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特開2022-41736吊搬シミュレーション装置、吊搬シミュレーションシステムおよび吊搬シミュレーション方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022041736
(43)【公開日】2022-03-11
(54)【発明の名称】吊搬シミュレーション装置、吊搬シミュレーションシステムおよび吊搬シミュレーション方法
(51)【国際特許分類】
G06T 13/20 20110101AFI20220304BHJP
G06T 19/00 20110101ALI20220304BHJP
【ＦＩ】
G06T13/20
G06T19/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020147114
(22)【出願日】2020-09-01
(71)【出願人】
【識別番号】509328928
【氏名又は名称】株式会社日立プラントコンストラクション
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】森 敬仁
(72)【発明者】
【氏名】和田 政臣
(72)【発明者】
【氏名】塚原 聡
(72)【発明者】
【氏名】牧 小百合
【テーマコード（参考）】
5B050
【Ｆターム（参考）】
5B050AA03
5B050BA06
5B050BA08
5B050BA11
5B050BA13
5B050BA18
5B050BA19
5B050BA20
5B050CA07
5B050DA01
5B050EA19
5B050EA24
5B050EA26
5B050FA02
5B050FA05
5B050FA13
(57)【要約】
【課題】移動にともなう現実の物理挙動を含めた吊荷の３次元モデルの表示を可能とする。
【解決手段】吊搬シミュレーション装置１００は、カメラ１５１を備える。吊搬シミュレーション装置１００は、さらに、カメラ１５１が撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータ１３４から生成される吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置（ディスプレイ１５２）に表示する表示部１１８を備える。
【選択図】図１１
【解決手段】吊搬シミュレーション装置１００は、カメラ１５１を備える。吊搬シミュレーション装置１００は、さらに、カメラ１５１が撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータ１３４から生成される吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置（ディスプレイ１５２）に表示する表示部１１８を備える。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラと、
前記カメラが撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示する表示部と
を備えることを特徴とする吊搬シミュレーション装置。
前記カメラが撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示する表示部と
を備えることを特徴とする吊搬シミュレーション装置。
【請求項2】
アニメーション生成部をさらに備え、
前記アニメーション生成部は、
前記吊荷の大きさと重量と重心位置とを含むモデル設定情報、並びに、
前記重心の移動方向と移動量と移動時間とを含むモデル移動情報、および前記吊荷の回転軸と回転方向と回転量と回転時間とを含むモデル回転情報のなかの１つ以上を
入力として、前記アニメーションデータを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の吊搬シミュレーション装置。
前記アニメーション生成部は、
前記吊荷の大きさと重量と重心位置とを含むモデル設定情報、並びに、
前記重心の移動方向と移動量と移動時間とを含むモデル移動情報、および前記吊荷の回転軸と回転方向と回転量と回転時間とを含むモデル回転情報のなかの１つ以上を
入力として、前記アニメーションデータを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の吊搬シミュレーション装置。
【請求項3】
前記モデル移動情報は、前記移動方向が異なる複数のモデル移動情報を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の吊搬シミュレーション装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の吊搬シミュレーション装置。
【請求項4】
前記モデル回転情報は、前記回転軸または前記回転方向が異なる複数のモデル回転情報を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の吊搬シミュレーション装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の吊搬シミュレーション装置。
【請求項5】
物体までの距離を測定する空間センサと、
前記空間センサの測定結果から空間形状データを生成する空間認識部と、
前記３次元モデルの所定の点から当該３次元モデルに対して所定の向きにある前記空間形状データに含まれる物体までの距離が、所定値以内である場合に、警告を表示する干渉判定部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の吊搬シミュレーション装置。
前記空間センサの測定結果から空間形状データを生成する空間認識部と、
前記３次元モデルの所定の点から当該３次元モデルに対して所定の向きにある前記空間形状データに含まれる物体までの距離が、所定値以内である場合に、警告を表示する干渉判定部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の吊搬シミュレーション装置。
【請求項6】
アニメーション生成装置とカメラを有する携帯型表示装置とを備える、吊荷の吊搬シミュレーションシステムであって、
前記アニメーション生成装置は、
前記吊荷の大きさと重量と重心位置とを含むモデル設定情報、並びに、
前記重心の移動方向と移動量と移動時間とを含むモデル移動情報、および前記吊荷の回転軸と回転方向と回転量と回転時間とを含むモデル回転情報のなかの１つ以上を入力として、振動を含む前記吊荷の動きを記述するアニメーションデータを生成するアニメーション生成部を備え、
前記携帯型表示装置は、
前記カメラが撮像した撮像画像と、前記アニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示する表示部を備える
ことを特徴とする吊搬シミュレーションシステム。
前記アニメーション生成装置は、
前記吊荷の大きさと重量と重心位置とを含むモデル設定情報、並びに、
前記重心の移動方向と移動量と移動時間とを含むモデル移動情報、および前記吊荷の回転軸と回転方向と回転量と回転時間とを含むモデル回転情報のなかの１つ以上を入力として、振動を含む前記吊荷の動きを記述するアニメーションデータを生成するアニメーション生成部を備え、
