编制说明-《车控操作系统功能软件架构及接口要求》

《车控操作系统功能软件架构及接口要求》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《车控操作系统功能软件架构及接口要求》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项。文

件号中汽学函【2021】032号，任务号为2021-14。本标准由中国智能网联汽车产业创新联盟提

出，国汽智控（北京）科技有限公司、华为技术有限公司、北京地平线机器人技术研发有限公

司、黑芝麻智能科技有限公司、长城汽车股份有限公司、南京德赛西威汽车电子有限公司、中

兴通讯股份有限公司、中国第一汽车股份有限公司、北京智行者科技有限公司、清华大学苏州

汽车研究院、浙江望安科技有限公司、东软集团（大连）有限公司、南京芯驰半导体科技有限

公司、重庆长安汽车股份有限公司、上海宏景智驾科技有限公司、中国软件评测中心（工业和

信息化部软件与集成电路促进中心）、一汽解放汽车有限公司、中汽研软件测评（天津）有限

公司、比亚迪汽车工业有限公司、北京超星未来科技有限公司、上海蔚来汽车有限公司、国汽

（北京）智能网联汽车研究院有限公司、北京经纬恒润科技股份有限公司、北京万集科技股份

有限公司、北京赛目科技有限公司、国家工业信息安全发展研究中心、中汽创智科技有限公司、

奇瑞新能源汽车股份有限公司、华砺智行（武汉）科技有限公司、北京百度智行科技有限公司、

西部科学城智能网联汽车创新中心（重庆）有限公司、北京汽车研究总院有限公司、阿里巴巴

（中国）有限公司、斑马网络科技有限公司、中瓴智行（成都）科技有限公司共同起草。

1.2编制背景与目标

图1计算基础平台示意图

如图1所示，计算基础平台是智能汽车智能化功能实现的核心载体，作为智能汽车的“车

载大脑”，接收从摄像头、雷达等车载传感器获取的环境感知信息，并通过网联云控技术从基

础设施和云平台获取行驶环境信息，结合GPS、北斗等定位和导航技术，进行海量数据计算处

理，对周围行车环境进行状态预测，并做出合理决策规划。计算基础平台主要包括异构分布硬

件和车控操作系统，其中车控操作系统是智能汽车的“灵魂”，成为新一轮行业竞争的焦点。

5

车控操作系统是运行于车载智能计算基础平台，支撑智能网联汽车的感知、决策、规划和

控制等功能的安全可靠运行的软件集合。车控操作系统又分为系统软件层和功能软件层，其中

系统软件是车控操作系统中支撑自动驾驶功能实现的复杂大规模嵌入式系统运行环境，功能软

件是车控操作系统中根据面向服务的架构设计理念，通过提取自动驾驶核心共性需求，形成自

动驾驶各共性服务功能模块，高效实现自动驾驶功能开发的软件模块。功能软件包含感知融合、

定位、预测和决策规划等核心功能和算法模块，通过各模块南北向接口承载自动驾驶场景应用，

是智能驾驶汽车的核心部分。

目前功能软件相关技术在国内外还处于快速发展阶段，国内外普遍认同面向服务的架构设

计理念将成为未来汽车软件开发的重要方法，但是国内外均缺少相关的技术标准，缺少统一的

架构和接口等，不利于功能软件产品的跨车型、跨平台的移植性，大大影响自动驾驶功能的开

发效率。因此，为满足车控操作系统功能软件产品的创新发展需求，组织行业优势单位建立车

控操作系统功能软件的技术标准规范，形成国内行业共识，具有重要意义。

1.3主要工作过程

2021年3月4日，在线上召开标准立项审查会，专家组一致同意《车控操作系统功能软件架

构及接口要求》标准立项，建议中国汽车工程学会将该项目列入标准制定计划。

2021年3月10日，收到中国汽车工程学会标准起草任务书，开始正式组建标准工作组，并

进行标准学习。

2021年4月29日，召开线上标准启动会，并正式启动《车控操作系统功能软件架构及接口

要求》团体标准编制工作。

2021年7月16日，线下召开项目组第一次讨论会，会上就标准背景、标准框架及内容进行

答疑，各个参会单位依次发表对本标准的建议和看法。

2021年12月16日，启动面向项目组的第一次意见征求。

2022年1月25日，与华为、宏景智驾对标准共性问题进行专项研讨。

2022年4月1日，启动面向项目组的第二次意见征求。

2022年5月18日，召开线上项目组第二次研讨会，会上就标准背景、标准进展以及下一步

