未知环境下多机器人协作探索和地图构建是移动机器人领域的研究热点之一。在外太空间探索、灾区危险区域救援、家庭服务机器人等领域有着巨大的研究价值和应用潜力。本文针对室内移动机器人的工作环境,设计了多机器人协作探索环境和地图构建的系统框架,对其中涉及的相关技术进行了深入研究,并针对系统各个模块进行了软件设计与实现。论文综述了多机器人协作探索环境和地图构建及相关技术的研究现状,分析了系统涉及的相关问题与难点,并对此进行了需求分析。基于机器人操作系统ROS设计了具有灵活性与稳定性的多机器人协作探索环境和地图构建系统,并详细论述了系统工作原理。首先围绕基于图优化理论的移动机器人同步定位与地图构建技术进行了研究;采用基于粒子滤波的蒙特卡洛定位算法实现了多机器人在全局坐标系下的互定位,确定了多机器人的初始相对位姿;然后围绕全局地图融合问题的需求,在详细论述多机器人系统中坐标系变换关系与地图融合方法的基础上,设计了全局地图融合模块,实现了对多张局部地图的融合拼接。接着围绕多机器人协作探索环境的探索目标需求,采用基于行为策略的探索方式,在未知边界单元的搜索中引入了基于改进快速探索随机树算法,进行了实验测试分析,开发了基于改进快速探索随机树算法的边界单元搜索模块,实现了对地图中未知边界单元的快速搜索;接着详细论述了基于密度的聚类算法,进行了实验测试对比分析,开发了未知边界单元集聚类更新模块,实现了对未知边界单元集的聚类与更新。然后围绕多机器人协作探索任务分配问题进行了详细分析,设计了基于市场法的动态任务分配策略,开发了机器人任务管控模块,实现了对多机器人与目标点任务的动态重分配;围绕多机器人系统状态监控需求,基于Qt设计并实现了人机交互界面。最后结合室内移动机器人工作环境,通过搭建仿真室内环境与真实室内环境对多机器人协作探索环境和地图构建系统进行了测试评估以及整体运行演示,验证了系统整体架构设计以及各功能模块开发的合理性与有效性。