实时操作系统（RTOS，Real-Time Operating System）是一种能够确保任务在规定时间内完成的操作系统，其核心特征在于可预测性和确定性响应。与通用操作系统不同，RTOS通过严格的优先级调度、中断处理和资源管理机制，保证关键任务在硬实时（Hard Real-Time）或软实时（Soft Real-Time）约束下执行。硬实时系统要求绝对满足截止时间（如汽车安全气囊触发），而软实时系统则允许偶尔的延迟（如多媒体播放）。在自动驾驶领域，RTOS常用于传感器数据处理、决策控制等对时序敏感的核心功能模块。
自动驾驶系统对实时性的需求尤为严苛。例如，激光雷达点云处理必须在毫秒级完成，否则可能导致感知系统失效。RTOS通过微秒级任务切换、确定性中断延迟等特性，为这类场景提供可靠保障。当前主流自动驾驶RTOS包括QNX、VxWorks等商业系统，以及开源框架如FreeRTOS。值得注意的是，随着功能安全标准ISO 26262的普及，符合ASIL-D等级的RTOS正成为量产项目的标配需求。