JP6450273B2

JP6450273B2 - 移動ロボットの動作環境情報生成装置

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Publication number: JP6450273B2
Application number: JP2015137007A
Authority: JP
Inventors: 渡部　智樹; 智樹渡部; 広幸金子; 南己浅谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-07-08
Also published as: US9964956B2; JP2017019030A; US20170010620A1

Description

本発明は、移動ロボットの動作制御用の情報として、該移動ロボットの動作環境の環境情報を生成する装置に関する。

移動ロボットを種々様々な環境で移動させる場合、該移動ロボットの動作制御のために、床面もしくは地面、あるいは壁面、設置物等、移動ロボットの動作環境に存在する外界物の表面部の空間的な配置状態を示す環境情報（詳しくは、外界物の表面部に含まれる平面部分の空間的な位置及び姿勢、あるいは、該表面部の形状、あるいは、該表面部に形成されたエッジの位置及び方向等を示す環境情報）が必要となる。

そして、このような環境情報を生成する技術として、例えば特許文献１に記載されている如く、移動ロボットに搭載したレーザレンジファインダ、あるいはカメラ等の外界物認識用のセンサ（外界物の各部との距離を計測可能なセンサ）を用いて外界物の表面部の配置状態を計測することで、環境情報を生成する技術が従来より一般に知られている。

特開２００９−２２３６２８号公報

ところで、例えば、移動ロボットの移動を行わせる動作環境が不整地等である場合に、該移動ロボットの移動時に該移動ロボットの脚リンクの足部等を空中から着地させたときに、その着地箇所における地形の崩れが生じることがある。

このような状況において、当該着地箇所の近辺で移動ロボットを動作させる場合には、上記の如く地形の崩れが生じた後における当該着地箇所における実際の地形等を示す環境情報が必要となる。

しかるに、当該着地箇所での地面の表面部は、移動ロボットの足部等により覆われてしまう。このため、移動ロボットに搭載されるレーザレンジファインダ等の外界物認識用のセンサでは、当該着地箇所での地面の表面部の状態を適切に計測することが困難である。

従って、特許文献１に見られる如き従来の技術では、移動ロボットの足部等の着地箇所での地形の崩れが生じた場合に、該着地箇所での地面の表面部の実際の状態を正しく認識することができないものとなりやすい。ひいては、該着地箇所の近辺で移動ロボットを適切に動作させることが困難となるという不都合がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、移動ロボットの動作制御中に該移動ロボットを接触させた外界物の表面部の状態が計測時の状態から変化した場合でも、該移動ロボットを接触させた外界物の表面部の配置状態を、速やかに適切に推定することができる環境情報生成装置を提供することを目的とする。

本発明の移動ロボットの動作環境情報生成装置は、かかる目的の環境情報移動ロボットの動作制御用の情報として、該移動ロボットの動作環境に存在する外界物の表面部の空間的な配置状態を示す環境情報を生成する装置であって、
前記移動ロボットの周囲の計測対象領域に存在する外界物の表面部の空間的な配置状態に応じた計測データを、該移動ロボットに搭載された外界物認識用センサを用いて取得し、該計測データに基づいて前記環境情報を作成する環境情報計測作成手段と、
該環境情報計測作成手段により作成された環境情報に基づく前記移動ロボットの動作制御中に該移動ロボットが外界物に接触したとき、該移動ロボットの外界物への接触面の実際の位置及び姿勢の推定値である接触面位置姿勢推定値を、当該接触時における該移動ロボットの姿勢状態に基づいて求める接触面位置姿勢推定手段と、
前記外界物の表面部のうちの前記接触面に該当する部分の、前記移動ロボットとの接触前における位置及び姿勢であって、当該接触前に前記環境情報計測作成手段により作成された環境情報により示される位置及び姿勢である接触前位置姿勢と、前記接触面位置姿勢推定手段により求められた前記接触面位置姿勢推定値とを比較し、該接触前位置姿勢と接触面位置姿勢推定値との相違度合いが所定量以上である場合に、前記環境情報計測作成手段により前記環境情報が作成された外界物の表面部のうち、少なくとも前記接触面に該当する部分における環境情報を、前記接触面位置姿勢推定値に適合させるように修正する環境情報修正手段とを備えることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明における「外界物」は、床もしくは地面に限らず、壁、その他の物体を含み得る。

上記第１発明によれば、前記接触面位置姿勢推定手段を備えることで、前記移動ロボットの外界物への接触面の実際の位置及び姿勢を、前記外界物認識用センサを用いて計測することができなくとも、接触面の実際の位置及び姿勢の推定値である接触面位置姿勢推定値を、前記移動ロボットと外界物の表面部との接触時における該移動ロボットの姿勢状態に基づいて推定することができる。

これは、前記移動ロボットと外界物の表面部との接触時における前記移動ロボットの姿勢状態（詳しくは、各関節の変位量等により示される状態）が、前記接触面の実際の位置及び姿勢に依存したものとなるからである。

そして、第１発明では、前記環境情報修正手段は、前記接触前に前記環境情報計測作成手段により作成された環境情報により示される位置及び姿勢である接触前位置姿勢と、前記接触面位置姿勢推定値との相違度合いが所定量以上である場合に、前記環境情報計測作成手段により前記環境情報が作成された外界物の表面部のうち、少なくとも前記接触面に該当する部分における環境情報を、前記接触面位置姿勢推定値に適合させるように修正する。

なお、上記相違度合いは、例えば接触前位置姿勢と接触面位置姿勢推定値とのうちの位置についての偏差、あるいは、姿勢についての偏差により表現され得る。

これにより、移動ロボットが外界物に接触したときに、該移動ロボットの外界物への接触面での外界物の表面部の配置状態（位置又は姿勢）が、前記環境情報計測作成手段による計測時の状態から変化しても、その変化後の配置状態を示す環境情報を速やかに得ることができる。

よって、第１発明によれば、移動ロボットの動作制御中に該移動ロボットを接触させた外界物の表面部の状態が計測時の状態から変化した場合でも、該移動ロボットを接触させた外界物の表面部の配置状態を、速やかに適切に推定することができる。

上記第１発明では、前記移動ロボットは、前記外界物の表面部に接触させる部分としての足部又はハンド部を備える構成を採用し得る。この場合、本発明の動作環境情報生成装置は、該移動ロボットの動作制御により前記足部又はハンド部が前記外界物の表面部に接触したときに、前記接触面位置姿勢推定手段及び環境情報修正手段のそれぞれの処理が実行されるように構成され得る（第２発明）。

この第２発明によれば、移動ロボットの移動動作等のために足部又はハンド部を動かすことで、該足部又はハンド部を外界物（床、地面、壁等）に接触させたとき（例えば着地時）に、前記接触面位置姿勢推定手段及び環境情報修正手段のそれぞれの処理を実行することができる。従って、移動ロボットの通常的な動作中に、前記接触面位置姿勢推定手段及び環境情報修正手段のそれぞれの処理を実行することができる。

上記第１発明又は第２発明では、前記環境情報計測作成手段が作成する環境情報は、前記外界物の表面部に対して設定した複数の局所領域のそれぞれにおける該外界物の表面部の空間的な配置状態を示す局所環境情報により構成されることが好ましい（第３発明）。

これによれば、前記環境情報計測作成手段が作成する局所環境情報は、外界物の表面部の局所的な環境情報で済むため、該局所環境情報の作成を容易に効率よく行うことができる。

上記第３発明では、前記複数の局所領域のそれぞれにおける局所環境情報からなるデータ群を保存する環境情報保存手段をさらに備えており、該環境情報保存手段が保存するデータ群は、前記環境情報計測作成手段により互いに異なる時刻で作成された局所環境情報を含むことが好ましい（第４発明）。

これによれば、複数の局所領域における局所環境情報を前記データ群として蓄積することができる。このため、移動ロボットの動作環境における広範囲に渡る環境情報を得ることができる。

上記第４発明では、前記環境情報保存手段は、前記データ群における前記局所領域の密集度合が所定の閾値よりも高い場合に、該密集度合が高い領域における複数の局所領域のそれぞれにおける局所環境情報の信頼度合を評価し、該複数の局所領域のうちで、信頼度合が他の局所領域よりも低いと判断した局所領域及び該局所領域に対応する局所環境情報を前記データ群から消去するように構成されていることが好ましい（第５発明）。

これによれば、前記データ群における前記局所領域の密集度合が過剰に高くなり過ぎないように、前記データ群における局所領域の個数を調整できる。このため、データ群の情報量が過大になり過ぎるのを防止できる。

また、この場合、信頼度合の低い局所領域及びこれに対応する局所環境情報が消去されるので、データ群の信頼性の低下を防止できる。

上記第５発明では、前記環境情報保存手段は、前記密集度合が高い領域における各局所領域に対応する局所環境情報の作成時刻と、該局所領域において前記外界物認識用センサにより計測が行われた計測点の個数と、該局所領域において前記外界物認識用センサに得られた計測値の分散と、該局所領域において前記外界物認識用センサによる計測を行った時刻における該外界物認識用センサから局所領域までの距離とのうちの１つ以上のパラメータに基づいて該局所領域における局所環境情報の信頼度合を評価するように構成されていることが好ましい（第６発明）。

すなわち、ある１つの局所領域の局所環境情報の作成時刻が古い場合、該局所環境情報は、現在時刻での該局所領域における外界物の表面部の配置状態と整合していない可能性があるので、該局所領域の局所環境情報の信頼度合は、当該作成時刻が新しい（現在時刻により近い）場合に比して、低いとみなし得る。

また、ある１つの局所領域において前記外界物認識用センサにより計測が行われた計測点の個数が少ない場合、あるいは、該局所領域において前記外界物認識用センサに得られた計測値の分散が大きい場合、あるいは、該局所領域において前記外界物認識用センサによる計測を行った時刻における該外界物認識用センサから該局所領域までの距離が大きい場合には、該局所領域の計測誤差が比較的大きい可能性が高い。従って、これらの場合には、上記計測点の個数が多い場合、上記計測値の分散が小さい場合、あるいは、上記距離が小さい場合に比して、該局所領域の局所環境情報の信頼度合が低いとみなし得る。

従って、第６発明によれば、各局所領域の局所環境情報の信頼度合を適切に評価できる。

上記第５発明又は第６発明では、前記環境情報保存手段は、前記密集度合いに関する前記閾値を、前記密集度合が高い領域又はその周辺における外界物の表面部の形状に応じて可変的に設定することが好ましい（第７発明）。

すなわち、移動ロボットの足部、ハンド部等の接触対象部位を外界物の表面部に接触させる場合、該接触と安定に行い得るか否かは、該外界物の表面部の形状（平坦面の広さ、滑らかさ、エッジの有無等に関連する形状）が大きな影響を及ぼす。このため、前記密集度合いに関する前記閾値（密集度合が高いか否かを判断するための閾値）は、上記の如く可変的に設定することが好ましい。

これにより、外界物の表面部の形状に適したパターンで局所領域の密集度合いを調整できる。例えば、移動ロボットの接触対象部位を、外界物の表面部に安定に接触させ得る可能性が高い領域では、局所領域の密集度合を低くし、あるいは、移動ロボットの接触対象部位の、外界物の表面部への接触が不安定なものとなる虞がある領域では、局所領域の密集度合を高める、というように当該密集度合を調整できる。

ひいては、移動ロボットの動作制御において、移動ロボットの足部、ハンド部等の接触対象部位を外界物の表面部に接触させるときに、その接触箇所の選定を適切に行うことが可能となる。

上記第３〜第７発明では、前記環境情報計測作成手段が作成する各局所領域における局所環境情報は、該局所領域にエッジが存在する場合に該エッジの位置及び方向を示す情報を含み得る。この場合、前記外界物の表面部の同一のエッジ上に並ぶ複数の局所領域が前記環境情報計測作成手段により設定された場合に、該エッジ上の複数の局所領域のうちの各局所領域におけるエッジの位置又は方向を示す情報を、該局所領域の周辺の１つ以上の局所領域のそれぞれにおける当該エッジの位置又は方向を示す情報に応じて修正することにより、該局所領域とその周辺の局所領域のそれぞれにおける当該エッジの位置又は方向を示す情報のばらつきを低減するエッジ情報修正手段をさらに備えることが好ましい（第８発明）。

これによれば、前記外界物の表面部の同一のエッジ上に並ぶ複数の局所領域のそれぞれにおいて、前記環境情報計測作成手段により作成されたエッジの位置又は方向を示す情報が、計測誤差等に起因してばらつきを生じていても、相互に近接する局所領域間で当該ならつきを低減するように、該エッジの位置又は方向を示す情報を修正できる。

