and information processing results used for performing the various types of information processing, and various interfaces. It is wear. The management device 35 has a functional element that manages each container 32 in the container terminal and a functional element that instructs the cargo handling of the crane 20 .

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。 The functional elements to be managed are the management number, weight and position coordinates of each container 32, the identification number and position coordinates of the transport vehicle 31 to be transported, and the identification number and position coordinates of the container ship 30 to be handled. The management information Dc included is stored in the internal storage device. The management information Dc includes information acquired by sensors installed at various locations in the container terminal and sensors installed on the crane 20, information transmitted from the import source or export destination of the container 32, and information transmitted from the gate (not shown) of the container terminal to the transport vehicle. It is updated at any time according to the information acquired when the crane 20 approaches and the information of cargo handling by the crane 20 .

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。 The instructing functional element transmits the cargo handling instruction Dd to the control device 12, and if the crane 20 is a crane operated by a driver, displays the cargo handling instruction Dd on the display device 13 to instruct the driver. is. The cargo handling instruction Dd includes the current position Qs of the container 32 to be handled by the crane 20 and the target position Qg, which is the destination of the container 32 . As the current position Qs and the target position Qg of the container 32, a predetermined mounting position of the container ship 30 and a stop position of the transport vehicle 31 are exemplified. When the crane 20 is a crane capable of automatic cargo handling, the instructing functional element transmits a cargo handling instruction Dd to the control device 12, and the control device 12 directly transmits a drive signal to the drive device 29 of each device. It is good also as a functional element which makes the crane 20 carry out cargo handling.

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。 As illustrated in FIG. 2, the control device 12 includes a central processing unit (CPU) that performs various types of information processing, an internal storage device that can read and write programs and information processing results used for performing the various types of information processing, and It is hardware configured from various interfaces and the like. The control device 12 is electrically connected to the display device 13 and the operation device 14, and is communicably connected to the contour acquisition device 11, the drive device 29 of each device of the crane 20, and the management device 35. In the drawing, the central processing unit and the internal storage device of the control device 12 are not shown, and each functional element is indicated by a reference numeral.

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。 The control device 12 has a movement route search program 40 as a functional element for searching for the movement route Fsg of the hanging body 22 . The movement route search program 40 is stored in the internal storage device of the control device 12, read out by the central processing unit, and executed as appropriate. The control device 12 also has a display control unit 15 that causes the display device 13 to display the movement route Fsg searched by the movement route search program 40 as the cargo handling instruction Dd. In addition, the control device 12 has a drive control section 16 that transmits an operation signal from the operation device 14 to the drive device 29 of each device to drive each device.

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。 The display device 13 is exemplified by a monitor connected to the control device 12, and is a device that displays at least the moving route Fsg searched by the control device 12 as the cargo handling instruction Dd on the display screen. The operating device 14 is a device that operates the crane 20 .

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。 The movement route search program 40 is a program that is executed when the control system 10 receives the cargo handling instruction Dd transmitted from the management device 35 to the control system 10, and causes the control device 12 to execute a predetermined procedure. The cargo handling instructions Dd for the crane 20 are transmitted from the management device 35 at appropriate times. The management device 35 preferably transmits the management information Dc at the same time as transmitting the cargo handling instruction Dd.

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。 The movement route search program 40 includes a departure/arrival setting unit 41, an area setting unit 42, a highest position calculation unit 43, a period calculation unit 44, a first search unit 45, a second search unit 46, and a movement route setting unit 47 as functional elements. have Each functional element may be composed of individual programs that are independently executed.

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。 The departure/arrival setting unit 41 is a functional element that sets the departure position Ps and the arrival position Pg based on the cargo handling instruction Dd transmitted from the management device 35, and outputs the set departure position Ps and the arrival position Pg to other functional elements. is.

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。 As illustrated in FIG. 3, the departure position Ps and the arrival position Pg are positions set vertically above the current position Qs and the target position Qg of the container 32 instructed by the cargo handling instruction Dd. are the respective positions of For the departure position Ps and the arrival position Pg, X-direction coordinates Xs and Xg and Y-direction coordinates Ys and Yg are set separately.

