干，得到的波形主干是不含噪点的，使用局部极值得到的波形主干如图6所示。
[0170] 数据擅染:对比图3、4、5和图6可W看出，使用局部极值过滤的方法，可W去掉图像 上的噪点，但是在去掉噪点的同时，也去掉了一些有效数据点，运些有效数据点有些是对后 续的计算至关重要。在使用局部极值法进行去噪之后，还需要对去噪后的函数图形进行处 理，还原出图像上的有效数据点，把运个过程称作擅染。
[0171] 擅染即把离主干点距离在一定阔值W内的点记做有效数据点，运个阔值取20mm， 经验证，能找回绝大部分有效数据点，经过擅染W后的数据图像如图7所示。从图中可W看 出，擅染后的图像除了不存在噪点W外，和原始数据图像几乎完全相同。
[0172] 信标边沿识别与匹配:代表信标的"空"的数据点失真比较严重，特别是窄"空"上 的数据点，只能作为辨识"条"和"空"存在的标志，不能作为计算"空"的宽度的数据。运是由 于激光扫描器本身所固有的缺点所引起的，所W在识别信标的时候我们默认不使用"空"上 的数据点，而是使用"条"和"条"之间的间距来确定"空"的存在。
[0173] 如上所述，要识别信标，就要识别信标的每一个"条"，而界定每一个"条"需要找到 该"条"的开始数据点和结束数据点，也即"条"的边沿。把"空"到"条"和巷道壁到"条"的边 沿叫做"上升沿"，把"条"到"空"和"条"到巷道壁的边沿叫做"下降沿"。
[0174] "沿"的开始点和结束点之间的X坐标存在一个较大(相对于巷道壁上和信标条上 的数据点）的跃迁过程，根据存在跃迁行为的数据点确定数据图像中存在的"上升沿"和"下 降沿"，然后根据运些"沿"就可W识别信标了。
[0175] 对图7所示的数据进行边沿识别后的结果如图8所示。
[0176] W本发明的信标为例，识别"沿"的方法如下：
[0177] (1)识别出来的沿的数目为18个，本发明信标含有9个"条"，界定9个"条"需要18个 。禪'；
[017引（2) 18个"沿"W "上升沿"开始"下降沿"结束，交替变化的序列；
[0179] (3)两个"沿"之间的距离有一个取值区间（区间视扫描器误差和算法误差而定）， 距离不在取值区间的"上升沿"和"下降沿"不属于界定信标的"沿"序列。
[0180] 经过上面Ξ条方法的筛选，就可W在匹配出可能存在信标的"沿"序列，定义为候 选序列。
[0181] 信标匹配和解码
[0182] 对候选"沿"进行二值化，二值化的时候首先计算候选"沿"序列界定的信标的"裝' 和"空"的宽度，宽度的计算使用两个"沿"的纵坐标之差表示，因为前文已经把波形图像近 似的转化为平行于车体前进方向，所W，其宽度可W近似使用"沿"的纵坐标之差代替。在识 另揃时候，首先不区分"条"和"空"，只区分宽和窄，使用1代表宽，0代表窄，那么就可W把宽 度序列转化为一个二值序列，其中奇数位代表"条"，偶数位代表"空"，有了二值序列，就可 W根据交叉二五码的编码方法去验证候选序列是否为真正的信标序列，其验证方法如下：
[0183] (1)二值化序列的头四位应该是四个0,因为交叉二五码的起始符编码是交叉排列 的四个"裝'和"空"；
[0184] (2)二值化序列的尾Ξ位应该是100,因为交叉二五码的的终止符编码是一个宽条 和一个窄空一个窄条.
