JP2023167434A - 揚重支援システム、揚重支援方法及び揚重支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数台のクレーンを用いた揚重作業において、効率的かつ的確な搬送ルートの設定を支援するための揚重支援システム、揚重支援方法及び揚重支援プログラムを提供する。【解決手段】支援サーバ２０は、タワークレーンＴＣ１の搬送ルートを生成する制御部２１を備える。制御部２１が、タワークレーンＴＣ１の搬送可能領域に含まれるタワークレーンＴＣ２の稼働情報を取得し、揚重高さに応じて設定された搬送可能領域において、タワークレーンＴＣ２の稼働情報に基づいて、タワークレーンＴＣ１を用いた吊り荷の搬送ルートを生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、クレーン等の揚重装置において、揚重作業を支援する揚重支援システム、揚重支援方法及び揚重支援プログラムに関する。

資機材を運搬する場合に、タワークレーン等の揚重装置を用いることがある。このような揚重装置を用いた作業の自動化も検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載された支援サーバは、３次元モデルを記憶するＢＩＭ情報記憶部と、タワークレーンの３次元計測器と通信を行なう制御部とを備える。そして、制御部が、ＢＩＭ情報記憶部から、タワークレーンの周囲に配置された３次元モデルを取得する。次に、３次元計測器から、障害物について、揚重時の３次元検知情報を取得する。そして、３次元モデル及び３次元検知情報に基づいて、障害物を特定し、障害物を回避可能な高さの搬送可能領域において、障害物との距離に基づいて搬送ルートを設定する。

特開２０２１－１８１３７１号公報

しかしながら、一つの建設現場において、複数台のクレーンを使用する場合がある。この場合、各クレーンフックの搬送ルートが干渉する場合には、的確な搬送が困難である。

上記課題を解決するための揚重支援システムは、第１の揚重装置の搬送ルートを生成する制御部を備える。そして、前記制御部が、前記第１の揚重装置の搬送可能領域に含まれる第２の揚重装置の稼働情報を取得し、揚重高さに応じて設定された搬送可能領域において、前記第２の揚重装置の稼働情報に基づいて、前記第１の揚重装置を用いた吊り荷の搬送ルートを生成する。

本開示によれば、複数台のクレーンを用いた揚重作業において、効率的かつ的確な搬送ルートの設定を支援することができる。

実施形態のシステムの説明図である。 実施形態の揚重装置及び周囲の説明図である。 実施形態のハードウェア構成の説明図である。 実施形態のＢＩＭ情報記憶部に記録されたデータの説明図である。 実施形態の評価情報記憶部に記録されたデータの説明図である。 実施形態の揚重情報記憶部に記録されたデータの説明図である。 実施形態の処理手順の説明図である。 実施形態の処理手順の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の監視範囲の説明図である。 実施形態の搬送可能領域の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の搬送可能領域の説明図である。 実施形態の搬送可能領域の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 別例の搬送可能領域の説明図である。 別例の搬送可能領域の説明図である。

以下、図１～図２２に従って、揚重支援システム、揚重支援方法及び揚重支援プログラムの一実施形態を説明する。本実施形態では、建設現場において、複数台の揚重装置（タワークレーン）を利用する場合に用いる揚重支援システムとして説明する。

図１に示すように、本実施形態では、制御ユニット１０、支援サーバ２０、管理端末３０を用いる。ここでは、建設現場において、複数のタワークレーンを用いる場合を想定する。制御ユニット１０は、第１の揚重装置としてのタワークレーンＴＣ１、第２の揚重装置としてのタワークレーンＴＣ２に、それぞれ設けられる。

図２に示すように、タワークレーンＴＣ１のマストＣ１０の上には、旋回フレームＣ１１が載置されており、旋回フレームＣ１１に運転席Ｃ１２が設けられている。オペレータの操作によって揚重作業を行なう場合には、タワークレーンＴＣ１の運転席Ｃ１２で、旋回フレームＣ１１の旋回操作やジブＣ１３（ブーム）の起伏（傾斜角）操作、フックＣ１４の上下操作を行なう。そして、フックＣ１４に吊り下げられた吊り荷Ｃ１５を搬送する。なお、遠隔操作や自動運転操作により、オペレータの操作を行なうことも可能である。

（ハードウェア構成の説明）
図３を用いて、制御ユニット１０、支援サーバ２０、管理端末３０を構成する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成を説明する。情報処理装置Ｈ１０は、通信装置Ｈ１１、入力装置Ｈ１２、表示装置Ｈ１３、記憶部Ｈ１４、プロセッサＨ１５を備える。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアにより実現することも可能である。

通信装置Ｈ１１は、他の装置との間で通信ルートを確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。

入力装置Ｈ１２は、各種情報の入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置Ｈ１３は、各種情報を表示するディスプレイ等である。
記憶部Ｈ１４は、制御ユニット１０、支援サーバ２０、管理端末３０の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶装置である。記憶部Ｈ１４の一例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等がある。

プロセッサＨ１５は、記憶部Ｈ１４に記憶されるプログラムやデータを用いて、制御ユニット１０、支援サーバ２０、管理端末３０における各処理を制御する。プロセッサＨ１５の一例としては、例えばＣＰＵやＭＰＵ等がある。このプロセッサＨ１５は、ＲＯＭ等に記憶されるプログラムをＲＡＭに展開して、各処理のための各種プロセスを実行する。

プロセッサＨ１５は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサＨ１５は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、プロセッサＨ１５は、以下で構成し得る。