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。 The X-direction coordinates Xs and Xg are the X-direction coordinates of the current position Qs and the target position Qg of the container 32 indicated by the cargo handling instruction Dd. One of X-direction coordinates Xs and Xg is the X-direction coordinate at the stop position of the transport vehicle 31 stopped below the girder portion 24 in the Y direction, and the other coordinate is the X-direction coordinate at the position where the container ship 30 is placed. This is the X-direction coordinate of the position. The coordinates Xs and Xg in the X direction may be fixed at the position where the transport vehicle 31 is always stopped at the same position. position. Also, the coordinates Xs and Xg in the X direction may be set according to the docking situation of the container ship 30 .

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。 One of the Y-direction coordinates Ys and Yg is higher than the current position Qs of the container 32 indicated by the cargo handling instruction Dd, and the other is higher than the Y-direction coordinate of the target position Qg. The coordinates Ys and Yg in the Y direction are the uppermost edge of the hull of the container ship 30 whose one coordinate is higher than the transport vehicle 31 and which exists on the left side in the X direction of the container 32 instructed by the cargo handling instruction Dd, or the container ship. It is a coordinate lower than the top of the container 32 placed on 30 . Also, the other coordinate is placed on the uppermost edge of the container ship 30 or the container ship 30 that is at a height higher than the upper end of the container 32 instructed by the cargo handling instruction Dd and is located on the left side of the container 32 in the X direction. The coordinate is lower than the top edge of the container 32 that was drawn. Note that the other coordinate is the upper end of the indicated container when the uppermost end of the container 32 existing on the left side in the X direction is lower than the upper end of the indicated container 32 .

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。 The coordinates Ys and Yg in the Y direction are desirably set based on a height ΔY at which safety can be ensured with respect to the transport vehicle 31, and the container 32 loaded on the container ship 30 is set in an inviolable area described later. It is desirable to be set based on Rf. Standards may be provided for each container terminal for the height ΔY at which safety can be ensured, and it is desirable to set the height ΔY based on the standards. Either of the coordinates Ys and Yg in the Y direction should be set above the horizontal girder connecting the legs of the structure 25 that are arranged opposite to each other in the Z direction in the Y direction. When either of the Y-direction coordinates Ys and Yg is set below the horizontal girder in the Y direction, it is preferable that the horizontal girder be included in the obstacle 34 in the region setting section 42 described later.

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。 The starting position Ps in this embodiment is set based on a height ΔY at which the safety of the transport vehicle 31 can be ensured directly above the transport vehicle 31 that has stopped. Also, the arrival position Pg is set based on the outer edge of the impenetrable area Rf set directly above the predetermined container 32 loaded on the container ship 30 . The departure position Ps may be the current position Qs indicated by the cargo handling instruction Dd, and the arrival position Pg may be the target position Qg indicated by the cargo handling instruction Dd.

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。 As illustrated in FIG. 2, the area setting unit 42 sets an impenetrable area Rf based on the profile information Dxy acquired by the contour acquisition device 11, and outputs the set impenetrable area Rf to other functional elements. It is a functional element. More specifically, the area setting unit 42 acquires the corner positions Pe (e=1, . . . , i) based on the profile information Dxy. Next, the area setting unit 42 calculates the separation position Pf (f=1, . . . , i) based on the acquired corner position Pe. Next, the region setting unit 42 sets the impenetrable region Rf based on the plurality of calculated separation positions Pf.

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。 As illustrated in FIG. 3 , the non-violable area Rf is an area extending outward from the outline of the obstacle 34 and has the role of preventing the suspended body 22 from colliding with the obstacle 34 during movement. The impenetrable region Rf is a region formed by connecting adjacent separated positions Pf among a plurality of separated positions Pf, which will be described later, with line segments. That is, the inviolable region Rf is a segment that can be represented by a straight line (Y = ai · X + bi) with a slope a and an intercept b in a small segment i divided between adjacent spaced positions Pf. It is a region set based on a linear function. Both ends of the impenetrable region Rf in the X direction are both ends of the obstacle 34 in the X direction.

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。 The corner position Pe is the position of a plurality of outwardly convex corners present in the contour of the obstacle 34 . In the present disclosure, the outwardly convex corners refer to the corners of the horizontal girder of the structure 25 viewed in the Z direction, the edges of the container ship 30 and the corners of the container 32 viewed in the Z direction.

