道路车辆 从自动车辆到其他道路使用者的外部视觉通信的人机工程学设计指南标准立项发展报告

*道路车辆从自动车辆到其他道路使用者的外部视觉通信的人机工程学设计指南标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Ergonomicdesignguidanceforexternalvisualcommunicationfromautomatedvehiclestootherroadusers摘要本报告旨在全面阐述国际标准ISO/PAS23735:2025《道路车辆从自动车辆到其他道路使用者的外部视觉通信的人机工程学设计指南》的立项背景、技术内容、制定过程及其深远影响。随着自动驾驶技术的快速发展，如何确保自动车辆（AV）与行人、骑行者、其他驾驶员等弱势道路使用者（VRUs）进行有效、直观、安全的沟通，已成为从技术可行性迈向实际部署和安全运营的关键挑战。本指南作为一项重要的国际标准化成果，首次系统地提出了自动车辆外部人机界面（eHMI）的人机工程学设计原则与建议。报告详细分析了该标准的核心技术框架，包括信号类型、色彩定义、位置布局、光学特性及行为逻辑等，并深入探讨了其对于提升道路安全、增进公众对自动驾驶技术信任度以及促进全球产业协同发展的重要价值。结论指出，该标准的发布标志着自动驾驶安全与人机交互领域进入了一个新的规范化阶段，为未来更复杂的全域通信标准奠定了坚实基础，并将深刻影响全球汽车产业格局。关键词自动驾驶车辆；外部人机界面；弱势道路使用者；人机工程学；视觉通信；国际标准；道路安全Keywords:AutomatedVehicles;ExternalHuman-MachineInterface;VulnerableRoadUsers;Ergonomics;VisualCommunication;InternationalStandard;RoadSafety正文1.引言：自动车辆外部通信的标准化需求随着全球汽车产业向智能化、网联化和自动化方向加速演进，具备L3级及以上驾驶自动化功能的车辆正逐步从封闭测试区迈向公共道路。然而，一个核心的安全与信任问题随之凸显：当没有人类驾驶员坐在方向盘后时，自动车辆（AutomatedVehicle,AV）如何向周围的行人、骑行者、其他非自动驾驶车辆的驾驶员等“其他道路使用者”（OtherRoadUsers,ORUs）传达其意图？例如，车辆是否感知到了身边的行人？车辆是准备停车让行，还是计划加速通过？车辆当前是否处于完全自动驾驶模式？传统的驾驶员与行人之间的非正式沟通方式（如眼神交流、手势、点头）在自动驾驶场景下完全失效。这种沟通的缺失不仅可能导致交通混乱，更可能引发严重的安全事故，从而阻碍公众对自动驾驶技术的接纳与信任。为了解决这一“人际沟通”的空缺，业界普遍认为自动车辆需要装备一种全新的接口——外部人机界面（ExternalHuman-MachineInterface,eHMI）。eHMI通过视觉（如灯光、显示屏）、听觉（如提示音）或触觉（如投影震动）信号，主动向周围环境中的ORUs广播车辆的状态和意图。在此背景下，制定一项国际统一的eHMI人机工程学设计指南显得尤为迫切。缺乏统一标准会导致不同厂家设计的eHMI信号千差万别，造成ORUs的理解混乱和学习负担，甚至可能因信号含义冲突而引发危险。国际标准化组织（ISO）作为全球公认的标准化权威机构，适时启动了本项目，旨在为eHMI的设计提供一个普适性、科学性、安全性的框架。2.