〔１〕コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ
〔２〕各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは
〔３〕それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）
プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

（システム構成）
次に、図１を用いて、揚重支援システムの各機能を説明する。
タワークレーンＴＣ１に設けられる制御ユニット１０は、３次元計測器１２、撮像装置１３及び駆動制御部１４を備える。

３次元計測器１２は、タワークレーンＴＣ１のジブＣ１３の先端に設けられて、下方周囲の３次元画像を取得する。また、３次元計測器は、旋回フレームＣ１１の運転席Ｃ１２付近にも、に設けられて、ジブＣ１３の下方周囲の３次元画像を取得する。３次元計測器１２は、例えば、レーザ光を用いて、周囲に存在する物体（障害物）を検知する。この３次元計測器１２には、例えば、３次元検知情報としての３次元点群情報を取得するＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）技術を用いることができる。ここでは、ＬｉＤＡＲとして、例えば、２つの異なる位置に設置したレーザ光を用いる。そして、各レーザ光を１次元で走査して形成されたスキャン面を、法線方向に３６０度で旋回させる。これにより、２つのレーザ光によって周囲の障害物について３次元点群情報を取得することができる。

撮像装置１３は、タワークレーンＴＣ１のジブＣ１３の先端に設けられて、下方のフックＣ１４、吊り荷Ｃ１５の動画を撮影する。また、撮像装置を、現場全体やタワークレーンＴＣ１全体を見渡せる位置等に配置してもよい。
駆動制御部１４は、旋回フレームＣ１１の旋回操作、ジブＣ１３の起伏操作、フックＣ１４の上下操作に応じた駆動制御を行なう。
そして、制御ユニット１０は、３次元計測器１２による３次元点群情報、撮像装置１３による動画、駆動制御部１４の駆動情報を支援サーバ２０に送信する。

支援サーバ２０は、制御ユニット１０から取得した情報を用いて、揚重作業を支援するコンピュータシステムである。この支援サーバ２０は、制御部２１、ＢＩＭ情報記憶部２２、評価情報記憶部２３、揚重情報記憶部２４を備える。

制御部２１は、後述する処理（情報取得段階、マップ生成段階、ルート作成段階、揚重管理段階等を含む処理）を行なう。このための各処理のためのプログラムを実行することにより、制御部２１は、情報取得部２１１、マップ生成部２１２、ルート作成部２１３、搬送管理部２１４等として機能する。

情報取得部２１１は、制御ユニット１０から各種情報を取得する。本実施形態では、制御ユニット１０から３次元計測情報、ジブＣ１３先端の下方の動画を取得する。この３次元計測情報により、周囲の障害物を検知することができる。また、動画により、吊り荷Ｃ１５を確認することができる。

更に、情報取得部２１１は、制御ユニット１０から、ジブＣ１３の起伏操作情報、旋回フレームＣ１１の旋回操作情報等の稼働情報を取得する。この稼働情報により、近隣のタワークレーンＴＣ２のジブＣ１３の配置を特定することができる。

マップ生成部２１２は、ＢＩＭ情報記憶部２２に記録された建設現場の３次元モデル及び３次元計測器１２で計測した３次元点群情報を用いて、搬送ルートを作成するための搬送領域マップを生成する。このマップ生成部２１２は、オフセットテーブルを備える。オフセットテーブルには、荷幅に応じてオフセットが設定されている。オフセットは、障害物に対して、接触しないように余裕を持たせる距離である。そして、マップ生成部２１２は、障害物からオフセットだけ離れた領域に、搬送ルートを設定可能な搬送領域マップを設ける。この搬送領域マップにおいては、マップを構成する分割領域（ポリゴン）毎に評価値がマッピングされる。この評価値は、各障害物の重要度（スコア）や、障害物から分割領域までの距離に応じて、接触時のリスクを評価した個別値を合計した値である。このため、マップ生成部２１２は、障害物の重要度、距離に応じて個別値を算出するための個別値算出情報を保持している。

ルート作成部２１３は、搬送領域マップ内において、評価値が低く、効率的な搬送ルートを作成する。
搬送管理部２１４は、作成した搬送ルートにより、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２を動作させる。この搬送管理部２１４は、吊り荷のサイズ（寸法や重量）に応じて、搬送速度（通常速度）を決定するための速度決定テーブルを備える。この速度決定テーブルにおいては、サイズが大きい程、遅い搬送速度が設定されている。更に、搬送管理部２１４は、搬送速度に対して監視範囲を決定するための範囲決定テーブルを備える。この範囲決定テーブルにおいては、搬送速度が速い程、大きな監視範囲が設定されている。本実施形態では、搬送速度を減速する第１監視範囲と、搬送を停止する第２監視範囲を決定する。第１監視範囲は第２監視範囲の外側に配置される。各監視範囲の形状は、後述するように、円筒形状である。

図４に示すように、設計情報記憶部としてのＢＩＭ情報記憶部２２には、ＢＩＭ（Building Information Modeling）において作成したＢＩＭデータ２２０が記録される。このＢＩＭデータ２２０は、３次元ＣＡＤを用いて、建設現場で建設される構造物の設計を行なった場合に記録される。３次元モデル情報としてのＢＩＭデータ２２０は、プロジェクト情報、要素モデル、属性情報、配置情報を含んで構成される。

プロジェクト情報は、建設現場の名称、経度・緯度、建設現場の方位等に関する情報を含む。
要素モデルは、建設現場に用いる各建築要素（構成部材）の３次元モデル（ＢＩＭオブジェクト）に関する情報である。このＢＩＭ情報記憶部２２には、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の要素モデルの他に、周囲に配置される構造物を構成する要素モデルも記録される。

