(57)【要約】【課題】脚動作型移動物体の歩行動作情報を提供する。【解決手段】本発明によれば、垂直走査面内の距離データのデータ配列から認識対象の垂直方向及び水平方向の特徴点を抽出するようにしたことにより、脚動作型移動物体が歩行動作すべき認識対象を歩行できるような移動環境情報を確実に得ることができる移動環境認識装置を実現できる。【選択図】図６
2008224380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脚動作型移動物体が歩行動作すべき認識対象を認識する移動環境認識装置であって、
上記認識対象の各部位までの距離を検出する距離検出手段と、
上記距離検出手段の測定方向を垂直走査面内において垂直走査角度位置を変化させながら走査させる垂直走査手段と、
上記距離検出手段の測定方向を上記垂直走査面が水平走査方向に水平走査角度位置を変化するように走査させる水平走査手段と、
上記距離検出手段の検出信号に基づいて、上記垂直走査面内の上記垂直走査角度位置の距離データを、上記水平走査角度位置ごとに検出データとして得ると共に、上記検出データの垂直方向及び水平方向のデータ配列から上記認識対象の垂直方向の特徴点及び水平方向の特徴点を抽出する特徴抽出手段と
を具えることを特徴とする移動環境認識装置。
【請求項２】
上記特徴抽出手段は、上記垂直走査面内の各上記垂直走査角度位置の距離データの配列に基づいて、上記垂直走査面内に存在する距離の頂点を表すターンエッジ又は距離のジャンプを表すジャンプエッジを抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動環境認識装置。
【請求項３】
上記特徴抽出手段は、上記ターンエッジ又は上記ジャンプエッジについての水平方向のデータ配列から上記認識対象の踏み面を抽出する
ことを特徴とする請求項２に記載の移動環境認識装置。
【請求項４】
脚動作型移動物体が歩行動作すべき認識対象を認識する移動環境認識方法であって、
距離検出手段によって、上記認識対象の各部位までの距離を検出し、
垂直走査手段によって、上記距離検出手段の測定方向を垂直走査面内において垂直走査角度位置を変化させながら走査させ、
水平走査手段によって、上記距離検出手段の測定方向を上記垂直走査面が水平走査方向に水平走査角度位置を変化するように走査させ、
特徴抽出手段において、上記距離検出手段の検出信号に基づいて、上記垂直走査面内の上記垂直走査角度位置の距離データを、上記水平走査角度位置ごとに検出データとして得ると共に、上記検出データの垂直方向及び水平方向のデータ配列から上記認識対象の垂直方向の特徴点及び水平方向の特徴点を抽出する
ことを特徴とする移動環境認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動環境認識装置及び方法に関し、例えば脚型ロボットや脚車輪型ロボットのような脚動作型移動体が移動する際に必要とする移動環境の有無を認識する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
脚型ロボットや、脚着地部材として車輪を有する脚車輪型ロボットのような脚動作型移動物体は、段差がある移動環境を脚により歩行動作をする際には、例えば踊り場のように、一歩移動するごとに脚によって自立できる場所（これを踏み場と呼ぶ）を踏みしめている必要があり、当該踏み場が存在することを歩行動作を開始する前に認識しておく必要がある。
【０００３】
従来、移動環境の認識手法として、歩行動作をしようとする移動環境（例えば床面）に対してスリットレーザ光を照射すると共に、その反射光をカメラで受光して当該移動環境として認識すべき認識対象に踏み場とはなり得ない障害物（例えば床面にある突起面）を認識するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、踏み場を認識する手段として利用可能性がある３次元位置検出装置として、スリット光やリング光を認識対象に照射して、照射した認識対象が階段であることを認識するものが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４４２７８公報
【特許文献２】特開平９−６１１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、脚動作型移動物体が垂直方向に段差がある移動環境を安全に歩行するためには、当該脚動作型移動体が歩行をしようとする所定範囲の移動環境について、当該段差が上り階段であるか、下り階段であるか、歩行できる階段幅が十分であるか、歩行できない壁があるか、断崖であるかなどの３次元空間の特徴を十分に把握できることが必要である。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、脚動作型移動物体が移動中に遭遇した移動環境の３次元空間内の状況を歩行する前に確実に認識し得るようにした移動環境認識装置及び方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明においては、脚動作型移動物体１が歩行動作すべき認識対象３０を認識する移動環境認識装置であって、認識対象３０の各部位までの距離を検出する距離検出手段２７と、距離検出手段２７の測定方向を垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内において垂直走査角度位置θｍ＝θ１、θ２……θｍを変化させながら走査させる垂直走査手段２５、２６と、距離検出手段２７の測定方向を垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）が水平走査方向に水平走査角度位置φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）を変化するように走査させる水平走査手段２１、２３と、距離検出手段２７の検出信号に基づいて、垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内の垂直走査角度位置θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）の距離データを、水平走査角度位置ごとに検出データ（Ｌ１１、Ｌ１２……Ｌ１ｍ）、（Ｌ２１、Ｌ２２……Ｌ２ｍ）……（Ｌｎ１、Ｌｎ２……Ｌｎｍ）として得ると共に、検出データ（Ｌ１１、Ｌ１２……Ｌ１ｍ）、（Ｌ２１、Ｌ２２……Ｌ２ｍ）……（Ｌｎ１、Ｌｎ２……Ｌｎｍ）の垂直方向及び水平方向のデータ配列から認識対象３０の垂直方向の特徴点及び水平方向の特徴点を抽出する特徴抽出手段４１、４２とを設けるようにする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、垂直走査面内の距離データのデータ配列から認識対象の垂直方向及び水平方向の特徴点を抽出するようにしたことにより、脚動作型移動物体が歩行動作すべき認識対象を歩行できるような移動環境情報を確実に得ることができる移動環境認識装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１０】
（１）脚動作型移動物体の構成と動作
図１において、１は全体として移動物体を示し、直方体形状の移動物体本体２の前面上端中央部に前方に突出するように移動環境検出器３が設けられている。
【００１１】
移動物体本体２の前面下部の左右両端位置には前左脚４Ｌ及び前右脚４Ｒが装着されていると共に、移動物体本体２の後面下部の左右両端部には後左脚５Ｌ後右脚５Ｒが設けられている。
【００１２】
前左脚４Ｌ及び前右脚４Ｒ並びに後左脚５Ｌ及び後右脚５Ｒは、それぞれ２軸周りの関節Ｊ０、股関節Ｊ１及び膝関節Ｊ２を介して脚車輪Ｊ３を歩行動作ができるように保持している。