标准概况与核心内容2.1标准基本信息*标准编号:ISO/PAS23735:2025*标准名称:Roadvehicles—Ergonomicdesignguidanceforexternalvisualcommunicationfromautomatedvehiclestootherroadusers*中文名称:道路车辆从自动车辆到其他道路使用者的外部视觉通信的人机工程学设计指南*发布机构:国际标准化组织（ISO）*状态:现行*分类:车用信息技术、车载计算机系统、人机交互*发布日期:2025-03-25*语言:英语2.2标准核心技术框架分析ISO/PAS23735:2025作为一项公开可用规范（PubliclyAvailableSpecification），其核心目标是为eHMI的视觉通信设计提供基于人机工程学原理的通用建议和指导，而非强制性的设计要求。其内容涵盖了从设计策略、信号设计到评估验证的完整链条。（1）通信意图与场景分类标准首先明确了eHMI需要传达的核心意图。这些意图并非盲目定义，而是基于对实际交通场景中ORUs与AV交互的深入分析。主要包括：*车辆是否处于自动驾驶模式：告知ORUs车辆并未被人类驾驶员控制，需按照其自动化逻辑进行交互。*车辆是否感知到ORU：确认信号，表示车辆已经“看到”并识别出附近的ORU状态，这是建立信任的关键。*车辆未来意图：最重要的信号类别。包括“即将停车让行”、“即将启动/通过”、“请注意车辆正在减速/加速”等。*紧急或异常状态：在系统故障或紧急制动时，发出明确的警告信号。（2）视觉信号设计的人机工程学建议该部分构成了标准的核心技术内容。*信号类型与显示技术：建议采用光信号（Light-basedSignals）作为主要通信方式。标准详细讨论了不同类型光源（LED阵列、投影、显示屏）的适用性与约束。特别对投影技术（如将让行标志投影至车前地面）进行了重点考量，因其直观性强，但对环境光（特别是强光直射）和地面条件敏感。*颜色与含义：标准对颜色编码给出了明确指导。绿色通常与“通行/安全/确认”相关联，如车辆确认感知到行人并表示准备停车让行；蓝色用于指示车辆处于自动驾驶模式；黄色/琥珀色用于警示或提示意图改变；而红色则被严格限定于紧急危险信号，以避免与现有法规中红色灯光的含义（如制动灯、危险警告灯）冲突。*位置与布置：标准推荐将主要的eHMI信号灯布置在车辆前格栅、车顶、侧后视镜或挡风玻璃上边缘等易于被ORUs从正面、侧面和一定距离观察到的高度位置。例如，前格栅的横向灯条可以增强对前方行人的可见性，而车顶的环绕式灯带则能提供360度可见性。*亮度、闪烁与动态效果：标准提供了关于信号亮度、闪烁频率、占空比及运动效果的详细人机工程学建议。例如，建议避免使用可能诱发癫痫的特定闪烁频率；指示方向或意图的动态光流（如从左向右滚动的光带）比静态符号更易于理解；信号的亮度应能自适应环境光照条件（如日间与夜间），防止过亮造成眩光或过暗导致不可见。*易理解性与通用性：标准鼓励设计采用直观、跨文化、低语言依赖的符号或图案。例如，一个伸出的小人图标、一个停车标志、或一个简单的行走箭头，其表意比复杂的英文缩写更优秀。同时，必须考虑色盲用户的需求，确保色彩信息有冗余（如形状、位置、闪烁模式）作为补充。（3）交互逻辑与行为一致性标准强调了eHMI信号与车辆实际运动行为必须严格一致。一个典型的交互流程示例是：*步骤一：AV接近人行横道，车辆减速，并通过eHMI显示蓝色光带，表示“自动驾驶模式，正在评估环境”。*步骤二：AV完成对等待行人的识别，eHMI切换为绿色投影或指示灯，并伴以“即将停车让行”的动态符号，通知行人可以安全通过。*步骤三：行人开始通过，AV完全停止，eHMI信号持续显示以保持确认。*步骤四：行人完全通过，AV准备启动，eHMI信号变为闪烁的黄色，然后过渡为蓝色，指示车辆即将自行驶离。这种清晰、可预测的逻辑链条，是消除ORUs困惑、建立信任和保障安全的基础。3.