属性情報は、この要素モデルの属性情報である。この属性情報には、仕様（要素ＩＤ、要素種別、規格、寸法、面積、体積、素材等）に関する情報が含まれる。
配置情報は、各要素モデルを配置する座標に関する情報を含む。更に、配置情報においては、この座標に対して、各要素モデルが配置される配置予定年月日が関連付けられている。

図５に示すように、評価情報記憶部２３には、評価管理データ２３０が記録される。この評価管理データ２３０は、評価情報が登録された場合に記録される。評価管理データ２３０は、要素種別情報、スコア情報を含んで構成される。

要素種別情報は、ＢＩＭデータ２２０に含まれる可能性がある各建築要素を特定するための識別子に関する情報である。なお、要素種別には、３次元点群情報により特定した障害物も含まれる。
スコア情報は、各建築要素の重要度に関する情報である。吊り荷との接触を避ける建築要素や、３次元点群には高いスコアを設定しておく。

図６に示すように、揚重情報記憶部２４には、制御ユニット１０の吊り荷に関する揚重管理データ２４０が記録される。この揚重管理データ２４０は、管理端末３０から、各種情報を取得した場合に記録される。揚重管理データ２４０は、作業ＩＤ、クレーンＩＤ、吊上げ位置、吊下し位置、搬送物、搬送状況に関する情報を含んで構成される。

作業ＩＤは、各揚重作業を特定するための識別子に関する情報である。
クレーンＩＤは、この各揚重作業において用いるタワークレーンＴＣ１，ＴＣ２を特定するための識別子に関する情報である。

吊上げ位置情報、吊下し位置情報は、管理者によって指定された吊上げ位置（搬送開始位置）、吊下し位置（搬送目標位置）に関する情報である。
搬送物情報は、揚重対象の資機材を特定するための識別子に関する情報である。
搬送状況情報は、この揚重についての搬送状況（搬送前、搬送中、搬送終了）を示すフラグに関する情報である。

揚重管理データ２４０には、予定ルート情報２４１及び実績ルート情報２４２が関連付けられている。予定ルート情報２４１は、ルート生成を行なった場合に記録される。実績ルート情報２４２は、揚重を終了した後で記録される。

予定ルート情報２４１は、搬送領域マップを用いて作成した搬送ルートに関する情報である。
実績ルート情報２４２は、旋回フレームＣ１１の旋回操作やジブＣ１３の起伏操作、フックＣ１４の上下操作に基づいて、吊り荷Ｃ１５が通過した実績ルートに関する情報である。

管理端末３０は、建設現場の管理者が用いるコンピュータ端末である。管理者は、運転席Ｃ１２のオペレータによる操作の代わりに、管理端末３０を用いて、建設現場におけるタワークレーンＴＣ１，ＴＣ２を遠隔操作して揚重作業を指示する。

（揚重支援処理）
次に、図７～図２２を用いて、上記のように構成された支援サーバ２０において、揚重作業時に行なわれる揚重支援方法の処理手順を説明する。

まず、図７に示すように、支援サーバ２０の制御部２１は、ＢＩＭ情報取得処理を実行する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部２１の情報取得部２１１は、現在年月日をシステムタイマから取得し、ＢＩＭ情報記憶部２２を用いて、配置予定年月日が現在年月日以前の要素モデルを特定する。そして、情報取得部２１１は、仮想空間内に、特定した要素モデルを配置する。更に、情報取得部２１１は、周囲に配置された他のタワークレーンＴＣ２の制御ユニット１０から稼働情報を取得する。次に、搬送管理部２１４は、稼働情報に応じて、他のタワークレーンＴＣ２のマストＣ１０やジブＣ１３等の移動構造物の要素モデルを配置する。そして、搬送管理部２１４は、仮想空間を表示した管理画面を、管理端末３０の表示装置Ｈ１３に出力する。

図９に示すように、管理画面５００には、３次元画像エリア５０ａを含む。この３次元画像エリア５０ａには、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の周囲の構造物５０２の３次元モデルが配置されている。この管理画面５００は、仮想空間内で視点位置や視線方向を任意に設定することにより、視野を変更することができる。

更に、管理画面５００には、クレーン制御エリア５０ｂ１，５０ｂ２を備える。クレーン制御エリア５０ｂ１，５０ｂ２は、それぞれ、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２を制御するためのエリアである。クレーン制御エリア５０ｂ１，５０ｂ２には、シミュレーション、遠隔運転、設定中、運転中、非常停止、クレーン設定、カメラ、Ｌｉｄａｒ、吊荷設定、高さ設定の各選択アイコンを含む。シミュレーション選択アイコンは、設定した条件で揚重のシミュレーションを実行させるためのアイコンである。遠隔運転選択アイコンは、タワークレーンを用いた揚重を開始させるためのアイコンである。設定中選択アイコンは、揚重経路の設定状態を表示するためのアイコンである。運転中選択アイコンは、タワークレーンを用いた揚重状態を表示するためのアイコンである。非常停止選択アイコンは、揚重中のタワークレーンの運転を停止させるためのアイコンである。クレーン設定選択アイコンは、タワークレーンの緒元を設定するためのアイコンである。カメラ選択アイコンは、タワークレーンに設置された撮像装置１３の撮影画像を拡大表示させるためのアイコンである。Ｌｉｄａｒ選択アイコンは、タワークレーンに設置された３次元計測器１２の３次元画像を拡大表示させるためのアイコンである。吊荷設定選択アイコンは、タワークレーンを用いた揚重の開始位置、終了位置を設定するためのアイコンである。高さ設定選択アイコンは、タワークレーンを用いた揚重経路の高さを設定するためのアイコンである。