【００１３】
かくして前左脚４Ｌ及び前右脚４Ｒ並びに後左脚５Ｌ及び後右脚５Ｒが平坦な床面６上に自立しているときには、脚車輪Ｊ３を回転駆動することにより、移動物体本体２を車輪の回転動作を利用して移動できるようになされていると共に、移動物体本体２が階段７を上り下りする際には、前左脚４Ｌ若しくは前右脚４Ｒ又は後左脚５Ｌ若しくは後右脚５Ｒのうちのいずれか１つを階段７の一段分の段差を上り又は下るように脚車輪Ｊ３を回転駆動させずに歩行動作させ、これにより脚車輪Ｊ３を階段７の踏み面８を踏む手段として用いて一歩ずつ上ったり下ったりできるようになされている。
【００１４】
このような移動物体１の移動動作は、移動物体本体２内に設けられているシステム制御部９が移動環境検出器３の検出結果を用いて移動環境を認識して前左脚４Ｌ若しくは前右脚４Ｒ又は後左脚５Ｌ若しくは後右脚５Ｒを駆動制御することによって行われる。
【００１５】
システム制御部９は、図２に示すように、パーソナルコンピュータによって構成され、データ入力手段１１からユーザが入力した指令データをバス１２を介して中央処理ユニット（ＣＰＵ）１３が受け取ったとき、これに応じてＣＰＵ１３がプログラムＲＯＭ１４のプログラムを動作用ＲＡＭ１５を用いて移動環境検出器３の検出結果に応じた環境認識演算処理することにより、当該環境認識演算結果に応じて駆動部１６を駆動することにより、前左脚４Ｌ若しくは前右脚４Ｒ又は後左脚５Ｌ若しくは後右脚５Ｒを移動動作させる。
【００１６】
（２）移動環境認識装置の構成と動作
移動環境検出器３は図３に示すように、水平走査機構２１を有し、この水平走査機構２１が移動物体本体２の前面から前方に突出する突出支持部２２（図１）に支持されており、これにより水平走査機構２１が垂直方向の中心軸、すなわちｚ軸を中心として水平ターンテーブル２３を矢印ａで示すように水平面内において回動動作させる。
【００１７】
水平ターンテーブル２３の下面には、取付部材２４を介して垂直走査機構２５が取り付けられており、これにより垂直走査機構２５が垂直ターンテーブル２６を矢印ｂで示すように垂直面内において回動動作させる。
【００１８】
垂直ターンテーブル２６には距離測定器２７が取り付けられ、これにより距離測定器２７が距離測定方向を垂直面内（従って仰角が変更する方向）において変更制御される。
【００１９】
この実施の形態の場合距離測定器２７は、赤外線パルスビームを所定の測定方向に放出すると共に、当該赤外線パルスビームが測定対象において反射して得られる戻り光を受光し、当該赤外線パルスビームの発射時刻と戻り光の到達時刻との時間差に基づいて距離測定器２７から測定対象までの距離Ｌを測定する。
【００２０】
この実施の形態の場合、水平ターンテーブル２３に取り付けられた取付部材２４、垂直走査機構２５、垂直ターンテーブル２６及び距離測定器２７は保護カバー２８によって覆われている。
【００２１】
ここで、垂直走査機構２５は、水平ターンテーブル２３上において、水平走査機構２１の回転軸でなるｚ軸と直交するｙ軸を中心として、当該ｚ軸及びｙ軸の原点位置において、距離測定器２７を回動するような幾何学的な位置に位置決めされていると共に、距離測定器２７はｚ軸及びｙ軸と直交するｘ軸方向に赤外線パルスビームを送出するような幾何学的な位置に位置決めされている。
【００２２】
かくして、距離測定器２７の測定方向は、図４に示すように、水平走査機構２１が水平ターンテーブル２３を所定の第２の走査角φ＝φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）に位置決めしたとき、垂直走査機構２５が垂直ターンテーブル２６の垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内において回転させることにより、当該垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内を第１の走査角θ＝θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）によって所定の走査角範囲を走査するように変更される。
【００２３】
この実施の形態の場合、水平走査機構２１は距離測定器２７をｎ個の水平走査角φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）の測定方向に位置決めするように間欠的に水平走査させると共に、垂直走査機構２５は各水平走査角φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）ごとに距離測定器２７のｍ個の垂直走査角θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）の位置において赤外線ビームを発射するように垂直走査させる。
【００２４】
この結果移動環境検出器３は、ｎ個の第２走査角φｎ（ｎ＝０、１……ｎ）ごとに形成される垂直面Ｓｎ（ｎ＝０、１……ｎ）において、それぞれｍ個の第１走査角θｍ（ｍ＝０、１……ｍ）の走査角度位置にある認識対象の部位である点Ｐｎｍ（ｎ＝０、１……ｎ、ｍ＝０、１……ｍ）の距離Ｌｎｍ（ｎ＝０、１……ｎ、ｍ＝０、１……ｍ）を検出することになる。
【００２５】
ＣＰＵ１３はこのようにして検出した距離検出データＳ１を検出データメモリ３５に格納し（図２）、この結果検出データメモリ３５には図５に示すように、第２走査角φ１、φ２……φｎの垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）について、第１走査角θ１、θ２……θｎについての検出距離データ（Ｌ１１、Ｌ１２……Ｌ１ｍ）、（Ｌ２１、Ｌ２２……Ｌ２ｍ）、……、（Ｌｎ１、Ｌｎ２……Ｌｎｍ）が１回の認識動作における距離検出データＳ１として保持されることになる。
【００２６】
この距離検出データＳ１は、各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内においてそれぞれ垂直走査角度θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）における移動環境検出器２から認識対象の各部位までの距離Ｌｎｍ（ｎ＝１、２……ｎ、ｍ＝１、２……ｍ）を表しており、これにより各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）におけるθＬ座標系によって各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内の全ての部位を検出データとして認識し得ることができる。
【００２７】
ＣＰＵ１３はこの各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）のθＬ座標系のデータを用いて、当該θＬ座標系の各距離データＬｎｍ（ｎ＝１、２……ｎ、ｍ＝１、２……ｍ）を２次元のＸＹ座標系に変換して認識対象に対する認識処理を実行する。
【００２８】
（３）上り階段の認識処理
ＣＰＵ１３は、移動物体１が、図６に示すような認識対象３０、すなわち床面Ｆ１、３０Ａからこれに続く上り階段３０Ｂを上るとき、図７の垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１、図８の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２及び図９の認識対象認識処理手順ＲＴ３を実行する。
【００２９】
ＣＰＵ１３は、垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１に入ると、垂直方向特徴抽出処理部４１（図２）において検出データメモリ３５の距離検出データＳ１を用いて各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）における認識対象３０の各部位の特徴を抽出する処理を実行させる。
