当今社会,汽车保有量的不断增加致使交通事故日益频繁,造成的人员伤亡以及经济损失也在逐年攀升。虽然现有的安全技术在一定程度上能够保障行人和驾驶员的生命安全,例如被动安全技术安全带、安全气囊在车辆发生碰撞时将车内乘客的损伤降至最低;主动安全技术ABS、ESP、AEB等在保证车辆行驶稳定性的同时也将车辆对行人、对其他车辆的威胁降到了最低,然而这些主动安全技术都需要车辆本身装备有昂贵的传感器来实现,并不适用于所有车辆。近年来,随着无线通信技术的不断发展与成熟,智能网联汽车与智能交通逐渐成为汽车厂商和汽车领域研究人员的关注重点,基于智能网联技术提高汽车行驶安全性成为了新兴的研究热点。汽车主动防撞预警系统指的是车载预警系统主动向驾驶员提供周边驾驶环境的信息,例如车辆的位置、行驶速率,并告知驾驶员可能存在的碰撞风险;无线通信技术通常指不同设备之间脱离物理连接之后的信息传输与数据共享,例如手机间的通信。将以上二者相结合,汽车则会具有一定的通信能力,实现“联网”功能,不通车辆之间则可以实现信息传递与共享,扩大汽车的感知范围,从而提高汽车行驶的安全性。本文围绕无线通信以及汽车主动防撞预警系统,针对车车通信、车辆之间的相互定位以及行驶安全性开展了相关的研究。本文在开篇讨论了智能车辆的环境感知技术并指出了这些技术存在的问题,提出通过无线通信技术为车辆获取有用信息,实现主动预警;随后介绍了国内外近二十年来关于智能网联汽车以及防撞预警系统的研究现状,在前人的基础上开展了本文的研究。本文第二章主要介绍车载预警系统的硬件架构与软件需求,包括实现无线通信功能的ZigBee技术、实现车辆定位的GPS技术、实现对驾驶员进行信息提示的人机交互界面相关理论、实现不同硬件设备之间数据正确传输的通信协议,提出了一种带有通信功能以及预警功能的车载硬件平台。本文第三章主要介绍实现车载硬件平台正常工作所需要搭建的模型,包括实现ZigBee节点间互相联网通信的通信模型、判断前后车辆之间行驶安全性的安全距离模型、获取车辆之间相对位置信息的GPS定位模型以及获取驾驶员初级行驶意图的识别模型。其中,通信模型、安全距离模型以及车辆定位模型是核心所在:通信模型考虑到了车载硬件平台不同设备之间的数据传输,包括车载CAN总线通信与ZigBee串口通信之间的数据转换以及汽车CAN总线相关报文信息的获取;本章第2小节简要介绍了传统基于制动过程分解的安全距离模型并分析了该模型存在的主要缺点,提出了改进的安全距离模型以及预警策略;随后在车辆定位模型中介绍了GPS坐标变换以及基于无迹卡尔曼滤波算法的行驶轨迹修正。本文第四章主要介绍车载硬件平台各子系统的仿真测试并对结果进行了详细的分析,并在校园环境下针对每一个子系统进行了实车测试。通信测试用于评估ZigBee通信模块可靠性和稳定性,包括节点之间的静态通信测试与动态通信测试;安全距离模型的实车测试是为了评估模型的可靠性,在某些不能进行实车测试的工况下(大于40km/h的较高行驶车速),进行仿真测试对模型进行验证;GPS户外测试用于评估车辆定位的准确性与可靠性,包括车辆静止时的静态定位精度和车辆低速行驶时的动态定位精度;驾驶意图识别测试包括仿真分析(大于40km/h的较高行驶车速)与实车验证(4种典型工况:加速行驶、减速行驶、车辆换道、车辆转弯)。本文最后于第五章进行了全文总结以及对未来工作的展望。