また、上記第３〜第７発明において、前記環境情報計測作成手段が作成する各局所領域における局所環境情報は、該局所領域にエッジが存在する場合に該エッジの位置及び方向を示す情報を含む場合には、前記外界物の表面部の互いに方向が異なる２つのエッジ上に並ぶ複数の局所領域が前記環境情報計測作成手段により設定された場合に、該２つのエッジのうちの一方のエッジ上の１つの局所領域におけるエッジの延長線と、他方のエッジ上の１つの局所領域におけるエッジの延長線との交差位置を算出し、該交差位置を外界物の表面部の角部の存在位置として推定する角部位置推定手段をさらに備えることが好ましい（第９発明）。

これによれば、前記環境情報計測作成手段により設定された複数の局所領域のうちにエッジの角部の位置に対応する局所領域が無く、あるいは、該角部を示す局所環境情報が適切に作成できなかった場合でも、該角部の存在位置を示す環境情報を得ることができる。

従って、移動ロボットの動作制御において、例えば該移動ロボットの足部、ハンド部等の接触対象部位の接触箇所を、前記角部を避けるように選定することを適切に行うことが可能となる。

なお、上記第９発明は、前記第８発明と組み合わせることも可能である。

本発明の一実施形態における移動ロボットの構成を示す図。図１の移動ロボットの動作制御に関する構成を示すブロック図。図２に示す環境情報計測作成部の処理で設定される複数の局所領域を示す図。図４Ａ及び図４Ｂは、環境情報計測作成部が各局所領域に対して作成する局所環境情報を説明するための図。環境情報計測作成部の処理を示すフローチャート。図２に示す環境情報統合処理部の処理を示すフローチャート。図２に示す環境情報補足処理部の処理を示すフローチャート。図７のＳＴＥＰ２２の処理に関する説明図。図７のＳＴＥＰ２３の処理に関する説明図。図７のＳＴＥＰ２６の処理に関する説明図。図２に示す環境情報補足処理部の処理を示すフローチャート。図１１のＳＴＥＰ３５の処理に関する説明図。図１１のＳＴＥＰ３６に処理に関する説明図。図１１のＳＴＥＰ３６に処理に関する説明図。移動ロボットの着地動作制限モードにおいて、図２に示す環境情報生成部５１とロボット動作制御５２とより実行される処理を示すフローチャート。着地動作制限モードで移動ロボットの足部又はハンド部の動作形態を示す図。

本発明の一実施形態を図１〜図１６を参照して以下に説明する。図１を参照して、本実施形態の移動ロボットは、一例として、人型のロボットである。この移動ロボット１（以降、単にロボット１という）は、基体２と、基体２の下部から延設された左右一対の（２つの）脚リンク機構３Ｌ，３Ｒと、基体２の上部から延設された左右一対の（２つの）腕リンク機構４Ｌ，４Ｒと、頭部５とを備える。

なお、本実施形態の説明では、脚リンク機構３Ｌ，３Ｒ等に関する参照符号Ｌ、Ｒは、それぞれロボット１の基体２の正面に向かって左側、右側を示す参照符号である。ただし、左右を区別する必要がないときは、参照符号Ｌ、Ｒを省略する。

各脚リンク機構３は、大腿部、下腿部、足部にそれぞれ相当する３つのリンク１１，１２，１３を、基体２側から順番に、股関節機構部１４、膝関節機構部１５、足首関節機構部１６を介して連結して構成されている。以降、リンク１１，１２，１３をそれぞれ大腿部１１、下腿部１２、足部１３という。

各脚リンク機構３の関節機構部１４，１５，１６は、該脚リンク機構３の先端部のリンクである足部１３が、基体２に対して例えば６自由度の運動自由度で動くように構成されている。

例えば、股関節機構部１４は、ヨー軸、ピッチ軸及びロール軸の総計３軸の回転自由度を有するように３つの関節（図示省略）により構成される。膝関節機構部１５は、例えばピッチ軸（１軸）の回転自由度を有するように単一の関節（図示省略）により構成される。足首関節機構部１６は、例えばピッチ軸及びロール軸の総計２軸の回転自由度を有するように２つの関節（図示省略）により構成される。

なお、本実施形態の説明では、特にことわらない限り、「関節」は、１軸の回転自由度を有する回転型の関節を意味する。このような関節としては、１つの軸周りに相対回転し得る２つの部材を備える公知の構造のものを採用できる。

また、本実施形態の説明では、上記ヨー軸、ピッチ軸、ロール軸は、それぞれ図１に示すようにロボット１が直立姿勢で起立した状態（基体２、各脚リンク機構３及び各腕リンク機構４をほぼ上下方向に伸ばした状態）での該ロボット１の上下方向の軸（図１ではＺ軸）、左右方向の軸（図１ではＹ軸）、前後方向の軸（図１ではＸ軸）を意味する。

各腕リンク機構４は、上腕部、前腕部、ハンド部にそれぞれ相当する３つのリンク２１，２２，２３を、基体２側から順番に、肩関節機構部２４、肘関節機構部２５、手首関節機構部２６を介して連結して構成されている。以降、リンク２１，２２，２３をそれぞれ、上腕部２１、前腕部２２、ハンド部２３という。

各腕リンク機構４の関節機構部２４，２５，２６は、脚リンク機構３の場合と同様に、該腕リンク機構４の先端部のリンクであるハンド部２３が、基体２に対して例えば６自由度の運動自由度で動くように構成されている。

例えば、肩関節機構部２４は、ヨー軸、ピッチ軸及びロール軸の総計３軸の回転自由度を有するように３つの関節（図示省略）により構成される。肘関節機構部２５は、例えばピッチ軸又はロール軸（１軸）の回転自由度を有するように単一の関節（図示省略）により構成される。手首関節機構部２６は、例えばピッチ軸及びロール軸の総計２軸の回転自由度を有するように２つの関節（図示省略）により構成される。

なお、ハンド部２３は、該ハンド部２３による作業用の開閉機構、あるいは、複数の屈伸可能な指機構等を備えていてもよい。

頭部５は、基体２の上端部に首関節機構部３１を介して取り付けられている。首関節機構部３１は、例えば１軸、２軸、又は３軸の回転自由度を有するように、１つ又は２つ又は３つの関節により構成される。

以上が本実施形態のロボット１の機構的な構造の概要である。かかる構造のロボット１は、基本的には、左右の脚リンク機構３Ｌ，３Ｒの動作（各足部１３の空中移動及びそれに続く接地を繰り返す２脚歩容の動作）によって移動できる。

あるいは、腕リンク機構４Ｌ，４Ｒを脚リンク機構３Ｌ，３Ｒとは別の脚リンク機構として動作させてロボット１の移動を行うことも可能である。例えば、脚リンク機構３Ｌ，３Ｒ及び腕リンク機構４Ｌ，４Ｒの４つのリンク機構のそれぞれの先端部（足部１３、ハンド部２３）の空中移動及びそれに続く接地を繰り返す４脚歩容の動作によってロボット１の移動を行うことも可能である。

また、ロボット１の２脚歩容での移動時等において、腕リンク機構４Ｌ，４Ｒのそれぞれのハンド部２３を、適宜、壁もしくは設置物等に接触させるようにすることも可能である。

補足すると、各脚リンク機構３、あるいは、各腕リンク機構４は、例えば６自由度よりも大きい運動自由度を有するように構成されていてもよい。

また、基体２は、関節を介して連結された２つ以上のリンクにより構成されていてもよい。例えば、基体を、１つ又は複数の関節を介して連結した上部側のリンクと下部側のリンクとの２つのリンクで構成してもよい。

また、各脚リンク機構３及び各腕リンク機構４のそれぞれは、回転型の関節に限らず、直動型の関節を含んでいてもよい。

また、ロボット１は、頭部５及び首関節機構部３１を持たない構造のもの、あるいは腕リンク機構４Ｒ，４Ｌの一方又は両方を備えないものであってもよい。

また、ロボット１は、３つ以上の脚リンク機構を備えるものであってもよい。なお、脚リンク機構３Ｌ，３Ｒに加えて、腕リンク機構４Ｌ，４Ｒを脚リンク機構として動作させてロボット１の移動を行う場合には、ロボット１は、実質的に４つの脚リンク機構を有するロボットとみなすこともできる。

次に、ロボット１の動作制御に関する構成を説明する。

図２に示すように、ロボット１には、該ロボット１の動作制御のための各種処理を実行する制御装置４０と、各関節をそれぞれ駆動する関節アクチュエータ４１と、各種センサとが搭載されている。なお、制御装置４０は本発明の動作環境情報生成装置としての機能を含む。

関節アクチュエータ４１は、各関節毎に備えられている。各関節アクチュエータ４１は、例えば電動モータにより構成される。そして、各関節アクチュエータ４１は、対応する関節に図示しない減速機等を介して駆動力を伝達することで、該関節を駆動する。

センサとしては、ロボット１の１つのリンク、例えば基体２の姿勢（空間的な向き）を検出するための姿勢センサ４２と、ロボット１の各関節の変位量（回転角）を検出するための関節変位センサ４３と、各脚リンク機構３の足部１３が接触対象の外界物から受ける外力（並進力及びモーメント）を検出するための力センサ４４と、各腕リンク機構４のハンド部２３が接触対象の外界物から受ける外力（並進力及びモーメント）を検出するための力センサ４５と、外界物認識用センサとしてのレーザ式測距センサ４６及びカメラ４７とがロボット１に搭載されている。

姿勢センサ４２は、例えばストラップダウン方式で基体２の姿勢及びその時間的変化率（角速度）を検出し得るように該基体２に搭載されたセンサ（図１を参照）である。該姿勢センサ４２は、３軸の角速度を検出するジャイロセンサと３軸の並進加速度を検出する加速度センサとから構成される。

関節変位センサ４３は、各関節毎に備えられている。各関節変位センサ４３は、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ等の回転角センサにより構成される。

力センサ４４は、各脚リンク機構３毎に備えられている。各力センサ４４は、例えば図１に示す如く、各脚リンク機構３の足首関節機構部１６と足部１３との間に介装された６軸力センサにより構成される。また、力センサ４５は、各腕リンク機構４毎に備えられている。各力センサ４５は、例えば図１に示す如く、各腕リンク機構４の手首関節機構部２６とハンド部２３との間に介装された６軸力センサにより構成される。

レーザ式測距センサ４６及びカメラ４７は、ロボット１の周辺に存在する外界物の表面部の各部までの距離を計測可能なセンサとして機能する外界物認識用センサである。

具体的には、レーザ式測距センサ４６は、例えばレーザレンジファインダによる構成される。該レーザ式測距センサ４６（以下、単に測距センサ４６という）は、本実施形態の一例では、図１に示す如く、頭部５の左右の両側部のそれぞれに、ヨー軸周り方向に所定の角度範囲内で揺動可能に備えられた可動部５ａに搭載されている。そして、各可動部５ａの測距センサ４６は、該可動部５ａの任意の揺動位置において、所定範囲内の複数の方向にレーザ光を出力し、ロボット１の周辺に存在する外界物の表面部の複数の計測点（レーザ光の照射部）までの距離を計測することが可能となっている。

カメラ４７は、複眼のステレオカメラである。該カメラ４７は、本実施形態の一例では、図１に示す如く、左右の可動部５ａ，５ａの間で頭部５に搭載されている。そして、カメラ４７の撮像画像からステレオ測距の手法によって、該カメラ４７の撮像範囲内に存在する外界物の表面部の各部までの距離を計測することが可能となっている。

ここで、測距センサ４６及びカメラ４７による測距対象は、より詳しくは、ロボット１の接地対象物（床、地面等）、あるいは壁、設置物等、ロボット１の周辺の計測対象領域（ロボット１の進行方向前方側の領域等、ロボット１から見て所定範囲内の外界領域）に存在しており、ロボット１の動作時にロボット１と接触する可能性のある外界物の表面部である。

補足すると、測距センサ４６及びカメラ４７の一方又は両方は、ロボット１の頭部５以外の部位（基体２等）に搭載されていてもよい。また、測距センサ４６及びカメラ４７のうちのいずれか一方（例えばカメラ４７）を省略してもよい。また、測距センサ４６及びカメラ４７の一方又は両方の代わりに、あるいは、測距センサ４６及びカメラ４７に加えて、レーザ式測距センサ以外の測距センサがロボット１に搭載されていてもよい。

