1 引言

在高级驾驶辅助系统（ADAS, Advanced Driver Assistance System）中，软件架构通常采用分层设计。系统可以大体分为 底层软件（Basic Software） 与 应用层软件（Application Layer） 两部分。

底层软件负责硬件管理与系统支撑，应用层软件则承担核心功能与算法实现。两者通过标准化接口协同工作，共同构成智能驾驶功能的技术基础。

2 底层软件（BSW）

2.1 概述

底层软件是ADAS系统运行的基石，直接与硬件打交道。它提供统一的运行环境和接口抽象，使上层功能模块能够独立于硬件实现。其目标是屏蔽硬件差异、提升系统稳定性与可移植性。

2.2 主要组成

2.2.1 操作系统（Operating System, OS）

操作系统负责系统资源管理和任务调度，包括任务优先级、内存分配、进程通信以及中断响应等。

在ADAS系统中，操作系统通常具备实时性（Real-time）特征，确保各功能任务按严格时序执行。常用实现包括AUTOSAR OS、QNX等。

2.2.2 设备驱动程序（Device Driver）

设备驱动程序是底层软件与硬件之间的桥梁，用于控制和管理传感器、执行器等设备。

它将硬件寄存器和通信细节封装为标准接口，使上层应用能够方便地访问硬件资源，而无需了解具体实现。

2.2.3 基础服务（Basic Services）

基础服务模块为上层功能提供通用系统能力，如通信管理、时间同步、诊断、日志与错误处理等。

这些服务通常由中间件或AUTOSAR基础软件（BSW）组件实现，是保证系统一致性与可靠性的关键。

2.3 功能作用

底层软件在ADAS系统中相当于“地基”，支撑整个软件架构的运行。

它为上层算法提供稳定的计算与通信环境，并通过接口标准化实现软硬件解耦，使系统能在不同平台上灵活迁移与复用。

2.4 类比说明

底层软件在ADAS系统中，就像智能手机中的操作系统和驱动程序。

当用户在手机上拍照时，摄影App只需调用系统提供的“拍照接口”，而不需要关心镜头焦距如何调节、感光元件如何采样、图像信号如何转换。这些复杂的底层工作，都是由操作系统和驱动在后台完成的。

同理，在ADAS系统中，应用层算法（比如感知、决策、控制）只需调用底层软件提供的统一接口，就能读取传感器数据或控制执行器，而不用去理解每个传感器的通信协议或硬件细节。

这样一来，底层软件就像手机系统的“隐形后台”，保证各种硬件稳定工作；而应用层就像各种App，在这个统一环境中自由创新、快速迭代。两者的分工让ADAS软件既高效又灵活，既能稳定运行，又能持续演进。

3 应用层软件（ASW）

3.1 概述

应用层软件是ADAS系统中实现具体驾驶辅助功能的核心部分，直接决定车辆的感知能力与控制行为。

它利用底层软件提供的接口完成数据处理与功能逻辑，是系统的“智能核心”。

3.2 主要功能模块

3.2.1 环境感知（Perception）

感知模块处理来自摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器的数据，识别车道线、障碍物、交通标志与行人等目标，是车辆“看见世界”的基础。

3.2.2 数据融合（Sensor Fusion）

数据融合模块将来自不同传感器的检测结果综合处理，生成统一的环境模型，提升目标识别的稳定性与精度。

3.2.3 路径规划与决策（Planning & Decision）

规划与决策模块根据感知信息、车辆状态及道路约束生成最优行驶路径，并做出加减速、变道等策略决策，是系统的“大脑”。

3.2.4 控制执行（Control）

控制模块将规划结果转化为实际操作命令，如油门、刹车、转向等，使车辆按照预期轨迹运行，是系统的“手脚”。

3.3 功能逻辑与架构关系

应用层可理解为自动驾驶系统中回答三个关键问题的核心逻辑：

1. 车在哪？ —— 感知与定位确定自身位置与环境状态；

2. 要去哪里？ —— 决策模块制定目标路径；

3. 如何去？ —— 控制模块执行行驶动作。

通过这种分工，系统实现从环境理解到动作执行的完整闭环。

3.4 与底层软件的关系

底层软件与应用层软件共同构成ADAS系统的软件架构，各自承担不同但互补的职责。

• 底层软件侧重于硬件抽象与系统运行支持，负责管理传感器、执行器等硬件资源，提供稳定的运行环境和标准化接口。

• 应用层软件聚焦于功能算法与智能决策，基于底层接口实现感知、融合、规划与控制等核心驾驶功能。

4 总结

ADAS系统的软件架构采用自下而上的分层设计：

• 底层软件负责与硬件交互，提供稳定的运行环境。

• 应用层软件承担感知、融合、规划与控制等核心功能。

两者通过标准化接口实现解耦协作，既保证系统稳定可靠，又提升功能开发与部署的灵活性。