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公開番号2024079157
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-11
出願番号2022191917
出願日2022-11-30
発明の名称3次元搬送経路探索装置および3次元搬送経路探索方法
出願人株式会社日立製作所,株式会社日立プラントメカニクス
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類G01C 21/34 20060101AFI20240604BHJP(測定;試験)
要約【課題】精度の高い経路探索を行うことができる3次元搬送経路探索装置の提供。
【解決手段】3次元搬送経路探索装置は、移動物の移動経路に該移動物の位置誤差に基づく第1の幅を付与して得られる拡張移動経路に関する拡張搬送経路情報207、および、障害物の大きさの情報を含む3次元地図204の情報を記憶するデータベース102と、データベース102に記憶された拡張搬送経路情報207および3次元地図204の情報に基づいて、移動物および搬送物が障害物と衝突しない3次元搬送経路を生成する搬送経路探索部と、を備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
搬送物を搬送する移動物の３次元搬送経路を探索する３次元搬送経路探索装置であって、
前記移動物の移動経路に該移動物の位置誤差に基づく第１の幅を付与して得られる拡張移動経路、および、障害物の大きさの情報を含む３次元地図情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記拡張移動経路および前記３次元地図情報に基づいて、前記移動物および前記搬送物が前記障害物と衝突しない前記３次元搬送経路を生成する搬送経路探索部と、を備える３次元搬送経路探索装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記第１の幅は、少なくとも前記移動物の移動経路の水平方向の位置誤差に基づき、前記水平方向の位置誤差を、前記移動経路を中心軸とする水平方向の幅に変換することで算出される、３次元搬送経路探索装置。
【請求項３】
請求項１に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記３次元地図情報に含まれる前記障害物の大きさの情報に対して、前記３次元地図情報の作成の際に生じる誤差、前記搬送物の振れ幅、および、前記移動物が前記拡張移動経路を進行する際の進行方向の位置誤差の少なくとも一つに基づく第２の幅を付与し、加工３次元地図情報を生成する３次元地図加工部をさらに備え、
前記搬送経路探索部は、前記３次元地図情報に代えて前記加工３次元地図情報に基づいて、前記３次元搬送経路を生成する、３次元搬送経路探索装置。
【請求項４】
請求項１に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記拡張移動経路は２次元平面上の拡張２次元移動経路であって、
前記搬送経路探索部は、
前記拡張２次元移動経路で前記移動物による搬送を搬送開始位置から搬送終了位置まで行わせた場合に前記拡張２次元移動経路に干渉している前記障害物と衝突せず、かつ、全体の搬送時間が最短となる上昇下降制御パターンを探索し、前記３次元搬送経路を生成する、
３次元搬送経路探索装置。
【請求項５】
請求項４に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記記憶部には、複数の上昇下降制御パターンがさらに記憶されており、
前記搬送経路探索部は、
前記拡張２次元移動経路で前記移動物による搬送を搬送開始位置から搬送終了位置まで行わせた場合に前記拡張２次元移動経路に干渉している前記障害物と衝突せず、かつ、全体の搬送時間が最短となる上昇下降制御パターンを、前記記憶部に記憶されている複数の上昇下降制御パターンから選択し、前記３次元搬送経路を生成する、
３次元搬送経路探索装置。
【請求項６】
請求項１に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記搬送経路探索部は、
前記拡張移動経路で前記移動物による搬送を搬送開始位置から搬送終了位置まで行わせた場合に前記障害物と衝突せず、かつ、全体の搬送時間が最短となる前記拡張移動経路を探索し、前記３次元搬送経路を生成する、３次元搬送経路探索装置。
【請求項７】
請求項１に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記移動物の前記移動経路は、可能最大速度で２次元平面を移動する最速移動経路であって、
前記搬送経路探索部は、前記最速移動経路に、前記第１の幅と、前記最速移動経路と前記移動物の実際の移動経路との差に基づく第３の幅とを付与して得られる第２の拡張移動経路に基づいて、前記３次元搬送経路を生成する、３次元搬送経路探索装置。
【請求項８】
請求項４または５に記載の３次元搬送経路探索装置において、
前記搬送経路探索部により生成された前記３次元搬送経路に基づく搬送距離情報と搬送位置情報とを出力する出力結果作成部をさらに備える、３次元搬送経路探索装置。
【請求項９】
データベースにそれぞれ記憶された、搬送物を搬送する移動物の移動経路に該移動物の位置誤差に基づく幅を付与して得られる拡張移動経路、および、障害物の大きさの情報を含む３次元地図情報に基づいて、前記移動物および前記搬送物が前記障害物と衝突しない３次元搬送経路を生成する、
３次元搬送経路探索方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元搬送経路探索装置および３次元搬送経路探索方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