制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットにより構成され、上記の各センサ４２〜４７の検出信号が入力される。なお、制御装置４０は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。

この制御装置４０は、実装されるプログラムを実行することにより実現される機能、又は、ハードウェア構成により実現される機能として、ロボット１の動作環境に存在する接地対象物等の外界物の表面部の空間的な配置状態を示す環境情報を生成する環境情報生成部５１と、該環境情報を利用してロボット１の動作制御を行うロボット動作制御部５２とを備える。

そして、環境情報生成部５１は、あらかじめ定められた周期的な計測処理タイミング、あるいは、外部のサーバ等から適宜指示される計測処理タイミングで、測距センサ４６及びカメラ４７による計測データに基づく環境情報を作成する環境情報計測作成部６１と、各計測処理タイミングで環境情報計測作成部６１により作成された環境情報を累積的に統合して保存する処理を実行する環境情報統合処理部６２と、外界物の特定の領域での環境情報の修正又は付加等の補足的な処理を適宜行う環境情報補足処理部６３とを含む。

なお、環境情報生成部５１は、制御装置４０に、本発明の動作環境情報生成装置の一実施形態としての機能を付与するものである。

また、環境情報計測作成部６１及び環境情報統合処理部６２は、それぞれ本発明における環境情報計測作成手段、環境情報保存手段に相当する。

また、環境情報補足処理部６３は、本発明における接触面位置姿勢推定手段、環境情報修正手段、エッジ情報修正手段、角部位置推定手段としての機能を含む。

以降、制御装置４０の具体的な処理を説明する。まず、説明の便宜上、前記ロボット動作制御部５２の制御処理を説明しておく。

ロボット動作制御部５２は、本実施形態では、ロボット１の移動の要求が、図示しない外部のサーバもしくは操縦装置から与えられた場合、あるいは、該移動の要求があらかじめ設定されたスケジュール（移動計画）に従って発生した場合に、ロボット１の移動を行うための目標歩容を逐次生成する。目標歩容は、ロボット１の目標とする動作パターンである。該目標歩容は、例えば、各足部１３の目標運動軌道、基体２の目標運動軌道等から構成される。

ここで、各足部１３等のロボット１の任意の部位の目標運動軌道は、詳しくは、該部位の目標位置及び目標姿勢の時系列として構成される。なお、ロボット１の任意の部位の位置は、該部位の代表点の位置を意味し、ロボット１の任意の部位の姿勢は、該部位の空間的な姿勢を意味する。

また、足部１３等のロボット１の任意の部位の目標位置及び目標姿勢は、ロボット１の動作環境に対して任意に設計的に設定されるグローバル座標系（ワールド座標系）で見た位置及び姿勢として記述される。本実施形態の説明では、グローバル座標系のＸ軸及びＹ軸を、互いに直交する水平軸、Ｚ軸を鉛直軸とする。

ロボット動作制御部５２は、生成した目標歩容を実現するようにロボット１の各関節の目標変位量の軌道（時系列）を生成する。そして、ロボット動作制御部５２は、関節変位センサ４３により検出されるロボット１の各関節の実際の変位量を、目標変位量の軌道に追従させるように、各関節に対応する関節アクチュエータ４１を制御する。これにより、目標歩容に従って、ロボット１の動作が制御される。

このようにロボット動作制御部５２は、目標歩容を生成しつつ、ロボット１の動作制御を行う。この場合、ロボット１の目標歩容の生成手法としては、公知の手法と同様の手法を採用し得る。

例えば、ロボット１を２脚歩容の動作で移動させることが要求された場合には、ロボット動作制御部５２は、左右の脚リンク機構３Ｌ，３Ｒのそれぞれの足部１３，１３についての複数歩分の着地予定位置及び着地予定姿勢を、環境情報生成部５１で生成された環境情報に基づいて設定することと、該着地予定位置及び着地予定姿勢に応じて各足部１３の目標運動軌道を生成することと、ＺＭＰ（Zero Moment Point）の位置等に関する動力学的な制約条件を満たし、且つ、ロボット１の継続的な運動を行い得るように、ロボット１の動力学モデルを用いて基体２の目標運動軌道を生成することとを逐次実行する。

これにより、ロボット１を２脚歩容の動作で移動させるための目標歩容が逐次生成される。なお、この場合の目標歩容では、各腕リンク機構４及び頭部５のそれぞれの、基体２に対する相対的な目標運動軌道は、任意に設定し得る。

また、例えば、ロボット１を４脚歩容の動作で移動させることが要求された場合には、ロボット動作制御部５２は、左右の脚リンク機構３Ｌ，３Ｒのそれぞれの足部１３，１３と左右の腕リンク機構４Ｌ，４Ｒのそれぞれのハンド部２３，２３とについての複数歩分の着地予定位置及び着地予定姿勢を、環境情報生成部５１で生成された環境情報に基づいて設定することと、該着地予定位置及び着地予定姿勢に応じて各足部１３及び各ハンド部２３のそれぞれの目標運動軌道を生成することと、ＺＭＰの位置等に関する動力学的な制約条件を満たし、且つ、ロボット１の継続的な運動を行い得るように、ロボット１の動力学モデルを用いて基体２の目標運動軌道を生成することとを逐次実行する。

これにより、ロボット１を４脚歩容の動作で移動させるための目標歩容が逐次生成される。なお、この場合の目標歩容では、基体２に対する頭部５の相対的な目標運動軌道は、任意に設定し得る。

補足すると、上記のように目標歩容を生成することは、例えば、ロボット１の１歩の動作毎に、あるいは、所定の制御処理周期で逐次実行される。なお、ロボット１の１歩の動作は、いずれかの足部１３又はハンド部２３を、接地状態から空中に移動させ、該空中移動に続いて着地させるという一連の動作である。

また、ロボット１の動作用の目標歩容は、上記２脚歩容又は４脚歩容での動作用の目標歩容に限られない。例えば、各ハンド部２３を適宜、壁に接触させることを繰り返しながら、ロボット１の移動を行う目標歩容等を生成することも可能である。

次に、環境情報生成部５１の処理を説明する。環境情報生成部５１が生成する環境情報は、本実施形態では、ロボット１の動作環境に存在する接地対象物等の外界物の表面部に対して仮想的に配置した複数の小面積の局所領域ＡＲのそれぞれにおける外界物の表面部の空間的な配置状態を示す局所環境情報により構成される。各局所領域ＡＲは、本実施形態では、例えば図３及び図４Ａに示すように円形状の領域である。ただし、各局所領域ＡＲの形状は、円形状に限られない。例えば、各局所領域ＡＲの形状は、四角形、六角形等の多角形状であってもよい。

ここで、各局所領域ＡＲは、ロボット１の目標歩容の生成処理において、足部１３又はハンド部２３を、空中移動後に接触させようとする領域の１つの候補としての意味を持つ。すなわち、本実施形態では、前記ロボット動作制御部５２は、ロボット１の足部１３又はハンド部２３を空中移動後に外界物の表面部に接触させる目標歩容を生成する場合に、複数の局所領域ＡＲ（候補領域）のうちのいずれか１つの局所領域ＡＲを、足部１３又はハンド部２３の空中移動後の接触予定の領域として選定する。そして、ロボット動作制御部５２は、選定した１つの局所領域ＡＲ内で、足部１３又はハンド部２３の空中移動後の接触予定位置及び接触予定姿勢を設定する。

この場合、接触予定の局所領域ＡＲの選定と、選定した局所領域ＡＲでの足部１３又はハンド部２３の接触予定位置及び接触予定姿勢の設定とが、各局所領域ＡＲにおける局所環境情報に基づいて行われる。

なお、上記接触予定位置及び接触予定姿勢は、それぞれ、前記したロボット１の２脚歩容又は４脚歩容の動作用の目標歩容の生成処理における着地予定位置及び着地予定姿勢をより一般化して表現したものである。

上記複数の局所領域ＡＲの環境情報を生成するために、環境情報生成部５１は、各計測処理タイミングで、以下に説明する処理を実行する。

環境情報生成部５１は、各計測処理タイミングにおいて、まず、環境情報計測作成部６１の処理を実行する。各計測処理タイミングにおける環境情報計測作成部６１の処理は、図５のフローチャートに示す如く実行される。

環境情報計測作成部６１は、ＳＴＥＰ１において、測距センサ４６及びカメラ４７により、ロボット１の周辺の計測対象領域に存在する外界物の表面部の複数の計測点までの距離（測距センサ４６又はカメラ４７のあらかじめ定められた基準点からの距離）を計測する。

さらに、ＳＴＥＰ２において、環境情報計測作成部６１は、図３に例示する如く、上記計測対象領域の外界物の表面部に、新たに複数の局所領域ＡＲを分布させるように仮想的に設定する。なお、図３では、今回の（現在の）計測処理タイミングにおいて新たに配置される局所領域ＡＲだけを例示的に図示しており、前回の計測処理タイミングまでに既に設定された複数の局所領域ＡＲの図示を省略している。

各計測処理タイミングにおいて環境情報計測作成部６１が外界物の表面部に仮想的に設定する各局所領域ＡＲのサイズ（面積又は直径）は、例えば、該局所領域ＡＲで外界物に接触させようとするロボット１の接触対象部位（足部１３又はハンド部２３）の接触面の全体（もしくはほぼ全体）が、該局所領域ＡＲの内側に収まり得るようにあらかじめ定められたサイズ（例えば、該局所領域ＡＲの直径が、該局所領域ＡＲでのロボット１の接触面の最大長よりも若干大きい直径となるようなサイズ）に設定される。

また、局所領域ＡＲは、外界物の表面部を正面方向から見た場合に、隣り合う局所領域ＡＲ同士が重なり部分を有するように配置される。

なお、外界物の表面部に配置する複数の局所領域ＡＲの分布のパターンは、マトリクス状の配列等の規則的な分布パターン、あるいは、不規則的な分布パターンのいずれであってもよい。

また、外界物の表面部に仮想的に設定する局所領域を、例えば、足部１３の接触用の局所領域と、ハンド部２３の接触用の局所領域とに分類し、足部１３の接触用の局所領域と、ハンド部２３の接触用の局所領域とを各別のサイズに設定することも可能である。

次いで、ＳＴＥＰ３において、環境情報計測作成部６１は、新たに設定した各局所領域ＡＲ毎に、測距センサ４６及びカメラ４７による計測データ（該局所領域ＡＲでの計測データ）に基づいて、該局所領域ＡＲにおける外界物の表面部の配置状態を示す局所環境情報を作成する。なお、以降の説明では、測距センサ４６及びカメラ４７による計測データに基づいて環境情報計測作成部６１が作成する局所環境情報を、後述する環境情報補足処理部６３による修正等が施された局所環境情報と区別するために、局所計測環境情報ということがある。

各局所領域ＡＲに対応して環境情報計測作成部６１が作成する局所計測環境情報は、ロボット１の各足部１３又は各ハンド部２３の接触適正面（足部１３又はハンド部２３の接触を適正に行い得る面）が該局所領域ＡＲに存在するか否か、あるいは、該接触適正面の空間的な存在位置、該接触適正面の空間的な姿勢（向き）等を示す複数種類の情報データにより構成される。

以降、床面もしくは地面等、ロボット１の足部１３又はハンド部２３の接地対象物となる外界物の表面部に局所領域ＡＲを設定する場合を代表例として、環境情報計測作成部６１が作成する局所計測環境情報の具体的な一例を説明する。

本実施形態では、床面等の接地対象物の表面部（以降、接地対象面という）に対して配置される各局所領域ＡＲに対応して環境情報計測作成部６１が作成する局所計測環境情報は、該局所領域ＡＲに接触適正面（詳しくは、ロボット１の自重を支える反力（重力に抗する反力）を受けるようにロボット１の足部１３又はハンド部２３を接地させる上で適正とみなし得る面）が存在するか否かをそれぞれＯＮ、ＯＦＦで示す接地可否フラグの値を含む。

この場合、例えば、該局所領域ＡＲ内に、水平面に対する傾きが所定の範囲内に収まり、且つ、所定値以上の面積を有する平坦面が存在することが、該局所領域ＡＲでの測距センサ４６及びカメラ４７の両方又は一方による計測データ（測距データ）に基づいて認識される場合に、上記接地可否フラグがＯＮに設定される（接触適正面が存在すると判定される）。

また、該局所領域ＡＲ内に上記平坦面が存在することが認識できない場合には、接地可否フラグがＯＦＦに設定される（接触適正面が存在しないと判定される）。なお、上記平坦面は、平面状の平坦面はもちろん、曲率が十分に小さいほぼ平坦な面も含み得る。