【００３０】
当該垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１に入るとＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ１において、検出データメモリ３５の水平走査角度φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）に対する垂直走査角度θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）における距離検出データＬｎｍ（ｎ＝１、２……ｎ、ｍ＝１、２……ｍ）を垂直方向特徴抽出処理部４１に設定した後、ステップＳＰ２において、ユーザによるデータ入力手段１１からの設定走査に基づいて探索範囲、すなわち水平方向の走査角度φ及び垂直方向の走査角度θの走査範囲を設定した後、ステップＳＰ３において例えばメディアンフィルタを用いてノイズを除去する処理を実行する。
【００３１】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ４において、各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）ごとに距離検出データ（Ｌ１１……Ｌ１ｍ〜Ｌｎ１……Ｌｎｍ）によってθＬ座標系によって表わされている座標位置を図１０に示すような２次元ＸＹ座標系に変換する。
【００３２】
図１０において、２次元ＸＹ座標系のＸ軸は、移動環境検出器２から走査角度θの基準位置（すなわちθ＝０）の方向に見たときの認識対象３０までの距離を表わし、当該Ｘ軸から反時計方向に走査角度θをθ＝θ１、θ２……θｍの順で大きくしていった方向における認識対象３０の各部位までの距離を２次元ＸＹ座標として表わす。
【００３３】
検出データメモリ３５に保持された距離検出データＳ１の各水平走査角度φ１、φ２……φｎにおいて、それぞれθＬ座標系で表わされている距離検出データ（Ｌ１１、Ｌ１２……Ｌ１ｍ）、（Ｌ２１、Ｌ２２……Ｌ２ｍ）……（Ｌｎ１、Ｌｎ２……Ｌｎｍ）は、次の変換手法によって図１０の２次元のＸＹ座標系上の位置座標を表す座標データに変換される。
【００３４】
θＬ座標系においてプットされた測定点の位置を２次元のＸＹ座標系で表現し直すと、θＬ座標系において床面３０Ａの距離検出データの並びは直線になるから、これをＸＹ座標系で表わすと、次の方程式
【００３５】
【数１】
2008224380.tif 000003
【００３６】
の直線Ｆ１で表わされる。
【００３７】
（１）式において、ａは移動環境検出器３から床面３０Ａを見たときの床面３０Ａの傾きであり、ｂは移動環境検出器３をＸＹ座標系の原点（θＬ座標系の原点と一致させる）に設定したときの直線Ｆ１がＹ軸と交差する交点（すなわち切片）である。
【００３８】
実際上、認識対象３０のうち、床面３０Ａと推定する区間は、開始点は探索開始点であり、かつ終了点は床面の境界点（この実施の形態の場合上り階段３０Ｂであるから、床面３０Ａと蹴込み板との交点である蹴込み先端点）と設定し、床面３０Ａと推定した区間にあるＸＹ座標上の検出点が直線上に並ぶという仮定の下に最小二乗計算を行うことにより床面３０Ａの直線Ｆ１を求める。
【００３９】
（１）式からＸＹ座標系における原点から直線Ｆ１にＦ３した垂線の長さ（すなわち移動環境検出器３から直下の床面３０Ａの点Ｒまでの距離）は、
【００４０】
【数２】
2008224380.tif 000004
【００４１】
として求めることができる。
【００４２】
また、走査角度θ＝θＡにおいて直下の点Ｒから距離ＤＲＡだけ離れた点Ａが上り階段の開始点（すなわち第１段目の段鼻）として移動環境検出器３から距離ＬＡとして表わされる。
【００４３】
この段鼻Ａの位置から蹴込み板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を順次を経て上り階段３０Ｂの第１、第２及び第３の踏み面Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の位置が認識対象曲線ＬＮとして順次連続的に表わされる。
【００４４】
かくして認識対象３０の上り階段３０Ｂにおいては、移動環境検出器３が検出できる範囲において距離検出データＳ１は途切れ目がない連続的な距離データによって表わされる。
【００４５】
続いてＣＰＵ１３は、次のステップＳＰ５において認識対象曲線ＬＮを構成するデータ連続曲線の屈曲部（これをターンエッジと呼ぶ）の抽出処理を実行する。
【００４６】
当該ターンエッジの抽出処理ステップＳＰ５において、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ５Ａにおいて測定点の傾き符号を計算する。
【００４７】
この実施の形態の場合、ＣＰＵ１３は、最小二乗法により測定点の前後５点の近時直線を求め、当該傾きが増加するとき傾き符号が「＋」であると判定すると共に、減少するとき当該傾き符号を「−」と判定する。
【００４８】
続いてＣＰＵ１３は次のステップＳＰ５Ｂにおいて認識対象曲線ＬＮを辿ることにより、傾き符号が変化する点を抽出する。
【００４９】
この実施の形態の場合、傾き符号が「＋」から「−」に変化する測定点（すなわち距離Ｌが遠くなって行く途中で近くなるように変化する変化点）があればこれを内側にへこむ「凹頂点」（これは蹴込み板の下端部であることを表す）として抽出すると共に、「−」から「＋」に変化する測定点（すなわち距離が近くなって行く途中で遠くなるように変化する変化点）を外側に突出する「凸頂点」（これは蹴込み板から踏み面に移る各段の段鼻を表す）として抽出する。
【００５０】
ＣＰＵ１３は次のステップＳＰ５Ｃにおいて当該抽出結果をターンエッジリストの作成に用いる。
【００５１】
現在認識しようとしている上り階段３０Ｂは、図１０に示すように、床面Ｆ１から蹴込み板Ｇ１、Ｇ２及びＧ３を介して第１、第２及び第３の踏み面Ｆ２、Ｆ３及びＦ４に続いているので、ターンエッジリストは、床面Ｆ１から蹴込み板Ｇ１に移るとき、第１の凹頂点凹１が表われ、続いて第１の蹴込み板Ｇ１から第１の踏み面Ｆ２に移る際に第１の凸頂点凸１が表われ、続いて第１段目の踏み面Ｆ２から第２の蹴込み板Ｇ２に移る際に第２の凹頂点凹２が表われ、続いて第２の蹴込み板Ｇ２から第２段目の踏み面Ｆ３に移る際に第２の凸頂点凸２が表われ……といったターンエッジリストが作成される。
【００５２】
当該ステップＳＰ５のターンエッジの抽出処理は、当該垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）のすべての検出データについて実行される。
【００５３】
やがて当該垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）におけるすべての探索範囲についてターンエッジの抽出処理が終了すると、ＣＰＵ１３は次のステップＳＰ６に移って床面の決定処理を行う。
【００５４】
このステップＳＰ６において、ＣＰＵ１３はステップＳＰ５Ｃにおけるターンエッジリストの作成処理において求めた頂点区間について近似直線計算を実行することによりその傾きを決定する。
【００５５】
図１０の認識対象曲線ＬＮの場合、移動物体１は床面Ｆ１から上り階段３０Ｂを認識するものであるので、認識対象曲線ＬＮの始点から第１の凹頂点凹１までの各測定点のデータから床面Ｆ１の傾きを求める。
【００５６】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ７に移って、図１０の２次元ＸＹ座標系の測定点について、図１１に示すように、２次元ＸＹ座標系の原点Ｏを中心として回転変換することにより、床面３０Ａの直線Ｆ１の傾きをゼロとする、従って床面Ｆ１がＸ軸と平行になる、ような認識対象曲線ＬｎＸを得る。
