CN113059576B - 一种基于鱼群效应的医疗运输机器人及自适应巡航跟随方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于鱼群效应的医疗运输机器人及自适应巡航跟随方法，包括运输箱体、摄像头、激光雷达传感器、红外避障传感器、机器人本体、控制器、驱动电机、WLAN通信模块和若干轮子，运输箱体设于机器人本体上；摄像头位于机器人本体正面，用于采集前方图像并通过WLAN通信模块传输给上位机；激光雷达传感器位于机器人本体正面并与控制器电接，用于测量前方路障与机器人本体之间距离并反馈给控制器；两个红外避障传感器位于机器人本体正面且位于激光雷达传感器下方两侧并与控制器电接，用于感测机器人前方路障情况并反馈给控制器；控制器与驱动电机电接，用于根据距离信息和路障情况控制驱动电机运转；若干轮子位于机器人本体下方，用于带动机器人本体前后移动。

Description

一种基于鱼群效应的医疗运输机器人及自适应巡航跟随方法

技术领域

本发明涉及医疗机器人领域，特别涉及一种基于鱼群效应的医疗运输机 器人及自适应巡航跟随方法。

背景技术

在医院设置的隔离区与清洁区的切换中，医护人员在取拿相关隔离装备、 药物、食物等必需品时，需要进行防护服的穿脱，而重大疫情中，防护服的隔 离等级一般很高，想完成全套流程需要多人协助且花费相当长的一段时间。

传染病医院或普通医院的隔离区一般分为清洁区，隔离区和缓冲区，医 用物品的物流配送上需要耗费额外人力物力，从清洁区的清洁路线送入缓冲 区，再进入隔离区的清洁端，由病区专人负责清点接收。被污染物如污衣、 病区血、尿、便标本、医用垃圾等的物流也需要由专人经过简单消毒处理， 从隔离区污染端输送至隔离区，再返回至垃圾贮存箱和检验科。在这些流程 中，需要不同区域的医护人员共同努力，且在疫情严重时，医护人员本身工 作繁忙，没有时间和体力做搬运相关医疗设备器械的工作，且医护人员需要 长时间着高等级隔离防护服，对医护人员的生理和心理都造成一定的影响， 从而影响其免疫力，更易感染相关传染病。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于鱼群效应的医疗运输 机器人及自适应巡航跟随方法，完成医疗运输机器人的行驶功能，分别实现 智能跟随、寻迹运行、WLAN无线控制的功能，在完成基础上实现多车共同行 驶时的协同功能。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种基于鱼群效应的医疗运输机器人，包括运输箱体、摄 像头、激光雷达传感器、红外避障传感器、机器人本体和若干轮子，其中：

所述运输箱体设置于所述机器人本体上方，用于内部放置医疗用品；

所述机器人本体内部设置有控制器、驱动电机、WLAN通信模块和电源模 块，其中：

所述摄像头位于所述机器人本体的正面上部，用于通过自带舵机控制， 采集所述机器人本体前方的图像数据并通过所述WLAN通信模块实时传输给外 部上位机；

所述激光雷达传感器位于所述机器人本体正面，并与所述控制器电性连 接，用于测量所述机器人本体前方路障与所述机器人本体之间的距离并将距 离信息反馈给所述控制器；

所述红外避障传感器有两组，分别位于所述机器人本体正面且位于所述 激光雷达传感器的下方两侧，并与所述控制器电性连接，用于感测所述机器 人本体前方的路障情况并将其反馈给所述控制器；

