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多AGV系统协作问题作为多机器人领域一个重要的研究方向,正被广泛的应用于工业、生活、军事等多个场景。本文以多AGV协作编队去搬运大型物体为应用背景,针对传统多机器人协同编队过程中因机器人之间需要大量的数据传输导致的时滞和通信计算量过大的问题,巧妙地引入视觉识别条形码的方式来达到多机器人之间协同编队的目的。本文主要围绕多机器人协作编队与避障展开研究,并逐步实现了多机器人协同编队与避障功能。首先,对多机器人系统进行运动学建模;其次,研究了多机器人编队控制算法和避障策略。最后,在借助视觉识别定位条形码,采用领航跟随模式实现多机器人系统的编队控制。主要研究内容如下:1.搭建并设计多机器人协作系统平台。本文的实验平台由三台移动机器人组成,本文以最常见的三角形作为研究的编队队形,领航机器人在空间上为其中的一个顶点,另外两台跟随机器人为另外两个顶点。跟随机器人与领航机器人之间的距离角度共同构成队形。领航机器人上安装激光雷达和Kinect相机,并携带用于跟随机器人识别的条形码,跟随机器人上外加视觉系统,用以识别条形码完成自身定位。所用机器人都是基于开源的机器人操作系统(ROS)进行程序设计,并在仿真软件MATLAB和实物上完成单机器人的自主导航和多机器人的编队避障实验。2.多机器人的编队。本文采用基于虚拟结构的领航跟随编队模式,与传统编队控制方法不同,通过引入条形码的方式来控制编队,这样做的好处可以降低领航机器人对跟随机器人的通信包丢失造成的编队影响。本文主要利用跟随机器人上的视觉系统识别定位领航机器人携带的条形码位姿,从而来确认领航机器人与跟随机器人相对位置,跟随机器人利用得到的位姿调整自身行进速度和方向,从而达到编队目的。3.多机器人的避障策略研究。由于本文的应用背景是针对多机器人协作搬运大型物体,所以在避障的多机避障的过程中,应该尽量不去改变原有队形。比如本文研究的三角形编队,根据实际情况,可以采用增加或减少领航机器人与跟随机器人之间的队列角度来完成编队避障。但对于无负载的编队时候,避障策略就更加灵活,本文提出同构队形变换和异构队形变换的避障策略用于避障。