また、局所領域ＡＲに接触適正面が存在する場合には、該局所領域ＡＲは、接触適正面を包含する平面上に位置する領域とされる。

ここで、局所領域ＡＲを、ロボット１の動作環境に存在する比較的広い平坦な接地対象面上に配置するような場合には、局所領域ＡＲの全体が接触適正面となる。

一方、例えば、図４Ｂに示すように段差部となっている接地対象面（例えば階段状の床面）に対して、局所領域ＡＲが段差部の接触適正面としての平坦な踏面から部分的にはみ出すような位置に配置されたような場合には、この局所領域ＡＲにおける接触適正面は、例えば図４Ａに点描を付して示した如き領域となる。この場合、局所領域ＡＲ内の接触適正面は、該局所領域ＡＲ内で、段差部の踏面のエッジに相当する境界線Ｌｅを有することとなる。

そこで、局所領域ＡＲに接触適正面が存在する場合には、該局所領域ＡＲに対して作成される局所計測環境情報は、上記接地可否フラグに加えて、例えば、該局所領域ＡＲの代表点としての中心点Ｃａの空間的な座標位置（Ｘc，Ｙc，Ｚc）と、接触適正面の空間的な姿勢（＝局所領域ＡＲの空間的な姿勢）を表す傾斜角（thx，thy）と、局所領域ＡＲの半径ｒ（又は直径）と、局所領域ＡＲの中心点Ｃａから該局所領域ＡＲ内での接触接地可能面の境界線（エッジ）Ｌｅまでの距離Ｄｅと、該境界線（エッジ）Ｌｅの傾き角θｅとをさらに含む。

この場合、局所領域ＡＲの接触適正面を包含する平面上の点となる中心点Ｃａの空間的な位置は、該局所領域ＡＲの配置位置に相当している。該中心点Ｃａの座標位置（Ｘc，Ｙc，Ｚc）は、前記グローバル座標系で見た座標位置である。

また、局所領域ＡＲの接触適正面の空間的な姿勢（＝局所領域ＡＲの空間的な姿勢）を表す傾斜角（thx，thy）は、例えば、前記グローバル座標系で見た該接触適正面のＸ軸周り方向の傾斜角thxとＹ軸周り方向の傾斜角thyとから構成される。

また、接触適正面の境界線Ｌｅの傾き角θeは、例えば前記グローバル座標系のＺ軸周りの傾き角として表される。図４Ａに示す例では、該傾き角θeは、局所領域ＡＲの中心点Ｃａから境界線Ｌｅへの垂線が、グローバル座標系のＸ軸方向に対してなす角度として表される。

接触適正面を有する各局所領域ＡＲの計測環境情報の構成要素となる上記座標位置（Ｘc，Ｙc，Ｚc）、傾斜角（thx，thy）、距離Ｄｅ、及び傾き角θｅは、該局所領域ＡＲでの測距センサ４６及びカメラ４７の両方又は一方による計測データ（測距データ）に基づいて決定される。

なお、局所領域ＡＲの全体が接触適正面であるような場合には、例えばエッジＬｅが存在しないことを示すフラグの値が、前記距離Ｄｅ及び傾き角θｅの代わりに、該局所領域ＡＲに対応する局所計測環境情報の構成要素として設定される。あるいは、当該フラグの値を設定する代わりに、前記距離Ｄｅ又は傾き角θｅの値を、エッジＬｅが存在する場合と区別し得る所定値に設定してもよい。

また、局所領域ＡＲに接触適正面が存在しない場合には、該局所領域ＡＲに対応する局所計測環境情報の構成要素として、前記接地可否フラグに加えて、例えば、該局所領域ＡＲの中心点Ｃaの位置を表すデータ、該局所領域ＡＲ内で最も高い位置に存在する面もしくはエッジの位置及び姿勢等を表すデータが設定される。

以上の如く、環境情報計測作成部６１は、ＳＴＥＰ３において、測距センサ４６及びカメラ４７の計測データに基づいて、複数の局所領域ＡＲのそれぞれにおける局所計測環境情報を作成する。

補足すると、各局所領域ＡＲの局所環境情報は、上記の形態に限られるものではなく、他の形態を採用してもよい。また、接地可否フラグの値は、接触適正面の面積以外の要因を考慮して設定してもよい。例えば、局所領域ＡＲ内に段差部のエッジＬｅを含む場合、あるいは、局所領域ＡＲから所定の距離内に段差部のエッジＬｅが存在する場合に、該局所領域ＡＲの接地可否フラグをＯＦＦに設定してもよい。

次にＳＴＥＰ４において、環境情報計測作成部６１は、新たに作成した各局所領域ＡＲの局所計測環境情報の信頼度合いを示すステータス情報を作成する。該ステータス情報（以降、信頼度ステータス情報という）は、本実施形態では、例えば、各局所領域ＡＲの局所計測環境情報の信頼度合いの高低を示す２値情報である。

この場合、測距センサ４６又はカメラ４７による計測時における局所領域ＡＲまでの距離（詳しくは、測距センサ４６又はカメラ４７の基準点から局所領域ＡＲの中心点Ｃａまでの距離）が所定の閾値以下であるか、又は該局所領域ＡＲでの有効な計測点の個数（該局所領域ＡＲで有効な測距データが得られた計測点の個数）が所定の閾値以上である場合に、該局所領域ＡＲの局所計測環境情報についての信頼度ステータス情報が、当該信頼度が相対的に高いことを示す値（以降、高信頼度という）に設定される。

また、ロボット１から局所領域ＡＲまでの距離が所定の閾値よりも大きく、且つ、該局所領域ＡＲでの有効な計測点の個数が所定の閾値よりも少ない場合には、該局所領域ＡＲの局所計測環境情報についての信頼度ステータス情報が、当該信頼度が相対的に低いことを示す値（以降、低信頼度という）に設定される。

ここで、本実施形態では、高信頼度の信頼度ステータス情報が設定された局所領域ＡＲ（ただし、接地可否フラグがＯＦＦに設定されたものを除く）は、前記ロボット動作制御部５２が、ロボット１の移動を行うための目標歩容を生成する場合に、ロボット１の任意の歩数目の動作における足部１３又はハンド部２３の着地予定の領域として選定し得る領域である。

また、低信頼度の信頼度ステータス情報が設定された局所領域ＡＲ（ただし、接地可否フラグがＯＦＦに設定されたものを除く）は、前記ロボット動作制御部５２が、ロボット１の移動を行うための目標歩容を生成する場合に、１歩目の動作における足部１３又はハンド部２３の着地予定の領域として選定することが禁止される一方、２歩目以降の歩数目の動作における足部１３又はハンド部２３の着地予定の領域として選定し得る領域である。

このように、低信頼度の信頼度ステータス情報が設定された局所領域ＡＲは、１歩目における足部１３又はハンド部２３の着地予定の領域としての選定候補から除外される。これにより、ロボット１の現在の動作状態において空中移動後に着地させようとする足部１３又はハンド部２３の着地予定の領域が、局所計測環境情報の信頼度合いが低い局所領域ＡＲ内に選定されてしまうのが防止される。

以上が、各計測処理タイミングにおける環境情報計測作成部６１の処理である。

補足すると、上記信頼度ステータス情報は、局所領域ＡＲまでの距離及び該局所領域ＡＲにおける有効な計測点の個数の両方又は一方の代わりに、あるいは、当該距離及び個数に加えて、他の要因に応じて設定してもよい。例えば、各局所領域ＡＲにおける計測値の分散が所定の閾値以上あることを必要条件として、信頼度ステータス情報を低信頼度に設定し、該分散が所定の閾値よりも小さい場合には、信頼度ステータス情報を高信頼度に設定するようにしてもよい。

次に、環境情報生成部５１は、環境情報統合処理部６２の処理を実行する。該環境情報統合処理部６２は、各計測処理タイミングにおいて、環境情報計測作成部６１が外界物の表面部に新たに設定した複数の局所領域ＡＲ（以降、今回設定の局所領域ＡＲということがある）と、環境情報計測作成部６１が過去の計測処理タイミング（前回以前の計測処理タイミング）で設定した複数の局所領域ＡＲ（以降、過去設定の局所領域ＡＲということがある）とを合わせた多数の局所領域ＡＲのそれぞれにおける局所環境情報から成るデータ群である環境情報統合データを作成する。

この環境情報統合データは、基本的には、現在の計測処理タイミングまでに、環境情報計測作成部６１が設定した複数の局所領域ＡＲについての局所環状情報を、累積的にひとまとめに統合することで作成し得る。ただし、現在の計測処理タイミングまでに作成した局所環状情報を単純に累積的に統合すると、局所領域が必要以上に過剰に密集する領域が生じたり、あるいは、環境情報統合データのデータ量が過大になる等の不都合を生じる。

このため、本実施形態における環境情報統合処理部６２の処理では、過去設定の局所領域ＡＲのうち、所定の削除対象条件に該当する一部の局所領域ＡＲに対応する局所環境情報は削除される。

かかる環境情報統合処理部６２の処理は、具体的には、図６のフローチャートに示す如く実行される。

ＳＴＥＰ１１において、環境情報統合処理部６２は、前回の計測処理タイミングで作成した環境情報統合データである過去作成環境情報統合データと、今回設定の複数の局所領域ＡＲのそれぞれに対応して作成した局所計測環境情報である今回作成局所計測環境情報とを取得する。以降、過去作成環境情報統合データと今回作成局所計測環境情報とを合わせたものを環境情報仮統合データという。

補足すると、上記過去環境情報統合データには、後述する環境情報補足処理部６３で修正等が施された局所環境情報も含まれる。

次いで、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１２からＳＴＥＰ１７までのループ処理により、環境情報仮統合データの各局所領域ＡＲ毎に、局所環境情報が削除対象条件に該当するか否かを判定する削除判定処理を実行し、削除対象条件に該当する局所領域ＡＲ及び局所環境情報を削除する。

この場合、新たに作成しようとする環境情報統合データに含まれる局所領域ＡＲの密集度合が必要以上に高くならず、且つ、該環境情報統合データに含まれる局所領域ＡＲの信頼性を極力高いものに維持し得るように、削除対象の局所領域ＡＲ及び局所環境情報が決定される。

具体的には、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１２において、環境情報仮統合データから、削除対象条件に該当するか否かを判定するための１つの局所領域ＡＲ(i)を選択する。この場合、環境情報仮統合データの各局所領域ＡＲが順番に選択される。以降、ＳＴＥＰ１２で選択された１つの局所領域ＡＲを選択局所領域ＡＲ(i)という。

次いで、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１３において、現在の選択局所領域ＡＲ(i)から最も近い他の局所領域ＡＲまでの距離の適正下限値ｄmin（以降、隣接領域間適正下限距離ｄminという）を設定する。この場合、当該隣接領域間適正下限距離ｄminは、本実施形態では、例えば、選択局所領域ＡＲ(i)又はその周辺領域における接地対象面（外界物の表面部）の形状に応じて可変的に設定される。

より具体的には、隣接領域間適正下限距離ｄminは、本実施形態では、選択局所領域ＡＲ(i)と、接地対象面の段差部のエッジとの位置関係に応じて可変的に設定される。

すなわち、選択局所領域ＡＲ(i)が、エッジ上の領域である場合（選択局所領域Ａ(i)内にエッジが存在する場合）と、選択局所領域ＡＲ(i)がエッジ上の位置ではないものの、エッジに比較的近い場合（具体的には、選択局所領域ＡＲ(i)の中心点Ｃａから最も近いエッジまでの距離が所定の閾値以下である場合）と、選択局所領域ＡＲ(i)がエッジ上の位置ではなく、且つ、エッジから離れている場合（具体的には、選択局所領域ＡＲ(i)の中心点Ｃａから最も近いエッジまでの距離が上記所定の閾値を超えている場合）とで、各別の所定値が、隣接領域間適正下限距離ｄminとして設定される。

この場合、選択局所領域ＡＲ(i)が、エッジ上の領域である場合、エッジに比較的近い場合、及びエッジから離れている場合のそれぞれの場合に隣接領域間適正下限距離ｄminとして設定される所定値をそれぞれ、ｄmin1、ｄmin2、ｄmin3と表記すると、ｄmin1＜ｄmin2＜ｄmin3となるようにそれぞれの所定値があらかじめ定められている。このように、隣接領域間適正下限距離ｄminは、選択局所領域ＡＲ(i)がエッジに近いほど、小さな距離値に設定される。