前記携帯型表示装置は、
前記カメラが撮像した撮像画像と、前記アニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示する表示部を備える
ことを特徴とする吊搬シミュレーションシステム。
【請求項7】
カメラを備える吊搬シミュレーション装置の吊搬シミュレーション方法であって、
前記吊搬シミュレーション装置が、
前記カメラが撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示するステップを実行する
ことを特徴とする吊搬シミュレーション方法。
前記吊搬シミュレーション装置が、
前記カメラが撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示するステップを実行する
ことを特徴とする吊搬シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、搬送される吊荷の３次元モデルを表示する吊搬シミュレーション装置、吊搬シミュレーションシステムおよび吊搬シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【0002】
建設現場では、構造物（建築要素、構築要素）をクレーンやチェーンブロックで吊り上げて搬入する作業が繰り返し行われる。特にプラント建設の場合には、複雑な形状の大型機器や配管類を、狭隘なところを通して搬入したり、狭隘なところに設置したりする場合が多く、綿密な計画が求められる。
吊荷の搬送（吊り搬送、吊搬）の搬送経路を計算するシステムとして、特許文献１に記載の搬送経路計算システムがある。このシステムは、建物データ、搬送物データ、搬送機器の機構パラメータ、経由点情報などから、建物に非干渉かつ好適な吊り姿勢や円弧軌道を含む搬送経路を計算する。
吊荷の搬送（吊り搬送、吊搬）の搬送経路を計算するシステムとして、特許文献１に記載の搬送経路計算システムがある。このシステムは、建物データ、搬送物データ、搬送機器の機構パラメータ、経由点情報などから、建物に非干渉かつ好適な吊り姿勢や円弧軌道を含む搬送経路を計算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－６８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のシステムにより、搬送物（吊荷）の吊り姿勢や搬送経路が生成される。しかしながら、実際の建物データに、例えば仮設の足場や取り外し可能な手摺りなど、建設現場に存在していて搬送物の干渉の相手となる物体が全て含まれているとは限らない。また、吊荷は搬送（移動）にともない前後左右に振動したり、回転したりするが、特許文献１では、このような吊荷の物理挙動までは考慮されていない。このため、計算外の干渉が起きてしまう可能性がある。
【0005】
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、移動にともなう現実の物理挙動を含めた吊荷の３次元モデルの表示を可能とする吊搬シミュレーション装置、吊搬シミュレーションシステムおよび吊搬シミュレーション方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記した課題を解決するため、本発明に係る吊搬シミュレーション装置は、カメラと、前記カメラが撮像した撮像画像と、振動を含む吊荷の動きを記述するアニメーションデータから生成される前記吊荷の３次元モデルの画像とを重畳して表示装置に表示する表示部とを備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、移動にともなう現実の物理挙動を含めた吊荷の３次元モデルの表示を可能とする吊搬シミュレーション装置、吊搬シミュレーションシステムおよび吊搬シミュレーション方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】梁材を搬入する建物の概要を示す図である。
【図2】梁材に吊具を架け、吊り上げる直前の初期状態を示す図である。
【図10】本実施形態に係る吊搬シミュレーション装置の利用手順を示すフローチャートである。
【図11】本実施形態に係る吊搬シミュレーション装置の機能構成図である。
【図12】本実施形態に係るシーン設定画面の構成図である。
【図13】本実施形態に係るモデル位置・姿勢設定画面の構成図である。
【図14】本実施形態に係る物理演算部の処理内容を説明するための図である。
【図15】本実施形態に係る梁材の３次元モデルが、カメラの撮影画像に重ねて表示された画像を説明するための図である。
【図16】本実施形態に係る吊荷と現場にある物体との距離算出を説明するための図である。
【図17】本実施形態に係る吊搬シミュレーション処理のフローチャートである。
【図18】本実施形態に係るアニメーション表示処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
≪吊搬作業の概要≫
本発明を実施するための形態（実施形態）における吊搬シミュレーション装置を説明する前に、吊荷を搬入する吊搬作業の例を説明する。図１は、梁材８００を搬入する建物８９０の概要を示す図である。後記する図２～図９を参照しながら、建物８９０の搬入口８１０から１階フロア８３０に搬入された梁材８００を、さらに２階フロア８４０の開口部８２０を通して２階フロア８４０に搬入する作業を説明する。
本発明を実施するための形態（実施形態）における吊搬シミュレーション装置を説明する前に、吊荷を搬入する吊搬作業の例を説明する。図１は、梁材８００を搬入する建物８９０の概要を示す図である。後記する図２～図９を参照しながら、建物８９０の搬入口８１０から１階フロア８３０に搬入された梁材８００を、さらに２階フロア８４０の開口部８２０を通して２階フロア８４０に搬入する作業を説明する。
【0010】
図２は、梁材８００に吊具８５０を架け、吊り上げる直前の初期状態を示す図である。なお、吊具８５０とは、クレーン、吊り金具、チェーンブロック、ワイヤ、スリングなどであり、吊搬の対象となる重量物を吊り上げて移動させるための機械や道具の総称である。
図３は、図２に示した初期状態から梁材８００を吊り上げ、チェーンブロックを操作して梁材８００を３０度傾けた状態を示す図である。
図４は、図３に示した状態から梁材８００をクレーンにより吊り上げた状態を示す図である。梁材８００のＸ方向の端点は、開口部８２０を抜けて２階フロア８４０より上に位置している。
図３は、図２に示した初期状態から梁材８００を吊り上げ、チェーンブロックを操作して梁材８００を３０度傾けた状態を示す図である。
図４は、図３に示した状態から梁材８００をクレーンにより吊り上げた状態を示す図である。梁材８００のＸ方向の端点は、開口部８２０を抜けて２階フロア８４０より上に位置している。
【0011】
図５は、図４に示した状態から梁材８００をクレーンによりＸ方向に水平移動した状態を示す図である。
図６は、図５に示した状態から梁材８００をクレーンにより吊り上げ限界まで吊り上げた状態を示す図である。梁材８００の－Ｘ方向の端点は、開口部８２０より下にある。