所述控制器与所述驱动电机电性连接，用于根据所述激光雷达传感器反 馈的距离信息和所述红外避障传感器反馈的路障情况控制所述驱动电机的运 转；

所述电源模块与所述摄像头、激光雷达传感器、红外避障传感器和驱动 电机电性连接，用于提供所述摄像头、激光雷达传感器、红外避障传感器和 驱动电机的工作电源；

若干所述轮子位于所述机器人本体下方，用于在所述驱动电机驱动下带 动所述机器人本体前后移动；

当所述医疗运输机器人处于智能跟随模式时，通过所述激光雷达传感器 控制，实现实时跟随医护人员前进或后退；

当所述医疗运输机器人处于寻迹运行模式时，医护人员预先设置好行进 路线，通过所述红外避障传感器寻迹前进；

当所述医疗运输机器人处于WLAN控制模式时，通过所述摄像头传输实时 图像给医护人员随身携带的上位机，医护人员随时控制医疗运输机器人移动。

优选的，所述控制器选择STM32F103系列单片机。

优选的，所述激光雷达传感器的型号为TF-Luna单点测距雷达。

优选的，所述WLAN通信模块选用NRF24L01型号无线收发器芯片。

优选的，所述摄像头的型号为OV7725鹰眼摄像头。

优选的，所述上位机为智能手机、平板电脑或台式电脑。

本发明还公开了一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随 方法，使用多个上述多功能医疗运输机器人协同行驶，包括以下步骤：

步骤1：机器人的传感器实时采集当前机器人的运动状态，包括本体速度、 加速度，若感知到前方有另一机器人，还会采集两者之间的距离；

步骤2：根据当前车速与两者间距，与固定时间后的两者间距进行对比， 可以得出前机器人速度与当前机器人速度的大小对比；

步骤3：需要自适应巡航和跟随时，利用基于仿生鱼群效应的数学建模计 算符合当前情况的加速度、速度信息并传输信号给控制器；

步骤4：在前机器人离开跑道或当前机器人到达设定好的位置时，关闭自 适应巡航，完成后续动作。

进一步的，所述步骤3中仿生鱼群效应的数学建模如下：

构建二维坐标平面，分别将需要协同行驶的运输机器人设为A车、B车、 C车……，车与车之间经过数学建模后看作是引力和斥力类型相互作用，车车 间距设为R；

仅考虑车车间互相间有作用力，和车在行进中本身的速度，以第一辆跟 随车B车为例，在车的行进过程中，B车受到的合力记为：

F_B(t)＝F_B ⁽¹⁾(t)+F_B ⁽²⁾(t) (1)

其中，F_B(t)是指B车受到的合力，F_B ⁽¹⁾(t)是指B车本身速度带来的速度分 量，F_B ⁽²⁾(t)是指A车给B车带来的控制分量；

F_B ⁽²⁾(t)在车与车的距离过近时表现为斥力，在距离过远时表现为引力，而 由牛顿第二定律可知，物体运动状态的变化与它受到的作用力有关，所以B车 受到的合力：

其中，m_B表示B车的质量，a_B(t)表示B车在t时刻运动时的加速度；

B车本身当前速度值设为V_B，速度分量表现为速度与时间和质量的关系， 即：

假设在二维坐标系中，车的几何中心看作车的位置，设定母车A的位置为：

P_A(t)＝[x_A(t)，y_A(t)] (4)

相邻B车的坐标为P_B(t)＝[x_B(t)，y_B(t)]，记为初始值，所以母车A与相邻的子 车B之间的距离记为：

坐标系内车的移动是向量移动，多车协同运动时方向会倾向于相邻车的 运动方向，B车方向会跟随A车，而C车方向会跟随B车，以此类推；

相邻两车有一个发生即将碰撞的临界距离，根据物理知识，该距离记为：

其中，a_f与车的重量及车与地面的摩擦因数有关，此处以B车为例，即：

F_f(t)＝m_Ba_f(t)＝m_Bμ(t)g (7)

其中，μ(t)是指车的轮胎与当前地面的摩擦因数，g是指重力加速度；

车车间作用力根据车车间距相关，当B车与母车A车的距离S_AB(t)大于S(t) 时，该作用力表现为引力，记作F_吸(t)，当距离越大时，该力数值越大；当B车 与母车A车的距离S_AB(t)小于S(t)时，该作用力表现为斥力，记作F_斥(t)，当距离 越小时，该力数值越大；

由此设定可知，F_吸(t)和F_斥(t)均是指数函数形式的作用力，即：

|F_吸(t)|＝α₁m_Be^λ1β (8)

|F_斥(t)|＝α₂m_Be^λ2β (9)