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。 The separated position Pf is a position separated from the corner position Pe by a predetermined distance B1 or more. The separation position Pf in this embodiment is a position separated from the corner position Pe by a predetermined distance B1 on either one of the left and right sides in the X direction and on the upper side in the Y direction, that is, diagonally above the corner position Pe in the XY plane. 45 degrees apart from each other by a distance obtained by multiplying the predetermined distance B1 by the square root of "2". The predetermined distance B1 is preferably a value that can avoid contact between the suspended body 22 and the obstacle 34 even if the suspended body 22 existing at the outer edge of the non-violable area Rf is shaken to the maximum extent.

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。 The spaced position Pf is set in the X direction with respect to the corner position Pe depending on the positional relationship between the adjacent corner positions Pe or the presence or absence of an inwardly concave corner existing between the adjacent corner positions Pe. Either left or right side is selected. For example, when the Y-direction coordinates of the adjacent corner position Pe and corner position P(e+1) do not substantially change, when the separation position Pf is separated from the corner position Pe to the left in the X direction, the separation position P (f+1) is a position away from the corner position P(e+1) to the right in the X direction. Further, when there is a concave corner toward the inside of the obstacle 34 between the adjacent corner position Pe and corner position P(e+1), the spaced position Pf is on the left side of the corner position Pe in the X direction. , the separation position P(f+1) is positioned to the left in the X direction from the corner position P(e+1).

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。 As illustrated in FIG. 2, the highest position calculator 43 receives the impenetrable region Rf set by the region setting unit 42, calculates the highest position Yh, and outputs the calculated highest position Yh to the period calculator 44. It is a functional element that The highest position Yh is the highest position in the Y direction of the impenetrable region Rf.

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。 The period calculator 44 receives the departure position Ps, the arrival position Pg, and the highest position Yh, and calculates the length of the upward movement period Ta and the length of the downward movement period Tc, which are vertical movement periods, and the horizontal movement period. is a functional element that calculates the length Tb of and outputs the calculated lengths of these periods to the first search unit 45 and the second search unit 46, respectively.

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。 As exemplified in FIG. 4, the length Ta of the upward movement period is required for the vertical movement of the suspended body 22 to raise the suspended body 22 from the Y-direction coordinate Ys of the starting position Ps to the highest position Yh. length. The length Tb of the horizontal movement period is the length required for horizontal movement to move the hanging body 22 from the X-direction coordinate Xs of the departure position Ps to the X-direction coordinate Xg of the arrival position Pg. Note that the horizontal movement is an operation of moving the trolley 23 transversely in the X direction to move the supporting point of the sling 21 in the X direction. The length Tc of the downward movement period is the length required for the downward movement of the suspended body 22 from the highest position Yh to the coordinate Yg of the arrival position Pg in the Y direction.

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。 Furthermore, each period is distinguished into an acceleration period, a maximum speed period, and a deceleration period. The acceleration period is a period during which the suspended body 22 accelerates from zero speed to the maximum speed in the moving direction, and is indicated by the left side of the trapezoid indicating each period. The maximum speed period is a period during which the hanging body 22 moves at the maximum speed in the direction of movement, and is indicated by the shorter side of the upper side or lower side of the trapezoid indicating each period. The deceleration period is a period in which the hanging body 22 decelerates from the maximum speed to zero in the moving direction, and is indicated by the oblique side existing on the right side of the oblique sides of the trapezoid indicating each period. Each period corresponds to acceleration for upward movement, maximum speed for upward movement, deceleration for upward movement, acceleration for horizontal movement, maximum speed for horizontal movement, deceleration for horizontal movement, and downward It is set based on the acceleration for movement, the maximum speed for downward movement, and the deceleration for downward movement. Each acceleration, maximum speed, and deceleration can be arbitrarily set by each device of the crane 20, and in this embodiment, they are set to the theoretical maximum values of each device. Note that each acceleration, maximum speed, and deceleration may be set based on energy consumption.

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。 As exemplified in FIG. 2, the first search unit 45 receives the length Ta of the ascending movement period and the length Tb of the horizontal movement period, narrows down the search range based on these lengths, and uses the search algorithm is a functional element that searches for the start time tb of the horizontal movement period using a binary search algorithm and outputs the searched start time tb to the second search section 46 and the movement route setting section 47 .

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。 In this disclosure, the search range in the search algorithm shall indicate from one time to the other time. Also, the width of the search range indicates the length of time from one point of time to the other point of time.

