为有效预防和避免车辆追尾事故的发生,通过分析现有防撞预警系统存在的不足,在结构化道路的基础上,以乘用车为研究对象,设计了一种基于77GHz毫米波雷达的汽车前向防撞监测预警系统。本文的主要研究内容如下:(1)分析了道路交通前碰撞工况,明确在实际道路上可能会发生前防撞的环境。阐述了毫米波雷达测距测速原理,推导出获取目标信息所需要的参数,在此基础上设计了模拟信号处理和数字信号处理的方法。(2)分析了防撞监测预警系统的硬件需求,完成硬件电路总体设计:通过微控制器模块和调制信号生成模块产生调制三角波;设计了滤波放大电路、可调增益放大电路和直流偏置电路等信号处理模块,仿真结果表明该信号处理模块有效滤除了高频干扰信号,使信号位于AD采样范围内,提高了采样精度;完成了CAN模块和电源模块的设计,并对实现上述功能的电路板进行设计。(3)在模拟信号处理的基础上,设计了一系列数字信号处理算法。通过AD采样将模拟信号转换为数字信号后,基于MATLAB的Filter Designer进行FIR低通数字滤波器设计,滤除高频干扰信号。采用快速傅里叶变换将中频信号从时域转换到频域,从而获得目标信息。对于环境干扰以及可能存在的虚假目标,采用CA-CFAR算法排除并进行仿真验证。在双向两车道条件下,进行道路实车实验,包括静态多目标实验、动态单目标实验和动态多目标实验,根据实际情况和探测情况进行误差分析。实验结果显示本系统测距测速误差率均在5%以下。(4)在结构化道路的基础上,根据道路交通前碰撞工况,建立行车安全距离数学模型,判断障碍物性质。采用STM32板载的蜂鸣器设计了预警算法,若为危险目标,提醒驾驶员采取措施。