计划进行了同步，同时对前两次征求意见中未关闭的27条意见进行讨论。

2022年5月23日，启动项目组第三次意见征求。

2022年6月29日，启动项目组第四次意见征求。

1.3.1项目组启动会

项目组于2021年4月29日在线上召开项目组启动会，牵头单位主要介绍了标准研制背景、

标准的编写框架和编写思路、下一步工作计划，会议中主要问题如下：

1.标准中接口定义很多，接口的数据结构和ISO23150定义的接口有何区别（黑芝麻）？

ISO23150中定义的接口主要是针对单个感知传感器，会对应于本标准中的传感器抽象模

块的接口，而本标准中感知融合模块定义的接口主要是传感器融合后的，对应多个传感器。

5

2.标准中的总体架构和总体要求，和AUTOSAR的关系是怎样的？总体要求里面规定的范

围是什么，包含性能要求吗？

标准的总体架构主要是针对应用层，提供向上的接口，对于向下的承载系统部分没有要求，

可以是AP，也可以是其他的。目前的总体要求里面主要是针对功能要求的描述，还不涉及性

能要求。

3.标准中架构上V2X是单向箭头，实际应该是双向的，比如驾驶意图有没有考虑？（华

砺智行）

本处的V2X表达的主要是功能软件层对V2X感知信息的一个输入应用。涉及到驾驶意图的

应用涉及的范围更广，可能还会和车载操作系统有通信要求。现在只考虑服务提供者，不考虑

服务调用者。关于服务调用可通过V2X上层应用实现。

4.架构会参考SOA架构吗？接口会按SOA拆分原子服务、基础服务吗？

目前的架构是基于SOA架构理念，各模块都是做成服务的形式。接口定义的初衷也是按照

原子服务的理念进行的。

1.3.2项目组第一次讨论会

2021年7月16日，在北京召开了项目组第一次讨论会，会上联盟基础软件工作组组长尚进

博士进行致辞，行业发展方向，提到软件定义汽车及车控操作系统标准化的重要性。其次国汽

智控高级副总马建军介绍车控操作系统功能软件标准背景，标准框架及内容。最后华为、软件

评测中心、中汽研软测、智行者、前海七剑、望安科技、长城汽车、华为、一汽解放、地平线、

黑芝麻、清华苏研院、超星未来、中国一汽、元心信息、德赛西威、恒润科技、东风汽车技术

中心、智己汽车、中汽创智、比亚迪、长安汽车、北汽、潍柴智能针对标准框架及内容提出自

己的见解。

1.华为

1)posix和中间件是面向应用的接口，为什么放在功能软件里面；

2)需要澄清一个概念：功能软件和系统软件的概念区别，功能软件是提供智能驾驶专门

的原子服务，其他与智能驾驶无关的，如系统软件提供给应用软件的接口为什么要放在功能软

件接口中；

3)对新提出的几个SDK概念不清楚。

2.地平线

1)车控操作系统，操作系统应该区别于应用软件，有接口的话，是不是应该包含测评；

2)建议增加安全车控；

3.德赛西威

1)对标准框架覆盖的范围提出疑问，车控范围，各家定义都有差别，在本标准中是否已

经固定了，会不会标准最后发布的时候变成一个分级的标准，有一个核心接口用于达成共识，

还有可扩展的接口用于各个厂家达成差异化；

5

2)车控对于安全的问题，标准中是否增加车控安全，从哪些方向来考虑安全，以及安全

的细化程度应该讨论；

3)车控对性能指标要求严格，对视觉，传感，雷达等感知信息，对于单一通道的感知信

息采集时间有客观要求，不同传感器的数据融合时间同步是否有指标要求。

4.黑芝麻

1)功能软件标准接口应该包含API；

2)SDK范围很广，一个SDK包含很多的demo库，放在这个标准内是否合适需要讨论，

达成共识；

3)车控操作系统没有跟车路协同融合，譬如车路协同，路端需要提供什么类型的信息来

满足标准定义的接口；

4)不同的车厂对坐标系定义不一致，在不同的位置，我们的标准中接口，如地图等对坐

标系定义如何兼容。

5.中国一汽

1)需要有一定的方法论，才能定义接口，接口层顶层，需要有一个指导性的方法论的东

西，而非具体的接口内容；

2)环境模型不应该定义到某个数据结构；

3)车控操作系统由智能驾驶和底盘组成，但是标准中仅包含智能驾驶的内容，其实车控

应该还包底盘，底盘是很大的一块内容，但是标准中没有提到，建议增加MCU，或者修改车控

操作系统名称，改为智能驾驶操作系统；