なお、本実施形態では、隣接領域間適正下限距離は上記の如く３種類の値に設定される。ただし、選択局所領域ＡＲ(i)と、段差部のエッジとの位置関係に応じて、より多くの種類の値に、隣接領域間適正下限距離を設定することも可能である。

次いで、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１４において、環境情報仮統合データのうち（既に削除済のものを除く）、選択局所領域ＡＲ(i)からの距離が上記隣接領域間適正下限距離ｄminより短いものとなる他の局所領域ＡＲ（以降、これを近接局所領域ＡＲ(j)という）が選択局所領域ＡＲ(i)の周囲の領域に存在するか否かを判断する。

この場合、選択局所領域ＡＲ(i)とその周囲の他の局所領域ＡＲとの距離は、それぞれの中心点Ｃａ間の距離として算出される。なお、選択局所領域ＡＲ(i)とその周囲の他の局所領域ＡＲとの距離は、該選択局所領域ＡＲ(i)の近辺領域での局所領域ＡＲの密集度合の指標値となるものである。

ＳＴＥＰ１４の判断結果が否定的である場合（近接局所領域ＡＲ(j)が存在しない場合）には、環境情報統合処理部６２は、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象条件に該当するものではないと判断して、後述するＳＴＥＰ１７の判断処理を実行する。

また、ＳＴＥＰ１４の判断結果が肯定的である場合（近接局所領域ＡＲ(j)が存在する場合）には、環境情報統合処理部６２は、次に、ＳＴＥＰ１５において、選択局所領域ＡＲ(i)を削除対象とするか否か（削除対象条件に該当するものであるか否か）を判断する。

このＳＴＥＰ１５の判断は、本実施形態では、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの設定時刻（作成時刻）の前後関係を示す時刻情報と、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの信頼度ステータス情報とに基づいて行われる。これらの時刻情報及び信頼度ステータス情報は、各局所領域ＡＲの局所環境情報の信頼度合いを示す指標となるものである。

具体的には、環境情報統合処理部６２は、選択局所領域ＡＲ(i)が今回設定の局所領域である場合には、前記信頼度ステータス情報によらずに、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象条件に該当しないものであるとする（ＳＴＥＰ１５の判断結果をＮＯとする）。

また、環境情報統合処理部６２は、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)の両方が過去設定の局所領域であり、且つ、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの設定時刻が互いに異なる場合には、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの設定時刻の前後関係及び信頼度ステータス情報の組み合わせが、次の表１の（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）のいずれかに該当する場合、あるいは、表２の（２ａ）に該当する場合は、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象条件に該当するものであるとする（ＳＴＥＰ１５の判断結果をＹＥＳとする）。

一方、環境情報統合処理部６２は、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの設定時刻の前後関係及び信頼度ステータス情報の組み合わせが、次の表１の（１ｄ）に該当する場合、あるいは、表２の（２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）のいずれかに該当する場合には、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象条件に該当しないものであるとする（ＳＴＥＰ１５の判断結果をＮＯとする）。

このように本実施形態では、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)の両方が過去設定の局所領域であり、且つ、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの設定時刻が互いに異なる場合においては、信頼度ステータス情報により示される信頼度が選択局所領域ＡＲ(i)の方が近接局所領域ＡＲ(j)よりも低い場合と、信頼度ステータス情報により示される信頼度が選択局所領域ＡＲ(i)と近接局所領域ＡＲ(j)とで同じであり、且つ、選択局所領域ＡＲ(i)の設定時刻が近接局所領域ＡＲ(j)の設定時刻よりも古い時刻である場合とで、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象のものとされる。

なお、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)の両方が過去設定の局所領域であり、且つ、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれの設定時刻が互いに同一である場合においては、環境情報統合処理部６２は、例えば、測距センサ４６又はカメラ４７による計測時における局所領域ＡＲまでの距離と、該局所領域ＡＲでの有効な計測点の個数とに応じて算出される所定の評価関数の値に基づいて、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)の信頼性を評価し、その評価結果に基づいて、選択局所領域ＡＲ(i)を削除対象とするか否かを決定する。

また、環境情報統合処理部６２は、選択局所領域ＡＲ(i)が過去設定の局所領域であると共に、近接局所領域ＡＲ(j)が今回設定の局所領域である場合には、選択局所領域ＡＲ(i)及び近接局所領域ＡＲ(j)のそれぞれについての信頼度ステータス情報の組み合わせが、次の表３の（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）に該当する場合は、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象条件に該当するものであるとする（ＳＴＥＰ１５の判断結果をＹＥＳとする）。

一方、環境情報統合処理部６２は、信頼度ステータス情報の当該組み合わせが、次の表３の（３ｄ）に該当する場合は、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象条件に該当しないものであるとする（ＳＴＥＰ１５の判断結果をＮＯとする）。

このように、本実施形態では、選択局所領域ＡＲ(i)が過去設定の局所領域であると共に、近接局所領域ＡＲ(j)が今回設定の局所領域である場合においては、信頼度ステータス情報により示される信頼度が選択局所領域ＡＲ(i)と近接局所領域ＡＲ(j)とで同じである場合と、当該信頼度が選択局所領域ＡＲ(i)の方が近接局所領域ＡＲ(j)よりも低い場合とで、選択局所領域ＡＲ(i)が削除対象のものとされる。

なお、信頼度ステータス情報により示される信頼度が選択局所領域ＡＲ(i)と近接局所領域ＡＲ(j)とで同じである場合、外界物の表面部の配置状態の経時変化を考慮すると、近接局所領域ＡＲ(j)よりも設定時刻が古い選択局所領域ＡＲ(i)の局所環境情報は、近接局所領域ＡＲ(j)の局所環境情報よりも信頼性が低いと考えられる。このため、表１の（１ｂ），（１ｃ）の場合、あるいは、表３の（３ｂ），（３ｃ）の場合に、近接局所領域ＡＲ(j)よりも設定時刻が古い選択局所領域ＡＲ(i)を削除対象のものとしている。

ＳＴＥＰ１５の判断結果が否定的である場合には、環境情報統合処理部６２は、次にＳＴＥＰ１７の判断処理を実行する。また、ＳＴＥＰ１５の判断結果が肯定的である場合には、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１６において、選択局所領域ＡＲ(i)をこれに対応する局所環境情報と共に環境情報仮統合データから削除した後、ＳＴＥＰ１７の判断処理を実行する。

ＳＴＥＰ１７では、環境情報統合処理部６２は、環境情報仮統合データの全ての局所領域について、削除判定処理を実行したか否かを判断する。そして、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１７の判断結果が否定的である場合には、ＳＴＥＰ１２からの処理を繰り返す。

また、ＳＴＥＰ１７の判断結果が肯定的である場合には、環境情報統合処理部６２は、ＳＴＥＰ１８において、環境情報仮統合データから削除対象の局所領域及びこれに対応する局所環境情報を削除してなるデータを、環境情報統合データとして図示しない記憶媒体に保存する。これにより環境情報統合処理部６２の処理が終了する。なお、環境情報統合データをロボット１から外部のサーバ等に転送して保存するようにしてもよい。

以上が、各計測処理タイミングにおける環境情報統合処理部６２の処理である。かかる処理により、局所領域ＡＲの密集度合が過剰に高くならないようにしつつ、ロボット１の動作環境の広い領域における多数の局所領域のそれぞれに対応する局所環境情報を環境情報統合データして保存することができる。

また、隣接領域間適正下限距離ｄminを上記の如く可変的に設定するので、エッジ上、あるいは、その近辺では、局所領域ＡＲの密集度合が高めになる。このため、ロボット動作制御部５２による目標歩容の生成処理において、エッジ上又はその近辺で、足部１３又はハンド部２３の着地予定の領域を選定する場合に、最適な局所領域ＡＲの選定を行い易くなる。

補足すると、本実施形態における環境情報統合処理部６２の上記の処理では、今回設定の局所領域ＡＲは削除対象とされないので、演算負荷の軽減のために、過去設定の局所領域ＡＲだけに対して上記削除判定処理を実行するようにしてもよい。

また、本実施形態では、隣接領域間適正下限距離ｄminを選択局所領域ＡＲ(i)とエッジとの位置関係に応じて可変的に設定したが、隣接領域間適正下限距離ｄminを一定値に設定することも可能である。

あるいは、隣接領域間適正下限距離ｄminを、エッジ以外に関する接地対象面の形状（例えば曲率等）を考慮して設定することも可能である。

次に、環境情報生成部５１は、環境情報補足処理部６３の処理を実行する。

環境情報補足処理部６３は、各計測処理タイミングにおいて、環境情報統合処理部６２が上記の如く作成した環境情報統合データに対して、特定領域における局所環境情報の追加、修正等の補足処理を実行すると共に、ロボット１の目標歩容の生成処理に使用する局所環境情報のソート等を実行する。かかる環境情報補足処理部６３の処理は、図７のフローチャートに示す如く実行される。

環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ２１において、環境情報統合データからエッジ上の局所領域ＡＲを抽出する。

次いで、環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ２２において、同一のエッジとみなし得るエッジ上において隣り合う２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの間の距離に応じて適宜、当該２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの間に局所領域ＡＲpを補間的に追加するエッジ上局所領域補間処理を実行する。

このエッジ上局所領域補間処理では、環境情報補足処理部６３は、同一のエッジ（ほぼ一定の方向に連続的に延在するエッジ）上で隣り合う２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの間の距離ｄ（当該２つの局所領域ＡＲ，ＡＲのそれぞれの中心点Ｃａ間の距離）を算出する。

そして、環境情報補足処理部６３は、同一のエッジ上で隣り合う２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの間の距離ｄの算出値が所定の下限距離ｄthよりも大きい場合に、当該２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの間の位置（中央位置）に局所領域ＡＲpを補間的に追加する。

例えば、図８に示す例では、同一のエッジＬｅ上で隣り合う２つの局所領域ＡＲ(k1)，ＡＲ(k2)の間の距離ｄが所定の下限距離ｄthよりも大きいものとなっている。この場合に、当該２つの局所領域ＡＲ(k1)，ＡＲ(k2)の間の中央位置に局所領域ＡＲpが補間的に追加される。

なお、上記下限距離ｄthは、例えば前記環境情報統合処理部６２の処理において選択局所領域ＡＲ(i)がエッジ上の領域である場合に設定される前記隣接領域間適正下限距離ｄmin（＝ｄmin1）と同じ値、あるいは、それよりも若干大きい値に設定される。

以降、このようにエッジ上で補間的に追加される局所領域ＡＲpをエッジ上補間局所領域ＡＲpという。

環境情報補足処理部６３は、さらにこのように追加したエッジ上補間局所領域ＡＲpに対応する局所環境情報を設定する。

このエッジ上補間局所領域ＡＲpの局所環境情報は、両側の２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの局所環境情報に応じて設定される。例えば、エッジ上補間局所領域ＡＲpの両側の２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの接地可否フラグの両方がＯＮである場合には、エッジ上補間局所領域ＡＲpの接地可否フラグがＯＮに設定される。

さらに、エッジ上補間局所領域ＡＲpの中心点Ｃａの座標値（Ｘc，Ｙc，Ｚc）、傾斜角（thx，thy）、並びに、エッジに関する距離Ｄｅ及び傾き角θｅの各パラメータの値は、それぞれ、両側の局所領域ＡＲ，ＡＲにおけるそれぞれのパラメータ値の平均値に設定される。

また、エッジ上補間局所領域ＡＲpの両側の２つの局所領域ＡＲ，ＡＲの一方又は両方の接地可否フラグの両方がＯＦＦである場合には、エッジ上補間局所領域ＡＲpの接地可否フラグがＯＦＦに設定される。

また、エッジ上補間局所領域ＡＲpに対しては、該局所領域ＡＲpがエッジ上補間局所領域である旨を示すフラグの値が設定される。

ＳＴＥＰ２２におけるエッジ上局所領域補間処理は、以上の如く実行される。

補足すると、環境情報補足処理部６３が各計測処理タイミングにおいて適宜設定するエッジ上補間局所領域ＡＲp及びこれに対応する局所環境情報は、次回の計測処理タイミングにおける環境情報統合処理部６２の処理では、過去作成環境情報統合データの要素としては使用されない。

次に、ＳＴＥＰ２３において、環境情報補足処理部６３は、外界物の表面部（接地対象面）の角部の推定位置に局所領域ＡＲc及びこれに対応する局所環境情報を追加設定する角部局所領域設定処理を実行する。なお、この角部局所領域設定処理により、本発明における角部位置推定手段が実現される。

