In den letzten Jahrzehnten haben autonome Multirobotersysteme aufgrund ihres enormen Anwendungspotenzials ein zunehmendes Interesse bekommen. Algorithmen zur Bewegungsplanung sind Schlüsseltechnologien zu einer größeren Autonomie. Diese Dissertation konzentriert sich insbesondere auf die Algorithmen zur Bewegungsplanung für die autonomen Multirobotersysteme. Diese Dissertation hat drei Hauptbeiträge.

Als erster Beitrag wird ein neuartiger Algorithmus zur Erzeugung zeitoptimaler Trajektorien hoher Ordnungen für zweidimensionale Robotersysteme vorgestellt. Der vorgeschlagene Algorithmus ist numerisch effizient und kann für jede Punkt-zu-Punkt-Bewegung in Fabrik und Logistikautomatisierung eingebettet werden. Darüber hinaus sind die generierten Trajektorien nicht nur zeitoptimal sondern auch durch Zeitableitungen hoher Ordnungen begrenzt. Diskretisierungseffekte sowie nichtlineare Nebenbedingungen aufgrund der Hindernisvermeidung sind in dem Algorithmus integriert. Diese hervorragende Eigenschaften des vorgeschlagenen Algorithmus sind wesentlich für leistungsfähige industrielle Bewegungssteuerungssysteme.

Nachfolgend wird eine zentralisierte Bewegungskoordinierungslösung eingeführt, die aus einem Kollisionsvermeidungsalgorithmus und einem Konfliktlösungsalgorithmus besteht. Die Systemsicherheit kann durch den Einsatz des Kollisionsvermeidungsalgorithmus gewährleistet werden, während Deadlocks durch die Verwendung des Konfliktlösungsalgorithmus verhindert werden können. Insbesondere kann die theoretische Sicherheit des Kollisionsvermeidungsalgorithmus nachgewiesen werden. Außerdem ist die zentralisierte Koordinierungslösung hochgradig modular, da sie als ein Postprozess auf den oben erwähnten zeitoptimalen Trajektoriengenerierungsalgorithmus angewendet werden kann. Dabei werden alle wichtigen Eigenschaften wie z.B. die begrenzte Zeitableitungen oder die Berücksichtigung der Zeitdiskretisierung beibehalten.

Letztendlich wird ein asynchroner verteilter Kollisionsvermeidungsalgorithmus für passive Roboter entwickelt, die sich auf einem Gitter von statischen rechteckigen intelligenten Agenten bewegen. Der verteilte Algorithmus wird direkt in den statischen intelligenten Agenten eingesetzt. Darüber hinaus ist der verteilte Algorithmus in der Lage, nicht nur kollisionsfreie Bewegungen zu gewährleisten sondern auch robust gegenüber stochastischen beliebigen großen Kommunikationszeitverzögerungen zu sein. Daher ist der verteilte Algorithmus ein Schlüssel zur Skalierung bestehender verbreiteter industrieller Systeme in eine andere Dimension.