与单个结构功能复杂的机器人相比,多个结构功能简单的移动机器人形成的多机器人系统具有低成本、良好的冗余性、鲁棒性以及可扩展性等优点,因此在大范围监测、安全监测和协作搬运等任务中,具有较好的应用前景。然而受限于当前机构、传感、控制、人工智能等技术水平,面向复杂多变的环境和任务,研制具有完全自主能力的机器人仍存在一定的困难。在这种情况下,将机器人执行任务的高准确性和高效率等优点与操作员的高级认知和决策能力相结合,机器人在操作员的监督和辅助下完成复杂的任务,形成共享控制的遥操作系统是可行有效的解决方案。而且,如果主端的操作员能够接收到来自从端的力/触觉信息,其临场感与反应能力将会得到显著提升,这种双边遥操作系统,比没有力/触觉反馈的系统控制效果更好。本文针对多移动机器人的双边遥操作系统,以多移动机器人系统的编队控制方法、双边遥操作系统控制方法、反馈力的设计以及多移动机器人的协作搬运方法为重点展开研究。首先研究了多移动机器人的编队控制方法。在多机器人系统从初始位置形成目标队形的过程中需要进行位置分配,分别针对目标队形的位置不确定和确定两种情况设计了角色分配方案,以求提高整个系统执行任务的效率。编队简化了多机器人系统的控制,针对不同的应用需求,编队控制方法有多种。基于相对距离和相对角度的方法将编队问题转化为跟随机器人对领导机器人的轨迹追踪问题,本文将这种方法应用于环境光照强度的监测任务中。针对目标队形位置已知的情况,提出一种基于相对位移的一致性编队协议;设计了机器人之间的虚拟势场和虚拟作用力,并且修改了传统人工势场法中机器人与障碍物之间夹角的计算方法。另外,提出一种基于无线传感和执行网络的智能应急服务系统,用基于相对位移的一致性编队协议实现了其中多机器人系统的编队控制。其次,提出一种面向多移动机器人系统的双边遥操作控制框架。主端机器人为具有力反馈的人机交互设备,从端为多个差分驱动的轮式移动机器人。在这种系统中,要求从端的多机器人系统具有一定的自治能力,同时又能实时响应主端操作员的命令。由于主从端机器人的模型、自由度的数量和工作空间都不匹配,针对这种不匹配性,提出由主端机器人末端触觉接口点的位置产生从端多机器人系统的参考平均速度和队形信息,并基于无源性理论分析了系统的稳定性。为了实现这种多移动机器人的双边遥操作控制,基于Simulink和SimMechanics插件构建了半物理实验平台。在双边遥操作系统中,反馈力是主端操作员了解从端机器人与环境交互状态的重要途径,因此反馈力的设计至关重要。本文研究了反馈力对系统性能的影响,在不同的仿真场景中进行了实验。结果表明,在双边遥操作系统中,当采用基于主从端速度不匹配信息设计的反馈力时,从端的多移动机器人系统与障碍物碰撞概率更小,对参考速度和参考轨迹的跟踪误差更小。为了适应不同的场景和任务,从端的多机器人系统需要进行队形切换。为了避免由于目标队形的突变对机器人造成破坏,提出一种平滑过渡的方法,保证从端机器人的轨迹具有C2阶连续性。最后,面向协作搬运任务,提出一种基于视觉和力觉反馈的多移动机器人双边遥操作系统。在该系统中,从端采用了头顶摄像头,一方面用于从端环境中目标的定位,另一方面为主端的操作员提供视觉反馈。主从端之间不可避免会存在通信时延,将波变量方法用于多机器人的双边遥操作系统中,消除了由于时延造成的不稳定。为了能够使得机器人低速到达目标搬运物,避免损坏机器人与目标搬运物,设计了一种局部作用力进行调节。在协作搬运过程中,采用支持向量机的方法识别不同阶段状态,给主端的操作员提供更为准确的信息。通过自由运动和协作搬运实验证明了系统的有效性,从端多机器人系统的平均速度和队形能够收敛于主端给出的参考速度和目标队形,同时主端的操作员借助于反馈力能够感受到从端多机器人系统的运动状态以及与环境的交互过程。