更に、管理画面５００には、クレーン状況エリア５０ｃ１，５０ｃ２を備える。クレーン状況エリア５０ｃ１，５０ｃ２は、それぞれ、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の稼働状況（巻上、旋回、起伏等の状況）を表示するためのエリアである。クレーン状況エリア５０ｃ１，５０ｃ２は、透過型の表示エリアであり、３次元画像エリア５０ａに重畳表示される。

更に、管理画面５００には、撮影画像エリア５０ｄを備える。撮影画像エリア５０ｄには、建設現場に配置された撮像装置や、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２等に配置された撮像装置１３によって撮影された各動画のサムネイルが表示される。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、属性情報によるスコアリング処理を実行する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部２１の情報取得部２１１は、ＢＩＭ情報記憶部２２の属性情報から、仮想空間内に配置された各要素モデルの要素種別を取得する。そして、情報取得部２１１は、評価情報記憶部２３から、要素種別に対応したスコアを取得する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、マッピング処理を実行する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部２１のマップ生成部２１２は、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の制御ユニット１０から、３次元計測器１２で計測したタワークレーンＴＣ１，ＴＣ２周囲の３次元点群情報を取得する。そして、マップ生成部２１２は、管理画面に表示された仮想空間に配置された要素モデルに加えて、点群データを配置して表示する。

図１０は、管理画面の３次元画像エリア５０ａに表示された表示画面５１０（３次元画像）である。この表示画面５１０においては、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の周囲の構造物５０２の３次元モデルも配置される。更に、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の３次元計測器１２によって取得した周囲の点群データ５１１が表示されている。この点群データ５１１は、例えば、地表に置かれた資機材等を検知したものである。

この表示画面５１０には、ジブ範囲Ｊ０、監視範囲Ｗ０（吊り荷なしの初期値）の３次元モデルも表示される。ジブ範囲Ｊ０は、ジブＣ１３の周囲の安全を確保する領域である。ジブＣ１３の延在方向に、直方体形状で設定される。

図１１に示すように、監視範囲Ｗ０は、フックＣ１４の周囲に円筒形状で設定される。この監視範囲Ｗ０は、２つの第１監視範囲Ｗ１、第２監視範囲Ｗ２により構成される。第１監視範囲Ｗ１は搬送速度を減速させるための減速領域であり、第２監視範囲Ｗ２は搬送を一旦停止させるための停止領域である。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、高さ設定処理を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部２１のマップ生成部２１２は、３次元点群情報を用いて、仮想空間に配置された構造物（固定構造物）の要素モデルの存在を確認する。そして、マップ生成部２１２は、存在が確認された固定構造物において、最高位置を特定する。

図１２に示すように、マップ生成部２１２は、地表ＧＬから固定構造物の最高位置ｈ１１に、余裕高さｈ１２（例えば５ｍ）を加算した揚重高さｈ１を算出する。この場合、マップ生成部２１２は、ジブＣ１３によりフックＣ１４を巻き上げられる高さ以下で、搬送を行なう揚重高さを決定する。

この場合、図１３に示すように、表示画面５２０が表示される。この表示画面５２０には、揚重設定中のタワークレーン毎に高さ調節画面５２１が含まれる。高さ調節画面５２１を用いて、手動により、揚重高さを調節する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送情報の設定処理を実行する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部２１のルート作成部２１３は、管理端末３０に搬送入力画面を出力する。この場合、管理者は、管理端末３０を用いて、搬送物に関する情報を入力する。例えば、搬送物について、ＢＩＭ情報記憶部２２に記録された要素ＩＤを入力する。また、搬送物がＢＩＭ情報記憶部２２に記録されていない場合には、荷幅を含むサイズを入力する。

更に、図１４に示すように、表示画面５３０が表示される。この表示画面５３０には、揚重設定中のタワークレーン毎に目的地設定画面５３１が表示される。この目的地設定画面５３１には、揚重設定中のタワークレーン毎に、目的地として、吊上げ位置（搬送開始位置）、吊下し位置（搬送目標位置）を設定する。ここでは、表示装置Ｈ１３に表示された表示画面５３０の仮想空間において、搬送開始位置及び搬送目標位置を指定することができる。この場合、ルート作成部２１３は、指定された搬送開始位置及び搬送目標位置の座標を特定する。

また、建設現場における作業員が携帯する位置情報取得装置を用いて指定するようにしてもよい。位置情報取得装置としては、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いることができる。この場合には、作業員が所持する位置情報取得装置を用いて、搬送開始位置及び搬送目標位置を特定する。

なお、目的地の指定方法は、管理画面の仮想空間を用いた選択に限定されるものではない。例えば、ＢＩＭ情報記憶部２２に記録された要素モデルを選択することにより指定してもよい。この場合には、ＢＩＭデータに記録された属性情報に基づいて重心位置を算出し、この重心位置において吊り下げるようにする。この場合、ルート作成部２１３は、要素モデルを用いて、この重心位置での吊り下げによる荷幅を算出する。