其中，α₁和α₂均是设定参数，λ₁和λ₂为指数参数，|F_吸(t)|和|F_斥(t)|表示两个 力的大小，β表示指数函数中的指数，根据建模可设，

F_吸(t)的方向为

F_斥(t)的方向为

根据当前情况，斥力引力只表现为正负；

综上，规定行进方向为正方向，

即：

通过该算法计算符合当前情况的加速度、速度信息并传输信号给控制器， 从而实现多机器人的自适应巡航和跟随功能。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点 和积极效果：

本发明提出一种为减少非医疗原因导致的意外感染情况的发生而设计的 一种基于鱼群效应的医疗运输机器人。可完成医院隔离区到缓冲区的医疗物 资配送，减少人为干预，从而减少医护人员的意外感染，也间接为医护人员 节约宝贵时间和体力。在完成基础上实现多车共同行驶时的协同功能，在出 现多车共用行车道的情况下，通过控制算法，实现多车的自适应巡航或跟随 行驶。尽可能降低了目前医护人员配送医护相关设备药物等取用品时发生意 外病毒扩散的问题，且具有成本低，控制简便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种基于鱼群效应的医疗运输机器人的正面结构示意图；

图2是本发明一种基于鱼群效应的医疗运输机器人的侧面结构示意图；

图3是本发明一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方 法的流程图。

【主要符号说明】

1-运输箱体；2-摄像头；3-激光雷达传感器；4-红外避障传感器；5-机 器人本体；6-轮子。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是 全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明公开了一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方 法，属于医疗机器人领域，设计完成医疗运输机器人的行驶功能，分别实现 智能跟随、寻迹运行、WLAN无线控制的功能，在完成基础上实现多车共同行 驶时的协同功能。根据设想，在医院走廊靠近墙角的位置设置运输机器人专 用跑道，不仅方便运输机器人实时工作，也尽量避免影响医护人员工作及患 者就医。在医院隔离区及由于疫情原因开设的隔离医院中，通过医疗运输机 器人在清洁区至缓冲区再至隔离区的循环工作，且在进入隔离区之前的缓冲区时，会通过专门设置的消毒区，方便运输机器人在无人操作的情况下进行 消毒，减少人为干预，达到降低医护人员交叉感染的目的，也间接为医护人 员节约宝贵时间和体力。

实施例一

如图1和2所示，本发明公开了一种基于鱼群效应的医疗运输机器人， 设计完成医疗运输机器人的行驶功能，并且在出现多机器人共用行车道的情 况下，通过控制算法，实现多机器人的自适应巡航或跟随行驶，所述医疗运 输机器人包括运输箱体1、摄像头2、激光雷达传感器3、红外避障传感器4、 机器人本体5和若干轮子6，其中：

所述运输箱体1设置于所述机器人本体5上方，用于内部放置医疗用品；

所述机器人本体5内部设置有控制器(未图示)、驱动电机(未图示)、 WLAN通信模块(未图示)和电源模块(未图示)，其中：

所述摄像头2位于所述机器人本体5的正面上部，用于通过自带舵机控 制，采集所述机器人本体5前方的图像数据并通过所述WLAN通信模块实时传 输给外部上位机；

所述激光雷达传感器3位于所述机器人本体5正面，并与所述控制器电 性连接，用于测量所述机器人本体5前方路障(或前方机器人)与所述机器 人本体5之间的距离并将距离信息反馈给所述控制器；

所述红外避障传感器4有两组，分别位于所述机器人本体5正面且位于 所述激光雷达传感器3的下方两侧，并与所述控制器电性连接，用于感测所 述机器人本体5前方的路障情况并将其反馈给所述控制器；

所述控制器与所述驱动电机电性连接，用于根据所述激光雷达传感器3 反馈的距离信息和所述红外避障传感器4反馈的路障情况控制所述驱动电机 的运转：

所述电源模块与所述摄像头2、激光雷达传感器3、红外避障传感器4和 驱动电机电性连接，用于提供所述摄像头2、激光雷达传感器3、红外避障传 感器4和驱动电机的工作电源；

