自從20世紀(jì)80年代Z早有關(guān)多移動機(jī)器人系統(tǒng) 的研究以后，該領(lǐng)域已經(jīng)顯著成長，涵蓋了大量的研 究成果。在Z一般的層次，多移動機(jī)器人系統(tǒng)分為兩 大類：協(xié)同集群系統(tǒng)和主動協(xié)作系統(tǒng)。在協(xié)同集群系 統(tǒng)中，機(jī)器人執(zhí)行各自的任務(wù)而很少需要知道其他機(jī) 器人同伴的情況。這些系統(tǒng)的特征是假設(shè)有很多無差 別移動機(jī)器人，每個(gè)機(jī)器人利用本地控制法則來產(chǎn)生 全局連貫的團(tuán)隊(duì)行為。另一方面，主動協(xié)作系統(tǒng)中的 機(jī)器人知道環(huán)境中其他機(jī)器人的存在，并基于團(tuán)隊(duì)成 員的狀態(tài)、行為或者功能來一起行動以完成同一個(gè)目 標(biāo)。主動協(xié)作系統(tǒng)機(jī)器人考慮其他機(jī)器人的行為或狀 態(tài)的程度不一樣，可導(dǎo)致強(qiáng)或者弱的協(xié)作方案[40.31。 強(qiáng)協(xié)作方案執(zhí)行不容易串行化的任務(wù)，要求機(jī)器人共 同行動以完成目標(biāo)。這些方法要求機(jī)器人之間的某種 通信和同步。弱協(xié)作方案在協(xié)調(diào)機(jī)器人任務(wù)和角色選 擇之后允許機(jī)器人有d立運(yùn)行的時(shí)間。主動協(xié)作多機(jī) 器人系統(tǒng)能夠處理機(jī)器人隊(duì)伍成員的差異性，例如傳 感器和執(zhí)行器的功能不一樣。在這些系統(tǒng)中，機(jī)器人 的協(xié)同與協(xié)同集群機(jī)器人的方法很不一樣，因?yàn)闄C(jī)器 人之間不再是可互換的。

為多機(jī)器人隊(duì)伍設(shè)計(jì)總體控制體系結(jié)構(gòu)對于系統(tǒng) 的魯棒性和可伸縮性有重要的影響。多機(jī)器人隊(duì)伍的 機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)的基本組成部件與單個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)相 同。然而，多機(jī)器人系統(tǒng)需要 處理機(jī)器人的交互以及如何從隊(duì)伍中單個(gè)機(jī)器人的控 制體系結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生群體的行為。多機(jī)器人隊(duì)伍體系結(jié) 構(gòu)可以有幾種不同的分類標(biāo)準(zhǔn)；Z常見的是集中式、 分層式、分布式和混合式。

集中式體系結(jié)構(gòu)從單個(gè)控制點(diǎn)來協(xié)同整個(gè)隊(duì)伍， 這在理論上是可能的[40.41,但是，由于對單個(gè)失效 點(diǎn)很脆弱，并且以適合實(shí)時(shí)控制的頻率將整個(gè)系統(tǒng) 的狀態(tài)傳回處理單元的難度很高，該結(jié)構(gòu)通常 在實(shí)際使用中并不切實(shí)際。在與此類結(jié)構(gòu)有關(guān)的應(yīng) 用中，從控制器可以很方便地觀察各機(jī)器人， 并能夠很容易地廣播群組消息供所有機(jī)器人 遵循[40.5]

分層式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對某些應(yīng)用是實(shí)用的。在這種控 制方法中，每一個(gè)機(jī)器人監(jiān)督相對較少的一組機(jī)器人 的行動，而該組中的每一個(gè)機(jī)器人又依次監(jiān)督另外的 一組機(jī)器人，以此類推，直至僅僅只執(zhí)行本身任務(wù)的 Z底層的機(jī)器人。這種結(jié)構(gòu)比集中式方法能更好地縮 放，類似于軍事上的命令與控制。分層式控制體系結(jié) 構(gòu)的一個(gè)局限是當(dāng)控制樹中處于高層的機(jī)器人失效 時(shí)，復(fù)原很困難。

分布式控制體系結(jié)構(gòu)是多機(jī)器人隊(duì)伍Z常用的方 法，通常只需要機(jī)器人基于對本地情況的了解來采取 行動。這種控制方法對失效有高度的魯棒性，因?yàn)闄C(jī) 器人不需要負(fù)責(zé)控制另外的機(jī)器人。但是，要在這些 系統(tǒng)中獲得全局一致性很困難，因?yàn)楦邔拥哪繕?biāo)需要 要整合到每一個(gè)機(jī)器人的本地控制。如果目標(biāo)改變， 則很難修改單個(gè)機(jī)器人的行為。

混合式控制體系結(jié)構(gòu)結(jié)合本地控制與高層次控制 方法來獲得魯棒性和通過全局目標(biāo)、計(jì)劃或控制來影 響整個(gè)團(tuán)隊(duì)行為的能力。許多多機(jī)器人控制方法應(yīng)用 了混合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

這些年來已經(jīng)開發(fā)了很多的多機(jī)器人控制體系結(jié) 構(gòu) 。這里我們集中描述三種方法來說明控制體系結(jié)構(gòu) 的整個(gè)范圍。D一種，Nerd Herd 方法，是使用多個(gè) 無差別機(jī)器人的純?nèi)后w機(jī)器人方法的代表。第二種， ALLIANCE,是基于行為方法的代表，能夠協(xié)同多機(jī) 器人，并且在沒有直接協(xié)同的情況下仍可控制非均勻 機(jī)器人。第三種，分布式機(jī)器人體系結(jié)構(gòu) ( DIRA), 是一種混合式方法，可在非均勻機(jī)器人隊(duì)伍中取得機(jī) 器人自動化和直接協(xié)同。