そして、ルート作成部２１３は、作業ＩＤを付与し、管理画面から取得した搬送物情報を含めた揚重管理データ２４０を揚重情報記憶部２４に記録する。この場合、揚重管理データ２４０に、搬送状況として「搬送前」フラグを記録する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、オフセットの設定処理を実行する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部２１のルート作成部２１３は、オフセットテーブルを用いて、搬送物のサイズに応じたオフセットを算出する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲情報の取得処理を実行する（ステップＳ１０７）。具体的には、制御部２１のマップ生成部２１２は、周囲のタワークレーンの稼働情報を取得する。

図１５に示すように、マップ生成部２１２は、タワークレーンＴＣ１のジブＣ１３の到達範囲ＡＴ１内に所在する他のタワークレーンＴＣ２を特定する。そして、マップ生成部２１２は、揚重情報記憶部２４から、タワークレーンＴＣ２について、搬送状況として、「搬送前」フラグ、「搬送中」フラグが記録されている揚重管理データ２４０を取得する。
ここでは、既に、タワークレーンＴＣ２を用いて、位置Ｐ２１から位置Ｐ２２までの搬送ルートＲ２が設定されている場合を想定する。搬送ルートＲ２は、タワークレーンＴＣ１のマストＣ１０周囲の所定範囲や、ジブＣ１３の直下のオフセット分の範囲を除いた搬送可能領域Ａ１２において設定されている。

そして、図１６に示すように、「搬送前」フラグ、「搬送中」フラグが記録されている揚重管理データ２４０を取得した場合、マップ生成部２１２は、タワークレーンＴＣ２の搬送ルートが設定されていることになる。この場合、予定ルート情報２４１（搬送ルートＲ２）に関する情報を周辺情報として取得する。なお、「搬送前」フラグ、「搬送中」フラグが記録されている揚重管理データ２４０が記録されていない場合には、タワークレーンＴＣ２のマストＣ１０周囲の所定範囲を除いた搬送可能領域Ａ１１において設定される。

そして、マップ生成部２１２は、タワークレーンＴＣ２のマストＣ１０周囲の所定範囲や、ジブＣ１３の直下、搬送ルートＲ２のオフセット分の範囲を、搬送可能領域Ａ１１から除外する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送ルートの作成処理を実行する（ステップＳ１０８）。具体的には、制御部２１のマップ生成部２１２は、搬送可能領域Ａ１１において、搬送領域マップを作成する。

図１２に示すように、この搬送領域マップＭ１は、複数の分割領域Ｐ１により構成される。搬送領域マップＭ１を作成する場合、マップ生成部２１２は、搬送可能領域Ａ１１において、評価情報記憶部２３から仮想空間内に存在する障害物（要素モデル）の要素種別に対応するスコアを取得する。この場合、マップ生成部２１２は、周囲のタワークレーンＴＣ２に関する要素モデルについてスコアも取得する。次に、マップ生成部２１２は、搬送可能領域Ａ１１を任意の大きさで分割した分割領域Ｐ１を設定する。次に、マップ生成部２１２は、分割領域Ｐ１の代表位置（例えば重心）毎に、各障害物からの距離及びスコアに基づいて、個別値算出情報を用いて個別値を算出する。そして、マップ生成部２１２は、算出した個別値を合計して、各分割領域における評価値を算出する。この場合、障害物からの距離が近い場合や、スコアが高い場合、高い評価値が設定される。

次に、ルート作成部２１３は、搬送領域マップＭ１を用いて、ルート上の各分割領域Ｐ１の評価値の合計が低い搬送ルートを生成する。ここでは、最短距離のパスにより、フック位置（移動開始位置）→吊り荷移動元位置（搬送開始位置）→吊り荷移動先位置（搬送目標位置）の３次元の搬送ルートを生成する。この場合、水平移動平面では、ノード（例えば、分割領域Ｐ１の重心）とリンクからなるグラフに対して、ルート探索アルゴリズムを適用する。ルート探索アルゴリズムとしては、例えば、「Ａ＊（A-star）探索アルゴリズム」を用いることができる。このＡ＊探索アルゴリズムは、移動開始位置→搬送開始位置→搬送目標位置までのパスを見つけるグラフ探索問題において、探索の道標となるコスト関数を用いる。コスト関数では、スタートからｎ地点までのコストと、ｎ地点からゴールまでの予想されるコスト（評価値）の合計が低い搬送ルートを特定する。そして、ルート作成部２１３は、生成した搬送ルートを、予定ルート情報２４１として、揚重管理データ２４０に関連付けて揚重情報記憶部２４に記録する。

図１６に示すように、タワークレーンＴＣ１について、搬送ルートＲ１が設定される。この場合、タワークレーンＴＣ２についても、搬送可能領域Ａ１２から、タワークレーンＴＣ１の搬送ルートＲ１からオフセット分の範囲した搬送可能領域Ａ１２が設定される。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、監視範囲の設定処理を実行する（ステップＳ１０９）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、速度決定テーブルを用いて、吊り荷のサイズに応じた搬送速度（通常搬送における通常速度）を決定する。更に、搬送管理部２１４は、範囲決定テーブルを用いて、吊り荷に応じた搬送速度（通常搬送）から監視範囲を決定する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送開始処理を実行する（ステップＳ１１０）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、管理端末３０の表示装置Ｈ１３に、開始確認画面を出力する。

図１７に示すように、表示画面５４０には、タワークレーン毎に、確認表示５４１が表示される。この確認表示５４１には、開始要否（「はい」又は「いいえ」）の選択ボタンが含まれる。そして、搬送管理部２１４は、表示画面５４０において「はい」ボタンの押下を検知した場合、揚重管理データ２４０に、搬送状況として「搬送中」フラグを記録する。そして、搬送管理部２１４は、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の制御ユニット１０の駆動制御部１４に対して、搬送開始を指示する。

