[发明专利]煤矿救援机器人环境信息自衍生小波数据压缩及重构方法

说明书

本发明公开了一种煤矿救援机器人环境信息自衍生小波数据压缩及重构方法，包括步骤：一、获取井下煤矿救援机器人当前位置的环境信息序列；二、确定环境信息序列的自衍生等级；三、判断自衍生等级是否超过衍生等级阈值；四、环境信息序列的数据压缩；五、编码压缩数据包的传输；六、环境信息序列的数据重构；七、井下环境信息序列的连续显示。本发明通过通信设备实时采集信号强度，自衍生小波分解等级，提升信息传输的弹性，通过多尺度正交变换实现编码预处理，提升霍夫曼编码效率，极大提高了采集数据信息压缩适应网络环境的能力。

技术领域

本发明属于煤矿环境采集传输技术领域，具体涉及一种煤矿救援机器人环境信息自衍生小波数据压缩及重构方法。

背景技术

井下事故造成通信环境瘫痪，借助机器人技术搭建应急无线通信网络环境受到局限，在有限的通信条件下，将环境信息数据安全、稳定、快速的传输到救援指挥中心，成为救援工作顺利开展的重要保证。目前，在良好通信网络条件下的环境信息数据传输研究较多，且数据压缩重构算法较为成熟。在复杂地质条件下应用于煤矿救援工作的环境信息数据传输技术研究较少，因此，现如今缺少一种煤矿救援机器人环境信息自衍生小波数据压缩及重构方法，在有限通信信道传输特性研究的基础上，实现多环境信息数据自适应通信传输条件，即在有限变化的环境中，使环境信息数据得到不同压缩深度，改善在不同通信网络环境中数据传输的自适应能力，使数据传输在保证实时传输的同时，保持较为良好的无损传输特性，为提高数据的压缩能力提供一种重要手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿救援机器人环境信息自衍生小波数据压缩及重构方法，通过通信设备实时采集信号强度，自衍生小波分解等级，提升信息传输的弹性，通过多尺度正交变换实现编码预处理，提升霍夫曼编码效率，极大提高了采集数据信息压缩适应网络环境的能力，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：煤矿救援机器人环境信息自衍生小波数据压缩及重构方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、获取煤矿救援机器人当前位置的环境信息序列：采用煤矿救援机器人获取煤矿救援机器人当前位置的环境信息序列f(x)；

所述煤矿救援机器人上安装有用于采集井下巷道环境序列的环境探测器、用于探测井下巷道障碍物的激光探测仪和与上位机通信并用于采集井下通信信号强度的无线通信设备，环境探测器的信号输出端和激光探测仪的信号输出端均与煤矿救援机器人中央处理器的输入端连接，煤矿救援机器人中央处理器的输出端接有用于控制所述煤矿救援机器人前进或后退的行走机构，环境探测器和激光探测仪获取的数据为煤矿救援机器人当前位置的环境信息序列f(x)，其中，为环境信息序列f(x)中第k个环境信息函数，a_J,k为第k个环境信息函数的系数，k为环境信息函数的编号；

步骤二、确定环境信息序列的自衍生等级：根据公式确定环境信息序列的自衍生等级γ，其中，E_γ为无线通信设备实时采集的通信衰减信号强度，E为无线通信设备固有的通信信号强度，η为通信信号强度衰减比；

步骤三、判断自衍生等级是否超过衍生等级阈值：设定衍生等级阈值Th，当γ≥Th时，说明无线通信设备无法与上位机正常通信，无线通信网络不可用，煤矿救援机器人中央处理器将通信信号强度损失严重的地方进行网络修复；当γ<Th时，执行步骤四；

步骤四、环境信息序列的数据压缩，过程如下：

步骤401、确定环境信息序列的小波分解级数J：根据公式J＝γ<Th，确定小波分解级数J；