【００５７】
かくして垂直方向特徴抽出処理部４１は、当該垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）について、床面３０Ａに立っている移動物体１の移動環境検出器３から床面３０Ａ及び上記上り階段３０Ｂを見たときの認識対象３０の各部位の特徴を表わす認識対象曲線ＬｎＸを得ることができたことになる。
【００５８】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ８に移って上り階段３０Ｂについてのターンエッジの決定処理を行う。
【００５９】
当該ターンエッジの決定処理ステップＳＰ８において、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ８Ａにおいて頂点区間の近似直線計算を実行する。
【００６０】
この実施の形態の場合、ＣＰＵ１３は、各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）ごとに、認識対象曲線ＬｎＸから第１の凹頂点凹１までの測定点に基づいて床面Ｆ１の傾き及び切片を求め、また第１の凹頂点凹１から第１の凸１までの測定点のデータに基づいて床面Ｆ１から第１段目の踏み面Ｆ２にまで立ち上がる蹴込み板Ｇ１の傾き及び切片を求める。
【００６１】
以下同様にして第１段目の踏み面Ｆ２の傾き及び切片、第２の蹴込み板Ｇ２の傾き及び切片、第２段目の踏み面Ｆ３の傾き及び切片、第３の蹴込み板Ｇ３の傾き及び切片、第３段目の踏み面Ｆ４の傾き及び切片を求める。
【００６２】
このようにしてＣＰＵ１３は、床面Ｆ１、蹴込み板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及び踏み面Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４について、それぞれ直線方程式のパラメータ（上述の（１）式のようなパラメータａ、ｂ）を求めることにより、隣り合う区間がほぼ直交しているか否かを知ることができる。
【００６３】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ８Ｂに移って隣り合う頂点区間の交差状態を判定する処理を行う。
【００６４】
この実施の形態の場合、隣り合う頂点区間がほぼ直交していれば、認識対象は床面Ｆ１から壁面に続いている状態にあるか、又は床面Ｆ１から蹴込み板Ｇ１に続いている状態にあるか、又は蹴込み板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３から踏み面Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に続いている状態にあるか、又は踏み面Ｆ２、Ｆ３から蹴込み板Ｇ２、Ｇ３に続いている状態にあることを判定できる。
【００６５】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ８Ｃに移って測定点の近似直線について交点を算出することにより、ターンエッジの位置を決定する。
【００６６】
これによりこの実施の形態の場合ＣＰＵ１３は、床面Ｆ１から第１の蹴込み板Ｇ１間にある第１の凹頂点凹１の座標を決定し、また第１の蹴込み板Ｇ１及び第１段目の踏み面Ｆ２間における第１の凸頂点凸１の座標を決定し、以下同様にして第２の凹頂点凹２、第２の凸頂点凸２、第３の凹頂点凹３、第３の凸頂点凸３の座標位置を決定する。
【００６７】
ＣＰＵ１３は、このステップＳＰ８のターンエッジの決定処理を、上述のステップＳＰ５Ｃにおいて作成されたターンエッジリストのすべてのターンエッジについて実行する。
【００６８】
このようにしてＣＰＵ１３は、床面Ｆ１→蹴込み板Ｇ１の先端にある凹１頂点→蹴込み板Ｇ１→第１段目の段鼻である凸１頂点→踏み面Ｆ２→蹴込み板Ｇ２の先端にある凹２頂点→蹴込み板Ｇ２→第２段目の段鼻である凸２頂点→踏み面Ｆ３→蹴込み板Ｇ３の先端にある凹３頂点→蹴込み板Ｇ３→第３段目の段鼻である凸３頂点→踏み面Ｆ４のすべての特徴点の座標位置を確認でき、この特徴点の座標位置を対象特徴メモリ５１及び対象候補メモリ５２に保持する。
【００６９】
因に、対象特徴メモリ５１は認識対象から検出した数学的な特徴量（点と線と面の情報）を保持し、また対象候補メモリ５２は対象物体を定義するのに必要な情報（形状、寸法、位置、姿勢など）を一体化した情報を保持する。
【００７０】
かくしてＣＰＵ１３は１つの垂直走査平面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）についての垂直方向特徴抽出処理を終了し、続くステップＳＰ９においてすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）についての処理が終了したか否かの判断をし、否定結果が得られたとき上述のステップＳＰ１に戻り、その後すべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）についての処理が終了するまで、上述のステップＳＰ１〜ＳＰ８の処理を繰り返す。
【００７１】
その結果ステップＳＰ９において肯定結果が得られると、ＣＰＵ１３はステップＳＰ１０において当該垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１の処理を終了する。
【００７２】
ＣＰＵ１３は図７の垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１を終了した後、水平方向抽出関連付け処理部４２（図２）を用いて図８に示す水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２を実行する。
【００７３】
水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２に入ると、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ１１において、上述のステップＳＰ８Ｃ（図７）において決定されたターンエッジの位置を水平方向特徴関連付け処理部４２に取り込む。
【００７４】
ＣＰＵ１３は、上述のステップＳＰ２において設定された探索範囲のすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）について、図１１について上述した認識対象曲線Ｌｎｘについてのターンエッジ、すなわち凹１、凸１、凹２、凸２、凹３、凸３の座標位置データを水平方向特徴関連付け処理部４２に設定する。
【００７５】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ１２において、図１１について上述した各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）の認識対象曲線Ｌｎｘに基づいて、そのターンエッジ（凹１、凸１、凹２、凸２、凹３、凸３）の座標位置を２次元ＸＹ座標系を直交方向に配列してなる３次元座標系（これを３次元センサ座標系と呼ぶ）に座標変換をする。
【００７６】
因に、各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）においては、図６（Ｂ）に示すように、それぞれターンエッジ凹１、凸１、凹２、凸２、凹３、凸３の位置データが２次元走査平面であるＸＹ座標系の座標データとして求められているのに対して、そのすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）を表わすＸＹ座標系を直交方向（これをＺ方向と呼ぶ）に並べることにより、各ターンエッジ凹１、凸１、凹２、凸２、凹３、凸３の位置データがＺ軸方向に配列されてなる３次元座標系に展開され、これにより３次元センサ座標系が形成される。