図７は、図６に示した状態から梁材８００をクレーンによりＸ方向に水平移動した状態を示す図である。
図６は、図５に示した状態から梁材８００をクレーンにより吊り上げ限界まで吊り上げた状態を示す図である。梁材８００の－Ｘ方向の端点は、開口部８２０より下にある。
図７は、図６に示した状態から梁材８００をクレーンによりＸ方向に水平移動した状態を示す図である。
【0012】
図８は、図７に示した状態からチェーンブロックを操作して梁材８００の傾きを水平に戻した状態を示す図である。
図９は、図８に示した状態から梁材８００をクレーンによりＸ方向に水平移動した状態を示す図である。この状態からクレーンを操作して梁材８００を２階フロア８４０に降ろすことで、搬入作業が完了する。
図９は、図８に示した状態から梁材８００をクレーンによりＸ方向に水平移動した状態を示す図である。この状態からクレーンを操作して梁材８００を２階フロア８４０に降ろすことで、搬入作業が完了する。
【0013】
≪既存の吊搬シミュレーションの問題点≫
図２～図９を見る限りでは、梁材８００が２階フロア８４０（開口部８２０の縁）を含め建物８９０と干渉することなく搬入することが可能に見える。しかしながら、実際の搬入作業において梁材８００を吊って移動すると、梁材８００に前後左右の揺れ（振動）が発生し、例えば、梁材８００の開口部８２０の縁に近い箇所８１１（図５参照）が、開口部８２０の縁と干渉する可能性がある。このため、吊荷である梁材８００の３次元モデルを建物８９０のモデルのなかで上下左右に移動させたり、梁材８００の姿勢の角度を変えたりするだけの吊搬シミュレーションでは、干渉の有無を確認することはできない。
図２～図９を見る限りでは、梁材８００が２階フロア８４０（開口部８２０の縁）を含め建物８９０と干渉することなく搬入することが可能に見える。しかしながら、実際の搬入作業において梁材８００を吊って移動すると、梁材８００に前後左右の揺れ（振動）が発生し、例えば、梁材８００の開口部８２０の縁に近い箇所８１１（図５参照）が、開口部８２０の縁と干渉する可能性がある。このため、吊荷である梁材８００の３次元モデルを建物８９０のモデルのなかで上下左右に移動させたり、梁材８００の姿勢の角度を変えたりするだけの吊搬シミュレーションでは、干渉の有無を確認することはできない。
【0014】
また、振動の大きさや向きは、吊荷である梁材８００の大きさや重さ、吊具８５０に含まれるワイヤの長さの他に、移動の速度（速度の変化）によって決まる。このため、梁材８００と建物８９０との間に一定値以上の隙間があるから干渉は生じないとも言えない。吊搬をシミュレーションする際には、移動の速度（移動時間）を考慮して振動を含めた吊荷の動き（物理挙動）を再現して、干渉しないことを確認できるようにする必要がある。
【0015】
吊搬のシミュレーションをする際には、吊荷（梁材８００）の他に現場（建物８９０）がモデル化されている必要がある。しかしながら、実際の現場では、一時的に設置された足場など、モデル化されていないが、吊荷が干渉する仮設物などの物体が存在する。図１～図９には記載していないが、開口部８２０周辺には、取り外し可能な手摺りが設置されており、搬入の邪魔になる場合には、取り外される。簡単に移動可能な仮設物ならば、搬入の間は移動しておけばよいが、移動が困難な場合には、現場のモデルに仮設物のモデルを加えて、搬入のシミュレーションをする必要が出てくる。しかしながら、仮設物があることや、その位置、大きさなどは、事前（搬入計画の立案時）に把握できるとは限らず、搬入当日に現場で初めて判明する場合も多い。現場で仮設物の位置や大きさを測定してモデル化し、搬入経路を求めることは、時間が限られる現場では、現実的とは言えない。
【0016】
≪吊搬シミュレーション装置の概要≫
上記したように、吊搬シミュレーション装置では、振動を含めた吊荷の動きをシミュレーションして干渉の有無を確認できることが求められる。また、仮設物などモデル化されていないが現場にある物体との干渉の有無を確認できることが求められる。
上記したように、吊搬シミュレーション装置では、振動を含めた吊荷の動きをシミュレーションして干渉の有無を確認できることが求められる。また、仮設物などモデル化されていないが現場にある物体との干渉の有無を確認できることが求められる。
【0017】
本実施形態に係る吊搬シミュレーション装置（後記する図１１参照）は、吊荷の３次元モデルを現場の映像に重ねて表示することで、これらの要求を満たす。詳しくは、カメラが撮像した現場の映像に、予め設定された吊荷の３次元モデルを重ねて表示する。吊荷の３次元モデルは、設定された搬入工程（例えば、図２～図９で説明した工程）に従って、移動する。この際、クレーン操作による上下水平の移動やチェーンブロックによる姿勢変化だけではなく、吊荷の揺れや回転を含む物理挙動を含めて３次元モデルが表示される。なお、揺れとは、振り子のように吊荷が前後左右に揺れることを言う。回転とは、一方向または向きを変えながら吊荷が回転することを言う。クレーン操作による上下水平の移動やチェーンブロックによる姿勢変化とは異なる、揺れや回転を含む吊荷の物理挙動を振動とも記す。
【0018】
クレーン操作による移動やチェーンブロックによる姿勢変化の他に振動を含む吊荷の３次元モデルの動きが、現場の映像に重ねて表示されることで、実際の搬送作業において吊荷が干渉を起こすか否かを確かめることができるようになる。なお、吊搬シミュレーション装置は、現場における自己位置の認識が可能であり、利用者が望む位置や向きから現場を撮像して、撮像した映像に吊荷の３次元モデルを重ねて表示することができる。
また、吊搬シミュレーション装置は、現場の空間形状（壁や天井、床、機材、設置物など）を認識することができ、吊荷との距離が所定値以下であれば、警告を発する。
また、吊搬シミュレーション装置は、現場の空間形状（壁や天井、床、機材、設置物など）を認識することができ、吊荷との距離が所定値以下であれば、警告を発する。
【0019】
このような吊搬シミュレーション装置を用いることで、利用者（搬入作業者）は、吊荷の３次元モデルを動かしつつ現場の映像を見ながら、吊荷がどこを通るか、どの程度揺れるか、壁や設置物と吊荷との距離などを確認することができる。予想外の設置物があって干渉を起こすので搬入経路を変更せざるを得ない場合でも、搬入工程の差し替えやパラメータ（移動距離や方向など）を変更することで搬入経路を変えることができる。新しい搬入経路を通る吊荷の３次元モデルを現場の映像に重ねて表示することで、干渉が起きないことを確認したうえで、実際の搬入作業を行うことができるようになる。
【0020】
上記した吊搬シミュレーション装置１００（後記する図１１参照）を説明する前に、吊搬シミュレーション装置１００の利用手順を説明する。なお、以下では混同が特に問題とならない場合には、吊荷と吊荷の３次元モデルとを同一視して説明する場合がある。例えば、画面上で吊荷の３次元モデルと壁とが干渉しないことを確認することを、画面上で吊荷と壁とが干渉しないことを確認するなどと記載する。
【0021】
図１０は、本実施形態に係る吊搬シミュレーション装置１００の利用手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において利用者は、吊荷や吊具（例えばフック）の３次元モデルを作成する。詳しくは、利用者は、吊荷の大きさ、形状、重量、重心位置、吊点（ワイヤ・スリングなどを掛ける点）の他に、吊荷とフックとの位置関係（拘束条件）を設定する。