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。 The first search unit 45 compares the length Ta of the ascending movement period and the length Tb of the horizontal movement period, and narrows the width of the search range within the short period. Next, the first search unit 45 uses a narrowed search range by a binary search algorithm to determine the end time of the upward movement period while satisfying the condition that the suspended body 22 during movement does not enter the non-violable region Rf. A search is made for the start time tb of the horizontal movement period at which the time between (ta+Ta) and the start time tb of the horizontal movement period is the longest. Here, the upward movement period is the preceding period, and the horizontal movement period is the later period ending after the ending time of the preceding period. In the present disclosure, "after a certain time" indicates a range including and after a certain time, and the end time of the later period is not earlier than the end time of the earlier period.

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。 In the search range of the first search unit 45, when the previous period is the upward movement period and the length Ta of the upward movement period is equal to or less than the length Tb of the horizontal movement period, the suspended body 22 is lifted during the upward movement period. The period that can be moved only by movement is narrowed down to the period from the start time ta to the end time (ta+Ta).

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。 In addition, the search range in the first search unit 45 is set when the previous period is the upward movement period and the length Ta of the upward movement period is longer than the length Tb of the horizontal movement period, the upward movement and the The period is narrowed down to the period from the start time (ta+(Ta−Tb)) to the end time (ta+Ta) that can be moved both horizontally.

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。 In the present disclosure, the period in which the suspended body 22 can be moved only by upward movement and the period in which the suspended body 22 can be moved by both upward movement and horizontal movement in the upward movement period are theoretical values. be. That is, the period during which the suspended body 22 can be moved only by the upward movement in the upward movement period is from the start time ta of the upward movement period because there is no period in which the suspended body 22 is moved before the upward movement period. It shows up to the end time (ta+Ta). Further, the period during which the suspended body 22 can be moved both upwardly and horizontally within the upward movement period is from the start time (ta+(Ta−Tb)) of the horizontal movement period to the end time of the upward movement period. Up to (ta+Ta) is shown.

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。 Since the length Ta of the upward movement period is shorter than the length Tb of the horizontal movement period, the search range in the first algorithm of the embodiment is between the start time ta and the end time (ta+Ta) of the upward movement period.

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。 The condition that the moving suspended body 22 does not enter the impenetrable region Rf is based on a predetermined motion equation and the maximum amplitude generated in the suspended body 22 due to a sudden stop during movement. is established when the calculated trajectory F(M) does not enter the impenetrable region Rf, and is not established when the trajectory enters the impenetrable region Rf. As a predetermined equation of motion, the suspended body 22 is regarded as a pendulum, and the swing caused in the pendulum is controlled by changing the speed during the lateral movement of the trolley 23, and the position where the movement is stopped is the target position. preferably includes a positioning control consistent with .

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。 The second search unit 46 receives the length Tb of the horizontal movement period, the length Tc of the downward movement period, and the start time tb of the searched horizontal movement period, and narrows down the search range based on these. Similar to the search unit 45 , it is a functional element that uses a binary search algorithm as a search algorithm to search for the start time tc of the downward movement period Tc and outputs the searched start time tc to the movement route setting unit 47 .

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。 The horizontal movement period in the second search section 46 is a period that does not overlap with the upward movement period searched in the first search section 45, and the length of the horizontal movement period is Td (=(tb+Tb)-(ta+Ta)). In this way, in the second search unit 46 that searches after the first search unit 45, the length Tb of the horizontal movement period calculated by the period calculation unit 44 is not used, but the upward movement period of the horizontal movement period is calculated. It is desirable to set the length of the non-overlapping period to Td.

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。 The second search unit 46 compares the length Td of the horizontal movement period and the length Tc of the downward movement period, and narrows the width of the search range within the short period. Next, the second search unit 46 uses a narrowed search range by a binary search algorithm to determine the end time of the horizontal movement period while satisfying the condition that the suspended body 22 during movement does not enter the non-violable region Rf. A search is made for the start time tc of the downward movement period at which the time between (tb+Tb) and the start time tc of the downward movement period is the longest. Here, the horizontal movement period is the preceding period, and the downward movement period is the subsequent period ending after the ending time of the preceding period.

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。 The search range in the second search unit 46 is the horizontal movement period, and when the length Td of the horizontal movement period is equal to or less than the length Tc of the downward movement period, the suspended body 22 in the horizontal movement period is The period that can be moved only by horizontal movement is narrowed down to the period from the start time (ta+Ta) to the end time (tb+Tb).