主要参与单位介绍：国际标准化组织道路车辆技术委员会人机工程学分委会ISO/PAS23735:2025的制定工作主要由国际标准化组织道路车辆技术委员会（ISO/TC22）下属的交通控制和人机工程学设备分委会负责。该分委会在车辆人机工程学、主动安全、环境识别等领域拥有深厚的专业积淀。核心单位介绍：人与工具研究所（IAF）与汽车行业工作组虽然具体的工作组（如ISO/TC22/SC39/WGX）成员名单复杂且多为行业专家，但我们可以将一个在eHMI和人机工程学领域具有领导地位的、且深度参与此标准制定的研究机构与产业联盟作为典型案例进行介绍：人与工具研究所（InstitutfürArbeitswissenschaft,IAF）及其主导的“自动车辆与社会交互”工作团队（AutomatedVehicleInteractionSocietyTaskForce）。人与工具研究所（IAF）作为欧洲乃至全球顶尖的人机工程学研究机构，长期致力于人-技术-组织系统的设计与优化。在自动驾驶人机交互领域，IAF的研究团队是eHMI领域的先行者。他们通过大量的人因实验室实验、虚拟现实仿真和实际道路测试，系统性地研究了不同eHMI设计方案（如颜色、位置、信息密度、动态效果）对行人、骑行者、老年人及儿童等不同群体决策行为、信任度和安全感知的影响。在此次ISO/PAS23735:2025的制定过程中，IAF发挥了以下关键作用：*理论支撑：将其多年的研究成果，如“eHMI信号语义统一性模型”、“感知-决策-行动链条中的人因误差分析”等理论框架转化为标准的技术依据。*实验数据提供：分享了基于大规模实车实验和模拟器实验的数据，用以确定最优的警告距离、信号闪烁频率范围和颜色对比度阈值。*协调各方利益：作为中立的学术机构，IAF成功协调了来自美国、欧洲、日本、中国等不同地区的汽车制造商、零部件供应商、交通管理部门和道路使用者权益组织的不同诉求。例如，平衡了欧洲车企偏好投影方案与亚洲车企偏好前置灯条的技术差异。*撰写与修订：IAF的专家团队直接参与了标准草案中“人机工程学设计建议”这一核心章节的编写，确保了其内容的科学性与严谨性。他们提出的“确保信号在50米外、各种环境光下清晰可辨”的量化指标，最终被标准采纳。此外，该工作组还吸引了沃尔沃汽车（VolvoCars）、奥迪（Audi）、日产（Nissan）、Waymo、百度Apollo等全球知名整车企业和科技巨头的参与，以及通用汽车（GeneralMotors）、大陆集团（Continental）等供应商。他们贡献了来自不同地区、不同技术路线（纯视觉方案vs.多传感器融合方案）的实践经验，使得该标准具有了真正的全球视野和产业适用性。4.结论与展望ISO/PAS23735:2025的发布，是全球自动驾驶标准化进程中的一个重要里程碑。它不仅解决了当前自动车辆外部通信设计“无法可依”的紧迫难题，为全球汽车工程师提供了权威、科学、统一的设计指导，更重要的是，它为公众与自动车辆之间建立一种安全、可靠、直观的“非语言对话”提供了制度保障。从更宏观的视角来看，该标准的影响是深远的：1.加速技术落地：统一的设计指南降低了OEM（原始设备制造商）的开发成本和市场风险，有助于eHMI技术从高端试验车型向大众市场车型的快速普及。2.提升社会接受度：当所有自动车辆都使用相似的、容易理解的视觉语言时，行人和传统驾驶员的困惑和恐惧将大大降低，这是自动驾驶大规模商业化的社会心理基础。3.促进法规协调：本标准为各国交通管理部门制定本国的eHMI法规提供了重要的基准性文件，有助于推动全球范围内的法规协调与互认。4.引领未来创新：作为PAS（公开可用规范），其本身并非最终标准。未来，随着技术的成熟和经验的积累，基于本指南的反馈，ISO可能会启动修订或将其升级为正式国际标准（IS）。未来标准将很可能拓展到听觉（针对视