この場合、図１８に示す表示画面５５０が、管理端末３０の表示装置Ｈ１３に表示される。
そして、図８に示す処理が、タワークレーン毎に行なわれる。ここでは、タワークレーンＴＣ１について制御を説明するが、タワークレーンＴＣ２についても、同様な制御が行なわれる。

まず、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲状況の監視処理を実行する（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、タワークレーンＴＣ１の制御ユニット１０から、３次元計測器１２で計測したタワークレーンＴＣ１周囲の３次元点群情報を取得する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、障害検知かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、３次元点群情報において、監視範囲に含まれる障害物の有無を確認する。監視範囲に含まれる３次元点群（障害物）が存在する場合には、障害検知と判定する。一方、監視範囲に含まれる３次元点群が存在しない場合には、障害検知なしと判定する。

障害検知なしと判定した場合（ステップＳ２０２において「ＮＯ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、通常搬送処理を実行する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、駆動制御部１４に対して、速度決定テーブルを用いて決定した通常速度での搬送を指示する。ここで、マストＣ１０から搬送目標位置までの水平距離（第１距離）が、マストＣ１０から搬送開始位置までの水平距離（第２距離）と異なる場合もある。この場合には、マストＣ１０から吊り荷Ｃ１５までの水平距離が第２距離になるように、ジブＣ１３の起伏操作を、旋回フレームＣ１１の旋回操作と同時に行なう。

一方、障害検知と判定した場合（ステップＳ２０２において「ＹＥＳ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、減速領域かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ２０４）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、検知した障害物の配置と監視範囲との位置関係を特定する。障害物が第１監視範囲Ｗ１に含まれる場合には、減速領域と判定する。

減速領域と判定した場合（ステップＳ２０４において「ＹＥＳ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、減速搬送処理を実行する（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、通常速度に対して減速速度での搬送を指示する。この減速速度は、例えば、通常速度に対して、１以下の所定割合を乗算することにより算出することができる。搬送管理部２１４は、駆動制御部１４に対して、減速速度での搬送を指示する。

一方、障害物が第２監視範囲Ｗ２に含まれており、停止領域と判定した場合（ステップＳ２０４において「ＮＯ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、停止処理を実行する（ステップＳ２０６）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、駆動制御部１４に対して、旋回フレームＣ１１の旋回操作やジブＣ１３の起伏操作の停止を指示する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、障害消失かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ２０７）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、タワークレーンＴＣ１の３次元計測器１２で計測した３次元点群情報において、第２監視範囲Ｗ２に含まれる障害物が消失したかどうかを確認する。例えば、障害と特定したクレーンが第２監視範囲Ｗ２から外れた場合には、障害消失と判定する。

障害が消失していないと判定した場合（ステップＳ２０７において「ＮＯ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、停止処理（ステップＳ２０６）を継続する。
一方、障害消失と判定した場合（ステップＳ２０７において「ＹＥＳ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲情報の取得処理（ステップＳ１０７）から処理をやり直す。更に、タワークレーンＴＣ１の制御ユニット１０から、３次元計測器１２で計測したタワークレーンＴＣ１周囲の３次元点群情報を取得する。そして、現在のフック位置を搬送開始位置として、搬送目標位置までの搬送ルートを作成する。これにより、周辺のタワークレーンＴＣ２の搬送状況、障害物の現状に基づいて、ステップＳ１０８において、搬送ルートを作成し直す。

通常搬送処理（ステップＳ２０３）、減速搬送処理（ステップＳ２０５）の実行時には、支援サーバ２０の制御部２１は、旋回終了かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ２０８）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、タワークレーンＴＣ１のフックＣ１４が、搬送目標位置の上方に到達した場合には、旋回終了と判定する。

旋回終了でないと判定した場合（ステップＳ２０８において「ＮＯ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲状況の監視処理（ステップＳ２０１）以降の処理を繰り返して実行する。

一方、旋回終了と判定した場合（ステップＳ２０８において「ＹＥＳ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、荷下ろし処理を実行する（ステップＳ２０９）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、駆動制御部１４に対して、搬送目標位置に達するまでフックＣ１４の降下を指示する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、実績ルートの記録処理を実行する（ステップＳ２１０）。具体的には、制御部２１の搬送管理部２１４は、旋回フレームＣ１１の旋回操作、ジブＣ１３の起伏操作、フックＣ１４の上下操作に応じて、実際に吊り荷Ｃ１５が通過したルートに関する実績ルート情報２４２を生成する。そして、搬送管理部２１４は、揚重管理データ２４０に関連付けて、実績ルート情報２４２を揚重情報記憶部２４に記録する。更に、この実績ルート情報２４２には、旋回フレームＣ１１の旋回操作、ジブＣ１３の起伏操作、フックＣ１４の上下操作の操作情報を含める。
この場合、予定ルートに対して、各操作情報による実績ルートが、揚重情報記憶部２４に記録される。

図１９～図２２に示すように、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２において、同時期に搬送開始処理を実行した場合、表示画面５６０，５７０，５８０，５９０が、順次、管理端末３０の表示装置Ｈ１３に表示される。
そして、搬送を完了した場合、搬送管理部２１４は、揚重管理データ２４０に、搬送状況として「搬送終了」フラグを記録する。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、ＢＩＭ情報取得処理（ステップＳ１０１）、属性情報によるスコアリング処理（ステップＳ１０２）を実行する。これにより、３次元モデル情報に基づいて、障害物を特定することができる。例えば、建設現場において、複数のタワークレーンを用いる場合、周囲のタワークレーンに対して、スコアを付与することができる。