ステップＳ１１において利用者は、吊荷や吊具（例えばフック）の３次元モデルを作成する。詳しくは、利用者は、吊荷の大きさ、形状、重量、重心位置、吊点（ワイヤ・スリングなどを掛ける点）の他に、吊荷とフックとの位置関係（拘束条件）を設定する。
【0022】
ステップＳ１２において利用者は、搬入のシーンを作成（設定）する。シーンとは、吊荷を上げる、下げる、一方向に移動する、姿勢を変える、向きを変えるなど、搬入の１つの工程である。上記した梁材８００（図１参照）の２階フロア８４０への搬入では、図２に示される初期状態から図３に示すように吊り上げるシーンから始まって、図９に示される状態から梁材８００を２階フロア８４０に降ろすシーンまでの、合計８つのシーン（搬入工程、工程）から構成される。なお、後記する図１２および図１３は、シーン設定時の吊搬シミュレーション装置１００の画面を示す。
【0023】
ステップＳ１３において利用者は、アニメーション作成を指示する。指示を受けると、吊搬シミュレーション装置１００は、振動を含む吊荷の動きを示すアニメーションデータを生成する。
以上、ステップＳ１１～Ｓ１３までが、事前準備の工程である。以下は、搬入現場での工程である。
ステップＳ１４において利用者は、マーカを現場（搬入現場）に設置する。
以上、ステップＳ１１～Ｓ１３までが、事前準備の工程である。以下は、搬入現場での工程である。
ステップＳ１４において利用者は、マーカを現場（搬入現場）に設置する。
【0024】
ステップＳ１５において利用者は、吊搬シミュレーション装置１００の空間認識を確認する。詳しくは、利用者は、移動しながら吊搬シミュレーション装置１００のカメラでマーカ、および現場の空間を撮影する。この間に、吊搬シミュレーション装置１００は、現場の空間形状を認識する。吊搬シミュレーション装置１００は、認識結果である空間形状（壁や設置物など現場にある物体の面）を映像と重ねてメッシュとして表示する。利用者は、メッシュが正しく表示されることで、吊搬シミュレーション装置１００が空間形状を正しく認識できていることを確認することができる。
【0025】
ステップＳ１６において利用者は、ステップＳ１３で作成したアニメーションを再生して（吊荷の３次元モデルを動かして）干渉を確認する。詳しくは、マーカを基点として、吊搬シミュレーション装置１００は、現場における自身の位置と向きを認識する。吊搬シミュレーション装置１００は、認識した位置と向きから見える吊荷の３次元モデルを、現場の映像に重ねて表示する。利用者は、アニメーションを再生したり、再生を止めたり、吊搬シミュレーション装置１００の位置や向きを変えたりしながら、表示された３次元モデルと、現場映像の映る壁や設置物とが干渉しないかを確認する。
【0026】
ステップＳ１７において利用者は、干渉があればステップＳ１８に進み、なければステップＳ１９に進む。干渉の有無ではなく、利用者が干渉の可能性が高い（吊荷と物体との間隔が小さい）と判断して、ステップＳ１８に進んでもよい。
ステップＳ１８において利用者は、搬入の作業工程であるシーンを修正し、アニメーションを作成して、ステップＳ１６に戻る。
ステップＳ１９において利用者は、実際の搬入作業を行う。
ステップＳ１８において利用者は、搬入の作業工程であるシーンを修正し、アニメーションを作成して、ステップＳ１６に戻る。
ステップＳ１９において利用者は、実際の搬入作業を行う。
【0027】
≪吊搬シミュレーション装置の構成≫
図１１は、本実施形態に係る吊搬シミュレーション装置１００の機能構成図である。吊搬シミュレーション装置１００は、制御部１１０、記憶部１３０、カメラ１５１、ディスプレイ１５２、デプスセンサ１５３、および慣性センサ１５４を備える。
カメラ１５１は、マーカを含む現場を撮像するカメラである。ディスプレイ１５２は、利用者の操作を受け付けるタッチパネル付きのディスプレイである。デプスセンサ１５３は、例えばＴｏＦ（Time-of-Flight）深度センサであって、壁や床、機材、設置物、仮設物など現場にある物体（物体表面）までの距離を測定する。慣性センサ１５４は、３方向の加速度センサやジャイロスコープ（角速度センサ）などを含む。
図１１は、本実施形態に係る吊搬シミュレーション装置１００の機能構成図である。吊搬シミュレーション装置１００は、制御部１１０、記憶部１３０、カメラ１５１、ディスプレイ１５２、デプスセンサ１５３、および慣性センサ１５４を備える。
カメラ１５１は、マーカを含む現場を撮像するカメラである。ディスプレイ１５２は、利用者の操作を受け付けるタッチパネル付きのディスプレイである。デプスセンサ１５３は、例えばＴｏＦ（Time-of-Flight）深度センサであって、壁や床、機材、設置物、仮設物など現場にある物体（物体表面）までの距離を測定する。慣性センサ１５４は、３方向の加速度センサやジャイロスコープ（角速度センサ）などを含む。
【0028】
≪吊搬シミュレーション装置の構成：記憶部≫
記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリなどから構成される。記憶部１３０には、モデルデータ１３１、モデル位置・姿勢データ１３２、モーションデータ１３３、アニメーションデータ１３４、マーカデータ１３５、および空間形状データ１３６などが記憶される。
記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリなどから構成される。記憶部１３０には、モデルデータ１３１、モデル位置・姿勢データ１３２、モーションデータ１３３、アニメーションデータ１３４、マーカデータ１３５、および空間形状データ１３６などが記憶される。
【0029】
モデルデータ１３１は、吊荷や吊具の３次元モデルに係るデータである。モデルデータ１３１には、吊荷の大きさ、形状、重量、重心位置、吊点位置などの他に、吊具のフックの３次元モデル、吊荷と吊具（クレーンやフックなど）との位置関係（拘束条件）に係るデータが含まれる。モデルデータ１３１は、ステップＳ１１（図１０参照）の３次元モデル作成中に設定される。
モデル位置・姿勢データ１３２は、吊荷を含む３次元モデルの位置と姿勢に係るデータである。モデル位置・姿勢データ１３２は、シーン（搬入工程）ごとの移動方向・移動量、または回転軸・回転方向・回転量（回転角度）などのデータ、シーンの順序のデータ、各シーンの長さ（工程の時間）を含む。モデル位置・姿勢データ１３２は、ステップＳ１２（図１０参照）のシーン作成中に設定される。
モデル位置・姿勢データ１３２は、吊荷を含む３次元モデルの位置と姿勢に係るデータである。モデル位置・姿勢データ１３２は、シーン（搬入工程）ごとの移動方向・移動量、または回転軸・回転方向・回転量（回転角度）などのデータ、シーンの順序のデータ、各シーンの長さ（工程の時間）を含む。モデル位置・姿勢データ１３２は、ステップＳ１２（図１０参照）のシーン作成中に設定される。
【0030】
モーションデータ１３３は、吊荷の物理挙動を示すデータである。モーションデータ１３３は、例えば、吊荷（吊荷の３次元モデル）の重心や吊点の時刻歴座標値データであって、吊荷の振動を含む物理挙動を示すデータである。