この角部局所領域設定処理では、環境情報補足処理部６３は、エッジ上の局所領域を互いに延在方向が異なるエッジ毎に分類する。例えば図９に例示する如く、外界物の表面部（接地対象面）が、ほぼ単一の平面上の領域とみなし得る領域上に相互に延在方向が所定量以上異なる複数（図示例では３つ）のエッジＬe1，Ｌe2，Ｌe3を有し、且つ、それぞれのエッジＬe1，Ｌe2，Ｌe3上に、複数の局所領域ＡＲが設定されている場合に、これらのエッジＬe1，Ｌe2，Ｌe3上の複数の居所領域ＡＲは、エッジＬe1，Ｌe2，Ｌe3のそれぞれに対応するグループＡＲＧ１，ＡＲＧ２，ＡＲＧ３に分類される。

この場合、当該分類は、各グループにおける局所領域の局所環境情報により規定されるエッジの延在方向が、該グループ内でほぼ同一となるように、各局所領域ＡＲにおける接触適正面の傾斜角（thx，thy）及びエッジの傾き角θｅ等に基づいて行われる。すなわち、接触適正面の傾斜角（thx，thy）及びエッジの傾き角θｅが相互に一致もしくは近似する局所領域ＡＲ同士が、同一のエッジ上のものとして分類される。

さらに、環境情報補足処理部６３は、各エッジに対応するグループの局所領域のうちの端部の局所領域におけるエッジを延長して、互いに異なるエッジに対応する当該延長線の交差位置を角部の近似的な存在位置として推定する。そして、環境情報補足処理部６３は、当該推定位置に、角部の存在領域としての局所領域ＡＲc（以降、角部局所領域ＡＲcという）を設定する。

例えば、図９に示す例では、外界物の表面部（接地対象面）のエッジＬe1，Ｌe2の組、並びに、エッジＬe1，Ｌe3の組によりそれぞれ角部が形成されている。この場合の例では、エッジＬe1に対応するグループＡＲＧ１の局所領域ＡＲのうち、エッジＬe2寄りの端部の局所領域ＡＲ(k1)の局所環境情報により規定されるエッジを延長してなる延長線Ｌ(k1)と、エッジＬe2に対応するグループＡＲＧ２の局所領域ＡＲのうち、エッジＬe1寄りの端部の局所領域ＡＲ(k2)の局所環境情報により規定されるエッジを延長してなる延長線Ｌ(k2)との交差位置に、エッジＬe1，Ｌe2の組により形成される角部の存在領域としての角部局所領域ＡＲc(1)が設定される。

また、エッジＬe1に対応するグループＡＲＧ１の局所領域ＡＲのうち、エッジＬe3寄りの端部の局所領域ＡＲ(k3)の局所環境情報により規定されるエッジを延長してなる延長線Ｌ(k3)と、エッジＬe3に対応するグループＡＲＧ３の局所領域ＡＲのうち、エッジＬe1寄りの端部の局所領域ＡＲ(k4)の局所環境情報により規定されるエッジを延長してなる延長線Ｌ(k4)との交差位置に、エッジＬe1，Ｌe3の組により形成される角部の存在領域としての角部局所領域ＡＲc(2)が設定される。

この場合、図９に示した例では、各角部局所領域ＡＲc（ＡＲc(1)，ＡＲc(2)）は、通常の局所領域ＡＲ（環境情報計測作成部６１が設定する局所領域ＡＲ）よりも小さな面積の局所領域として設定される。ただし、角部局所領域ＡＲcは、例えば通常の局所領域と同じ面積の局所領域であってもよい。

また、環境情報補足処理部６３は、各角部局所領域ＡＲcの局所環境情報として、接地可否フラグをＯＦＦに設定すると共に、該角部局所領域ＡＲcの位置を規定する上記交差位置の座標値を該角部局所領域ＡＲcの中心点Ｃａの座標位置（Ｘc，Ｙc，Ｚc）として設定する。

このように角部局所領域ＡＲcは、ロボット１の足部１３及びハンド部２３の着地を禁止する領域として設定される。

ＳＴＥＰ２３における角部局所領域設定処理は、以上の如く実行される。

このように、角部局所領域ＡＲcを設定することで、ロボット動作制御部５２による目標歩容の生成処理において、ロボット１の足部１３又はハンド部２３を、角部もしくはその近辺に着地させてしまうような目標歩容を生成することとなるのを確実に防止することが可能となる。

補足すると、環境情報補足処理部６３が各計測処理タイミングにおいて適宜設定する角部局所領域ＡＲc及びこれに対応する局所環境情報は、次回の計測処理タイミングにおける環境情報統合処理部６２の処理では、過去作成環境情報統合データの要素としては使用されない。

環境情報補足処理部６３は、次にＳＴＥＰ２４において、エッジ上補間局所領域ＡＲp及び角部局所領域ＡＲcを含めた環境情報統合データの局所領域ＡＲ及び局所環境情報の組のデータを、ロボット１の現在位置から局所領域ＡＲまでの距離に応じてソートする。この場合、局所領域ＡＲ及び局所環境情報の組のデータは、例えば、ロボット１に近いものから順番に並ぶようにソートされる。

次いで、ＳＴＥＰ２５において、環境情報補足処理部６３は、局所領域ＡＲ及び局所環境情報の組のデータのうちの、ロボット１により近い側の所定数の組のデータを、ロボット１の目標歩容の生成用の環境情報として登録する。ロボット動作制御部５２は、このように登録された環境情報を用いてロボット１の目標歩容を生成する。

次いで、ＳＴＥＰ２６において、環境情報補足処理部６３は、目標歩容の生成用の環境情報のうちのエッジ上の局所領域におけるエッジの位置についてのフィルタリング処理を実行する。これにより、各計測処理タイミングにおける環境情報補足処理部６３の処理が終了する。なお、ＳＴＥＰ２６のフィルタリング処理により、本発明におけるエッジ情報修正手段が実現される。

ＳＴＥＰ２６におけるフィルタリング処理は、ほぼ一定方向に延在する同一のエッジ上の複数の局所領域ＡＲのそれぞれの局所環境情報により示されるエッジの位置が、計測誤差等に起因して相互に近接する局所領域ＡＲ間でばらつきを生じるのを低減するための処理である。

このフィルタリング処理は、例えば次のように行われる。すなわち、同一のエッジ上に並ぶ複数の局所領域ＡＲのグループ（例えば図９に示したグループＡＲＧ１等）に属する各局所領域ＡＲ（エッジ上補間局所領域ＡＲpを含む）におけるエッジの位置に関する局所環境情報が、該局所領域ＡＲの周辺の他の複数の局所領域ＡＲのそれぞれにおけるエッジについての局所環境情報に応じて修正される。なお、本実施形態では、同一のエッジ上の複数の局所領域ＡＲのうちの両端部のそれぞれの局所領域ＡＲは、フィルタリング処理の対象から除外される。

該フィルタリング処理の一例を図１０を参照して説明する。この例では、図１０に示すように、同一のエッジ上の任意の１つの局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジの位置が、該局所領域ＡＲ(k1)の周辺の他の局所領域ＡＲとしての両隣りの２つの局所領域ＡＲ(k2)，ＡＲ(k3)のそれぞれにおけるエッジの位置及び方向に応じて修正される。

なお、図１０に示す例では、局所領域ＡＲ(k1)，ＡＲ(k2)，ＡＲ(k3)のそれぞれの当初の局所環境情報により規定されるエッジ（フィルタリング処理前のエッジ）は、それぞれ図中のＬｅ(k1)，Ｌｅ(k2)，Ｌｅ(k3)である。

当該一例のフィルタリング処理では、環境情報補足処理部６３は、局所領域ＡＲ(k1)の当初のエッジＬｅ(k1)と、該局所領域ＡＲ(k1)の中心点Ｃａ(k1)を通って該エッジＬｅ(k1)に直交するラインＬｃとの交点Ｐ(k1)（換言すれば、局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジＬｅ(k1)の中点）の位置を算出する。

さらに、環境情報補足処理部６３は、局所領域ＡＲ(k1)の周辺の（両隣りの）他の局所領域ＡＲ(k2)，ＡＲ(k3)のそれぞれのエッジＬｅ(k2)，Ｌｅ(k3)（フィルタリング処理前の当初のエッジ）又はその延長線と、上記ラインＬｃとの交点Ｐ(k2)，Ｐ(k3)の位置（局所領域ＡＲ(k1)の法線方向で見た交点Ｐ(k2)，Ｐ(k3)の位置）を算出する。

次いで、環境情報補足処理部６３は、上記交点Ｐ(k1)，Ｐ(k2)，Ｐ(k3)のうちの、上記ラインＬｃ上で両端に位置する２つの点（図１０に示す例では交点Ｐ(k2)，Ｐ(k3)）の中点Ｐｃの位置（局所領域ＡＲ(k1)と同一平面上での位置）を算出する。

そして、環境情報補足処理部６３は、この中点Ｐｃを通って、当初のエッジＬｅ(k1)に平行なエッジＬec(k1)（図１０における破線示のエッジ）を、局所領域ＡＲ(k1)の修正後（フィルタリング処理後）のエッジとし、該局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジに関する局所環境情報をエッジＬec(k1)に対応する局所環境情報に修正する。

この場合、本実施形態では、局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジに関する局所環境情報としての前記距離Ｄｅ及び傾き角θｅのうちの距離Ｄｅ（中心点Ｃａ(k1)からの距離）が修正後のエッジＬec(k1)とに対応する値に修正される。

従って、局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジの位置及び方向のうちの位置に関する局所環境情報だけが当初のものから修正される。

上記フィルタリング処理の例では、以上の如く、同一のエッジ上の各局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジの位置についての局所環境情報が、該局所領域ＡＲ(k1)の周辺の他の局所領域ＡＲとしての両隣りの２つの局所領域ＡＲ(k2)，ＡＲ(k3)のそれぞれにおける当初の（フィルタリング処理前の）エッジに関する局所環境情報に応じて修正される。

これにより、同一のエッジ上の各局所領域ＡＲ(k1)におけるエッジの位置が、相互に近接する複数の局所領域間でばらつくのを低減することができる。ひいては、ロボット動作制御部５２による目標歩容の生成処理において、エッジ上又はその近辺の局所領域ＡＲで足部１３又はハンド部２３の着地予定位置及び着地予定姿勢を設定する場合に、当該設定を適切に行うことができる。

なお、本実施形態における上記フィルタリング処理では、同一のエッジ上の複数の局所領域ＡＲのうちの両端部のそれぞれの局所領域ＡＲは、その片側に、同一のエッジ上の他の局所領域ＡＲが無いため、前記した如くフィルタリング処理の対象から除外される。従って、当該両端部のそれぞれの局所領域ＡＲのエッジに関する局所環境情報は、当初のエッジに対応する局所環境情報に保持される。

補足すると、図１０を参照して説明したフィルタリング処理は、一例の処理であり、他の形態のフィルタリング処理を採用することも可能である。例えば、同一のエッジ上の任意の１つの局所領域ＡＲにおけるエッジについての局所環境情報を修正するにあたって、両隣り２つの局所領域ＡＲだけでなく、修正対象の１つの局所領域ＡＲから所定距離内の複数の局所領域のそれぞれのエッジについての局所環境情報を用いることも可能である。

また、例えば、同一のエッジ上の任意の１つの局所領域ＡＲとその周辺の局所領域ＡＲとのそれぞれのエッジ位置を平均化するフィルタリング処理によって、当該１つの局所領域ＡＲのエッジの位置を修正してもよい。

また、各局所領域ＡＲのエッジの位置に加えて、あるいはエッジの位置の代わりに、該エッジの方向についてのフィルタリング処理を行うことも可能である。このようにＳＴＥＰ２６におけるフィルタリング処理は、種々様々な形態の処理を採用し得る。

次に、ロボット１の動作中において環境情報生成部５１の環境情報補足処理部６３が実行する割り込み処理と、これに関連するロボット動作制御部５２の処理とについてさらに説明する。

本実施形態では、環境情報補足処理部６３は、さらにロボット１の動作中に、図１１のフローチャートに示す如く割り込み処理（図１１のＳＴＥＰ３２以降の処理）を実行することで、局所環境情報を適宜修正する。そして、ロボット動作制御部５２は、当該修正を反映させてロボット１の動作制御を行う。

