第6卷第1期 智能系统学报 Vol.6 No.1 2011年2月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Feb.2011 doi:10.3969/i.issn.1673-4785.2011.01.002 协作多机器人系统研究进展综述 吴军，徐昕，连传强，贺汉根 (国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073) 摘要：协作多机器人系统是近年来机器人研究的热点，具有良好的应用前景.针对开展相关研究的迫切需要，总结 了协作多机器人系统研究的国内外发展现状，并分别对无意识协作的仿生多机器人系统和有意识协作的异构多机 器人系统研究进行论述.重点从系统构建和优化控制的宏观角度出发，对有意识协作异构多机器人系统的体系结 构、环境感知以及优化控制3个方面的研究进展分别展开论述：对典型的多机器人验证任务和软硬件实验平台进行 了总结；最后对协作多机器人系统的研究方向进行了展望. 关键词：多机器人系统：协作协调：系统构建：优化控制：环境感知；实验平台 中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：16734785(2011)010013-15 A survey of recent advances in cooperative multi-robot systems WU Jun,XU Xin,LIAN Chuangiang,HE Han'gen (College of Mechtronics and Automation,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China) Abstract:Cooperative multi-robot systems have been a particularly popular topic within robotics because of their po- tential applications.To meet the demand of promoting relevant study,the current research and development situa- tion of cooperative multi-robot systems were systematically reviewed and summarized.Research concerning the un- conscious bionic swarm-cooperation multi-robot and the heterogeneous intentional-cooperation multi-robot was dis- cussed.In particular,to build and optimize heterogeneous intentional-cooperation multi-robot systems,the recent advances in system structure,environment perception,and control optimization were surveyed and analyzed.More- over,the benchmark tasks and universal software/hardware platforms for a multi-robot were summarized.Finally, future developments in cooperative multi-robot system research were discussed. Keywords:multi-robot system;cooperation and coordination;system modeling;optimization control;environmen- tal perception;experimental platform 早在20世纪40年代中期，Walter、Wiener和 作性是多机器人系统的重要特征和关键指标，并最 Shannon在研究世界上第一种人工生命一龟形机 早由Noreils定义为：多个机器人协同工作，完成单 器人时，就发现这些简单的机器人在相互作用中能 个机器人无法完成的任务，或改善工作过程，并获得 反映出“复杂的群体行为”).自从80年代末期建 更优的系统性能5).通过适当的协作机制，多机器 立世界上首个基于多智能体的多机器人系统(cl- 人系统可以获得系统级的非线性功能增量6]，从而 lular robotic system,CEBOT)[2以来，多机器人系统 突破单机器人系统在感知、决策及执行能力等方面 在理论和应用研究上都取得了显著的进展3).简而 受到的限制，从本质上提高系统性能，甚至完成单个 言之，多机器人系统是指通过组织多智能体结构，并 机器人无法实现的任务！ 协作完成某一共同任务的机器人群体4.其中，协 此外，相对于单个机器人系统，多机器人系统拥 有时间、空间、功能、信息和资源上的分布特性，从而 收稿日期：201006-17. 在任务适用性、经济性、最优性、鲁棒性、可扩展性等 基金项目：国家自然科学基金资助项目(60T4076,60703072,90g20302) 方面表现出极大的优越性，因此在军事、工业生产、 通信作者：吴军.E-mail:aresnudt@yahoo.com.cn. 交通控制等领域具有良好的应用前景.美国国防高