基于 LQR 反馈控制的仓储搬运机器人避障控制方法

来源：机械与电子杂志2025年第03期北京时间：

作者：赵冠永;刘大勇;操蓉蓉;翟志敏

单位：国能神皖安庆发电有限责任公司,安徽 安庆 246008

摘要：为提高仓储搬运机器人避障控制效果,提出一种基于 LQR 反馈控制的避障控制方法。将安装在机器人身上的激光雷达、超声波传感器和红外线传感器采集的视觉感知信息进行融合,并引用避障评估系数构建目标函数,以约束仓储搬运机器人在避障过程中的主动规避能力,适应复杂无序的工作环境。接着依据融合后的信息获取障碍物位置,并利用蝗虫优化算法求解目标函数,确定仓储搬运机器人最佳行驶路线。最后,依据 LQR 反馈控制理论,将当前仓储搬运机器人行驶与目标路径位置和方向的误差作为运行状态变量,并引入拉格朗日乘子,求得目标路径跟踪避障控制的反馈增益矩阵,获得最终的 LQR 反馈控制量,实现仓储搬运机器人避障控制。在模拟的实验环境中展开测试,结果表明,所提方法可以指导仓储搬运机器人实现精准避障,其控制误差熵较低,具有较好的避障控制性能。

关键词：仓储搬运机器人;视觉感知信息融合;蝗虫优化算法;LQR 反馈控制

基金资助：安徽公司安庆电厂科技创新项目( KJXM2023-003 )