以下、これらの処理に関して説明する。なお、以降の説明では、ロボット１の移動動作において、空中移動を行う足部１３又はハンド部２３を移動側足部１３又は移動側ハンド部２３と称し、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の空中移動中に、外界物としての接地対象物の表面部（接地対象面）に接地させている足部１３又はハンド部２３を支持側足部１３又は支持側ハンド部２３と称する。

ＳＴＥＰ３１において、環境情報補足処理部６３は、ロボット動作制御部５２により目標歩容に応じたロボット１の動作制御が行われている最中に、目標歩容に従って着地しようとしている移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実際の着地が行われたか否かを検知する。この検知は、例えば前記力センサ４４又は４５の出力に基づいて行い得る。

そして、環境情報補足処理部６３は、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実際の着地が検知される毎（ＳＴＥＰ３１の判断結果が肯定的になる毎）に、ＳＴＥＰ３２からの割り込み処理を実行する。

ＳＴＥＰ３２では、環境情報補足処理部６３は、該移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地箇所での接地対象面を包含する平面（以降、実着地平面という）の位置及び姿勢を、当該着地時におけるロボット１の姿勢状態（詳しくは、ロボット１の各関節の変位量の瞬時値及び基体２の姿勢の瞬時値に応じて規定される瞬時的な姿勢状態）に基づいて推定する。

より具体的には、環境情報補足処理部６３は、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地時において、該移動側足部１３又は移動側ハンド部２３と、支持側足部１３又は支持側ハンド部２３との間の各関節の変位量の検出値（前記関節変位センサ４３の出力により示される検出値）と、基体２の空間的な姿勢の検出値（前記姿勢センサ４２の出力により示される検出値）を取得する。

そして、環境情報補足処理部６３は、上記各関節の変位量の検出値と基体２の姿勢の検出値を用いて、ロボット１の幾何学モデル（運動学モデル）の演算を実行することにより、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実着地平面の位置及び姿勢の推定値（詳しくは、支持側足部１３又は支持側ハンド部２３の接地面上の代表点から見た位置及び姿勢の推定値）を算出する。

この場合、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実着地平面の位置の推定値は、例えば、該実着地平面と、支持側足部１３又は支持側ハンド部２３の接地面上の代表点との間の距離等により表現され得る。また、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実着地平面の姿勢の推定値は、グローバル座標系で見た実着地平面の姿勢として表現され得る。

なお、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実着地平面の位置及び姿勢を推定する処理においては、支持側足部１３又は支持側ハンド部２３の弾性変形量と、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地時の弾性変形量とを推定し、これらの弾性変形量を考慮して、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実着地平面の位置及び姿勢を推定することが望ましい。これにより、実着地平面の位置及び姿勢の推定精度を高めることができる。

この場合、上記弾性変形量は、例えば、前記力センサ４４又は４５の出力により示される力の検出値から、適宜の弾性変形モデルを用いて推定することができる。

補足すると、ＳＴＥＰ３２の処理により、本発明における接触面位置姿勢推定手段が実現される。この場合、上記実着地平面の位置及び姿勢の推定値が、本発明における接触面位置姿勢推定値に相当する。

環境情報補足処理部６３は、さらにＳＴＥＰ３３において、現在の環境情報統合データのうちの、支持側足部１３又は支持側ハンド部２３の接地箇所に対応する局所領域ＡＲ（以降、支持側局所領域ＡＲｓという）の局所環境情報と、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地予定位置に対応する局所領域ＡＲ（以降、着地対象局所領域ＡＲａという）の局所環境情報とに基づいて、着地対象局所領域ＡＲａを包含する平面（以降、着地予定平面という）の、支持側局所領域ＡＲｓにおける支持側足部１３又は支持側ハンド部２３の接地面上の代表点から見た位置及び姿勢を算出する。

なお、上記着地予定平面の位置及び姿勢が本発明における接触前位置姿勢に相当するものである。

次いで、環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ３４において、実着地平面と着地予定平面との相違度合が所定の閾値以上であるか否かを判断する。この場合、より詳しくは、上記相違度合は、実着地平面及び着地予定平面のそれぞれの位置の偏差と、実着地平面及び着地予定平面のそれぞれの姿勢の偏差とから構成される。そして、ＳＴＥＰ３４の判断処理では、当該位置の偏差と、当該姿勢の偏差とがそれぞれに対応してあらかじめ設定された閾値と比較され、いずれか一方の偏差が閾値以上であるか否かが判断される。

ここで、着地対象領域ＡＲにおける接地対象面の状態が、測距センサ４６又はカメラ４７による計測時と同じ状態に維持されている場合には、実着地平面と着地予定平面とは一致もしくはほぼ一致する。

一方、接地対象面が不整地等である場合には、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地時等に、地形の崩れ等が生じる場合がある。そして、該地形の崩れ等に起因して、着地対象局所領域ＡＲａにおける実着地平面が環境情報統合データに基づく着地予定平面と相違したものとなる場合がある。このような場合に、ＳＴＥＰ３４の判断結果が肯定的になる。

ＳＴＥＰ３４の判断結果が否定的である場合には、環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ３１で移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地が再び検知されるまで、割込み待ち状態に復帰する。

一方、ＳＴＥＰ３４の判断結果が肯定的である場合には、環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ３５において、環境情報統合データのうちの、着地対象局所領域ＡＲａにおける局所環境情報を、該着地対象局所領域ＡＲａが実着地平面上の局所領域となるように修正する。

ここで、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地箇所における接地対象面上には、該移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が接地しているため、該接地対象面の状態を、ロボット１に搭載された前記測距センサ４６又はカメラ４７を用いて計測することは困難である。

このため、ＳＴＥＰ３５では、ＳＴＥＰ３２で算出した実着地平面の位置及び姿勢の推定値を用いて、着地対象局所領域ＡＲａにおける局所環境情報を修正する。

具体的には、図１２に例示するように、着地対象局所領域ＡＲａの姿勢（＝該着地対象局所領域ＡＲａの接触適正面の姿勢）が、ＳＴＥＰ３２で位置及び姿勢を推定した実着地平面の姿勢に一致し、且つ、着地対象局所領域ＡＲａの中心点Ｃａが、該実着地平面上の点となるように、着地対象局所領域ＡＲａの姿勢に関する局所環境情報（具体的には、前記傾斜角（thx，thy））と、着地対象局所領域ＡＲａの高さに関する局所環境情報（具体手的には、着地対象局所領域ＡＲａの中心点ＣａのＺ軸方向の座標位置Ｚｃ）とが修正される。

この場合、着地対象局所領域ＡＲａの水平方向の位置に関する局所環境情報（中心点ＣａのＸ軸方向の座標位置Ｘｃ及びＹ軸方向の座標位置Ｙｃ）と、着地対象局所領域ＡＲａにおけるエッジの位置及び方向に関する局所環境情報（前記距離Ｄｅ及び傾き角θｅ）と、接地可否フラグとは現状に維持される。

このように、ＳＴＥＰ３４の判断結果が肯定的となる状況では、ＳＴＥＰ３２で算出した実着地平面の位置及び姿勢の推定値に基づいて着地対象局所領域ＡＲａの局所環境情報が修正される。これにより、測距センサ４６又はカメラ４７により計測することが困難となる着地対象局所領域ＡＲａにおける局所環境情報を、該着地対象局所領域ＡＲａにおける接地対象面の実際の状態に整合させるように修正することができる。

補足すると、上記ＳＴＥＰ３５の処理により本発明における環境情報修正手段が実現される。

次いで、環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ３６において、着地対象局所領域ＡＲａの周囲の局所領域ＡＲ（以降、着地近辺局所領域ＡＲｂという）における局所環境情報に付加的な情報を追加する。着地近辺局所領域ＡＲｂは、より詳しくは、図１３に例示するように、グローバル座標系のＺ軸方向（図１３では紙面に垂直な方向）で見たときに、着地対象局所領域ＡＲａと重なる部分を有する全ての局所領域である。

このＳＴＥＰ３６の処理において、各着地近辺局所領域ＡＲｂの局所環境情報に追加される付加的な情報は、該着地近辺局所領域ＡＲｂを、元の（当該付加的な情報の追加前の）環境情報統合データにより規定される配置状態から、着地対象局所領域ＡＲａと同様に実着地平面上に移動させたと仮定した場合における当該移動後の着地近辺局所領域ＡＲｂに関する局所環境情報と、着地近辺局所領域ＡＲｂに対して移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を着地させる場合に、該移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の動作を着地動作制限モードで行うべきか否かをそれぞれＯＮ、ＯＦＦで示すを示すフラグ（着地動作制限モードフラグという）の値とを含む。該着地動作制限モードフラグの値はＯＮに設定される。

図１４は、上記元の環境情報統合データにより示される１つの着地近辺局所領域ＡＲｂである着地近辺第１局所領域ＡＲｂ１と、着地近辺局所領域ＡＲｂを着地近辺第１局所領域ＡＲｂ１から実着地平面上に移動させたと仮定した場合における当該移動後の着地近辺局所領域ＡＲｂである着地近辺第２局所領域ＡＲｂ２とを例示している。個々の着地近辺局所領域ＡＲｂに係る着地近辺第１局所領域ＡＲｂ１及び着地近辺第２局所領域ＡＲｂ２のそれぞれの局所環境情報は、該着地近辺局所領域ＡＲｂの姿勢に関する情報（傾斜角（thx，thy））及び中心点Ｃａの高さに関する情報（中心点ＣａのＺ軸方向の座標位置Ｚｃ）のうちの一方又は両方が相違するものである。

ここで、着地近辺局所領域ＡＲｂにおける接触適正面は、着地対象局所領域ＡＲａにおける実着地平面と同じ平面上に変位しているとは限らない。このため、ＳＴＥＰ３６では、着地近辺局所領域ＡＲｂの局所環境情報として、着地近辺第１局所領域ＡＲｂ１に対応する局所環境情報と着地近辺第２局所領域ＡＲｂ２に対応する局所環境情報との両方を含ませるようにしている。

また、着地動作制限モードは、より詳しくは、着地対象局所領域ＡＲａへの移動側足部１３又はハンド部２３の着地後に、該着地対象局所領域ＡＲａの周囲の任意の１つの着地近辺局所領域ＡＲｂに対して移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を着地させる場合に、該移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を、通常の場合（着地動作制限モードフラグがＯＮに設定されていない場合）よりも遅い移動速度にて、着地箇所を探るような形態で動かす動作モードである。

以上のＳＴＥＰ３２〜３６の割込み処理が、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実際の着地が検知される毎（ＳＴＥＰ３１の判断結果が肯定的になる毎）に、環境情報補足処理部６３により実行される。

上記のように、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実際の着地が検知されると、ロボット１の姿勢状態に基づいて、実着地平面の位置及び姿勢が推定される。そして、この実着地平面の位置及び姿勢と、環境情報統合データに基づく着地予定平面との相違度合が所定の閾値以上である場合に、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地を行った局所領域ＡＲが実着地平面上の領域になるように、該局所領域ＡＲの局所環境情報が修正される。

このため、前記測距センサ４６又はカメラ４７により、該局所領域ＡＲにおける計測を行うことを必要とせずに、該局所領域ＡＲの局所環境情報を、速やかに、該局所領域ＡＲにおける実際の接地対象面の状態に即して修正できる。このため、該局所領域ＡＲもしくはその近辺において、環境情報計測作成部６１による計測処理が、改めて実行させる前の状況であっても、該局所領域ＡＲに移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を再び着地させるようにロボット１を動作させることを適切に行うことができる。

補足すると、ＳＴＥＰ３２〜３６の割込み処理によって局所環境情報が修正された着地対象局所領域ＡＲａ及び着地近辺局所領域ＡＲｂのそれぞれの局所領域ＡＲ及びそれに対応する修正後の局所環境情報は、当該修正後の計測処理タイミングにおいて、該局所領域ＡＲ（ＡＲａ又はＡＲｂ）に近接した局所領域ＡＲ（ＡＲａ又はＡＲｂに対して図６のＳＴＥＰ１４の条件に適合する近接局所領域ＡＲ(j)）が環境情報計測作成部６１により新たに設定された場合には、削除対象のものとして環境情報統合データから削除される。

次に、前記着地動作制限モードでのロボット動作制御部５２及び環境情報生成部５１の処理を説明する。

ロボット１の実際の移動動作中に、ロボット動作制御部５２が、前記着地動作制限モードフラグがＯＮに設定された局所領域ＡＲ（前記着地近辺局所領域ＡＲｂ）を、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地予定の領域として生成した目標歩容によりロボット１の動作制御を行う場合に、着地動作制限モードでの動作制御が行われる。