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。 Further, the search range in the second search unit 46 is the horizontal movement period in the horizontal movement period when the previous period is the horizontal movement period and the length Td of the horizontal movement period is longer than the length Tc of the downward movement period. It is narrowed down to the period from the start time (tb+(Tb−Tc)) to the end time (tb+Tb) of the period that can be moved in both the downward movement and downward movement.

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。 In the present disclosure, the period in which the suspended body 22 can be moved only by horizontal movement in the horizontal movement period is the end time of the upward movement period (ta + Ta ) to the end time (tb+Tb) of the horizontal movement period. This period is defined as Td. Further, the period during which the hanging body 22 can be moved both horizontally and downwardly in the horizontal movement period is from the start time (tb+(Tb−Tc)) of the downward movement period Tc to the end of the horizontal movement period. It shows the period up to time (tb+Tb).

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。 Since the length Td of the horizontal movement period is longer than the length Tc of the downward movement period, the search range in the second algorithm of the embodiment is from the start time (tb+(Tb−Tc)) of the downward movement period to the horizontal movement period end time (tb+Tb).

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。 The movement route setting unit 47 sets the movement route Fsg based on the start time tb of the horizontal movement period searched by the first search unit 45 and the start time tc of the downward movement period searched by the second search unit 46, It is a functional element that outputs to the display control unit 15 .

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。 As illustrated in FIGS. 5 to 8, the method of searching for the moving route Fsg of the suspended body 22 starts each time the control device 12 receives the cargo handling instruction Dd transmitted from the management device 35, and This is a method of searching for one moving route Fsg for each Dd. At the start, the profile information Dxy is already acquired by the contour acquisition device 11 . For example, when cargo handling is performed on the container ship 30 immediately after it berths, it is necessary to traverse the trolley 23 from one end to the other end of the girder portion 24 to acquire the profile information Dxy before executing the moving route search method. be.

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。 As illustrated in FIG. 5, when cargo handling instructions Dd are received, movement route search program 40 is executed, and departure/arrival setting unit 41 sets departure position Ps and arrival position Pg based on cargo handling instructions Dd (S110). Next, based on the profile information Dxy acquired by the area setting unit 42, the non-violable area Rf is set (S120). More specifically, in this step, the area setting unit 42 acquires the corner positions Pe (e=1, . . . , i) based on the profile information Dxy. Next, the separation position Pf (f=1, . . . , i) is calculated based on the corner position Pe acquired by the area setting unit 42 . Next, an impenetrable region Rf is set as a region in which adjacent separated positions Pf among the plurality of separated positions Pf calculated by the region setting unit 42 are connected by line segments. The impenetrable region Rf is expressed based on a piecewise linear function.

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。 Next, the highest position calculator 43 calculates the highest position Yh of the impenetrable region Rf based on the impenetrable region Rf set by the region setting unit 42 (S130). Next, the period calculator 44 calculates an upward movement period Ta, a horizontal movement period Tb, and a downward movement period Tc based on the departure position Ps, the arrival position Pg, and the highest position Yh (S140). Note that the start time ta of the upward movement period Ta may be set to zero or may be set to the current time.

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。 Next, the first search unit 45 narrows down the search range (S150). Next, the first search unit 45 searches for the start time tb of the horizontal movement period using a binary search algorithm (S200). Next, the second search unit 46 narrows down the search range (S160). Next, the second search unit 46 searches for the start time tc of the downward movement period using a binary search algorithm (S300). Next, the movement path setting unit 47 determines the movement path Fsg ( =F1+F2+F3+F4+F5) is set (S170) and the method ends.

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。 As illustrated in FIG. 6, the method of searching for the start time tb of the horizontal movement period by the first search unit 45 is a method using a binary search algorithm that narrows down the search range within the range of the upward movement period. In addition, this search method uses a binary search algorithm to determine the end time (ta+Ta) of the ascending movement period and the start time tb of the horizontal movement period while satisfying the condition that the suspended body 22 during movement does not enter the inviolable region Rf. This is a method of searching for the start time tb of the horizontal movement period that has the longest time between . Note that j indicates the number of times the search result is output, M indicates the median value, N indicates a preset threshold value, Mj indicates the result in one loop process, and F(M) is the movement The trajectory of the hanging body 22 inside is shown. Note that the unit of the median M, threshold N, and result Mj is time. In the embodiment, the length Ta of the ascending movement period is set to be equal to or longer than the length Tb of the horizontal movement period.