アニメーションデータ１３４は、振動を含む３次元モデルの動きを示すデータである。アニメーションデータ１３４は、例えば、３次元モデルを構成するポリゴンの位置や向きの時刻歴データである。
アニメーションデータ１３４は、振動を含む３次元モデルの動きを示すデータである。アニメーションデータ１３４は、例えば、３次元モデルを構成するポリゴンの位置や向きの時刻歴データである。
【0031】
マーカデータ１３５は、マーカを示すデータであって、例えば、マーカの画像データである。マーカデータ１３５には、ステップＳ１４（図１０参照）にてマーカが設置される位置や向きのデータも含まれる。
空間形状データ１３６は、搬入現場となる空間の形状データであって、現場にある物体の位置を含む形状データである。空間形状データ１３６は、後記する空間認識部１１７により生成される。
空間形状データ１３６は、搬入現場となる空間の形状データであって、現場にある物体の位置を含む形状データである。空間形状データ１３６は、後記する空間認識部１１７により生成される。
【0032】
≪吊搬シミュレーション装置の構成：制御部≫
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、モデル設定部１１１、シーン設定部１１２、物理演算部１１３、アニメーション作成部１１４、マーカ設定部１１５、マーカ認識部１１６、空間認識部１１７、表示部１１８、および干渉判定部１１９を含む。
モデル設定部１１１は、利用者からの３次元モデルの設定を受け付け（図１０記載のステップＳ１１参照）、モデルデータ１３１に格納する。また、モデル設定部１１１は、設定された３次元モデルを、視点や向きを変えながらディスプレイ１５２に表示したり、利用者からの設定修正を受け付けたりする。
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、モデル設定部１１１、シーン設定部１１２、物理演算部１１３、アニメーション作成部１１４、マーカ設定部１１５、マーカ認識部１１６、空間認識部１１７、表示部１１８、および干渉判定部１１９を含む。
モデル設定部１１１は、利用者からの３次元モデルの設定を受け付け（図１０記載のステップＳ１１参照）、モデルデータ１３１に格納する。また、モデル設定部１１１は、設定された３次元モデルを、視点や向きを変えながらディスプレイ１５２に表示したり、利用者からの設定修正を受け付けたりする。
【0033】
シーン設定部１１２は、利用者からのシーン（搬入工程）の設定を受け付け（図１０記載のステップＳ１２参照）、モデル位置・姿勢データ１３２に格納する。利用者は、後記するシーン設定画面２１０（図１２参照）を用いてシーンを設定する。設定結果は、モデル位置・姿勢データ１３２に記憶される。
【0034】
図１２は、本実施形態に係るシーン設定画面２１０の構成図である。利用者は、シーン設定画面２１０を用いてシーンの追加、削除、順序の変更を行う。画面左側のシーン列表示領域２２１は、現時点で設定済みのシーンが、「長さ」とともに搬入工程の順に表示されている。「長さ」とは、工程の時間であって、例えば、吊荷を１ｍ上昇するのにかける時間である。同じシーンであっても、「長さ」の数値が大きければ、ゆっくりと移動することになる。
１番上のシーンは、搬入作業の最初の状態である「初期状態」を示すシーンであって、吊荷の位置や向きを示している（図２参照）。「初期状態」以降のシーンは、吊荷の移動や姿勢変更（回転）を示すシーンである。本実施形態では、１つのシーンは、移動方向が同じ移動、または、回転軸、回転方向が同じである回転（姿勢変更）である。
１番上のシーンは、搬入作業の最初の状態である「初期状態」を示すシーンであって、吊荷の位置や向きを示している（図２参照）。「初期状態」以降のシーンは、吊荷の移動や姿勢変更（回転）を示すシーンである。本実施形態では、１つのシーンは、移動方向が同じ移動、または、回転軸、回転方向が同じである回転（姿勢変更）である。
【0035】
保存ボタン２３５がタップされると、設定されたシーン、シーンの長さ、シーンの順序などが、モデル位置・姿勢データ１３２として記憶される。開くボタン２３４がタップされると、記憶済みのモデル位置・姿勢データ１３２が読み出され、シーン名や長さがシーン列表示領域２２１に表示される。シーン列表示領域２２１でシーンがタップされて選択され、シーン削除ボタン２３３がタップされると、選択されたシーンが削除される。シーン列表示領域２２１でシーンがタップされて選択され、シーン挿入ボタン２３２がタップされると、選択されたシーンの次に新しいシーンが追加される。シーン列表示領域２２１でシーンがタップされて選択され、シーン変更ボタン２３１がタップされると、後記するモデル位置・姿勢設定画面２４０（図１３参照）が表示され、選択されたシーンが変更可能になる。
【0036】
図１３は、本実施形態に係るモデル位置・姿勢設定画面２４０の構成図である。シーン変更ボタン２３１（図１２参照）がタップされると、モデル位置・姿勢設定画面２４０が表示される。「オブジェクト名」である「model#302」は、シーンに含まれる吊荷の３次元モデルの識別情報であり、設定対象となる吊荷を表す。
「Ｘ軸移動」の設定領域２５１は、吊荷のＸ軸方向の移動量を設定する領域であって、設定領域２５１にある「－」ボタンや「＋」ボタンをタップしたり、「移動量」のコンボボックス２６１から移動量を選択したりして移動量を設定する。「Ｙ軸移動」、「Ｚ軸移動」についても同様である。
「Ｘ軸移動」の設定領域２５１は、吊荷のＸ軸方向の移動量を設定する領域であって、設定領域２５１にある「－」ボタンや「＋」ボタンをタップしたり、「移動量」のコンボボックス２６１から移動量を選択したりして移動量を設定する。「Ｙ軸移動」、「Ｚ軸移動」についても同様である。
【0037】
「Ｘ軸回転」の設定領域２５２は、吊荷のＸ軸を軸とする回転量を設定する領域であって、設定領域２５２にあるつまみ２５３を左右に移動したり、「＜」ボタンや「＞」ボタンをタップしたり、「回転量」のコンボボックス２６２から回転量を選択したりして回転量を設定する。「Ｙ軸回転」、「Ｚ軸回転」についても同様である。
ＯＫボタン２６３がタップされると、設定が反映されてモデル位置・姿勢設定画面２４０が閉じて、シーン設定画面２１０（図１２参照）に戻る。キャンセルボタン２６４がタップされると、設定が反映されずにモデル位置・姿勢設定画面２４０が閉じて、シーン設定画面２１０に戻る。
ＯＫボタン２６３がタップされると、設定が反映されてモデル位置・姿勢設定画面２４０が閉じて、シーン設定画面２１０（図１２参照）に戻る。キャンセルボタン２６４がタップされると、設定が反映されずにモデル位置・姿勢設定画面２４０が閉じて、シーン設定画面２１０に戻る。
【0038】
図１１に戻って、物理演算部１１３は、モデルデータ１３１に記憶される吊荷の大きさ・形状・重量などの情報、吊具（クレーンやフックなど）との位置関係（拘束条件）および、モデル位置・姿勢データ１３２に記憶される吊荷の移動や回転の情報から、振動を含む吊荷の物理挙動（動き）を計算し、計算結果をモーションデータ１３３に格納する。
【0039】
図１４は、本実施形態に係る物理演算部１１３の処理内容を説明するための図である。クレーンに備わるトロリ８５６が、ガーダ８５７上を移動することで、吊具８５０に吊られた梁材８００が±Ｘ方向に移動する。－Ｘ方向へのトロリ８５６の変位をｕ、吊具８５０が鉛直方向となす角をθ、吊具８５０（ワイヤやチェーンブロック）の長さをｌ、吊具８５０の巻き上げ速度をｌｖ、重力加速度をｇとすると、（式１）が成り立つ。ここで微分は時間に関する微分である。
