目前智能机器人是世界各国研究的热点领域，而视觉导航又是其中的关键技术之一。本课题针对小型自主移动地面机器人的视觉导航需要，重点研究了阶梯环境下的视觉导航问题。 论文的主要工作是针对灰度阶梯图像，如何有效可靠地提取出阶梯的台阶边沿。为此，采用了以下的处理流程：阶梯图像预处理、阶梯边缘检测、台阶边沿提取。在图像预处理中，应用了形态学中的闭运算，对灰度图像进行平滑的同时去掉阶梯暗细节，使得在后续处理时得到台阶边缘线具有更好的连续性。在阶梯边缘检测过程中，本文运用了Canny算法，使得图像中的台阶边缘能够尽量保留，不至于丢失。在台阶边沿提取过程中，基于台阶边沿呈直线的特性，本文提出了基于直线模板的直线检测方法，剔除大量非直线边缘。在此基础上，基于阶梯道路的性质，设计了一个有效算法，能够提取出阶梯的台阶方向，并对台阶边沿进行了定位。 实验结果表明，本文算法适用于多种类型阶梯，对室内外阶梯道路都可以得到比较好的结果，而且受外界光照影响很小。另外对于阶梯道路的局部的磨损，水迹，阴影所带来的干扰，该算法也能很好地适应。总之，该算法具备较好的鲁棒性，可靠性以及实时性，可以满足小型自主移动地面机器人的视觉导航需要。