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。 The first search unit 45 assigns the start time ta to the variable L for an array in which the times for each unit time Δt are sorted in ascending order from the start time ta to the end time (ta+Ta) of the upward movement period, The end time (ta+Ta) is input to the variable H (S210). The unit time Δt is a numerical value that can be set arbitrarily, and for example, 0.1 to 1 second is exemplified.

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。 Next, the first search unit 45 performs loop processing (S220). The loop process is a process of repeatedly outputting the result Mj using the binary search algorithm until the difference between the result M(j−1) output last time and the result Mj output this time becomes equal to or less than the threshold value N. The threshold N is set to a value that allows it to be determined that the results Mj have been narrowed down. The threshold N may be set to the unit time Δt. The loop process may be a process of repeatedly outputting the result Mj until the variable L becomes equal to or less than the variable H.

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)。 In the loop process, the first search unit 45 calculates the median value M between the variables L and H (S221). Next, the first search unit 45 determines whether or not the trajectory F (M) of the suspended body 22 during movement enters the impenetrable region Rf ( S222).

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。 When it is determined that the trajectory F(M) enters the impenetrable region Rf (S222: <), the first search unit 45 adds the unit time Δt to the current median value M in the array to the end time (ta+Ta). is changed to the search range (S223), and the loop processing is repeated.

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。 On the other hand, when it is determined that the trajectory F(M) does not enter the impenetrable region Rf (S222:≧), the first search unit 45 outputs the median value M as the result Mj, and counts the number of repetitions (S224). . Next, the first search unit 45 changes the search range to a value obtained by subtracting the unit time Δt from the current median value M from the start time ta in the array (S225), and repeats the loop processing.

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。 The above loop processing is repeated, and when the difference between the result M(j−1) output last time and the result Mj output this time becomes equal to or less than the threshold value N, the loop processing ends. Next, the first search unit 45 determines the result Mj at the end of the loop process as the start time tb of the horizontal movement period (S230), and the search ends. Note that the result M(j-1) before the end of the loop process may be determined as the start time tb of the horizontal movement period.

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。 Note that when searching for the start time tb of the horizontal movement period using a binary search algorithm in which the search range is narrowed down to the range of the horizontal movement period, the first search unit 45 sets the result Mj to the ascending movement period in step S230. is determined as the start time tb of the horizontal movement period by subtracting it from the end time (ta+Ta).

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。 As exemplified in FIG. 7, the search method for the start time tc of the downward movement period by the second search unit 46 is a method using a binary search algorithm that narrows down the search range within the range of the downward movement period. Further, in this search method, the end time (tb+Tb) of the horizontal movement period and the start time tc of the downward movement period meet the condition that the suspended body 22 during movement does not enter the inviolable region Rf by a binary search algorithm. This is a method of searching for the start time tc of the descending movement period in which the overlapping period is the longest. Note that, similarly to the search method in the first search unit 45, k indicates the number of times the search results are output, and Mk indicates the result in one loop process.

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。 The search method by the second search unit 46 is the same method as the search method by the first search unit 45, although the values to be input are different, so detailed description thereof will be omitted. In this search method, the horizontal movement period start time tb is determined by subtracting the result Mk from the horizontal movement period end time (tb+Tb) (S330). Note that the second search unit 46 uses a binary search algorithm that narrows down the search range between the end time (ta+Ta) of the upward movement period and the end time (tb+Tb) of the horizontal movement period to determine the start time tc of the downward movement period. , in step S330, the result Mk is determined to be the start time tc of the downward movement period.

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。 As illustrated in FIG. 8, the movement path Fsg searched by the movement path search method described above is a path in which the upward movement period overlaps on the start side of the horizontal movement period and the downward movement period overlaps on the end side of the horizontal movement period. becomes. Therefore, the time required for the movement of the suspended body 22 is shortened in the movement path Fsg due to the overlap of the periods, compared to the movement path without the overlap of the periods.

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。 The moving route Fsg is composed of moving routes F1 to F5. The movement path F1 is a path along which only upward movement is performed, the movement path F2 is a path along which both upward movement and horizontal movement are performed, the movement path F3 is a path along which only horizontal movement is performed, and the movement path F4 is a path along which only horizontal movement is performed. It is a path on which both horizontal movement and downward movement are performed, and the movement path F5 is a path on which only downward movement is performed.