【0040】
【数1】
【0041】
物理演算部１１３は、モデル位置・姿勢データ１３２に記憶される吊荷の移動の情報からトロリ８５６の変位となるｕを求め、（式１）からθを計算することで、振動を含む吊荷の物理挙動（動き）を計算し、計算結果をモーションデータ１３３に格納する。吊荷の回転についても同様に、回転角度の微分方程式から物理挙動を計算する。
【0042】
アニメーション作成部１１４は、モーションデータ１３３、およびモデルデータ１３１に含まれる３次元モデルの設定情報から、振動を含む３次元モデルの動きを計算し、計算結果をアニメーションデータ１３４に格納する。
マーカ設定部１１５は、マーカの形状データ（例えば、マーカの画像データ）や設置位置・向きに係る設定情報を取得し、マーカデータ１３５に格納する。
マーカ設定部１１５は、マーカの形状データ（例えば、マーカの画像データ）や設置位置・向きに係る設定情報を取得し、マーカデータ１３５に格納する。
【0043】
マーカ認識部１１６は、カメラ１５１の撮影画像やデプスセンサ１５３で取得した距離から、現場に設置されたマーカを認識し、吊搬シミュレーション装置１００に対する相対的なマーカの向きや距離、マーカデータ１３５に記憶されるマーカの設置位置・向きなどの情報から、吊搬シミュレーション装置１００自身の位置や向きを計算する。慣性センサ１５４の測定結果から算出される吊搬シミュレーション装置１００の位置や向きの変化量、および、マーカ認識部１１６を計算したマーカ認識時点での位置や向きから、マーカ認識以降の吊搬シミュレーション装置１００の位置や向きを計算することができる。
【0044】
空間認識部１１７は、カメラ１５１の撮影画像、吊搬シミュレーション装置１００の位置や向き、およびデプスセンサ１５３の測距情報から空間形状を計算し、空間形状データ１３６に格納する。
表示部１１８は、カメラ１５１の撮影画像に、アニメーションデータ１３４に記述される３次元モデルを重ねて表示する。表示部１１８は、吊搬シミュレーション装置１００の位置と向き、および、アニメーションデータ１３４に記述される３次元モデルの位置や向きから、吊搬シミュレーション装置１００を視点とした３次元モデルの画像を生成して、表示する。アニメーションデータ１３４は、時刻歴データであり、表示部１１８が次々と３次元モデルを表示することで、振動を含む３次元モデルの動きを表示することができる。
表示部１１８は、カメラ１５１の撮影画像に、アニメーションデータ１３４に記述される３次元モデルを重ねて表示する。表示部１１８は、吊搬シミュレーション装置１００の位置と向き、および、アニメーションデータ１３４に記述される３次元モデルの位置や向きから、吊搬シミュレーション装置１００を視点とした３次元モデルの画像を生成して、表示する。アニメーションデータ１３４は、時刻歴データであり、表示部１１８が次々と３次元モデルを表示することで、振動を含む３次元モデルの動きを表示することができる。
【0045】
図１５は、本実施形態に係る梁材８００の３次元モデルが、カメラ１５１の撮影画像に重ねて表示された画像を説明するための図である。撮影画像には、２階フロア８４０の開口部８２０の縁に設置されている手摺り８６０やエレベータの扉８７０が含まれている。表示部１１８は、開口部８２０からＸ方向の先端部が２階フロア８４０に抜けた梁材８００（図７参照）の３次元モデルを、カメラ１５１の撮影画像に重ねて表示している。空間形状データ１３６に含まれる２階フロア８４０の壁や手摺り８６０の位置や形状データ、梁材８００の３次元モデルの位置、大きさ、形状データなどから計算可能な、３次元モデルに隠れて見えない手摺り８６０や壁の一部の撮像画像は表示されない。このため、梁材８００の３次元モデルが手摺り８６０や壁より手前にあるように表示される。
【0046】
図１１に戻って、干渉判定部１１９は、吊荷と、壁などの現場にある物体との距離を算出する。詳しくは、吊荷の３次元モデル上の、予め設定された干渉測定点８０１（後記する図１６参照）から物体までの距離を算出する。距離が所定値より近いならば、干渉判定部１１９は、警報を発する。
【0047】
図１６は、本実施形態に係る吊荷と現場にある物体との距離算出を説明するための図である。干渉判定部１１９は、予め設定された干渉測定点８０１を起点とし、予め設定された干渉測定方向８０２にある物体（例えば、建物８９０の壁）までの距離を算出する。物体の位置情報は、空間形状データ１３６に記憶されている。
【0048】
≪吊搬シミュレーション処理≫
図１７は、本実施形態に係る吊搬シミュレーション処理のフローチャートである。この処理は、図１０に記載のステップＳ１１～Ｓ１８に対応する吊搬シミュレーション装置１００の処理である。
ステップＳ３１においてモデル設定部１１１は、利用者からの３次元モデルの設定を受け付け、設定内容をモデルデータ１３１に格納する。ステップＳ３１は、図１０記載のステップＳ１１に対応したモデル設定部１１１の処理である。
図１７は、本実施形態に係る吊搬シミュレーション処理のフローチャートである。この処理は、図１０に記載のステップＳ１１～Ｓ１８に対応する吊搬シミュレーション装置１００の処理である。
ステップＳ３１においてモデル設定部１１１は、利用者からの３次元モデルの設定を受け付け、設定内容をモデルデータ１３１に格納する。ステップＳ３１は、図１０記載のステップＳ１１に対応したモデル設定部１１１の処理である。
【0049】
ステップＳ３２においてシーン設定部１１２は、利用者からのシーン（搬入工程）の設定を受け付け、設定内容をモデル位置・姿勢データ１３２に格納する。ステップＳ３２は、図１０記載のステップＳ１２に対応したシーン設定部１１２の処理である。
ステップＳ３３において物理演算部１１３は、モデルデータ１３１、およびモデル位置・姿勢データ１３２から、振動を含む吊荷の物理挙動（動き）を計算し、計算結果をモーションデータ１３３に格納する。
ステップＳ３４においてアニメーション作成部１１４は、モーションデータ１３３、およびモデルデータ１３１から、振動を含む３次元モデルの動きを計算し、計算結果をアニメーションデータ１３４に格納する。ステップＳ３３，Ｓ３４は、図１０記載のステップＳ１３に対応した物理演算部１１３、およびアニメーション作成部１１４の処理である。
ステップＳ３３において物理演算部１１３は、モデルデータ１３１、およびモデル位置・姿勢データ１３２から、振動を含む吊荷の物理挙動（動き）を計算し、計算結果をモーションデータ１３３に格納する。
ステップＳ３４においてアニメーション作成部１１４は、モーションデータ１３３、およびモデルデータ１３１から、振動を含む３次元モデルの動きを計算し、計算結果をアニメーションデータ１３４に格納する。ステップＳ３３，Ｓ３４は、図１０記載のステップＳ１３に対応した物理演算部１１３、およびアニメーション作成部１１４の処理である。
【0050】
ステップＳ３５において空間認識部１１７は、マーカ認識部１１６が計算したマーカ認識時点での吊搬シミュレーション装置１００の位置や向き、カメラ１５１の撮影画像、慣性センサ１５４が測定した移動や向きの変化量、およびデプスセンサ１５３の測距情報から空間形状を計算し、空間形状データ１３６に格納する。空間認識部１１７は、認識した空間形状をメッシュとして、カメラ１５１の撮影画像に重ねて表示する。
