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体系结构是一个系统的“骨架”，它描述了系统各个组成部分的分解和组织，以及相互之间的交互关系，定义系统软硬件的组织原则、集成方法及支持程序。比较经典的体系结构有分层递阶式体系结构、反应式体系结构和两者结合的混合式体系结构。应用于Demo的四维实时控制系统（4-Dimensional Real-time Control System, 4D/RCS）是一种混合式体系结构；而被美国汽车工程师协会采纳的无人系统联合体系（Joint Architecture for Un-manned System, JAUS）则是基于分层递阶式体系结构。体系结构在无人驾驶车辆系统中占据十分重要的地位，用于确定系统的各组成模块及其输入、输出方式；确定系统的信息流和控制流，并组织面向目标的体系构成；提供总体的协调机制，并按工作模型进行总体协调指挥。
本章首先对常用体系结构进行介绍，然后介绍无人驾驶车辆的体系结构和主要厂商智能车辆体系结构。