汽车作为一种交通工具,为人类社会的发展和生活条件的改善做出了重大贡献。但是,随着汽车保有量的大幅增长,由汽车碰撞事故导致的损害也在不断地增加。所以开展汽车安全防撞预警系统的研究,成为一个极其迫切的现实意义课题。汽车安全防撞预警系统是指通过车载探测设备探测汽车周围环境的信息,根据所获取的信息、一定的评判准则以及相应的计算方法,系统对车辆之间的距离进行控制,使车辆既满足行车速度的要求,又可以将车距保持在安全范围内,在必要时提醒驾驶员采取危险规避措施。本文设计了种考虑汽车环境因素,并且对汽车的三维空间进行预警的汽车三维安全防撞预警系统。文中首先介绍了该课题的研究背景及意义,阐述了国内外防撞预警系统的研究现状,对论文的章节安排和主要研究内容做了说明。然后,本文深入研究分析了汽车防撞预警系统的基础理论—汽车安全距离模型。在借鉴前人研究成果的基础上对系统安全距离模型做了简化和改进,给出了基于汽车环境因素(如天气状况、道路状况)修正的纵向和侧向安全距离模型,并结合对汽车垂直方向距离信息的自动获取(积水、结冰或雪以及地面坑洼程度),将汽车安全预警的范围从平面区域合理地拓展到了三维空间,即汽车安全空间。指出汽车安全空间及其相关理论将是研究全方位智能防撞预警系统和自适应巡航系统(俗称自动驾驶系统)的基础。随后,本文按照器件实现的功能将汽车三维安全防撞预警系统分为了数据采集单元、控制单元以及显示单元三大部分,阐述了控制单元与其他单元之间的联系。根据划分的单元功能对系统所用的关键技术做了详细的说明和研究探讨,并将汽车三维安全防撞预警系统在汽车实物中的布局做了简要介绍。接着,设计了系统的硬件,包括电源模块、复位电路、时钟振荡电路、RS-232C串行通信接口电路、开关量信号采集模块、模拟量采集模块、声光报警模块、液晶显示模块等硬件电路,为软件程序的编写提供了硬件支持；根据系统软件的编写要求与系统的设计要求,进行了系统程序的编写,其中包含了一个主程序、七个子程序,对各个程序流程做了详细介绍。在完成软件的开发之后,根据论文设计的电路及软件程序,对系统进行了验证。通过对验证结论分析可知设计的汽车三维安全防撞预警系统各部分可靠、合理,系统整体的工作运行状态良好,达到了设计的各项功能,基本满足了系统的设计要求。最后,本文对汽车三维安全防撞预警系统的研究工作做了总结和展望,提出了本文的研究存在的不足以及未来的发展方向。