ステップＳ３６において空間認識部１１７は、認識し表示した空間形状が正しいか否かを利用者に確認する。確認がＯＫ（認識結果が正しい）ならば（ステップＳ３６→ＹＥＳ）ステップＳ３７に進み、ＯＫでなければ（ステップＳ３６→ＮＯ）ステップＳ３５に戻り、再度空間形状を生成する。ステップＳ３５，Ｓ３６は、図１０記載のステップＳ１５に対応した空間認識部１１７の処理である。
ステップＳ３６において空間認識部１１７は、認識し表示した空間形状が正しいか否かを利用者に確認する。確認がＯＫ（認識結果が正しい）ならば（ステップＳ３６→ＹＥＳ）ステップＳ３７に進み、ＯＫでなければ（ステップＳ３６→ＮＯ）ステップＳ３５に戻り、再度空間形状を生成する。ステップＳ３５，Ｓ３６は、図１０記載のステップＳ１５に対応した空間認識部１１７の処理である。
【0051】
ステップＳ３７において表示部１１８は、アニメーション表示処理を実行する。アニメーション表示処理の詳細は、図１８を参照して後記する。ステップＳ３７は、図１０記載のステップＳ１６に対応した表示部１１８の処理である。
ステップＳ３８において表示部１１８は、ステップＳ３７のアニメーション表示処理中にシーン（搬入工程）の修正指示があれば（ステップＳ３８→ＹＥＳ）ステップＳ３９に進み、修正指示がなければ（ステップＳ３８→ＮＯ）ステップＳ４２に進む。修正指示とは、後記する図１８のステップＳ５９の操作で指示される修正指示である。ステップＳ３８は、図１０記載のステップＳ１７に対応した表示部１１８の処理である。
ステップＳ３９においてシーン設定部１１２は、利用者からのシーン設定の修正を受け付け、修正された設定内容をモデル位置・姿勢データ１３２に格納する。
ステップＳ３８において表示部１１８は、ステップＳ３７のアニメーション表示処理中にシーン（搬入工程）の修正指示があれば（ステップＳ３８→ＹＥＳ）ステップＳ３９に進み、修正指示がなければ（ステップＳ３８→ＮＯ）ステップＳ４２に進む。修正指示とは、後記する図１８のステップＳ５９の操作で指示される修正指示である。ステップＳ３８は、図１０記載のステップＳ１７に対応した表示部１１８の処理である。
ステップＳ３９においてシーン設定部１１２は、利用者からのシーン設定の修正を受け付け、修正された設定内容をモデル位置・姿勢データ１３２に格納する。
【0052】
ステップＳ４０，Ｓ４１は、ステップＳ３３，Ｓ３４とそれぞれ同様である。ステップＳ４１の実行後にステップＳ３７に戻る。ステップＳ３９～Ｓ４１は、図１０記載のステップＳ１８に対応したシーン設定部１１２、物理演算部１１３、およびアニメーション作成部１１４の処理である。
ステップＳ４２において表示部１１８は、アニメーション表示処理の終了指示があれば（ステップＳ４２→ＹＥＳ）吊搬シミュレーション処理を終え、終了指示がなければ（ステップＳ４２→ＮＯ）ステップＳ３７に戻る。終了指示とは、後記する図１８のステップＳ５９の操作で指示される終了指示である。
ステップＳ４２において表示部１１８は、アニメーション表示処理の終了指示があれば（ステップＳ４２→ＹＥＳ）吊搬シミュレーション処理を終え、終了指示がなければ（ステップＳ４２→ＮＯ）ステップＳ３７に戻る。終了指示とは、後記する図１８のステップＳ５９の操作で指示される終了指示である。
【0053】
≪アニメーション表示処理≫
図１８は、本実施形態に係るアニメーション表示処理のフローチャートである。図１８を参照しながら、ステップＳ３７のアニメーション表示処理の詳細を説明する。
ステップＳ５１において表示部１１８は、吊搬シミュレーション装置１００の位置と向きとを取得する。詳しくは、マーカ認識部１１６が計算したマーカ認識時点での吊搬シミュレーション装置１００の位置や向き、慣性センサ１５４が測定した移動や向きの変化量から、現時点での吊搬シミュレーション装置１００の位置と向きとを計算する。
図１８は、本実施形態に係るアニメーション表示処理のフローチャートである。図１８を参照しながら、ステップＳ３７のアニメーション表示処理の詳細を説明する。
ステップＳ５１において表示部１１８は、吊搬シミュレーション装置１００の位置と向きとを取得する。詳しくは、マーカ認識部１１６が計算したマーカ認識時点での吊搬シミュレーション装置１００の位置や向き、慣性センサ１５４が測定した移動や向きの変化量から、現時点での吊搬シミュレーション装置１００の位置と向きとを計算する。
【0054】
ステップＳ５２において表示部１１８は、ステップＳ５１で計算した吊搬シミュレーション装置１００の位置と向き、および、アニメーションデータ１３４に記述される３次元モデルの位置や向きから、カメラ１５１による撮影画像上の３次元モデル画像の表示位置や向きを算出する。
ステップＳ５３において表示部１１８は、ステップＳ５２で算出した３次元モデル画像の表示位置と向きとに合わせた３次元モデル画像を生成して、カメラ１５１の撮影画像に重ねて表示する。
ステップＳ５３において表示部１１８は、ステップＳ５２で算出した３次元モデル画像の表示位置と向きとに合わせた３次元モデル画像を生成して、カメラ１５１の撮影画像に重ねて表示する。
【0055】
ステップＳ５４において干渉判定部１１９は、吊荷から、現場にある壁や設置物などの物体までの距離を算出する。複数の干渉測定点や複数の干渉測定方向（図１６参照）が設定されている場合には、干渉判定部１１９は、複数の距離を計算し、最小の距離を算出する。
ステップＳ５５において干渉判定部１１９は、ステップＳ５４で算出した距離が第１の閾値以下ならば（ステップＳ５５→ＹＥＳ）ステップＳ５６に進み、距離が第１の閾値超えるならば（ステップＳ５５→ＮＯ）ステップＳ５７に進む。
ステップＳ５５において干渉判定部１１９は、ステップＳ５４で算出した距離が第１の閾値以下ならば（ステップＳ５５→ＹＥＳ）ステップＳ５６に進み、距離が第１の閾値超えるならば（ステップＳ５５→ＮＯ）ステップＳ５７に進む。
【0056】
ステップＳ５６において干渉判定部１１９は、距離を赤色で表示する。干渉判定部１１９は、当該距離に対応する干渉測定点と干渉測定方向を３次元モデル画像に重ねて表示してもよい。
ステップＳ５７において干渉判定部１１９は、ステップＳ５４で算出した距離が第２の閾値以下ならば（ステップＳ５７→ＹＥＳ）ステップＳ５８に進み、距離が第２の閾値超えるならば（ステップＳ５７→ＮＯ）ステップＳ５９に進む。
ステップＳ５７において干渉判定部１１９は、ステップＳ５４で算出した距離が第２の閾値以下ならば（ステップＳ５７→ＹＥＳ）ステップＳ５８に進み、距離が第２の閾値超えるならば（ステップＳ５７→ＮＯ）ステップＳ５９に進む。
【0057】
ステップＳ５８において干渉判定部１１９は、距離を黄色で表示する。干渉判定部１１９は、当該距離に対応する干渉測定点と干渉測定方向を３次元モデル画像に重ねて表示してもよい。
ステップＳ５９において表示部１１８は、利用者からの操作があれば（ステップＳ５９→ＹＥＳ）アニメーション処理を終了してステップＳ３８（図１７参照）に進み、操作がなければ（ステップＳ５９→ＮＯ）ステップＳ５１に戻る。操作とは、シーンの修正、またはアニメーション表示の終了を指示する操作である（図１７のステップＳ３８，Ｓ４２参照）。