4)智能驾驶域对外发接口很少，反而车身，底盘等对外接口较多；

5)建议将“传感器和执行器抽象”改成“I/O接口”。

6.比亚迪

1)车控操作系统安全性、稳定性、实时性怎么体现？是否应该体现在标准中；

2)应该由各个车厂来定义汽车，而不是行业来定义，讲应用接口定义标准的话比较困难，

建议将平台接口作为重点定义。

7.潍柴智能

1)车控OS需要对安全升级做出定义。

8.智己汽车

1)如何将车控延伸到车控底盘。

9.北汽

1)操作系统和软件接口方面，应用软件接口比较庞大，接口对带宽，响应时间方式差别

很大，应用软件需要细分；

2)车里面关于自动驾驶占的比例不是很大，对于主机厂首先面对的是车门，车窗等车身

等控制器的控制；不要仅限于制动驾驶，建议统筹考虑；

3)需要增加自动驾驶基础的服务。

5

10.中汽研软件测评中心

1)目录中提到功能软件架构和功能软件接口，需要明确是否有接口要求；

2)标准中是否包含安全要求的内容，或者有其他专门的安全相关的标准。

11.清华大学苏州研究院

1)传感器接口:文中提到了传感器抽象接口，抽象是否有特定含义；

2)每家对接口含义不一样，在标准中怎么设置接口定义。从雷达角度来说，雷达有

32.64线，接口定义如何满足不同厂家需求；

3)执行机构接口，每一家改装方案不一样，是否有统一参考还是把市场上所有的接口都

列出来；

4)是否有系统软件标准出来；

5)感知模块和决策模块会不会有更细化的标准出来。

12.元心信息

1)建议标准中增加信息安全；

13.超星未来

1)操控系统接口是否考虑安全冗余；

2)在数据流框架上是否有算法部署。

14.智行者

1)操作系统适用于什么车型，是乘用车还是所有可落地的智能驾驶车型。

15.经纬恒润

1)系统接口和底层系统软件的关系；

2)接口只提到信息安全，没有提到功能安全；

3)功能软件架构各个子标准之间的关系和交互，在以后的标准制定过程中需要更好的划

分；

4)未来使用的车型一直在变化，以后标准如何跟随时代变化，在标准制定过程中也需要

考虑进去。

16.望安科技

1)对于中间件厂商如何实现操作系统；

2)接口包含的维度是很多的，功能软件接口内涵比较丰富，应该考虑一个接口应该满足

怎么样的功能，性能等要求。

17.宝能

1)希望标准有更大的灵活性，标准中对接口定义过多，不论接口内容想的多么完整，都

无法满足未来所有车型平台；

2)OS对模块有统一的要求，统一的调度，部署，更新升级；

3)模块对系统有更大的要求，建议增加对模块的标准定义。

18.中汽软件测评

5

标准内容颗粒度需明确。

1.3.3项目组第二次讨论会

2022年5月17日，在线上召开项目组第二次研讨会，会上首先就项目背景、项目进展、项

目下一步工作计划在项目组内进行同步与讨论；其次根据前两次征求意见中未关闭的21项问题

点进行开放讨论。主要讨论点：

1.标准中彩色图片是否修改为黑白：暂定不修改，待定稿后，询问学会意见，根据学会

的建议进行修改；

2.附录E.3交通标志接口单位补充：增加交通标志单位信号作为可选；

3.SendTimeHigh以及SendTimeLow的定义：增加备注说明；

4.标准不支持4D毫米波雷达：考虑到目前4D毫米波雷达在自动驾驶传感器方案中尚未

普遍使用，且标准是延续性的工作，可纳入后期修订时的考虑范围；

5.激光雷达除机械式雷达以外的其他类型激光雷达接口要求：宏景智驾提供固态激光雷

达的相关建议，后续具体探讨；

6.信号名称：若无原则性问题暂不修改，原则性问题可提出；

7.执行器控制接口的延展性：目前执行器控制接口完全参照T/SCAE234—2021的要求，

暂不修改；

8.摄像头压缩数据接口中增加JPEG格式类型：在压缩数据接口中FrameType信号中加

上枚举举例中JPEG格式类型；

9.标准接口信号要求是否强制：本标准为团体标准，其性质决定为非强制，制定本标准

只是为了方便第三方集成，提高研发效率；

10.对于数据抽象部分数据接入标准以及功能软件通用框架接口标准补充：不在本标准的

考虑范围内，在国标的研制过程中，如有必要，可形成单独的项目研制。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准编制的原则

