第14卷第1期 智能系统学报 Vol.14 No.1 2019年1月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jan.2019 D0:10.11992/tis.201801038 网络出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20180608.1320.004html 多移动机器人协同搬运技术综述 顾大强，郑文钢 (浙江大学机械工程学院.浙江杭州310027) 摘要：多移动机器人协同搬运系统是多移动机器人系统的典型应用，在一些特殊场合中具有较强的应用潜 力。对此，本文综述了多移动机器人协同搬运的相关技术，总结了国内外的发展状况。针对不同的搬运对象， 分析比较了抓取、推拉、锁定3种搬运方案，重点分析了不同搬运方案下的多移动机器人协同搬运策略算法原 理以及各自的优缺点：概述了多移动机器人搬运系统中涉及的周边技术，主要包括多移动机器人任务分配、环 境感知定位、轨迹规划3个方面：最后对多移动机器人协同搬运技术的研究方向进行了展望。 关键词：多智能体系统：机器人搬运：群体智能：非线性控制系统：协同通信：运动规划：导航技术：避障技术 中图分类号：TP242.6文献标志码：A文章编号：1673-4785(2019)01-0020-08 中文引用格式：顾大强，郑文钢.多移动机器人协同搬运技术综述.智能系统学报，2019,14(1)：20-27. 英文引用格式：GU Daqiang,ZHENG Wengang.Technologies for cooperative transportation by multiple mobile robots J.CAAl transactions on intelligent systems,2019,14(1):20-27. Technologies for cooperative transportation by multiple mobile robots GU Daqiang,ZHENG Wengang (School of Mechanical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China) Abstract:Cooperative transportation by multiple mobile robots is a typical application of the multi-robot system,and has strong application potential,especially in specific circumstances.In this review,we summarize the range of cooper- ative transportation technologies and discuss related research progress in China and abroad.With respect to different transportation objectives,we compare three handling schemes,including grab,push,and closure.We then analyze the algorithm principles and respective advantages and disadvantages of each scheme.We introduce the peripheral technolo- gies used in multi-robot transportation systems,including task allocation,environmental perception and location,and motion planning by multiple mobile robots.Finally,we present an overview of the development trend in cooperative transportation technology. Keywords:multi-agent systems;robotics transportation;swarm intelligence;nonlinear control systems;cooperative communication;motion planning;navigation;collision avoidance technology 多移动机器人的研究始于20世纪80年代后 完成的任务复杂性更高；多移动机器人系统能够 期，当时的研究领域主要集中在多移动机器人重 胜任分布式任务；多个简单的移动机器人系统比 构、轨迹规划以及多移动机器人协同合作几个方 复杂的单机器人系统架构更简单，成本更低：多 面。但随着多移动机器人技术的发展，多移动机 移动机器人的并行操作能够更快地执行任务；多 器人的应用领域逐渐扩展到水下机器人、太空空 移动机器人系统能增强系统的鲁棒性。 间、高危场所以及服务领域口。与单移动机器人 系统相比，多移动机器人系统具有一系列的优1多移动机器人搬运的控制策略 势，尤其是在一些特定场景：多移动机器人系统 在多移动机器人系统中，多移动机器人的搬 收稿日期：2018-01-21.网络出版日期：2018-06-08 通信作者：顾大强.E-mail:gudq@zju.edu.cn 运任务是其主要应用领域之一，在很多场合，如DOI: 10.11992/tis.201801038 网络出版地址: http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20180608.1320.004.html 多移动机器人协同搬运技术综述 顾大强，郑文钢 （浙江大学 机械工程学院，浙江 杭州 310027） 摘 要：多移动机器人协同搬运系统是多移动机器人系统的典型应用，在一些特殊场合中具有较强的应用潜 力。对此，本文综述了多移动机器人协同搬运的相关技术，总结了国内外的发展状况。针对不同的搬运对象， 分析比较了抓取、推拉、锁定 3 种搬运方案，重点分析了不同搬运方案下的多移动机器人协同搬运策略算法原 理以及各自的优缺点；概述了多移动机器人搬运系统中涉及的周边技术，主要包括多移动机器人任务分配、环 境感知定位、轨迹规划 3 个方面；最后对多移动机器人协同搬运技术的研究方向进行了展望。 关键词：多智能体系统；机器人搬运；群体智能；非线性控制系统；协同通信；运动规划；导航技术；避障技术 中图分类号：TP242.6 文献标志码：A 文章编号：1673−4785(2019)01−0020−08 中文引用格式：顾大强, 郑文钢. 多移动机器人协同搬运技术综述[J]. 智能系统学报, 2019, 14(1): 20–27. 英文引用格式：GU Daqiang, ZHENG Wengang. Technologies for cooperative transportation by multiple mobile robots[J]. CAAI transactions on intelligent systems, 2019, 14(1): 20–27. Technologies for cooperative transportation by multiple mobile robots GU Daqiang，ZHENG Wengang (School of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) Abstract: Cooperative transportation by multiple mobile robots is a typical application of the multi-robot system, and has strong application potential, especially in specific circumstances. In this review, we summarize the range of cooper￾ative transportation technologies and discuss related research progress in China and abroad. With respect to different transportation objectives, we compare three handling schemes, including grab, push, and closure. We then analyze the algorithm principles and respective advantages and disadvantages of each scheme. We introduce the peripheral technolo￾gies used in multi-robot transportation systems, including task allocation, environmental perception and location, and motion planning by multiple mobile robots. Finally, we present an overview of the development trend in cooperative transportation technology. Keywords: multi-agent systems; robotics transportation; swarm intelligence; nonlinear control systems; cooperative communication; motion planning; navigation; collision avoidance technology 多移动机器人的研究始于 20 世纪 80 年代后 期，当时的研究领域主要集中在多移动机器人重 构、轨迹规划以及多移动机器人协同合作几个方 面。但随着多移动机器人技术的发展，多移动机 器人的应用领域逐渐扩展到水下机器人、太空空 间、高危场所以及服务领域[1]。与单移动机器人 系统相比，多移动机器人系统具有一系列的优 势，尤其是在一些特定场景[2] ：多移动机器人系统 完成的任务复杂性更高；多移动机器人系统能够 胜任分布式任务；多个简单的移动机器人系统比 复杂的单机器人系统架构更简单，成本更低；多 移动机器人的并行操作能够更快地执行任务；多 移动机器人系统能增强系统的鲁棒性。 1 多移动机器人搬运的控制策略 在多移动机器人系统中，多移动机器人的搬 运任务是其主要应用领域之一，在很多场合，如 收稿日期：2018−01−21. 网络出版日期：2018−06−08. 通信作者：顾大强. E-mail：gudq@zju.edu.cn. 第 14 卷第 1 期 智 能 系 统 学 报 Vol.14 No.1 2019 年 1 月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jan. 2019