多机器人协作系统作为机器人与智能控制研究领域的热点问题,已经越来越受到学术界的重视。以往的研究中产生了集合机器人(collective robotics)和变形机器人(metamorphic robotics)两个大研究方向,但都存在缺陷,前者是多个无差别智能机器人配合完成任务,无法组合成一个整体系统,后者是本身就是一个整体,内部各模块缺乏灵活自主性。本文研究的正是为解决以上两个缺陷而提出的具有自组织和自装配功能的Swarm Robots多智能体机器人系统。本文对Swarm Robots系统的设计和实现进行了较为详细的分析和研究。介绍了系统中单个智能体机器人S-Bot的机械结构,提出了切实可行的软硬件设计方案。研究并改进了Leader-Follower队形控制算法。设计从硬件功能模块化扩展、决策系统灵活更新策略以适应任务需求变化、提高Leader-Follower队形控制稳定性方面进行了创新。设计实现了功能模块化扩展的硬件系统,包括基于ARM9的嵌入式主控平台和基于AVR单片机的扩展功能模块。为将来进行异构式设计奠定了基础。采用自顶向下的混合式体系结构设计方法设计了机器人的嵌入式控制软件系统。模块化设计了Swarm Robots系统软件架构。编程实现了工IC模块、WiFi通讯模块以及颜色视觉处理功能。采用Python脚本编写了机器人的控制策略模块以满足灵活性需求。改进了Leader-follower队形控制算法,并基于Player/Stage平台进行了改进后Leader-Follower算法的实验验证,实验结果证明了改进算法和控制策略的有效性。完成了S-Bot软硬件平台的测试,测试结果证明系统实时性、可靠性都能够很好的满足设计要求。