若干所述轮子6位于所述机器人本体5下方，用于在所述驱动电机驱动 下带动所述机器人本体5前后移动；

当所述医疗运输机器人处于智能跟随模式时，通过所述激光雷达传感器3 控制，实现实时跟随医护人员前进或后退；

当所述医疗运输机器人处于寻迹运行模式时，医护人员预先设置好行进 路线，通过所述红外避障传感器4寻迹前进；

当所述医疗运输机器人处于WLAN控制模式时，通过所述摄像头2传输实 时图像给医护人员随身携带的上位机，医护人员随时控制医疗运输机器人移 动。

医疗运输机器人还可以由不同的医疗环境增加不同的传感器，例如有毒 有害气体传感器、病毒检测传感器等，还可以在云计算和大数据基础上，添 加远程医疗服务，提高医疗服务质量。在医院工作繁忙或者因疫情等原因工 作量增加的情况下，会出现多车共用行车道的情况，通过控制算法，实现多 车的自适应巡航或跟随行驶。

优选的，所述控制器选择STM32F1 03系列单片机，STM32是由 STMicroelectronic公司开发的32位微处理器集成电路，其内核是Arm的 Cortex架构，I/O口众多，功能强大，内核控制整个系统的运行状态并完成 信息统计。

优选的，所述激光雷达传感器3的型号为TF-Luna单点测距雷达，TF-Luna 是一款基于ToF原理的单点测距雷达，采用850nm红外光源，配合独特的光 学，电学设计，可以实现稳定、精准、高灵敏的距离测量。产品内置多种应 用环境及目标的适配算法，并开放了多种可调节配置和参数。可以保证在复 杂环境中具有优良的测距性能，有体积小、重量轻、功耗低等优点。

优选的，所述WLAN通信模块选用NRF24L01型号无线收发器芯片，它是 由NORDIC生产的工作在2.4GHz-2.5GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片。 无线收发器包括：频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放 大器、晶体振荡器、调制器和解调器。

优选的，所述摄像头2的型号为0V7725鹰眼摄像头，它有高帧频率，并 且具有BGA封装，串扰小，延时一致性好等优点，是低成本智能机器人摄像 头的绝佳选择。

优选的，所述上位机为智能手机、平板电脑或台式电脑。

本发明可以分别应用在清洁区、隔离区和缓冲区。在医院不同区域可以 设置简易的跑道仅供运输机器人行驶，运输相关医疗物品。例如运送重症隔 离病人需要的药物和手术器材等，可在清洁区由医护人员装上运输机器人， 通过清洁区、缓冲区，进入隔离区，由隔离区的医护人员取用后，将运输机 器人送至隔离区进行消毒，再回到清洁区等待下一次使用。尽可能减少缓冲 区和清洁区医护人员接触到隔离区易染人员或易染物，降低医护人员感染率。

实施例二

根据上述实施例，完成单个医疗运输机器人的设计，如图3所示，本发 明在此基础上还公开了一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟 随方法，使用多个上述多功能医疗运输机器人协同行驶，包括以下步骤：

步骤1：机器人的传感器实时采集当前机器人的运动状态，包括本体速度、 加速度，若感知到前方有另一机器人，还会采集两者之间的距离；

步骤2：根据当前车速与两者间距，与固定时间后的两者间距进行对比， 可以得出前机器人速度与当前机器人速度的大小对比；

步骤3：需要自适应巡航和跟随时，利用基于仿生鱼群效应的数学建模计 算符合当前情况的加速度、速度信息并传输信号给控制器；

步骤4：在前机器人离开跑道或当前机器人到达设定好的位置时，关闭自 适应巡航，完成后续动作。

进一步的，所述步骤3中仿生鱼群效应的数学建模如下：

构建二维坐标平面，分别将需要协同行驶的运输机器人设为A车、B车、 C车……，车与车之间经过数学建模后看作是引力和斥力类型相互作用，车车 间距设为R；

仅考虑车车间互相间有作用力，和车在行进中本身的速度，以第一辆跟 随车B车为例，在车的行进过程中，B车受到的合力记为：

F_B(t)＝F_B ⁽¹⁾(t)+F_B ⁽²⁾(t) (1)

其中，F_B(t)是指B车受到的合力，F_B ⁽¹⁾(t)是指B车本身速度带来的速度分 量，F_B ⁽²⁾(t)是指A车给B车带来的控制分量；

F_B ⁽²⁾(t)在车与车的距离过近时表现为斥力，在距离过远时表现为引力，而 由牛顿第二定律可知，物体运动状态的变化与它受到的作用力有关，所以B车 受到的合力：

