1 国内外研究现状
此停车引导装置主要采用超声波测距系统进行设计，超声波测距在自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等领域应用非常广泛。目前测距技术主要有红外测距、激光测距和超声波测距，其中，红外测距受光线影响大且精度较低; 激光测距虽精度高但制作成本偏高，安全性差; 超声波测距以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点，得到了广泛应用[1]。超声波测距是利用超声波发射装置和接收器之间传播超声波时的时间差来计算距离。目前，超声波测距的主要方法有声波幅值检测法、相位检测法、渡越时间检测法3种方法[2]。
超声波传感器的发展现如今已是比较发达了。超声波测距作为一种便捷的无线测距手段，有效避免了测距人员与危险环境的接触，较好地满足了无线测距的要求，且超声波在传播时指向性强，能量易于集中且消耗较缓慢，也不受光线、电磁等其他因素的影响，因此广泛应用于距离的测量[3]。如今对于车辆停放要求的增加，许多停车位引入了车辆引导系统，车位引导系统[4]是能够引导车辆顺利进入停车场目的车位的指示系统，一般情况是指在停车场引导车辆停入空车位的智能停车引导系统，超声波车位引导系统主要有超声波车位探测器、节点控制器和中央控制器、车位引导显示屏及系统管理软件组成。各设备之间采用屏蔽双绞线通讯具有施工简单、成本低廉的特点。由探测器对车位进行检测，通过显示屏显示空车位信息，司机通过该信息，实现轻松停车。
图1 系统整体结构
对于硬件方面的研究发展情况，超声波测距系统硬件设计与实现主要由超声波发射电路和接收电路、温度补偿电路、数码管显示电路和通信电路等组成[5,6]。采用STC12C5A60S2单片机作为核心处理元件，利用其P3.3引脚产生超声波集成模块工作所需的信号，外部中断口接收返回信号以及内部定时器T0来计算超声波发射与接收所用时间间隔，结合温度补偿后的超声波速度，通过计算分析得到传感器与障碍物之间的距离，最后通过4位共阳极数码管显示电路实时显示，并通过串口通信传送到上位机界面。该系统可提供2～400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到毫米(mm)级。周建国，彭志雄[7]也将超声波发射电路通过发射探头向目标障碍物发射40kHz的脉冲信号，由单片机通过定时器定时输出，但功率不够大，将其送入由74LS04组成的功率放大器以便使发射距离足够远。魏裕彤等[8]为解决测距系统处理精度差，探测速度慢的问题，该文采用ATMEGA64单片机开发了一种超声波测距系统。回声定位模块利用SG90伺服电机(舵机) 驱动超声波测距装置旋转，使其具有180°的扫描角度，并向主机模块提供目标的距离和角度信息；音频模块确定超声波测距装置是否指向目标，并在超声波测距装置发现目标时发出正确的频率；主机模块接收来自超声测距装置的信息，处理扫描结果，并在屏幕上生成目标的方位。该系统硬件结构采用模块化设计方法，包括超声波测距装置系统、伺服驱动系统(又称舵机系统)、上位机交流系统以及扬声器系统。每个子系统都作为一个独立的单元进行了编程、测试和调试，这样提高了整个系统的工作效率，减少了不必要的故障排除时间。
图 2 8times;8LED点阵显示模块
对于测量的显示反馈系统随着高亮LED二极管技术的发展，LED点阵屏以其使用寿命长、显示内容方便灵活，性能稳定等优点应用在很多场合逐步代替传统显示牌，成为首选的信息显示产品，广泛应用于商场、火车站、商业广告和信号指示屏等[9]。与传统的显示媒介相比，LED点阵显示屏具有亮度高、耗电省、使用寿命长、显示信息丰富、显示灵活等特点[10]。目前大部分点阵屏中更新显示内容时是通过有线或无线通信方式接收来自计算机串口的数据。LED点阵显示屏是由一系列行列组合结构的发光二极管点像素组件构成，可分为单色、双色、三色，其行、列数一般为８的整数倍，以８times;８LED点阵显示模块为例共64个LED分为８行、８列。每一行LED的阴（阳）极并连在一起，行控制端，每列的阳（阴）极连接在一起作为控制端，显示内容时通过行、列线的组合控制LED发光二极管的亮灭组合即可显示出图片文字等内容。与动态数码管显示类似，实际中LED点阵模块工作于动态扫描方式，要显示(亮)的列送高电平，工作的行送低电平，不显示的行送高电平，逐行驱动工作于动态方式[11]。
对于引导系统中的提醒模块，与抗干扰模块的发展，徐平[12]为了有效避免在汽车倒车过程中由于视野受限制而发生事故，开发了基于单片机的超声波测距系统。该系统由AT89S51 单片机、NE555发射器、CX20106A 超声波接收器及 DBS18B20 温度补偿等硬件部分组成，在此基础上进行了软件设计实现了障碍物距离的测量，并能够进行语音提示，且实际验证表明该系统有较高的测量精度。并且其设计的语音播报系统电路设计采用典型的555振荡电路作为语音报警系统。通过单片机控制555定时器的4管脚的电平来控制振荡器的运行，高电平时工作，低电平时停止。在扬声器发出报警声时，时基电路 555 处于暂稳态，此时电源向电容充电，从而使555结束暂稳态回复到稳定状态输出低电平，使扬声器停止发出振荡频率为800Hz报警声。于姣[13]设计的超声波测距系统，为了得到更加精确的测量结果，系统采用了温度补偿的方法。采用高精度的DS18B20数字温度传感器模块，该模块自带模/数转换且电路简单，可直接使用。通过DS18B20 温度传感器测量环境温度，再由单片机进行声速修正和计算得出精确的距离。
对于测量中的串口通信系统，Mohamed M A[14]等人使单片机发出的数据能在Lab VIEW中显示，需要采用Lab VIEW中VISA库。采用VISA标准，就可以不考虑时间及I/O选择项，驱动软件可以相互兼容使用，使用Lab VIEW中的VISA库可以实现计算机的串口通信。Lab VIEW 程序设计本文系统利用Lab VIEW软件开发上位机的显示监测界面，在程序使用的过程中，首先进行串口配置，通过VISA函数读取下位机向Lab VIEW显示监测界面发送的数据。通过此项技术，可使检测距离有效的反馈给司机，引导其正确停车。
2 研究现状总结
在国外，车辆换电模式虽然在美国、以色列、加拿大等都有过尝试应用，甚至连特斯拉这样的企业也有过尝试，但大多数的换电站都通过过多的传感器，维护成本、制作成本过高，所以国外把重点放在公共交通以及轻型汽车产业的换电工作上。国内其实换电型重卡早已投入市场，2019年的华菱汉马H7系列换电牵引车、徐工汉风的G7换电式重卡，虽然他们的换电池工作只需5、6分钟，但换电过程却并并没有能够详细的说明，因而人们也对于换电工作产生了些质疑[15]。而现在国内现有的有关重卡换电的技术定位装置是玖行发明的一种名叫电动重卡换电电池箱三级定位锁紧装置，这项发明通过三级定位锁紧,可以实现在通过吊装方式放置电池箱的过程中,在电池箱有较大水平误差的情况下实现准确,可靠地定位,适合于换电重卡的电池箱换电[16]。虽然此前已经将侧向换电换成了吊装换电，减少了许多的成本与换电时间，但此种方法仍有较大的水平误差，但如果卡车没有规范停车，加上吊车等因素，这些都会导致换电过程失败而增大引发事故的几率。
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