第 卷第 期
智能系统学报
Vol
年 月
CAAI Transactions on Intelligent Systems
Feb
doi jissn
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
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 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 TP 文献标识码A文章编号
A survey of recent advances in cooperative multirobot systems
WU Jun XU Xin LIAN Chuanqiang HE Hangen
College of Mechtronics and Automation National University of Defense Technology Changsha China
AbstractCooperative multirobot systems have been a particularly popular topic within robotics because of their po
tential applicationsTo meet the demand of promoting relevant study the current research and development situa
tion of cooperative multirobot systems were systematically reviewed and summarizedResearch concerning the un
conscious bionic swarmcooperation multirobot and the heterogeneous intentionalcooperation multirobot was dis
cussedIn particular to build and optimize heterogeneous intentionalcooperation multirobot systems the recent
advances in system structure environment perception and control optimization were surveyed and analyzedMore
over the benchmark tasks and universal software hardware platforms for a multirobot were summarizedFinally
future developments in cooperative multirobot system research were discussed
Keywordsmultirobot system cooperation and coordination system modeling optimization control environmen
tal perception experimental platform
收稿日期
基金项目国家自然科学基金资助项目
通信作者吴军Emailaresnudtyahoocomcn
早在 世纪 年代中期WalterWiener 和
Shannon 在研究世界上第一种人工生命龟形机
器人时就发现这些简单的机器人在相互作用中能
反映出复杂的群体行为
自从 年代末期建
立世界上首个基于多智能体的多机器人系统 cel
lular robotic system CEBOT
以来多机器人系统
在理论和应用研究上都取得了显著的进展
简而
言之多机器人系统是指通过组织多智能体结构并
协作完成某一共同任务的机器人群体
其中协
作性是多机器人系统的重要特征和关键指标并最
早由 Noreils 定义为多个机器人协同工作完成单
个机器人无法完成的任务或改善工作过程并获得
更优的系统性能
通过适当的协作机制多机器
人系统可以获得系统级的非线性功能增量
从而
突破单机器人系统在感知决策及执行能力等方面
受到的限制从本质上提高系统性能甚至完成单个
机器人无法实现的任务
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
在任务适用性经济性最优性鲁棒性可扩展性等
方面表现出极大的优越性因此在军事工业生产
交通控制等领域具有良好的应用前景美国国防高