近年来随着机器人技术的飞速发展,多机器人系统协同操作已经被应用于生产生活中的各个领域,由于其具备并行工作效率高、协同工作能力强、灵活性和容错性好等单机器人无法比拟的优点,在远地作业、军事行动、灾后搜救、地外基地建设、智能制造、农业生产以及教育娱乐等领域具有潜在的应用价值。多机器人系统的操作精度决定了其任务执行能力,也直接影响其应用的广度与深度,然而多机器人系统中灵活多变的协作形式,使得其在长时间无人环境下的操作精度更加难以保证,制约多机器人系统向自主化、智能化和高精度化方向发展。而多机器人系统运动学参数标定与精度补偿是提升其操作精度的关键手段,立足于多机器人系统未来发展需求,设计更加自主、高效的多机器人系统标定与精度补偿方法成为亟待解决的难题。本文以国家自然科学基金面上项目“深空探测空间机械臂智能在线自标定方法研究”为依托,开展多机器人系统运动学参数标定和协作精度补偿策略研究。具体包括:多机器人系统操作精度影响因素分析、多机器人系统运动学参数与基座位姿同步标定方法设计、多机器人系统协作精度补偿策略研究以及多机器人系统运动学参数标定实物实验。首先,现有的多机器人系统标定方法均为在单个机器人标定的基础上进行基座标定,导致标定流程复杂、人工参与多且标定结果仅适用于当前协作形式,难以充分发挥多机器人系统灵活自主的工作优势。为此本文设计了一种采用手眼相机进行测量的多机器人标定系统,并提出一种多机器人自主标定方法,用于提升多机器人协同工作的精度;并针对多机器人系统的协作任务特点,梳理影响单机器人和多机器人系统末端位姿精度的误差来源及其影响规律;针对多机器人标定系统的特点,建立完整、连续的多机器人系统运动学模型,为后续标定与精度补偿提供基础。其次,多机器人协作精度受到单机器人自身精度和机器人基座间位姿误差的耦合影响,为了避免现有分步标定方法导致误差累积对多机器人协作精度的影响,本文提出了多机器人系统运动学参数与基座位姿同步标定方法。由于多机器人标定系统闭环运动链中主/从机器人运动学建模方式不同,分别研究两类机器人的运动学误差模型,推导两者运动学参数误差对多机器人协作误差的映射关系;并基于两种运动学误差模型推导多机器人系统运动学误差模型,建立多机器人及其基座位姿误差与多机器人末端协作误差之间的映射关系;针对多机器人系统参数多可能导致计算复杂的问题,采用两步法完成多机器人运动学参数和基座坐标系位姿关系参数的辨识,实现同步标定。再次,设计精度补偿策略对标定后残余误差进行补偿,进一步提升多机器人协作精度,为多机器人系统在高精度操作场景的应用提供可能。基于多机器人系统高阶运动学误差,设计多机器人系统误差补偿判别条件,作为精度补偿的评价标准;针对多机器人系统中存在的基座参数冗余导致的误差,研究基座初始参数的求解方法和多机器人系统基座位姿误差补偿策略,有效地提升了多机器人系统的协作精度。最后,搭建多机器人标定系统实物实验平台,并设计相应的软件控制平台,开展多机器人系统标定实验,验证了本文设计的多机器人标定系统可以实现在无人工直接参与的情况下进行多机器人系统标定数据采集和部分处理工作;通过测量实验前后多机器人系统的协作误差,并进行数据分析,证明采用本文提出的多机器人系统运动学参数标定和精度补偿方法有效地提升多机器人操作精度。