ステップＳ５９において表示部１１８は、利用者からの操作があれば（ステップＳ５９→ＹＥＳ）アニメーション処理を終了してステップＳ３８（図１７参照）に進み、操作がなければ（ステップＳ５９→ＮＯ）ステップＳ５１に戻る。操作とは、シーンの修正、またはアニメーション表示の終了を指示する操作である（図１７のステップＳ３８，Ｓ４２参照）。
【0058】
≪吊搬シミュレーション装置の特徴≫
吊搬シミュレーション装置１００は、吊荷の３次元モデルの情報（大きさ、形状、重量など）や搬入工程情報（移動や回転）から、吊荷の物理挙動（動き）を算出し、現場の映像情報に重ねて表示する。物理挙動は、移動や回転という搬入作業そのものによる動きだけではなく、移動や回転の開始・終了によって引き起こされる振動を含む。利用者は、振動を含む物理挙動を含み、現場の映像に重ねられた３次元モデルを見ることで、搬入作業がどのように進むのかを確認することができる。また、干渉が発生しそうなポイント（干渉する吊荷の部分と物体）を確認することができる。
吊搬シミュレーション装置１００は、吊荷の３次元モデルの情報（大きさ、形状、重量など）や搬入工程情報（移動や回転）から、吊荷の物理挙動（動き）を算出し、現場の映像情報に重ねて表示する。物理挙動は、移動や回転という搬入作業そのものによる動きだけではなく、移動や回転の開始・終了によって引き起こされる振動を含む。利用者は、振動を含む物理挙動を含み、現場の映像に重ねられた３次元モデルを見ることで、搬入作業がどのように進むのかを確認することができる。また、干渉が発生しそうなポイント（干渉する吊荷の部分と物体）を確認することができる。
【0059】
干渉測定点と干渉測定方向（図１６参照）を設定しておくことで、吊搬シミュレーション装置１００は、吊荷と物体（現場の壁や設置物）との距離を測定し、所定の閾値以下ならば警報を発する（図１８のステップＳ５５～Ｓ５８参照）。利用者は、画像だけではなく、数値として、吊荷と物体との間にどの程度の距離があるかを確認することできる。距離が小さい（余裕が小さい）と判断すれば、シーン（搬入工程）を変更して、改めて搬入作業を確認することができるようになる（図１０のステップＳ１７→ＹＥＳ、ステップＳ１８，Ｓ１６、図１７のステップＳ３８→ＹＥＳ、ステップＳ３９～Ｓ４１，Ｓ３７参照）。
【0060】
建設中のプラントなどの搬入現場は、日々変化しており、搬入当日になって搬入経路近くに仮設物があることが判明する場合もある。このような場合であっても、現場映像と重ねられた３次元モデル画像や、仮設物との距離とを確認することで、搬入工程を確認することができる。また、干渉の可能性が高ければ、その場で搬入工程を見直して、再度確認することができるようになる。
【0061】
≪変形例：シーン設定≫
上記した実施形態においては、各シーンについて、移動方向・移動量・回転軸・回転量を設定して、長さ（時間）を設定している（図１２、図１３参照）。移動や回転といった変化を設定するのではなく、各シーンが終了した状態での吊荷の位置や姿勢を設定するようにしてもよい。この場合、物理演算部１１３は、設定された位置や姿勢の変化から吊荷の物理挙動を計算する。
上記した実施形態では、吊荷の移動は直線の移動のみであったが、曲線のレールを備えるクレーンに対応して、曲線を含む移動を定義できるようにしてもよい。
上記した実施形態においては、各シーンについて、移動方向・移動量・回転軸・回転量を設定して、長さ（時間）を設定している（図１２、図１３参照）。移動や回転といった変化を設定するのではなく、各シーンが終了した状態での吊荷の位置や姿勢を設定するようにしてもよい。この場合、物理演算部１１３は、設定された位置や姿勢の変化から吊荷の物理挙動を計算する。
上記した実施形態では、吊荷の移動は直線の移動のみであったが、曲線のレールを備えるクレーンに対応して、曲線を含む移動を定義できるようにしてもよい。
【0062】
≪変形例：吊搬シミュレーションシステム≫
上記した実施形態では、吊搬シミュレーション装置１００が全ての機能を備えているが、一部機能を別の装置で実現してもよい。例えば、物理演算部１１３とアニメーション作成部１１４とをアニメーション生成装置とし、他を携帯型表示装置として機能を分けた吊搬シミュレーションシステムという実施形態であってもよい。
上記した実施形態では、吊搬シミュレーション装置１００が全ての機能を備えているが、一部機能を別の装置で実現してもよい。例えば、物理演算部１１３とアニメーション作成部１１４とをアニメーション生成装置とし、他を携帯型表示装置として機能を分けた吊搬シミュレーションシステムという実施形態であってもよい。
【0063】
≪その他変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、アニメーション表示処理（図１８参照）において、表示の処理（ステップＳ５１～Ｓ５３）と距離算出の処理（ステップＳ５４～Ｓ５７）とを並列に処理してもよい。または、それぞれの処理を繰り返しながら並列に処理してもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、アニメーション表示処理（図１８参照）において、表示の処理（ステップＳ５１～Ｓ５３）と距離算出の処理（ステップＳ５４～Ｓ５７）とを並列に処理してもよい。または、それぞれの処理を繰り返しながら並列に処理してもよい。
【0064】
また、吊荷の物理挙動を計算する物理演算部１１３と３次元モデルの動きを計算するアニメーション作成部１１４を一体化してアニメーション生成部としてもよい。上記した実施形態では、図１７記載のステップＳ３５において空間認識部１１７が空間形状を計算しているが、ステップＳ３７のアニメーション表示処理中も計算して、空間形状データ１３６を修正するようにしてもよい。
【0065】
本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0066】
１００ 吊搬シミュレーション装置
１１１ モデル設定部
１１２ シーン設定部
１１３ 物理演算部（アニメーション生成部）
１１４ アニメーション作成部（アニメーション生成部）
１１５ マーカ設定部
１１６ マーカ認識部
１１７ 空間認識部
１１８ 表示部
１１９ 干渉判定部
１３１ モデルデータ（モデル設定情報）
１３２ モデル位置・姿勢データ（モデル移動情報、モデル回転情報）
１３３ モーションデータ
１３４ アニメーションデータ
１３６ 空間形状データ
１５１ カメラ
１５２ ディスプレイ（表示装置）
１５３ デプスセンサ（空間センサ）
８００ 梁材（吊荷、吊荷の３次元モデル）
１１１ モデル設定部
１１２ シーン設定部
１１３ 物理演算部（アニメーション生成部）
１１４ アニメーション作成部（アニメーション生成部）
１１５ マーカ設定部
１１６ マーカ認識部
１１７ 空間認識部
１１８ 表示部
１１９ 干渉判定部
１３１ モデルデータ（モデル設定情報）
１３２ モデル位置・姿勢データ（モデル移動情報、モデル回転情報）
１３３ モーションデータ
１３４ アニメーションデータ
１３６ 空間形状データ
１５１ カメラ
１５２ ディスプレイ（表示装置）
１５３ デプスセンサ（空間センサ）
８００ 梁材（吊荷、吊荷の３次元モデル）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】