在多机器人系统的研究中,多移动机器人系统的协调合作始终是一个热点,也是该领域中一个基础性的研究方向。机器人足球系统是典型的多机器人协作系统,是研究多机器人协作问题的标准平台。本文以基于全局视觉的足球机器人系统为实验平台,对多机器人协作问题进行了研究。首先,研究了足球机器人系统中的多机器人体系结构问题,在参考已有的决策推理模型基础上,提出了合作层、协调层、动作层三层体系结构。该结构将决策过程分解为策略及队形选择、角色分配和动作选择等具体问题。在动作层中,分析了足球机器人运动模型,设计并实现了动作层中的各类动作,为下面工作的开展作了准备。其次,对足球机器人合作层进行了设计,包括信息预处理、态势分析、策略和队形的选择机制,建立了相应的Petri网模型,并运用理论和仿真工具分析了该模型的各种特性。由于本系统中采用固定守门员的方案,所以单独设计了守门员的防守策略,建立了守门员策略选择的Petri网模型,通过理论分析和仿真实验验证了其正确性和合理性。最后,在足球机器人协调层中,提出了基于动态参考点的角色评估函数的角色分配方法,并运用优度评价方法解决同类角色间潜在的局部冲突,仿真实验证明该方法简单并且决策速度快,使任务分配更加明确。在此基础上以进攻队形为例建立了任务分配的Petri网模型,并分析了该模型的特性。在本章最后,给出了本系统的程序框架,并对实验效果进行了分析。