（２）本実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、マッピング処理（ステップＳ１０３）、高さ設定処理（ステップＳ１０４）を実行する。これにより、タワークレーンＴＣ１，ＴＣ２の周囲の障害物に応じて、高さを設定することができる。

（３）本実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送情報の設定処理（ステップＳ１０５）、オフセットの設定処理（ステップＳ１０６）を実行する。これにより、障害物への接近を抑制することができる。

（４）本実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲情報の取得処理（ステップＳ１０７）、搬送ルートの作成処理（ステップＳ１０８）を実行する。これにより、搬送開始位置から搬送目標位置までの効率的な搬送ルートを作成することができる。特に、建設現場において、複数のタワークレーンを使用する場合にも、周囲のタワークレーンの稼働状況を考慮して、干渉が生じない搬送ルートを作成することができる。

（５）本実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、監視範囲の設定処理を実行する（ステップＳ１０９）。これにより、吊り荷Ｃ１５の状況に応じた監視範囲を設定することができる。

（６）本実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送開始処理（ステップＳ１１０）、周囲状況の監視処理（ステップＳ２０１）を実行する。これにより、突発的に発生した障害物を検知することができる。そして、障害検知なしと判定した場合（ステップＳ２０２において「ＮＯ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、通常搬送処理を実行する（ステップＳ２０３）。これにより、効率的に搬送を行なうことができる。

（６）本実施形態では、減速領域と判定した場合（ステップＳ２０４において「ＹＥＳ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、減速搬送処理を実行する（ステップＳ２０５）。これにより、障害物との接触の可能性がある場合に、時間的な猶予を確保することができる。

（７）本実施形態では、停止領域と判定した場合（ステップＳ２０４において「ＮＯ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、停止処理を実行する（ステップＳ２０６）。これにより、障害物との接触の可能性が高い場合に、回避することができる。

（８）本実施形態では、障害消失と判定した場合（ステップＳ２０７において「ＹＥＳ」の場合）、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲情報の取得処理（ステップＳ１０７）以降の処理を実行する。これにより、現在の状況を考慮して、効率的な搬送ルートを作成することができる。例えば、周辺のタワークレーンＴＣ２の搬送状況を参照して、効率的かつ的確な搬送ルートを作り直すことができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、第１、第２の揚重装置としてタワークレーンＴＣ１，ＴＣ２を想定したが、揚重装置はタワークレーンに限定されるものではない。また、上記実施形態では、２台のタワークレーンを想定したが、３台以上のタワークレーンについて適用してもよい。この場合にも、第１の揚重装置の周辺の複数の揚重装置を、それぞれ第２の揚重装置として稼働情報を取得して、第１の揚重装置の搬送ルートを生成する。

・上記実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送情報の設定処理を実行する（ステップＳ１０５）。ここで、搬送予定テーブルに、予め搬送開始位置及び搬送目標位置を設定しておいてもよい。この場合、管理端末３０において、搬送予定テーブルにおける指定に基づいて、搬送情報を設定する。また、搬送予定テーブルに、搬送予定時刻を登録しておき、予定時刻になった場合に、管理端末３０に搬送指示の確認を促すメッセージを出力してもよい。

・上記実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、搬送ルートの作成処理を実行する（ステップＳ１０８）。この搬送ルートの作成処理においては、Ａ＊探索アルゴリズムを用いる。搬送ルートの作成方法は、Ａ＊探索アルゴリズムに限定されるものではない。例えば、ジブの旋回に応じた円弧状を組み合わせた搬送ルートを作成するようにしてもよい。

また、支援サーバ２０の制御部２１が、揚重情報記憶部２４に記録された予定ルート情報２４１及び実績ルート情報２４２を教師情報として、予定ルートから実績ルートを予測する予測モデルを、機械学習により生成してもよい。この場合には、ルート作成部２１３は、搬送ルートの作成処理（ステップＳ１０８）において生成した各予定ルート候補を予測モデルに入力して、予定ルート候補毎に実際の予測ルートを出力する。次に、ルート作成部２１３は、搬送領域マップＭ１を用いて、この予測ルートの評価値を取得し、評価値の合計を再計算する。そして、各予測ルートにおいて評価値の合計が低い予定ルート候補を搬送ルートとして特定する。

・上記実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、周囲情報の取得処理（ステップＳ１０７）、搬送ルートの作成処理（ステップＳ１０８）を実行する。具体的には、搬送ルートの生成時に、周囲のタワークレーンの搬送ルートを考慮する。これに加えて、搬送ルートに応じて、ジブＣ１３が旋回する領域を、搬送可能領域から削除するようにしてもよい。
図２３に示すように、搬送可能領域Ａ１１において、タワークレーンＴＣ２のマストＣ１０から搬送ルートＲ２の範囲を、ジブＣ１３が旋回する領域として除外する。これにより、ジブＣ１３の旋回領域を予測して、搬送ルートを設定することができる。

更に、搬送時に、周囲のタワークレーンの稼働状況（搬送の進捗状況）に応じて、搬ルートを、逐次、更新してもよい。この場合には、周囲のクレーンの搬送ルートにおいて、吊り荷が通過した領域は、搬送可能領域と設定し直す。この場合、マップ生成部２１２は、タワークレーンＴＣ２の制御ユニット１０から、ジブＣ１３の起伏操作情報、旋回フレームＣ１１の旋回操作情報等の稼働情報を逐次、取得する。この場合、マップ生成部２１２は、逐次、搬送可能領域を更新する。そして、ルート作成部２１３は、更新された搬送領域マップに基づいて、搬送ルートを再作成する。