【００７７】
かくして、垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）にある各ターンエッジの座標位置データが３次元センサ座標系に移し代えられる。
【００７８】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ１３に移って当該３次元センサ座標系にある各ターンエッジの３次元的な座標位置を求める。
【００７９】
かくして認識対象３０である上り階段３０Ｂの対応するターンエッジ凹１、凸１、凹２、凸２、凹３、凸３が横方向に並ぶことによりすべてのターンエッジが関連付けされた立体的な位置情報として把握できることになる。
【００８０】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ１４において、Ｙ軸方向の高さが一定な平面に投影変換するターンエッジの座標変換を行う。
【００８１】
この結果ターンエッジ凹１、凸１……の投影座標位置は図１２に示すように、ＸＺ２次元座標系（移動物体が存在するｘｙｚ３次元空間のｘｙ２次元座標に対応する）において、すべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）の測定データから抽出されたターンエッジ、すなわち第１の凹頂点凹１、第１の凸頂点凸１、第２の凹頂点凹２……が、移動環境検出器３から上り階段３０Ｂを現実的に上方から見たｚ＝一定の高さ水平面投影座標系として把握することができる状態になり、ＣＰＵ１３は次のステップＳＰ１５においてこの水平面投影座標系からターンエッジ凹１、凸１、凹２……の位置を求める。
【００８２】
その後ＣＰＵ１３は、ステップＳＰ１６に移ってすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内に表されている互いに対応するターンエッジの座標データを関連付けて近似直線計算を実行することにより、ターンエッジ凹１、凸１、凹２……の線、すなわちターンラインを決定する。
【００８３】
この実施の形態の場合、第１の凹頂点凹１についてすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）の位置データ、従って水平走査角φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）における第１の凹頂点凹１が水平方向に連なるターンライン凹１（φ１、φ２……φｎ）を求めることができ、以下同様にして第１の凹頂点凹１、第１の凸頂点凸１、第２の凹頂点凹２、第２の凸頂点凸２、第３の凹頂点凹３、第３の凸頂点凸３のついてのターンライン凹１（φ１、φ２……φｎ）、凸１（φ１、φ２……φｎ）、凹２（φ１、φ２……φｎ）、凹３（φ１、φ２……φｎ）、凸３（φ１、φ２……φｎ）を決定することができる。
【００８４】
このようにして、ＣＰＵ１３は、水平方向特徴関連付け処理部４２を用いて認識対象３０から得た特徴を対象特徴メモリ５１及び対象候補メモリに保持する。
【００８５】
かくしてＣＰＵ１３は水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２をステップＳＰ１７において終了する。
【００８６】
図８の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２によれば、認識対象３０としての上り階段３０Ｂについて、そのターンエッジ凹１〜凸３が階段の幅方向にいかなる態様で延長しているかを移動環境検出器３の検出結果から確実に把握することができる。
【００８７】
図８の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２の後に、ＣＰＵ１３は、対象候補メモリ５２に保持した認識データに基づいて、物体認識処理部４３を用いて図９に示す認識対象認識処理手順ＲＴ３を実行する。
【００８８】
認識対象認識処理手順ＲＴ３に入ると、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ２１において自分が立っている床面Ｆ１から最初のターンライン、すなわち第１の凹頂点凹１に基づくターンライン凹１（φ１、φ２……φｎ）までの距離を認識する。
【００８９】
これによりＣＰＵ１３は移動物体１が立っている位置から上り階段３０Ｂに行くまでの距離を認識する。
【００９０】
続くステップＳＰ２２においてターンラインの傾き、すなわち上り階段３０Ｂの傾きを認識する。
【００９１】
この上り階段３０Ｂの傾きは、図１２のｘｙ平面内において、凹１〜凸３のターンラインに対して直角方向ｆについて、ｘ軸とのなす角度θｋを認識することにより決めることができる。
【００９２】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ２３においてターンラインの本数、従っての上り階段３０Ｂの段数を認識する。
【００９３】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ２４においてターンラインの垂直間隔、従って蹴上げ板Ｇ〜Ｇ３の蹴上げ高さを認識する。
【００９４】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ２５においてターンラインの水平間隔、従って各踏み面Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の長さを認識する。
【００９５】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ２６においてターンラインの有効長さ、すなわち上り階段３０Ｂの横幅を認識する。
【００９６】
このようにしてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ２１〜ＳＰ２６において認識した認識情報を、対象候補メモリ５２に候補情報として格納保持する。
【００９７】
かくしてＣＰＵ１３は、認識対象３０である床面３０Ａ及び上り階段３０Ｂを認識するために必要なすべての認識情報を対象候補情報として対象候補メモリ５２に保持することができ、続くステップＳＰ２７においてこれらの対象候補情報を、予め認識対象データベース５３に格納しておいた基準の認識データと照合をすることにより決定し、当該照合結果を認識対象データベース５３の新規登録用領域５３Ａに登録してステップＳＰ２８において当該物体認識処理手順を終了する。
【００９８】
図９の物体認識処理手順によれば、ＣＰＵ１３は、垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１及び水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２を実行することにより得られた認識情報に基づいて、認識対象３０である床面３０Ａ及び上り階段３０Ｂについて、移動物体１が当該上り階段３０Ｂを登って行くために必要な認識情報を確実に得ることができる。
【００９９】
（４）連続領域の認識処理
図７の垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１、図８の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２及び図９の物体認識処理手順ＲＴ３は、いずれも移動環境検出器１３が垂直走査角θ＝θｍ（ｍ＝０、１……ｍ）の方向に走査すると共に、水平方向への走査角φ＝φｎ（ｎ＝０、１……ｎ）の方向に走査することにより、測定距離Ｌ＝Ｌｎｍ（ｎ＝１、２……ｎ、ｍ＝１、２……ｍ）を検出したとき、途中で途切れることなく連続的な検出データが得られ、ＣＰＵ１３は当該連続性を利用して確実に認識対象３０としての床面３０Ａ及び上り階段３０Ｂを認識することができた。