1.本标准按照GB/T1.1《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》的要求和

规定编写；

2.本标准在起草过程中充分考虑了ISOFDIS23150—2021《道路车辆自动驾驶功能的传

感器与数据融合单元之间的数据通信逻辑接口》、T/SCAE234—2021《智能网联汽车线控转向

及制动系统数据接口要求》，并进行了统一与协调；

3.起草过程中多次对草案内容进行征求意见工作，并结合意见在会上进行充分讨论；

4.标准的要求充分考虑了国内当前的行业技术水平。

2.2标准主要技术内容

本文件说明了智能网联汽车车控操作系统功能软件的总体架构，并规定了功能软件面向应

用软件提供的配置接口、加载接口和数据交换接口要求。

5

应用软件输出给功能软件的算法根据功能的不同定义不同，所以本标准不规定应用软件输

出给功能软件的接口信号要求。功能软件通用框架（数据流框架、基础服务）目前行业由于底

层架构不同，难以形成统一的规范，所以本标准暂不规定功能软件通用框架（数据流框架、基

础服务）的接口信号要求。

本标准共分为8章，内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、缩略语、功能软件架

构、配置接口、加载接口和数据交换接口。其中，功能软件架构包括总体架构、应用软件接口、

智能驾驶通用模型、功能软件通用框架和数据抽象。数据交换接口分为一般要求、接口信号定

义、接口定义、数据抽象接口、感知融合接口、定位接口、预测接口、决策规划接口以及控制

接口。数据抽象接口中包括传感器抽象接口、执行器抽象接口、自车状态接口以及地图接口；

感知融合接口中包括一般要求、目标检测接口、车道线融合接口、交通标志检测接口、交通灯

检测接口、道路信息接口、路面标记信息接口、泊车位信息接口以及可行驶空间信息接口。决

策规划接口中包括一般要求、行车轨迹规划接口和泊车路径规划接口。控制接口中包括一般要

求、执行器控制接口和车身控制接口。

2.3关键技术问题说明

根据前期汽标委发布的《车控操作系统架构研究报告》中对功能软件的定义图2所示，包

含应用软件接口、智能驾驶通用模型、功能软件通用框架和数据抽象四部分。应用软件接口是

基于车控操作系统的面向智能网联汽车应用软件开发所需要的开发接口，主要包括配置接口、

加载接口和数据交换接口。其中，配置接口主要为传感器和执行器的配置提供相应接口；加载

接口主要为开发模板及组件的加载提供相应接口，可实现自定义组件的定制化开发，以及数据

流框架的节点编排、部署和调度；数据交换接口实现应用软件与功能软件之间、功能软件内部

算法之间的数据交换，应包括传感器接口、执行器接口、自车状态接口、地图接口、感知融合

接口、定位接口、预测接口、决策规划接口和控制接口等。配置接口和加载接口具有较强的灵

活性，接口的具体信号及形式在本文件中不作规定。数据交换接口应至少包括数据抽象接口、

感知融合接口、定位接口、预测接口、决策规划接口和控制接口，参见图3所示。接口数据的

传输即可采用发布/订阅或者请求/响应的形式，也可采用本地函数调用的形式。

5

图2功能软件框架

图3数据交换接口示意图

5

本标准中传感器接口要求完全参照ISOFDIS23150—2021，并在其基础上补充传感器基

本原始数据，执行器抽象部分完成参考T/SCAE234—2021的要求，并补充车身反馈与控制接口。

车控操作系统功能软件主要位于架构上层，包含感知融合、定位、预测和决策规划等核心

功能和算法模块，通过南北向接口承载自动驾驶场景应用，可以大大提高自动驾驶应用功能的

开发效率，是车控操作系统的核心部分。

2.4标准工作基础

此标准的牵头单位为国汽智控（北京）科技有限公司。在标准方面，国汽智控积极参与智

能网联汽车标准建设，推动智能网联汽车车控操作系统在产业链下游的应用和发展，从而提升

智能网联汽车行业协同效率。国汽智控（北京）科技有限公司牵头的国标《智能网联汽车车

控操作系统技术要求及试验方法》已于2020年底提交立项申请，目前正在进行标准研讨中。该

标准规定了智能网联汽车车载智能计算基础平台车控操作系统功能软件的总体架构、总体要求

和接口要求，与目前的《车控操作系统功能软件架构及接口要求》协同，互为补充。由清华大

学苏州研究院和国汽智控联合牵头的《车控操作系统功能安全技术要求》也在征求意见中。另

外国汽智控参与了汽标委自动驾驶工作组的国标项目《道路车辆自动驾驶融合单元与传感器数

据接口》，此项目是ISOFDIS23150—2021的转化国标，与《车控操作系统功能软件架构及接

口要求》要求互为补充，互相支撑。

本标准参与单位将涵盖高校、主机厂、零部件供应商和相关检测机构等，保证工作组参

与单位的全面性。

标准项目开展来，经过线上和线下多轮研讨以及意见征求，基本达成一致。本标准提出的

