移动机器人编队在执行任务的过程中,既需要保持一定的队形,又要合理的避开障碍物,因此编队不仅要具备稳定的队形生成与保持能力,还要有及时变换队形完成避障的功能。为此,本文以领航-跟随机器人编队为对象,在提高编队运动稳定性的同时,对编队的队形变换与避障进行了研究。首先,确定了基于领航-跟随法的编队控制结构,根据定位感知需要,构建了移动机器人运动学模型以及传感器模型;利用扩展卡尔曼滤波法（EKF）将里程计与惯性测量单元（IMU）获得的数据进行了融合处理,将其用于自适应蒙特卡洛定位（AMCL）中,提升了机器人的位姿精准度,完成了机器人的定位工作;通过改进蚁群算法为编队中的领航机器人搜索出了一条最合理的路径,完成了领航机器人路径规划任务。其次,在运动学模型的基础上,建立了机器人编队的系统模型,将编队的生成与保持转化为移动机器人的轨迹跟踪控制进行了研究;根据滑模变结构控制原理,设计了滑模面,改进了趋近率,建立了适应于编队生成与保持的滑模运动跟踪控制器,完成了编队生成与保持任务。再次,根据编队整体避障的需要,结合初始任务队形,制定了编队变换的评价指标,提出了三种不同的队形变换策略;利用设计的成本评价函数和建立的编队队形库,计算出不同任务情形下的最佳队形的参数矩阵,完成了编队避障任务;在不同机器人数量、不同初始队形的情况下,通过Matlab验证了变换避障方法的有效性。最后,为了验证编队在实际障碍物的运行情况,搭建了移动机器人编队的实物平台,完成了编队的运动避障实验。实验表明,本文提出的编队运动变换避障方法,不仅提高了编队运动的稳定性,而且实现了在不同障碍物环境下完成编队避障的目标任务。