随着社会的发展,机器人越来越被广泛的应用到了各行各业,在医疗,生活,军事,勘探,消防方面发挥着越来越重要的作用,单个机器人由于自身资源以及能力的限制,已经越来越无法满足现在复杂工作需要,为提高机器人的工作效率,多个机器人组成的机器人编队系统应运而生。机器人编队系统通过多个机器人之间相互合作,来完成复杂的工作任务,本文针对单个机器人的路径规划以及机器人编队协同控制问题进行了研究,在实现单个机器人完成避障任务后,回归编队并保持编队队形。整个研究包括以下几个内容:1:对单个机器人的路径规划问题做了研究,使用人工势场法规划机器人的行走路径,在使用人工势场法做路径规划的同时,找出了传统人工势场法的缺陷,即目标不可达和局部极小值问题,并对这两个问题作出了改进,通过改进传统的斥力解决了目标不可达的问题,同时引入虚拟牵引点,来解决局部极小值问题,通过MATLAB仿真实验验证了改进的有效性。2:将改进后的人工势场与蚁群算法相结合,利用改进后的人工势场与传统蚁群算法构造新的启发函数,更快地搜索复杂环境中无碰撞的最优路径,并且势场蚁群算法的收敛速度快于基本蚁群算法的收敛速度。3:将改进后的人工势场算法应用在改进粒子群算法中,通过将引力大小与粒子群算法路径规划中的适应度函数结合,构造出了新的适应度函数,在原来的基础上用引力约束粒子群,同时设计出一种新的变步长方法,将引力与粒子群算法中的惯性因子相结合,前期让粒子群算法的全局搜索权重大,后期随着引力的减小,粒子群算法的局部搜索能力增大,以解决粒子群算法的局部最优问题,仿真结果表明,势场粒子群算法能够更好的完成避障任务,收敛速度提升,搜寻出来一条更短的路径。4:利用人工势场设计出了机器人编队协同控制的方法,采用领航跟随的编队控制策略,分析出领航者在编队中的受力情况,整个编队有四个机器人组成,跟随者机器人在人工势场中还受到领航者的势场力作用,设定跟随者机器人与领航者机器人之间的期望距离和期望角度,同时分析跟随机器人之间的相互斥力作用,用来防止机器人之间的相互碰撞,对整个机器人编队进行仿真实验,编队呈菱形形状运动,在遇到障碍物时跟随机器人改变角度和相对距离来躲避障碍物,在完成避障以后重新恢复到期望角度,跟随领航者机器人到达目标点,仿真证明该设计方法有效。