顾大强，郑文钢

（浙江大学 机械工程学院，浙江 杭州 310027）

多移动机器人的研究始于20世纪80年代后期，当时的研究领域主要集中在多移动机器人重构、轨迹规划以及多移动机器人协同合作几个方面。但随着多移动机器人技术的发展，多移动机器人的应用领域逐渐扩展到水下机器人、太空空间、高危场所以及服务领域[1]。与单移动机器人系统相比，多移动机器人系统具有一系列的优势，尤其是在一些特定场景[2]：多移动机器人系统完成的任务复杂性更高；多移动机器人系统能够胜任分布式任务；多个简单的移动机器人系统比复杂的单机器人系统架构更简单，成本更低；多移动机器人的并行操作能够更快地执行任务；多移动机器人系统能增强系统的鲁棒性。

1 多移动机器人搬运的控制策略

在多移动机器人系统中，多移动机器人的搬运任务是其主要应用领域之一，在很多场合，如人员的急救工作、高危工作的执行、工业自动化过程、重物搬运等，都可以得到应用。最为经典的搬运问题被称为“推箱问题(box-pushing problem)”，是由著名的“钢琴搬运工问题(piano movers problem)[3]”引申而来的。如图1所示，任意给定一个刚性的多面体，满足将规定的对象从原配置位置移动到所需的目标配置位置，很多相关研究都是围绕这个问题展开的[4-9]。

图 1 推箱问题示意图Fig. 1 Schematic of the “box-pushing problem”

对于已知物体的搬运方案可以大致分为3种类型：抓取、推拉、锁定。抓取操作是应用较为普遍的一种方式，尤其是对于配有机械臂或多指机械手的系统，该方案的难点在于保持机器人在抓取过程中抓取位置的准确性以及搬运过程中物体的稳定性，对多移动机器人系统的实时响应性能和传感器的精度要求较高[10]。……