【０１００】
ＣＰＵ１３は、上り階段３０Ｂに限らず、検出データＳ１として連続的なデータが得られる連続領域についても全く同様の処理手順で処理することにより、当該連続領域の認識対象を確実に認識することができる。
【０１０１】
（５）下り階段の認識処理
ＣＰＵ１３は、図１３に示すように、認識対象３０が床面（又は踊り場）３０Ｃから下り階段３０Ｄを通って床面３０Ｅに下りる場合には、順次図１４に示す垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１、図１５に示す水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２及び図１６に示す認識対象認識処理手順ＲＴ１３を実行する。
【０１０２】
垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１に入ると、ＣＰＵ１３は図７のステップＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３及びＳＰ４について上述したと同様の処理をステップＳＰ３１、ＳＰ３２、ＳＰ３３及びＳＰ３４において実行する。
【０１０３】
これによりＣＰＵ１３は、図１３（Ａ）において水平走査角φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）において垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）について得た距離検出データＬｎｍ（ｎ＝１、２……ｎ、ｍ＝１、２、……ｍ）でなる検出データＳ１が検出データメモリ３５に保持されていることに基づいて、当該検出データＳ１を処理対象データとして、垂直方向特徴抽出処理部４１に設定した後（ＳＰ３１）、探索範囲を設定し（ＳＰ３２）、ノイズ除去処理（ＳＰ３３）をした後、図１０について上述したと同様のθＬ座標系からＸＹ座標系への測定点の座標変換を実行する（ＳＰ３４）。
【０１０４】
このとき移動物体１は床面３０Ｆでなる床面Ｆ１１から第１段目の踏み面Ｆ１２、第２段目の踏み面Ｆ１３及び第３段目の床面３０Ｃでなる床面１４でなる下り階段３０Ｄを第３段目の床面３０Ｃ上に立った状態で移動環境検出器３によって垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）についての垂直面内の走査をする。
【０１０５】
この結果移動環境検出器３において得られる検出データＳ１は、図１３（Ｂ）に示すように、床面３０Ｃ（Ｆ１４）を走査角θｍ（ｍ＝０、１……ｍ）で走査しているとき、床面Ｆ１４のエッジαに至るまでは連続的に変化する検出データＳ１が得られるのに対して、当該エッジαを越えた途端に下段の踏み面Ｆ１３のジャンプ点α１を走査する状態になるので、検出データＳ１はエッジαを越えたとき、不連続に大きな値に変化する（これをジャンプと呼ぶ）。
【０１０６】
同様にして踏み面Ｆ１３から下段の踏み面Ｆ１２に走査が移るときや、踏み面Ｆ１２から床面Ｆ１１に走査が移るときにも、当該環境検出器３の検出距離データの値はエッジβ及びγからジャンプ点β１及びγ１にそれぞれ不連続にジャンプするような変化の仕方をする（当該検出データがジャンプするエッジをジャンプエッジと呼ぶ）。
【０１０７】
このような検出データの不連続な変化は、移動物体１が自立して歩行するための条件としては危険を含んだ変化であり、これを確実に認識しなければならない。
【０１０８】
そこで、ＣＰＵ１３は、ステップＳＰ３５において当該ジャンプエッジの抽出処理を実行する。
【０１０９】
ジャンプエッジの抽出ステップＳＰ３５に入ると、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ３５Ａにおいてエッジ強度Ｅｆの計算をする。
【０１１０】
この実施の形態の場合、エッジ強度Ｅｆは一次微分エッジオペレータを用いてエッジにおける検出データの変化率を計算する。
【０１１１】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ３５Ｂにおいてエッジの判定を行う。
【０１１２】
この実施の形態の場合、ＣＰＵ１３は、エッジ強度Ｅｆが閾値Ｅｓより大きいか否かの判定をし、肯定結果が得られたとき当該測定点がジャンプエッジであるとして次のステップＳＰ３５Ｃにおいてジャンプエッジリストの作成をする。
【０１１３】
図１３の実施の形態の場合、エッジα、β及びγの座標位置においてジャンプが生ずることにより、エッジα、β及びγのジャンプエッジの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３によってジャンプリストが作成される。
【０１１４】
かかるジャンプエッジの抽出ステップＳＰ３５Ａ、ＳＰ３５Ｂ及びＳＰ３５Ｃが１つの垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）内の走査角θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）の探索範囲が終了するまで繰り返される。
【０１１５】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ３６においてジャンプエッジによる領域分割を行い、これにより領域の始点と終点及び測定点の個数を設定する。
【０１１６】
図１３の実施の形態の場合、床面Ｆ１４の始点からエッジα（ジャンプエッジの位置座標ＪＥ１）までを「領域１」と分割し、またエッジαの走査角度に続くジャンプ点α１の走査角度からエッジβ（ジャンプエッジの位置座標ＪＥ２）までを「領域２」として分割し、さらにエッジβの走査角度に続くジャンプ点β１の走査角度からエッジγ（ジャンプエッジの位置座標ＪＥ３）までを「領域３」として分割し、さらにエッジγの走査角度から床面Ｆ１１の範囲を「領域４」として分割する。
【０１１７】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ３７に移って「領域１」、「領域２」、「領域３」及び「領域４」相互間の高度差を計算する。
【０１１８】
当該領域の高度差計算ステップＳＰ３７において、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ３７Ａにおいて各領域の近似直線計算を実行し、これにより領域１、２、３及び４の直線の傾き及び切片を求めた後、ステップＳＰ３７Ｂにおいて原点（従って移動環境検出器３）から各領域１、２、３及び４の直線１、２、３及び４までの距離を計算する。
【０１１９】
かくして直線１、２、３及び４までの距離１、２、３及び４が求められる。
【０１２０】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ３７Ｃにおいて各直線１、２、３及び４間の高度差を計算する。
【０１２１】
この実施の形態の場合、高度差１＝距離２−距離１、高度差２＝距離３−距離２、高度差３＝距離４−距離３を計算することにより行なわれる。
【０１２２】
この領域の高度差計算は、すべての領域が終了するまで繰り返し実行される。
【０１２３】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ３８に移って分割領域の長さを計算する。
【０１２４】
分割領域の長さはジャンプエッジ間の長さを求めるもので、この実施の形態の場合ジャンプエッジの位置座標ＪＥ１〜ＪＥ２、ＪＥ２〜ＪＥ３の測定長は、２辺挟角で求められる。