図２４に示すように、搬送ルートＲ２において、既に通過した領域Ｒ２１の範囲を、搬送可能領域Ａ１１に含める。これにより、周辺のタワークレーンによる搬送の進捗状況に応じて、搬送ルートを設定することができる。

・上記実施形態では、３次元計測器１２には、例えば、障害物の３次元点群情報を取得するＬｉＤＡＲ技術を用いる。障害物の所在地を特定できる技術であれば、ＬｉＤＡＲ技術を用いる場合に限定されるものではない。例えば、２つの撮像素子の視野角を用いて、障害物の位置を特定する３次元カメラを用いることも可能である。この場合、情報取得部２１１は、撮影画像における画像認識により、要素種別を特定するようにしてもよい。この場合には、評価情報記憶部２３を用いて、要素種別に応じたスコア情報を取得することができる。

・上記実施形態では、フックＣ１４の周囲に、監視範囲（Ｗ１，Ｗ２）を設定する。フックＣ１４に近いほど、移動を制限する範囲であれば、監視範囲は２つに限定されるものではない。

・上記実施形態では、支援サーバ２０の制御部２１は、監視範囲の設定処理を実行する（ステップＳ１０８）。ここでは、吊り荷のサイズに応じて監視範囲を決定する。監視範囲は、サイズに基づいて決定する方法に限定されない。建設現場の環境に応じて、監視範囲を決定してもよい。例えば、風速や天候に応じて、監視範囲を決定してもよい。この場合、風速が大きい場合や、視界が悪い天候の場合には、風速が小さい場合や、視界がよい天候に比べて、監視範囲を大きくする。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（ａ）前記制御部が、
前記第２の揚重装置の稼働情報として、前記第２の揚重装置を用いた搬送ルートを取得し、
前記第１の揚重装置の搬送可能領域から、前記第２の揚重装置を用いた搬送ルートに応じた領域を除外することを特徴とする請求項１に記載の揚重支援システム。

（ｂ）前記制御部が、前記第２の揚重装置を用いた搬送ルートにおいて、未通過の領域を除外することを特徴とする（ａ）に記載の揚重支援システム。
（ｃ）前記制御部が、
前記第２の揚重装置を用いた搬送ルートにおいて、第２の揚重装置のジブの旋回領域を予測し、前記旋回領域を、前記第１の揚重装置の搬送可能領域から除外することを特徴とする（ａ）に記載の揚重支援システム。

（ｄ）前記制御部が、前記第１の揚重装置を用いた吊り荷の搬送中に、障害物を検知した場合、搬送を停止し、
前記搬送を再開する場合に、前記搬送ルートを再生成することを特徴とする請求項１、（ａ）～（ｃ）の何れか一項に記載の揚重支援システム。
（ｅ）前記制御部が、前記第１の揚重装置を用いた吊り荷の搬送中に、前記搬送ルートの生成を繰り返すことを特徴とする請求項１、（ａ）～（ｄ）の何れか一項に記載の揚重支援システム。

Ａ１１，Ａ１２…搬送可能領域、ＴＣ１，ＴＣ２…タワークレーン、Ｃ１０…マスト、Ｃ１１…旋回フレーム、Ｃ１２…運転席、Ｃ１３…ジブ、Ｃ１４…フック、Ｃ１５…吊り荷、Ｒ１，Ｒ２…搬送ルート、１０…制御ユニット、１２…３次元計測器、１３…撮像装置、１４…駆動制御部、２０…支援サーバ、２１…制御部、２１１…情報取得部、２１２…マップ生成部、２１３…ルート作成部、２１４…搬送管理部、２２…ＢＩＭ情報記憶部、２３…評価情報記憶部、２４…揚重情報記憶部、３０…管理端末。

Claims (3)

1. 第１の揚重装置の搬送ルートを生成する制御部を備えた揚重支援システムであって、
   前記制御部が、
   前記第１の揚重装置の搬送可能領域に含まれる第２の揚重装置の稼働情報を取得し、
   揚重高さに応じて設定された搬送可能領域において、前記第２の揚重装置の稼働情報に基づいて、前記第１の揚重装置を用いた吊り荷の搬送ルートを生成することを特徴とする揚重支援システム。
2. 第１の揚重装置の搬送ルートを生成する制御部を備えた揚重支援システムを用いて揚重支援を行なう方法であって、
   前記制御部が、
   前記第１の揚重装置の搬送可能領域に含まれる第２の揚重装置の稼働情報を取得し、
   揚重高さに応じて設定された搬送可能領域において、前記第２の揚重装置の稼働情報に基づいて、前記第１の揚重装置を用いた吊り荷の搬送ルートを生成することを特徴とする揚重支援方法。
3. 第１の揚重装置の搬送ルートを生成する制御部を備えた揚重支援システムを用いて揚重支援を行なうためのプログラムであって、
   前記制御部を、
   前記第１の揚重装置の搬送可能領域に含まれる第２の揚重装置の稼働情報を取得し、
   揚重高さに応じて設定された搬送可能領域において、前記第２の揚重装置の稼働情報に基づいて、前記第１の揚重装置を用いた吊り荷の搬送ルートを生成する手段として機能させることを特徴とする揚重支援プログラム。

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