[0185] (3)二值化序列的数值符区域使用交叉二五码进行编码，其"条"和"空"都满足Ξ 窄两宽的方法，即五个编码位中有两个"赏'条和立个"窄"条。
[0186] 通过运Ξ条方法验证的二值化序列我们即认为他属于一个信标的编码，匹配到信 标序列之后，就需要对运个序列按照交叉二五码的规范进行解码了。
[0187] 应用运个二值化序列，只需要按照逆向方法进行解码即可，本发明设计一种快速 的解码方法：
[0188] 在解码的时候只关注信标的数据区域，去掉信标的起始符和终止符，只需要关注 二值化序列的中间10位，把运10位当做一个二进制的数看待，就可W算出运个序列所代表 的十进制数字，由于信标的数量是有限的，穷举每一个信标的编码序列，找出信标的编码所 代表的十进制数字，然后再对运些十进制数字进行一次反向映射，那么在解码的时候只要 把数据区域的二值化序列当成一个二进制数计算，然后就可W在反向映射中直接查找出信 标的编码。
[0189] 图8所示的二值化序列，可W表示为"00000111000010100"，经过上述Ξ条方法的 验证可W发现其符合信标的编码规范，在进行解码的时候去掉起始符和终止符，其数据编 码区域可W表示为％111000010"，把运个序列看做二进制数，其值为270,查看反向映射表， 可W发现270所代表的信标编号为23。
[0190] C航向角及坐标计算
[0191] 航向角计算：识别和匹配信标的最终目的都是使用信标确定车辆定位与姿态，车 辆的位置由坐标确定，姿态由航向角(车体的朝向）确定。
[0192] 为了有效利用信标的数据来计算车体的朝向，本发明设计了一种基于线性拟合的 算法，其基本流程如图9所示。
[0193] 计算车体航向需要获取信标的姿态，即信标在世界坐标系中的朝向和信标相对于 车体的朝向，选择使用线性拟合的方式把信标上的数据点拟合出一条近似的直线来代表信 标在车辆的坐标系中的近似表示，因为空上的点数据误差较大，本发明只用信标"条"上的 数据，W便于高精度拟合。
[0194] 在进行线性拟合之时，需要对数据点进行一次相关系数的优化，因为相关系数过 小的时候变量间的模式就变得不清晰，不利于进行拟合，所W，需要对数据点所在的坐标系 进行旋转，增大变量间的相关系数，就可W拟合得到更精确的值。在对坐标系进行旋转的时 候还应该加下坐标系旋转的角度，在拟合得到结果之后还需要把旋转的角度当做一个偏置 再对拟合结果进行调整。
[0195] 线性拟合使用最小二乘法，假设信标上的点集合为{(xi，yi)，（x2，y2)-，（xn，yn)}， 要拟合的直线的方程为y = ao+aiXx，最小二乘法实际上是最小化实测值和计算值之间的离 差的平方和，公式如下：
[0196]
[0197] 其中，yi为实测值，yj为计算值。
[0198] 当线性拟合结束后，得到一条近似表示信标在雷达坐标系中的姿态的直线，结合 已知的信标的编码和摆放方向，就可W使用一个向量来表示信标的朝向。
[0199] 把代表车体朝向的向量设为(0，1)，即Y轴上的单位向量，向量的长度不影响相对 角度的计算，所W理论上可W使用任何长度的向量，在计算信标朝向向量的时候也是运样， 由于向量的平移不会影响向量，所W可W把信标朝向向量的起始点移动到原点，运样更利 于直观的辨识，如图10所示。
[0200] 当求得从车体朝向到信标朝向的逆时针夹角后，把信标的朝向代表的在世界坐标 系中的方向减去夹角值就是车体的航向了。
[0201] 假设信标在世界坐标系中的朝向为β，逆时针夹角为α，那么车体的航向计算公式 为：
[0202] 丫二 β-α
[0203] 因为坐标系的值域为[-31,31]，所W如果计算所得的航向角小于-180度，那么还需 要对航向角进行修正，即：
[0204] 丫 * = 360+丫
[02化]坐标计算
[0206] 上述步骤已经获取了信标上的代表"条"的数据点，并且进行了线性拟合来计算航 向角，在计算车体的坐标的时候，也需要用到信标上的数据点。
[0207] 已知信标上的两点的精确坐标（相对于世界坐标系），并且，由于激光扫描器返回 的是一系列的距离值，可W得到车辆到信标两点的距离。
[020引如图11所示。其中（xi，yi)表示信标上顺编码方向上的第一点，（X2，y2)表示第二 点，（X3，y3)表示的是激光扫描器坐标，h、l康示的是激光扫描器距信标第1、2点的距离，夹 角曰表示向量(x2-xi，y2-y0到向量(x3-xi，y3-yi)的逆时针夹角，在运些变量里面已知的为 又1，71，町72，11，12，未知的即激光扫描器坐标(义3,73)。
[0209] 则13的计算公式为：
[0213] 已知信标所在的向量(相对于世界坐标系的真实向量，即由（xi，yi)、（X2，y2)两点 确定的向量)和两个向量间的夹角α，可W求信标上第一点到激光扫描器运个向量在世界坐 标系中的方向向量，即把信标向量逆时针旋转α度即