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。 In the movement route search method described above, when the departure position Ps and the arrival position Pg are indicated by the cargo handling instruction Dd, the start time tb of the horizontal movement period is searched by a binary search algorithm in which the search range is narrowed down to the range of the upward movement period. At the same time, the start time tc of the downward movement period is searched by a binary search algorithm in which the search range is narrowed down to the range of the downward movement period. A unique movement path Fsg is then determined based on the separately searched horizontal movement period start time tb and the downward movement period start time tc.

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。 In this way, instead of searching the entire movement path Fsg of the suspended body 22 at once, the search range is narrowed down by combining the upward movement period and the horizontal movement period, or the horizontal movement period and the downward movement period. By doing so, it is possible to perform a search according to the binary search algorithm. As a result, it is possible to shorten the time required to search for the movement route Fsg that allows the suspended body 22 to move efficiently while avoiding obstacles 34 of various shapes.

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。 Further, in the moving route search method, when searching for the moving route Fsg, by setting an inviolable region Rf, the trajectory F(M) of the suspended body 22 during movement deviates from the ideal moving route Fsg due to disturbance. Even if it does, the non-aggression area Rf serves as a buffer to ensure the safety of movement. As an example of the disturbance, vibration of the suspended body 22 caused by a sudden stop of movement of the suspended body 22 is exemplified. Taking this into consideration will be advantageous in ensuring the safety of movement.

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。 The moving route search method may use a linear search algorithm as a search algorithm in addition to the binary search algorithm. When using the linear search algorithm, the search range and conditions should be the same as those of the above binary search algorithm. For example, when searching with a linear search algorithm, the start time of the search is set to the start time ta of the upward movement period, the end time of the search is set to the end time of the upward movement period (ta + Ta), and each unit time Δt This is a method of sequentially searching for the start time tb of the horizontal movement period that satisfies the conditions.

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(log(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。 However, it is preferable to search using a binary search algorithm as the moving route search method. The maximum number of iterations of loop processing in a linear search algorithm is (Ta/Δt), and the maximum number of iterations of loop processing in a binary search algorithm is (log 2 (Ta/Δt)). In other words, the use of the binary search algorithm as the movement route search method is advantageous in reducing the number of iterations of the loop processing, and the time required for the search can be shortened.

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。 The crane 20 is not limited to a crane that unloads the container 32 between the container ship 30 and the transport vehicle 31, but may be a crane that unloads the container 32 between the storage lane of the container terminal and the transport vehicle 31. Further, the crane 20 is not limited to a crane for loading and unloading the container 32, and may be any crane capable of vertically moving the suspended body 22 in the Y direction and horizontally moving in the X direction or the Z direction. It should be noted that the horizontal movement in the X direction or Z direction may be turning movement about the Y direction.

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。 The control device 12 is not limited to the device installed in the operation room 33 . For example, the management device 35 may have the functions of the control device 12 . Moreover, in the case of the crane 20 capable of automatic cargo handling, the control device 12 may be installed in the machine room 27 of the crane 20 .

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。 Further, the control device 12 is not limited to the configuration having the travel route search program 40 . For example, each functional element of the movement route search program 40 is illustrated as an electric circuit that functions independently of the program. Also, each functional element may be configured with a PLC (Programmable Logic Controller), and the control device 12 may be an aggregate of a plurality of PLCs.

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。 When the cargo handling instruction Dd from the management device 35 includes the departure position Ps and the arrival position Pg, the departure/arrival setting section 41 of the movement route search program 40 may be omitted, and step S110 of the movement route determination method may be omitted.

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。 When moving the suspended body 22 from the departure position Ps to the arrival position Pg, the movement route search program 40 selects a combination of upward movement and horizontal movement, or a combination of horizontal movement and downward movement, depending on the departure position Ps and the arrival position Pg. A combination is also applicable. In this case, either step S200 or step S300 may be performed as the moving route search method.