其中，m_B表示B车的质量，a_B(t)表示B车在t时刻运动时的加速度；

B车本身当前速度值设为V_B，速度分量表现为速度与时间和质量的关系， 即：

假设在二维坐标系中，车的几何中心看作车的位置，设定母车A的位置为：

P_A(t)＝[x_A(t)，y_A(t)] (4)

相邻B车的坐标为P_B(t)＝[x_B(t)，y_B(t)]，记为初始值，所以母车A与相邻的子 车B之间的距离记为：

坐标系内车的移动是向量移动，多车协同运动时方向会倾向于相邻车的 运动方向，B车方向会跟随A车，而C车方向会跟随B车，以此类推；

相邻两车有一个发生即将碰撞的临界距离，根据物理知识，该距离记为：

其中，a_f与车的重量及车与地面的摩擦因数有关，此处以B车为例，即：

F_f(t)＝m_Ba_f(t)＝m_Bμ(t)_g (7)

其中，μ(t)是指车的轮胎与当前地面的摩擦因数，g是指重力加速度；

车车间作用力根据车车间距相关，当B车与母车A车的距离S_AB(t)大于S(t) 时，该作用力表现为引力，记作F_吸(t)，当距离越大时，该力数值越大；当B车 与母车A车的距离S_AB(t)小于S(t)时，该作用力表现为斥力，记作F_斥(t)，当距离 越小时，该力数值越大；

由此设定可知，F_吸(t)和F_斥(t)均是指数函数形式的作用力，即：

|F_吸(t)|＝α₁m_Be^λ1β (8)

|F_斥(t)|＝α₂m_Be^λ2β (9)

其中，α₁和α₂均是设定参数，λ₁和λ₂为指数参数，|F_吸(t)|和|F_斥(t)|表示两个 力的大小，β表示指数函数中的指数，根据建模可设，

F_吸(t)的方向为

F_斥(t)的方向为

根据当前情况，斥力引力只表现为正负；

综上，规定行进方向为正方向，

即：

通过该算法计算符合当前情况的加速度、速度信息并传输信号给控制器， 从而实现多机器人的自适应巡航和跟随功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方法，其特征在于，所述医疗运输机器人包括运输箱体、摄像头、激光雷达传感器、红外避障传感器、机器人本体和若干轮子，其中：

所述运输箱体设置于所述机器人本体上方，用于内部放置医疗用品；

所述机器人本体内部设置有控制器、驱动电机、WLAN通信模块和电源模块，其中：

所述摄像头位于所述机器人本体的正面上部，用于通过自带舵机控制，采集所述机器人本体前方的图像数据并通过所述WLAN通信模块实时传输给外部上位机；

所述激光雷达传感器位于所述机器人本体正面，并与所述控制器电性连接，用于测量所述机器人本体前方路障与所述机器人本体之间的距离并将距离信息反馈给所述控制器；

所述红外避障传感器有两组，分别位于所述机器人本体正面且位于所述激光雷达传感器的下方两侧，并与所述控制器电性连接，用于感测所述机器人本体前方的路障情况并将其反馈给所述控制器；