搬送物を搬送する装置（以下では、移動物と呼ぶことにする）としては、例えば、ドローンや天井クレーンなど種々の装置がある。３次元空間で移動物を移動したり移動物で搬送物を搬送したりする際に、事前にどのような搬送経路となるかを確認したり、フィードフォワード制御などで３次元方向の制御を事前に決定する場合がある。その場合、搬送開始前に３次元搬送経路を特定し、移動物や搬送物が経路上の障害物と干渉しないことを事前に確認するようにしている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、移動物の例として天井クレーンが記載されており、経路上を進行する際の搬送物と障害物との衝突を避けるために、搬送物または搬送経路上にある物体に対して所定の余裕空間を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１７８７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、３次元搬送経路を特定する際には、以下のような誤差を考慮して３次元搬送経路を特定する必要がある。例えば、数値計算で求めた搬送経路には数値誤差がある。また、実機での搬送に対するノイズなどに起因する制御のずれによる誤差や、理論的最短搬送経路などの経路と実際の搬送とのずれなどによる誤差に加え、進行経路上での搬送物の振れ幅や、移動物が移動し得る経路上にある障害物の高さや位置情報の誤差などがある。
【０００６】
上述した特許文献１には、搬送物の振れ幅を推定して余裕空間を設定することについては記載されている。しかしながら、その余裕空間には、上述したような移動物に誤差が考慮されておらず、搬送物と障害物との衝突の可能性を精度良く確認することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様による３次元搬送経路探索装置は、搬送物を搬送する移動物の３次元搬送経路を探索する３次元搬送経路探索装置であって、前記移動物の移動経路に該移動物の位置誤差に基づく第１の幅を付与して得られる拡張移動経路、および、障害物の大きさの情報を含む３次元地図情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記拡張移動経路および前記３次元地図情報に基づいて、前記移動物および前記搬送物が前記障害物と衝突しない前記３次元搬送経路を生成する搬送経路探索部と、を備える。
本発明の態様による３次元搬送経路探索方法は、データベースにそれぞれ記憶された、搬送物を搬送する移動物の移動経路に該移動物の位置誤差に基づく幅を付与して得られる拡張移動経路、および、障害物の大きさの情報を含む３次元地図情報に基づいて、前記移動物および前記搬送物が前記障害物と衝突しない３次元搬送経路を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、衝突を回避できる３次元搬送経路の探索を行う際に移動物に関する誤差を考慮することで、精度の高い３次元搬送経路探索を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、３次元搬送経路探索装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。
図２は、３次元搬送経路探索装置のハードウェア構成例を示す図である。
図３は、データベースに格納されているパラメータの一覧を示す図である。
図４は、移動物情報の具体例を示す図である。
図５は、誤差情報の具体例を示す図である。
図６は、搬送経路情報の具体例を示す図である。
図７は、３次元加工幅および経路幅の具体例を示す図である。
図８は、拡張搬送経路情報の具体例を示す図である。
図９は、３次元搬送情報の具体例を示す図である。
図１０は、３次元地図の具体例を示す図である。
図１１は、加工３次元地図の具体例を示す図である。
図１２は、３次元搬送距離情報の具体例を示す図である。
図１３は、経路作成方法および上昇下降制御パターンの具体例を示す図である。
図１４は、経路探索部における処理手順を示すフローチャートである。
図１５は、ステップＳ８０３の詳細処理を示すフローチャートである。
図１６は、ステップＳ８０４の詳細処理を示すフローチャートである。
図１７は、ステップＳ８０５の詳細処理を示すフローチャートである。
図１８は、ステップＳ８０６の詳細処理を示すフローチャートである。
図１９は、ステップＳ８０７の詳細処理を示すフローチャートである。
図２０は、ステップＳ８０８の詳細処理を示すフローチャートである。
図２１は、実施例１における天井クレーン搬送の概略を示す模式図である。
図２２は、２次元地図上に２次元の経路を記載した模式図である。
図２３は、実施例１における３次元搬送距離情報を示す図である。
図２４は、実施例１における２次元平面内の経路の出力例の一例を示す図である。
図２５は、図２４の拡張搬送経路を、移動物の進行方向を横軸とし高さを縦軸とした座標に示した図である。
図２６は、実施例２におけるドローンによる搬送の概略を示す模式図である。
図２７は、図２６の３次元地図をｘｙ平面に射影した２次元地図を示す図である。
図２８は、実施例２における３次元搬送距離情報を示す図である。
図２９は、実施例２における加工３次元地図と搬送経路とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。また、以下の説明では、同一または類似の要素および処理には同一の符号を付し、重複説明を省略する場合がある。なお、以下に記載する内容はあくまでも本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではなく、他の種々の形態でも実施する事が可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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