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
10 Control system 11 Contour acquisition device 12 Control device 40 Movement route search program 20 Crane 21 Hanging rope 22 Suspended body 34 Obstacle Ps Departure position Pg Arrival position Dxy Profile information Rf Inviolable area Yh Highest position Ta Length of ascending movement period Tb Length of horizontal movement period Tc Length of downward movement period ta Start time of upward movement period tb Start time of horizontal movement period tc Start time of downward movement period Fsg Movement path

Claims (8)

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。
When moving the suspended body suspended by the suspension rope vertically in the vertical direction and horizontally moving the support point of the suspension rope in the horizontal direction to move the suspended body from the designated start position to the arrival position. In the method of searching for a movement route,
Narrowing down a search range within the range of the vertical movement period or within the range of the horizontal movement period based on the length of the vertical movement period required for the vertical movement and the length of the horizontal movement period required for the horizontal movement,
Between the end time of the earlier period of the vertical movement period or the horizontal movement period and the start time of the later period that ends after the end time of the earlier period by the search algorithm using the search range A moving route search method, characterized by searching for the start time of the latter period in which the period of time of is the longest.
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期間と前記水平移動期間とが重なることにより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鉛直移動期間と前記水平移動期間とが重なることにより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。
The search range is
When the previous period is the vertical movement period and the length of the vertical movement period is equal to or less than the length of the horizontal movement period, the suspended body is moved only by the vertical movement during the vertical movement period. is narrowed down between the start time and the end time of the possible period,
When the previous period is the vertical movement period and the length of the vertical movement period is longer than the length of the horizontal movement period, the vertical movement period and the horizontal movement period of the vertical movement period overlap. By narrowing down the period from the start time to the end time of the period that can be moved by both the vertical movement and the horizontal movement,
When the previous period is the horizontal movement period and the length of the horizontal movement period is equal to or less than the length of the vertical movement period, the suspended body is moved only by the horizontal movement during the horizontal movement period. is narrowed down between the start time and the end time of the possible period,
When the previous period is the horizontal movement period and the length of the horizontal movement period is longer than the length of the vertical movement period, the vertical movement period and the horizontal movement period of the horizontal movement period overlap. 2. The movement route searching method according to claim 1, wherein the period from the start time to the end time of the period in which the movement is possible by both the horizontal movement and the vertical movement is narrowed down.
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。
Acquiring the outline of obstacles present in the movable range of the suspended body,
Set an inviolable area, which is an area that extends outward from the acquired outline of the obstacle,
Calculate the highest position of the set inviolable area,
3. The movement route search according to claim 1 or 2, wherein the length of the vertical movement period and the length of the horizontal movement period are calculated based on the instructed departure position, the arrival position, and the calculated highest position. Method.
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。
When setting the inviolable area,
A plurality of outwardly convex corner positions present in the outline of the obstacle are obtained, a spaced position separated by a predetermined distance from the obtained corner positions is calculated, and a line is drawn between the adjacent spaced positions. 4. The moving route search method according to claim 3, wherein an area connected by minutes is set as the non-violable area.
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。 According to the search algorithm, the post-period in which the time between the end time of the pre-period and the start time of the post-period is the longest while satisfying the condition that the hanging object during movement does not enter the inviolable area. 5. The movement route search method according to claim 3 or 4, wherein the search is made for the start time of the . 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。 The moving route search method according to any one of claims 1 to 5, wherein the search algorithm is a binary search algorithm. 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。
When moving the suspended body suspended by the suspension rope vertically in the vertical direction and horizontally moving the support point of the suspension rope in the horizontal direction to move the suspended body from the designated start position to the arrival position. In the program that causes the crane control device to search for the movement route,
has a search algorithm,
to the control device,
a procedure for narrowing down the search range to within the range of the vertical movement period or within the range of the horizontal movement period based on the length of the vertical movement period required for the vertical movement and the length of the horizontal movement period required for the horizontal movement;
According to the search algorithm using the search range, the end time of the earlier period of the vertical movement period or the horizontal movement period and the start time of the later period that ends after the end time of the preceding period A moving route search program characterized by executing a procedure for searching for the start time of the latter period in which the time between and is the longest.
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。
A control system for a crane in which a suspended body suspended by a hoisting rope is configured to be movable in the vertical direction, and a supporting point of the hoisting rope is configured to be horizontally movable,
A period calculation unit for calculating the length of the vertical movement period required for vertical movement of the suspended body and the length of the horizontal movement period required for horizontal movement of the support point, and a search unit having a search algorithm,
Based on the length of the vertical movement period and the length of the horizontal movement period calculated by the period calculation section, the search section narrows down the search range to within the range of the vertical movement period or within the range of the horizontal movement period. However, using the search algorithm, between the end time of the earlier period of the vertical movement period and the horizontal movement period and the start time of the later period that ends after the end time of the earlier period A control system for a crane, characterized in that it is configured to perform control to search for the start time of the latter period in which the time is the longest.
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