この着地動作制限モードでは、図１５のフローチャートに示す処理がロボット動作制御部５２及び環境情報生成部５１の環境情報補足処理部６３により実行される。

ＳＴＥＰ４１〜４７の処理は、ロボット動作制御部５２による処理である。この場合、ＳＴＥＰ４１において、ロボット動作制御部５２は、前記着地動作制限モードフラグがＯＮに設定された局所領域ＡＲに着地させようとする移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を、図１６に示すように、該局所領域ＡＲの局所環境情報により規定される前記着地近辺第１局所領域ＡＲｂ１及び着地近辺第２局所領域ＡＲｂ２のうちの上側の局所領域ＡＲｂ１又はＡＲｂ２（図１６では、ＡＲｂ１）に向かって通常の移動速度で移動させる。該通常の移動速度は、着地動作制限モードフラグがＯＮに設定されていない局所領域ＡＲに移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を着地させる場合にロボット動作制御部５２が設定する移動速度と同じ速度である。

さらにロボット動作制御部５２は、このように移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の移動を行いながら、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実際の着地が行われたか否かの検知と、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が上側の局所領域ＡＲｂ１又はＡＲｂ２に到達したか否かの判断とを、それぞれＳＴＥＰ４２、ＳＴＥＰ４３で逐次実行する。

この場合、ＳＴＥＰ４２の検知は、図１１のＳＴＥＰ３１と同様に行われる。また、ＳＴＥＰ４３の判断処理は、上記上側の局所領域ＡＲｂ１又はＡＲｂ２における目標位置まで移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を移動させる動作制御が終了したか否かを判断することで行われる。

ＳＴＥＰ４３の判断結果が肯定的になるタイミング、あるいは、その前のタイミングで、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が、接地対象面に実際に着地すると、ＳＴＥＰ４２の判断結果が肯定的になる。この場合には、環境情報補足処理部６３によるＳＴＥＰ４９の処理（詳細は後述する）を経て、着地動作制限モードの処理が終了する。

一方、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が着地しないまま（ＳＴＥＰ４２の判断結果が否定的になる状態が継続したまま）、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が、上記上側の局所領域ＡＲｂ１又はＡＲｂ２における目標位置まで到達すると、ＳＴＥＰ４３の判断結果が肯定的になる。

このとき、ロボット動作制御部５２はさらに、ＳＴＥＰ４４において、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を、図１６に示すように、前記着地近辺第１局所領域ＡＲｂ１及び着地近辺第２局所領域ＡＲｂ２のうちの上記上側の局所領域ＡＲｂ１又はＡＲｂ２（図１６では、ＡＲｂ１）における位置（現在位置）から下側の局所領域ＡＲｂ２又はＡＲｂ１（図１６では、ＡＲｂ２）に向かって通常の移動速度よりも遅い移動速度でゆっくり移動させる。

さらにロボット動作制御部５２は、このように移動側足部１３又は移動側ハンド部２３をゆっくり移動させながら、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の実際の着地が行われたか否かの検知と、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が上記下側の局所領域ＡＲｂ２又はＡＲｂ１に到達したか否かの判断とを、それぞれＳＴＥＰ４５、ＳＴＥＰ４６で逐次実行する。

この場合、ＳＴＥＰ４５の検知は、図１１のＳＴＥＰ３１と同様に行われる。また、ＳＴＥＰ４６の判断処理は、上記下側の局所領域ＡＲｂ２又はＡＲｂ１における目標位置まで移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を移動させる動作制御が終了したか否かを判断することで行われる。

ＳＴＥＰ４６の判断結果が肯定的になるタイミング、あるいは、その前のタイミングで、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が、接地対象面に実際に着地すると、ＳＴＥＰ４５の判断結果が肯定的になる。この場合には、環境情報補足処理部６３によるＳＴＥＰ４９の処理を経て、着地動作制限モードの処理が終了する。

ＳＴＥＰ４９の処理では、環境情報補足処理部６３は、ＳＴＥＰ４１又は４４の動作制御によって、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を着地させた局所領域ＡＲ（着地対象局所領域ＡＲａ）の局所環境情報と、その周囲の局所領域ＡＲ（着地近辺局所領域ＡＲｂ）の局所環境情報とを、図１１のフローチャートに示した割込み処理と同様の処理を実行することで修正する。

この場合において、図１１のＳＴＥＰ３３で算出する着地予定平面の位置及び姿勢は、ＳＴＥＰ４１又は４４の動作制御によって、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を着地させた局所領域ＡＲに係る前記２つの局所領域ＡＲｂ１，ＡＲｂ２のうちの、局所領域ＡＲｂ１に対応する局所環境情報に基づいて算出される。

そして、ＳＴＥＰ３４の判断結果が否定的となる場合には、局所領域ＡＲｂ２に対応する局所情報は削除される。

ＳＴＥＰ４９の処理は、上記の処理以外については、図１１のフローチャートの処理と同じである。

図１５に戻って、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が着地しないまま（ＳＴＥＰ４５の判断結果が否定的になる状態が継続したまま）、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３が、上記下側の局所領域ＡＲｂ２又はＡＲｂ１における目標位置まで到達すると、ＳＴＥＰ４６の判断結果が肯定的になる。

この場合には、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の着地予定の領域とした局所領域ＡＲ（着地動作制限モードフラグがＯＮに設定されている局所領域ＡＲ）における接地対象面の状態が大きく崩れている可能性がある。

そこで、この場合には、ロボット動作制御部５２は、ＳＴＥＰ４７において、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３を、移動開始前の元の局所領域ＡＲに戻すように移動させ、当該元の局所領域ＡＲに着地させる。

次いで、環境情報生成部５１の環境情報補足処理部６３によりＳＴＥＰ４８の処理が実行される。このＳＴＥＰ４８では、環境情報補足処理部６３は、移動側足部１３又は移動側ハンド部２３の当初の着地予定の領域とした局所領域ＡＲ（着地動作制限モードフラグがＯＮに設定されている局所領域ＡＲ）と、これに対応する局所環境情報との組を、現在の環境情報統合データから削除する。

以上が、着地動作制限モードでのロボット動作制御部５２及び環境情報生成部５１の処理である。

このように着地動作制限モードでの処理を実行することで、ロボット１の足部１３又はハンド部２３を着地動作制限モードフラグがＯＮに設定されている局所領域ＡＲ、すなわち、接地対象面の状態が、当初の状態から崩れている可能性のある局所領域ＡＲに着地させる場合に、ロボット１の姿勢が崩れるのを防止できる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものでない。すなわち、前記実施形態では、床面もしくは地面等の接地対象面に足部１３又はハンド部２３を接触させる場合の移動動作を代表例として説明した。ただし、例えば、ロボット１の移動時に、壁面にロボット１のハンド部２３を適宜接触させるような場合には、接地対象面だけでなく、壁面にも複数の局所領域を設定し、該壁面に設定した局所領域からハンド部２３の接触対象の領域を選定するようにしてもよい。この場合であっても、当該壁面の局所領域の局所環境情報を、接地対象面の局所領域と同様に作成し、さらには修正することができる。

また、本発明の動作環境情報生成装置は、複数の局所領域の局所環境情報以外の形態の環境情報を生成するものであってもよい。

１…移動ロボット、１３…足部、２３…ハンド部、４０…制御装置（動作環境情報生成装置）、４６…レーザ式測距センサ（外界物認識用センサ）、４７…カメラ（外界物認識用センサ）、６１…環境情報計測作成部（環境情報計測作成手段）、６２…環境情報統合処理部（環境情報保存手段）、６３…環境情報補足処理部（接触面位置姿勢推定手段、環境情報修正手段、エッジ情報修正手段、角部位置推定手段）。

Claims

移動ロボットの動作制御用の情報として、該移動ロボットの動作環境に存在する外界物の表面部の空間的な配置状態を示す環境情報を生成する装置であって、
前記移動ロボットの周囲の計測対象領域に存在する外界物の表面部の空間的な配置状態に応じた計測データを、該移動ロボットに搭載された外界物認識用センサを用いて取得し、該計測データに基づいて前記環境情報を作成する環境情報計測作成手段と、
該環境情報計測作成手段により作成された環境情報に基づく前記移動ロボットの動作制御中に該移動ロボットが外界物に接触したとき、該移動ロボットの外界物への接触面の実際の位置及び姿勢の推定値である接触面位置姿勢推定値を、当該接触時における該移動ロボットの姿勢状態に基づいて求める接触面位置姿勢推定手段と、
前記外界物の表面部のうちの前記接触面に該当する部分の、前記移動ロボットとの接触前における位置及び姿勢であって、当該接触前に前記環境情報計測作成手段により作成された環境情報により示される位置及び姿勢である接触前位置姿勢と、前記接触面位置姿勢推定手段により求められた前記接触面位置姿勢推定値とを比較し、該接触前位置姿勢と接触面位置姿勢推定値との相違度合いが所定量以上である場合に、前記環境情報計測作成手段により前記環境情報が作成された外界物の表面部のうち、少なくとも前記接触面に該当する部分における環境情報を、前記接触面位置姿勢推定値に適合させるように修正する環境情報修正手段とを備えることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項１記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記移動ロボットは、前記外界物の表面部に接触させる部分としての足部又はハンド部を備えており、該移動ロボットの動作制御により前記足部又はハンド部が前記外界物の表面部に接触したときに、前記接触面位置姿勢推定手段及び環境情報修正手段のそれぞれの処理が実行されるように構成されていることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項１又は２記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記環境情報計測作成手段が作成する環境情報は、前記外界物の表面部に対して設定した複数の局所領域のそれぞれにおける該外界物の表面部の空間的な配置状態を示す局所環境情報により構成されることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項３記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記複数の局所領域のそれぞれにおける局所環境情報からなるデータ群を保存する環境情報保存手段をさらに備えており、該環境情報保存手段が保存するデータ群は、前記環境情報計測作成手段により互いに異なる時刻で作成された局所環境情報を含むことを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項４記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記環境情報保存手段は、前記データ群における前記局所領域の密集度合が所定の閾値よりも高い場合に、該密集度合が高い領域における複数の局所領域のそれぞれにおける局所環境情報の信頼度合を評価し、該複数の局所領域のうちで、信頼度合が他の局所領域よりも低いと判断した局所領域及び該局所領域に対応する局所環境情報を前記データ群から消去するように構成されていることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項５記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記環境情報保存手段は、前記密集度合が高い領域における各局所領域に対応する局所環境情報の作成時刻と、該局所領域において前記外界物認識用センサにより計測が行われた計測点の個数と、該局所領域において前記外界物認識用センサに得られた計測値の分散と、該局所領域において前記外界物認識用センサによる計測を行った時刻における該外界物認識用センサから局所領域までの距離とのうちの１つ以上のパラメータに基づいて該局所領域における局所環境情報の信頼度合を評価するように構成されていることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項５又は６記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記環境情報保存手段は、前記密集度合いに関する前記閾値を、前記密集度合が高い領域又はその周辺における外界物の表面部の形状に応じて可変的に設定するように構成されていることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項３〜７のいずれか１項に記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記環境情報計測作成手段が作成する各局所領域における局所環境情報は、該局所領域にエッジが存在する場合に該エッジの位置及び方向を示す情報を含んでおり、
前記外界物の表面部の同一のエッジ上に並ぶ複数の局所領域が前記環境情報計測作成手段により設定された場合に、該エッジ上の複数の局所領域のうちの各局所領域におけるエッジの位置又は方向を示す情報を、該局所領域の周辺の１つ以上の局所領域のそれぞれにおける当該エッジの位置又は方向を示す情報に応じて修正することにより、該局所領域とその周辺の局所領域のそれぞれにおける当該エッジの位置又は方向を示す情報のばらつきを低減するエッジ情報修正手段をさらに備えることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。
請求項３〜７のいずれか１項に記載の移動ロボットの動作環境情報生成装置において、
前記環境情報計測作成手段が作成する各局所領域における局所環境情報は、該局所領域にエッジが存在する場合に該エッジの位置及び方向を示す情報を含んでおり、
前記外界物の表面部の互いに方向が異なる２つのエッジ上に並ぶ複数の局所領域が前記環境情報計測作成手段により設定された場合に、該２つのエッジのうちの一方のエッジ上の１つの局所領域におけるエッジの延長線と、他方のエッジ上の１つの局所領域におけるエッジの延長線との交差位置を算出し、該交差位置を外界物の表面部の角部の存在位置として推定する角部位置推定手段をさらに備えることを特徴とする移動ロボットの動作環境情報生成装置。