【０１２５】
この分割領域の長さの計算は分割領域が終了するまで繰り返される。
【０１２６】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ３９において頂点区間の近似直線計算によって床面の決定処理を行う。
【０１２７】
図１３の実施の形態の場合、始点からエッジαまでの検出データを用いて近似直線計算を行うことにより床面Ｆ１１を決定すると共に当該床面Ｆ１１の傾きを求める。
【０１２８】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ４０において床面Ｆ１１の直線の傾きをゼロとするようにジャンプエッジの位置座標ＪＥ１〜ＪＥ３の回転変換を行うことにより座標系を２次元走査平面ＸＹ座標系に変換すると共に、ステップＳＰ４１において当該ジャンプエッジの位置座標ＪＥ１〜ＪＥ３の座標変換系を用いて各エッジα、β及びγについてのジャンプエッジの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３を決定する。
【０１２９】
かくしてＣＰＵ１３は、実際に床面Ｆ１１上に立った移動物体１の移動環境検出器３から見下ろした下り階段３０Ｄのエッジα、β及びγについて、ジャンプエッジの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３を求めることができる。
【０１３０】
このようにしてＣＰＵ１３は、１つの垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）によって得られた検出距離データに基づいてジャンプエッジの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３を求めることができ、ＣＰＵ１３は次のステップＳＰ４２においてすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）についての処理が終了したか否かを確認し、終了していない場合上述のステップＳＰ３１に戻って、他の垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）について上述のステップＳＰ３１〜ＳＰ４１の処理を繰り返し実行する。
【０１３１】
やがてステップＳＰ４２において肯定結果から得られると、ＣＰＵ１３はステップＳＰ４３において当該垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１の処理を終了する。
【０１３２】
図１４の垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１によれば、各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）について検出データが不連続でなるジャンプエッジα、β及びγの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３を確実に抽出することができる。
【０１３３】
図１４の垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１に続いて、ＣＰＵ１３は図１５の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２を実行する。
【０１３４】
水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２に入ると、ＣＰＵ１３は、先ずステップＳＰ５１において、上述のステップＳＰ４１において２次元走査平面ＸＹ座標系に変換された認識対象曲線に基づいて得たジャンプエッジの座標位置データを、水平方向特徴関連付け処理部４２に取り込んだ後、ステップＳＰ５２においてジャンプエッジα、β及びγの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３を３次元センサ座標系座標に変換する。
【０１３５】
この３次元センサ座標系への座標変換は、上り階段用の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ２（図８）のステップＳＰ１２について上述したと同様に、各垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）において求めたジャンプエッジの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３の座標データを水平方向に並べることにより、２次元座標系のデータを３次元座標系に展開してなる３次元センサ座標系に置き換えることになる。
【０１３６】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ５３において、３次元センサ座標系上において水平方向に展開したジャンプエッジα、β及びγの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３を抽出する。
【０１３７】
この結果ジャンプエッジα、β及びγの位置座標ＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３として横方向に配列した座標データを得ることができる。
【０１３８】
続いてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ５４に移ってすべての垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）の対応するジャンプエッジの配列について近似直線計算を行うことにより、各ジャンプエッジについて、横方向に展開したジャンプラインＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）、ＪＥ２（φ１、φ２……φｎ）及びＪＥ３（φ１、φ２……φｎ）を決定する。
【０１３９】
かくしてジャンプエッジＪＥ１、ＪＥ２及びＪＥ３について平面的に展開するジャンプラインＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）、ＪＥ２（φ１、φ２……φｎ）、ＪＥ３（φ１、φ２……φｎ）を求めることができる。
【０１４０】
このようにしてＣＰＵ１３は、ステップＳＰ５５において当該水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２を終了する。
【０１４１】
図１５の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２によれば、垂直走査面Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）において検出したジャンプエッジα、β及びγの位置座標を水平方向に配列すると共に、近似直線計算によって横方向にジャンプエッジラインを求めることにより、認識対象３０である床面３０Ｃ、下り階段３０Ｄ及び床面３０Ｆについて、検出データが不連続なエッジ部の存在を確実に抽出することができる。
【０１４２】
ＣＰＵ１３は、図１５の水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２の処理が終了した後、図１６に示す認識対象認識処理手順ＲＴ１３を実行する。
【０１４３】
認識対象認識処理手順ＲＴ１３に入ると、ＣＰＵ１３は、ステップＳＰ６１において現在立っている床面３０Ｃ（Ｆ１４）の位置から最初のジャンプラインＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）までの距離、すなわち下り階段３０Ｄまでの距離を求める。