所述控制器与所述驱动电机电性连接，用于根据所述激光雷达传感器反馈的距离信息和所述红外避障传感器反馈的路障情况控制所述驱动电机的运转；

所述电源模块与所述摄像头、激光雷达传感器、红外避障传感器和驱动电机电性连接，用于提供所述摄像头、激光雷达传感器、红外避障传感器和驱动电机的工作电源；

若干所述轮子位于所述机器人本体下方，用于在所述驱动电机驱动下带动所述机器人本体前后移动；

当所述医疗运输机器人处于智能跟随模式时，通过所述激光雷达传感器控制，实现实时跟随医护人员前进或后退；

当所述医疗运输机器人处于寻迹运行模式时，医护人员预先设置好行进路线，通过所述红外避障传感器寻迹前进；

当所述医疗运输机器人处于WLAN控制模式时，通过所述摄像头传输实时图像给医护人员随身携带的上位机，医护人员随时控制医疗运输机器人移动；

使用上述医疗运输机器人协同行驶，包括以下步骤：

步骤1：机器人的传感器实时采集当前机器人的运动状态，包括本体速度、加速度，若感知到前方有另一机器人，还会采集两者之间的距离；

步骤2：根据当前车速与两者间距，与固定时间后的两者间距进行对比，可以得出前机器人速度与当前机器人速度的大小对比；

步骤3：需要自适应巡航和跟随时，利用基于仿生鱼群效应的数学建模计算符合当前情况的加速度、速度信息并传输信号给控制器；

所述步骤3中仿生鱼群效应的数学建模如下：

构建二维坐标平面，分别将需要协同行驶的运输机器人设为A车、B车、C车……，车与车之间经过数学建模后看作是引力和斥力类型相互作用，车车间距设为R；

仅考虑车车间互相间有作用力，和车在行进中本身的速度，以第一辆跟随车B车为例，在车的行进过程中，B车受到的合力记为：

F_B(t)＝F_B ⁽¹⁾(t)+F_B ⁽²⁾(t) (1)

其中，F_B(t)是指B车受到的合力，F_B ⁽¹⁾(t)是指B车本身速度带来的速度分量，F_B ⁽²⁾(t)是指A车给B车带来的控制分量；

F_B ⁽²⁾(t)在车与车的距离过近时表现为斥力，在距离过远时表现为引力，而由牛顿第二定律可知，物体运动状态的变化与它受到的作用力有关，所以B车受到的合力：

其中，m_B表示B车的质量，a_B(t)表示B车在t时刻运动时的加速度；

B车本身当前速度值设为V_B,速度分量表现为速度与时间和质量的关系，即：

假设在二维坐标系中，车的几何中心看作车的位置，设定母车A的位置为：

P_A(t)＝[x_A(t),y_A(t)] (4)

相邻B车的坐标为P_B(t)＝[x_B(t),y_B(t)]，记为初始值，所以母车A与相邻的子车B之间的距离记为：

坐标系内车的移动是向量移动，多车协同运动时方向会倾向于相邻车的运动方向，B车方向会跟随A车，而C车方向会跟随B车，以此类推；

相邻两车有一个发生即将碰撞的临界距离，根据物理知识，该距离记为：

其中，a_f与车的重量及车与地面的摩擦因数有关，此处以B车为例，即：

F_f(t)＝m_Ba_f(t)＝m_Bμ(t)g (7)

其中，μ(t)是指车的轮胎与当前地面的摩擦因数，g是指重力加速度；

车车间作用力根据车车间距相关，当B车与母车A车的距离S_AB(t)大于S(t)时，该作用力表现为引力，记作F_吸(t)，当距离越大时，该力数值越大；当B车与母车A车的距离S_AB(t)小于S(t)时，该作用力表现为斥力，记作F_斥(t)，当距离越小时，该力数值越大；

由此设定可知，F_吸(t)和F_斥(t)均是指数函数形式的作用力，即：

其中，α₁和α₂均是设定参数，λ₁和λ₂为指数参数，|F_吸(t)|和|F_斥(t)|表示两个力的大小，β表示指数函数中的指数，根据建模可设，

F_吸(t)的方向为

F_斥(t)的方向为

根据当前情况，斥力引力只表现为正负；

综上，规定行进方向为正方向，

即：

计算符合当前情况的加速度、速度信息并传输信号给控制器，从而实现多机器人的自适应巡航和跟随功能；

步骤4：在前机器人离开跑道或当前机器人到达设定好的位置时，关闭自适应巡航，完成后续动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方法，其特征在于，所述控制器选择STM32F103系列单片机。

3.根据权利要求1所述的一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方法，其特征在于，所述激光雷达传感器的型号为TF-Luna单点测距雷达。

4.根据权利要求1所述的一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方法，其特征在于，所述WLAN通信模块选用NRF24L01型号无线收发器芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方法，其特征在于，所述摄像头的型号为OV7725鹰眼摄像头。

6.根据权利要求1所述的一种基于鱼群效应的医疗运输机器人自适应巡航和跟随方法，其特征在于，所述上位机为智能手机、平板电脑或台式电脑。

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