Autoware架构模型（UML/Sys ML+EA建模） |
作者：
俎涛
（火龙果软件工程） |
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Autoware架构模型（UML/Sys ML+EA建模） |
| 作者： 俎涛
（火龙果软件工程） |
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1.前言
最近看了一个文档《 Autoware 架构提议》，写的是根据问题和需要对自动驾驶开源框架 Autoware 的架构进行重新设计。文章中 首先分析了 Autoware 要支持的场景，然后设计了架构的逻辑模块，最后对逻辑模块设计了软件实现。感觉 Autoware 的设计思路很清晰，但是描述比较随意。为了让 Autoware 的架构描述更加清晰完整，我采用了 UML 和 Sys ML 、基于建模工具 EA 对 AUTOWARE 的架构进行了建模，并发布到 ModelCenter ，内容如下：
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| 欢迎访问：Autoware架构模型，下面对其中的内容进行简要介绍。 |
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2. 用例模型
《 Autoware 架构提议》原文描述了 Autoware 支持的用例场景，以文字列表的方式列出了列出了自动驾驶相关的用例，但是缺乏用于描述用例概览的用例图， 这造成了用户难以对 Autosare 的功能有全面的理解。应该从系统之外的用户的视角采用用例图进行建模用户功能需求，所以我采用 UML/SysML 的用例图建模 Autoware 支持的自动驾驶的场景，并建模了用例之间的关系。用例图可以提高用户视角的需求描述的可读性和完整性。如下是采用 Sys ML/UML 的用例图建模的 Autoware 的用例模型： |
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| 图 . Autoware 的用例模型（ Sys ML/UML 用例图） |
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3.逻辑架构
《 Autoware 架构提议》原文对 Autoware 的逻辑架构用多页进行了详细描述，包括模块以及它们之间的数据流。但是 缺乏一个逻辑架构的整体视图，所以我采用 SysML 的模块定义图和内部模块图对 Autoware 的整体逻辑架构进行建模，如下图所示： |
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| 图 . Autoware 的逻辑架构模型（ Sys ML 模块定义图和内部模块图） ） |
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对于逻辑模块的细节可以采用分层逐步细化的方式描述，如下是取自《 Autoware 架构提议》原文的相应章节：
4.Autoware 的一级逻辑模块划分
如下是 Autoware 的一级逻辑模块划分：
可以对 一级逻辑模块 的模块进一步划分，以便进行更加详细的逻辑设计。如下是 Perception 和 Planning 的内部逻辑模块划分示例：
下面分别对各个一级模块的内部模块进行说明。
Sensing 子系统的内部模块和关系
用途 ： 将传感数据转换为 ROS 消息
Map 子系统的内部模块和关系
用途 ： 负责为系统提供自动驾驶车辆行驶中的静态环境信息
Localization 子系统的内部模块和关系
用途 ： 整合每个传感器数据， 通过其他传感器的感知信息综合来计算当前车辆所处的位置。
Perception 子系统的内部模块和关系
用途 ： 识别动态物体和交通信号灯。
Planning 子系统的内部模块和关系
作用：计算到目标位置的路径，然后生成驾驶轨迹。
Control 子系统的内部模块和关系
作用：输出控制信号以驱动车辆沿轨迹行驶。
4.软件层次框架模型
《 Autoware 架构提议》原文描述了 Autoware 的软件层次框架，如下图所示：
这样的软件层次描述因为没有和典型的软件层次架构建立概念映射，所以到底分为哪些层并没有表现出来。 根据其中的软件模块可知， Autoware 的软件分为 4 层：应用层、中间层、基础服务层、驱动层。为了让软件层次结构更容易理解，如下是使用了 UML 的包图建模 Autoware 的软件层次框架。 |
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| 图 . Autoware 的软件层次框架示意图（ UML 包图和类图） |
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5.逻辑模块的软件实现
《 Autoware 架构提议》原文对 Autoware 的各个逻辑模块的软件实现进行了逐一描述，建模了逻辑模块和软件组件的实现关系，包括软件组件以及它们之间的数据流。但是 缺乏一个软件架构的整体视图，所以我采用 UML 复合结构图和组件图对 Autoware 架构的所有的逻辑模块和对应的软件组件实现建立了一个大图，如下图所示： |
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| 图 . Autoware 的整体软件组件模型（ UML 复合结构图和组件图） |
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| 如下是取自《 Autoware 架构提议》原文的对应章节，从中可以了解 Autoware 的每个模块的软件组件实现。
Sensing 子系统中的模块和软件组件
Localization 子系统中的模块和软件组件
Perception 子系统中的模块和软件组件
Planning 子系统中的模块和软件组件
Control 子系统中的模块和软件组件
Vehicle Interface 子系统中的模块和软件组件
6.软件组件模型
Autoware 的软件组件比较多，应该采用组件图对系统中所有的软件组件的关系建模，如下是采用 UML 组件图建模的 Autoware 的全局软件组件模型。 |
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| 图 . Autoware 的整体软件组件模型（ UML 组件图） |
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| 如果希望了解Autoware 架构模型详细信息，请浏览 《 模型库：Autoware架构模型 》
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如果您希望了解更多信息：
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