随着科学技术的快速发展,机器人相关技术得到不断研究和完善,机器人的应用领域也在快速扩大,并在很多领域展示出其优越的控制性能和工作环境适应能力。机器人的应用领域从最早的工业生产,到如今的服务机器人、军事机器人、太空和海洋探索机器人等,机器人的应用几乎遍及到工业生产、国防建设和日常生活等方面。球形机器人是一种具有球形外壳、特殊形状的机器人。对比常见的轮式、履带式等移动机器人,它具有体积小巧、姿态易调整、环境适应能力强等优点,因此球形机器人被用于执行一些常规机器人难以完成的任务。但是,当面对复杂多样的森林、沼泽、湖泊等极端环境任务需求,设计精密的单个球形机器人成本高昂且故障概率随精密度迅速增加,其作业能力和效率等都难以满足需求,而多个球形机器人组成的多机系统在这些情况下往往比单个球形机器人具有更强的工作能力。多球形机器人系统对比单机器人,具有高效性、鲁棒性、经济性和灵活性等优势。因此,本文以多球形机器人作为研究对象,对多球形机器人编队策略与协作方法进行研究。具体的研究内容如下:首先,建立球形机器人的运动学模型,在此基础上结合球形机器人的特点建立多球形机器人编队问题的几何模型。其次,对多球形机器人编队形成过程中的任务分配方法展开研究,利用市场拍卖法对编队过程中的机器人目标位置进行分配。然后,开展编队形成时的路径规划方法研究,结合快速滚动球形机器人的运动特点,对人工势场法加以改进,设计多球形机器人编队形成路径规划算法。进而,开展编队行进方法研究,采用快速行进法对领航机器人进行路径搜索,并对领航机器人的运动轨迹进行生成和优化;在此基础上利用跟随领航员法对跟随机器人的轨迹计算,实现编队行进;最后,通过实验对上述研究内容的正确性和有效性进行验证。