车控操作系统功能软件接口要求，弥补了行业空白，具有一定的先进性、通用性、科学性和可

操作性。

三、主要试验（或验证）情况分析

无。

四、明确标准中涉及专利的情况，对于设计专利的标准项目，应提供全部专利所有权人的专利

许可声明和专利披露声明

无。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

《车控操作系统功能软件架构及接口要求》标准的建立满足生态产业的需求，填补了智能

网联汽车车控操作系统领域功能软件技术标准空白。通过标准化功能软件相关模块的接口，可

大大提高自动驾驶应用功能的开发效率，降低开发成本。同时也可使功能组件作为产品独立发

布和维护，有助于产业链的形成和产业生态的培育。对于绿色节能方面，通过标准化功能软件

模块接口，使多种环境认知方法能够以统一的语义接口服务于相应层级的决策规划过程，当车

端能够通过路侧感知或V2V协同“低成本”获得所需环境认知结果时，可以暂停或降级运行本

地的环境认知处理流程，以实现绿色节能和计算资源的合理使用。通过规范化车控操作系统功

5

能软件架构相关模块的接口，明确产业分工，促进促进智能驾驶全产业链的共同发展。对于整

车厂而言，实现整车的跨域打通，快速开发、软硬件解耦、车型间架构重用，通过基于SOA的

高效软件开发，加速车型上市速度；对于零部件厂商，可减少定制化，降低面向不同车企车型

新功能开发成本；对于科技公司，调用不同接口，可快速开发应用场景。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键

指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

尚无。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协

调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、行业标准

相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供协会会员和社会自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

严格按照本标准提出的接口信号要求进行设计开发以便整车厂以及其他科技公司的相关第

三方集成。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2022年07月4日

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

5

《车控操作系统功能软件架构及接口要求》

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《车控操作系统功能软件架构及接口要求》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项。文

件号中汽学函【2021】032号，任务号为2021-14。本标准由中国智能网联汽车产业创新联盟提

出，国汽智控（北京）科技有限公司、华为技术有限公司、北京地平线机器人技术研发有限公

司、黑芝麻智能科技有限公司、长城汽车股份有限公司、南京德赛西威汽车电子有限公司、中

兴通讯股份有限公司、中国第一汽车股份有限公司、北京智行者科技有限公司、清华大学苏州

汽车研究院、浙江望安科技有限公司、东软集团（大连）有限公司、南京芯驰半导体科技有限

公司、重庆长安汽车股份有限公司、上海宏景智驾科技有限公司、中国软件评测中心（工业和

信息化部软件与集成电路促进中心）、一汽解放汽车有限公司、中汽研软件测评（天津）有限

公司、比亚迪汽车工业有限公司、北京超星未来科技有限公司、上海蔚来汽车有限公司、国汽

（北京）智能网联汽车研究院有限公司、北京经纬恒润科技股份有限公司、北京万集科技股份

有限公司、北京赛目科技有限公司、国家工业信息安全发展研究中心、中汽创智科技有限公司、

奇瑞新能源汽车股份有限公司、华砺智行（武汉）科技有限公司、北京百度智行科技有限公司、

西部科学城智能网联汽车创新中心（重庆）有限公司、北京汽车研究总院有限公司、阿里巴巴

（中国）有限公司、斑马网络科技有限公司、中瓴智行（成都）科技有限公司共同起草。

1.2编制背景与目标

图1计算基础平台示意图

如图1所示，计算基础平台是智能汽车智能化功能实现的核心载体，作为智能汽车的“车

载大脑”，接收从摄像头、雷达等车载传感器获取的环境感知信息，并通过网联云控技术从基

础设施和云平台获取行驶环境信息，结合GPS、北斗等定位和导航技术，进行海量数据计算处

理，对周围行车环境进行状态预测，并做出合理决策规划。计算基础平台主要包括异构分布硬

件和车控操作系统，其中车控操作系统是智能汽车的