【０１４４】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ６２において当該ジャンプラインＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）の傾き、すなわち下り階段３０Ｄの傾きを求める。
【０１４５】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ６３においてジャンプラインの本数、すなわち下り階段３０Ｄの段数を求める。この実施の形態の場合、３本のジャンプラインＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）、ＪＥ２（φ１、φ２……φｎ）及びＪＥ３（φ１、φ２……φｎ）がステップＳＰ５４において決定されているので、下り階段３０Ｄの段数は３段であることを確認できる。
【０１４６】
続いてＣＰＵ１３はステップＳＰ６４においてジャンプライン間に分割されている分割領域の高度差、すなわち蹴上げ高さを求める。
【０１４７】
さらにＣＰＵ１３はステップＳＰ６５においてジャンプラインＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）、ＪＥ２（φ１、φ２……φｎ）及びＪＥ３（φ１、φ２……φｎ）の水平間隔、すなわち踏み面Ｆ１３、Ｆ１２の長さを求める。
【０１４８】
この実施の形態の場合、ＪＥ１（φ１、φ２……φｎ）及びＪＥ２（φ１、φ２……φｎ）間、ＪＥ２（φ１、φ２……φｎ）及びＪＥ３（φ１、φ２……φｎ）間にある踏み面Ｆ１３及びＦ１２の踏み面長さを求めることになる。
【０１４９】
さらにＣＰＵ１３はステップＳＰ６６においてジャンプラインの有効ラインの長さ、従って下り階段３０Ｄの横幅を求める。
【０１５０】
かくして認識対象３０である下り階段３０Ｄについて必要な認識情報を得ることができたので、ＣＰＵ１３は、ステップＳＰ６７において当該認識情報を認識対象データベース５３に格納されている認識情報と照合することにより認識対象がどのような構成をもっているかを確認すると共に、当該認識情報を認識対象データベース５３の新規登録用領域５３Ａに登録する。
【０１５１】
かくしてＣＰＵ１３は当該認識対象認識処理手順ＲＴ１３をステップＳＰ６８において終了する。
【０１５２】
図１６の認識対象認識処理手順ＲＴ１３によれば、認識対象３０が下り階段３０Ｄのとき、当該下り階段３０Ｄを下るために必要な認識情報を確実に得ることができる。
【０１５３】
（６）不連続領域の認識処理
認識対象３０が、下り階段３０Ｄの場合の垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１（図１４）、水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２（図１５）及び認識対象認識処理手順ＲＴ１３（図１６）の処理は、移動環境検出器３の検出データが、順次続く床面Ｆ１１、踏み面Ｆ１２及びＦ１３、並びに床面Ｆ１４間において不連続になる場合の認識処理を行うようにしたが、これらの処理手順は、下り階段３０Ｄに限らず、検出データが不連続部分を含む不連続領域を認識対象３０とする場合にもそのまま適用でき、これにより移動物体を確実に歩行させるための認識情報を確実に得ることができる。
【０１５４】
（７）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、本発明を脚車輪型ロボットに適用した場合について述べたが、適用対象はこれに限らず、脚型ロボットなど、要は脚によって歩行する脚動作型移動体に広く適用し得る。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は脚動作型移動物体に認識対象から得た移動情報を与える場合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明を適用し得る移動物体の説明に供する略線的側面図である。
【図２】図１のシステム制御部９を示すブロック図である。
【図３】移動環境検出器の詳細構成を示す略線的斜視図である。
【図４】検出パラメータＬ、θ、φの説明に供する略線図である。
【図５】検出データメモリの検出データＳ１を示す図表である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は上り階段３０Ｂの検出処理の説明に供する略線的平面図及び略線的側面図である。
【図７】上り階段３０Ｂについての垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１を示すフローチャートである。
【図８】上り階段３０Ｂについての水平特徴関連付け処理手順ＲＴ２を示すフローチャートである。
【図９】上り階段３０Ｂについての認識対象認識処理手順ＲＴ３を示すフローチャートである。
【図１０】θＬ座標系からＸＹ座標系への座標変換の説明に供する曲線図である。
【図１１】床の傾きをゼロとする回転変換の説明に供する曲線図である。
【図１２】投影座標系への座標変換の説明に供する曲線図である。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は下り階段３０Ｄの検出処理の説明に供する略線的平面図及び略線的側面図である。
【図１４】下り階段３０Ｄについての垂直方向特徴抽出処理手順ＲＴ１１を示すフローチャートである。
【図１５】下り階段３０Ｄについての水平方向特徴関連付け処理手順ＲＴ１２を示すフローチャートである。
【図１６】下り階段３０Ｄについての認識対象処理手順ＲＴ１３を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５７】
１……移動物体、２……移動物体本体、３……移動環境検出器、９……システム制御部、１１……データ入力手段、１２……バス、１３……中央処理ユニット（ＣＰＵ）、１４……プログラムＲＯＭ、１５……動作用ＲＡＭ、２１……水平走査機構、２３……水平ターンテーブル、２４……取付部材、２５……垂直走査機構、２６……垂直ターンテーブル、２７……距離測定器、２８……保護カバー、３０……認識対象、３０Ｂ……上り階段、３０Ｄ……下り階段、３５……検出データメモリ、４１……垂直方向特徴抽出処理部、４２……水平方向特徴関連付け処理部、４３……物体認識処理部、５１……対象特徴メモリ、５２……対象候補メモリ、５３……認識対象データベース、Ｓｎ（ｎ＝１、２……ｎ）……垂直走査平面、θ＝θｍ（ｍ＝１、２……ｍ）……第１走査角（垂直走査角）、φ＝φｎ（ｎ＝１、２……ｎ）……第２走査角（水平走査角）、凹１〜凹３……凹頂点、凸１〜凸３……凸頂点、Ｆ１、Ｆ１１、Ｆ１４……床面、Ｆ２〜Ｆ４、Ｆ１２〜Ｆ１４……踏み面、Ｇ１〜Ｇ３……蹴込み板、α、β、γ……ジャンプエッジ、α１、β１、γ１……ジャンプ点。
【図１】
2008224380.tif 000005
【図２】
2008224380.tif 000006
【図３】
2008224380.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008224380.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2008224380.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
2008224380.tif 000017
【図１４】
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【図１５】
2008224380.tif 000019
【図１６】
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