IEC TR 63583-12025 车辆用多媒体系统和设备 紧凑型驾驶模拟器(CDS) 第1部分总则标准立项发展报告

车辆用多媒体系统和设备紧凑型驾驶模拟器（CDS）第1部分：总则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MultimediaSystemsandEquipmentforVehicles-CompactDrivingSimulator(CDS)-Part1:General摘要随着智能网联汽车技术的迅猛发展与高级驾驶辅助系统（ADAS）的广泛渗透，驾驶模拟器作为车辆人机交互界面（HMI）验证、驾驶员行为分析及自动驾驶算法测试的核心验证工具，其技术需求与产业应用规模正呈现爆发式增长。传统大型驾驶模拟器因占地面积大、成本高昂、部署复杂等固有局限，难以满足整车企业、零部件供应商及检测机构在产品研发迭代中日益增长的快速验证需求，紧凑型驾驶模拟器（CompactDrivingSimulator,CDS）因此应运而生。然而，CDS在硬件构成、软件架构、动态响应特性及数据接口等方面缺乏统一的技术规范，导致不同厂商设备性能参差不齐、测试结果互不认可，严重制约了行业的规模化应用与跨机构协同。在此背景下，国际电工委员会（IEC）正式发布IECTR63583-1:2025《车辆用多媒体系统和设备紧凑型驾驶模拟器（CDS）第1部分：总则》，作为该系列标准的纲领性文件，首次在国际层面界定了CDS的系统架构、功能分类、性能等级及测试环境要求。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制原则、核心内容框架及其技术逻辑，深入分析了标准对驱动产业升级、支撑多场景测试验证的重要价值，并对该系列标准后续在性能测试、数据接口及具体应用场景等方向的扩展进行了展望。关键词：紧凑型驾驶模拟器；国际电工委员会；车辆多媒体系统；人机交互；测试验证；标准化；智能网联汽车Keywords:CompactDrivingSimulator;IEC;VehicleMultimediaSystems;Human-MachineInteraction;TestandValidation;Standardization;IntelligentandConnectedVehicles1引言1.1背景与意义全球汽车产业正经历以“电动化、智能化、网联化、共享化”为核心的技术变革，智能网联汽车已从实验室走向规模化量产。在这一进程中，驾驶模拟器作为衔接虚拟仿真测试与实车道路测试之间的关键验证环节，其重要性日益凸显。据统计，一套完整的智能驾驶功能开发验证流程中，仿真测试与模拟器测试占比已超过总测试量的70%。驾驶模拟器能够在可控、安全、可重复的虚拟环境中模拟复杂交通场景、极端气象条件及危险工况，不仅大幅缩短了研发周期，还有效降低了实车测试的成本与安全风险。传统驾驶模拟器，特别是面向整车开发的全尺寸动态模拟器，通常需要配备大行程运动平台、高分辨率环幕投影系统或高性能视觉呈现系统以及高实时性计算集群，其基础设施投入动辄数千万元，对场地面积和土建条件亦有着极为严格的要求。这一显著的成本与部署门槛，使得大量中小型企业、高校科研机构及第三方检测实验室难以充分获得高等级模拟测试能力。与此同时，随着ADAS功能渗透率持续攀升、座舱交互体验日益成为产品差异化竞争的核心要素，行业对驾驶模拟器在研发工具链中的部署灵活性与利用率提出了更高的要求——测试设备应能够便捷地嵌入设计-仿真-测试-评价的迭代闭环，在办公环境或实验室空间内快速部署、灵活迁移。在上述产业需求驱动下，一种面向桌面级或小型化应用场景的紧凑型驾驶模拟器（CDS）应运而生。CDS通过采用紧凑型结构设计、集成化计算平台与标准化接口，以显著低于传统模拟器的综合成本，提供满足特定测试需求（如HMI可用性评估、分心驾驶研究、ADAS交互信任度测试等）的模拟驾驶环境。然而，作为一个新兴产品门类，CDS在以下方面面临严重的标准化缺位问题：-硬件架构不统一：不同厂商在视景系统（显示器尺寸与数量、分辨率、刷新率）、操作模块（方向盘力反馈类型、踏板行程与阻尼特性）、座舱布局（座椅位置调节范围、人机几何关系）等方面的设计差异显著；-性能指标缺乏基准：对于仿真实时性（如渲染帧率、系统延迟）、运动提示逼真度、传感器数据精度等关键参数，业界缺乏统一的定义与测量方法；-数据接口与格式不互通：各厂商的动力学模型接口、场景格式、数据记录规范互不兼容，导致测试用例和场景库在不同设备间的迁移与复用困难；-测试结果可比性差：由于上述差异，即便使用相同的测试场景，在不同品牌CDS上获得的驾驶员行为数据和HMI评价结果也可能存在系统性偏差。上述问题的存在，不仅增加了用户的选型难度与集成成本，也使得跨机构、跨设备的测试结果难以获得行业互认，进而制约了CDS作为标准化测试工具在法规认证、行业评价等场景中的应用潜力。在此背景下，国际电工委员会（IEC）下属技术委员会启动了IECTR63583系列标准的制定工作，旨在为CDS建立统一的技术框架与基础规范。其中，IECTR63583-1:2025作为该系列的首个部分，确立了CDS的系统界定、分类体系与总体要求，为该系列后续技术标准的制定奠定了概念基础与框架支撑。1.2标准制定过程IECTR63583-1:2025由国际电工委员会（IEC）归口管理，具体由IEC/TC100（音频、视频及多媒体系统与设备技术委员会）下设的相关工作组牵头起草。TC100负责制定的国际标准涵盖音频、视频及多媒体系统与设备的多个层面，其在消费电子与专业设备标准化领域积累的深厚经验为CDS项目的推进提供了坚实的组织保障。在标准制定过程中，来自中国、德国、日本、美国、韩国等主要汽车生产国和消费电子强国的专家积极参与，代表各自国家在车辆HMI测试方法学、驾驶模拟技术与标准化实践等方面的丰富积累，为标准文本的完善做出了重要贡献。经过多轮全体会议讨论、草案公示、意见征集与技术评议，标准于2025年4月30日正式发布。作为技术报告（TechnicalReport,TR）类别，该文件旨在为后续国际标准（IS）的制定提供前期技术研究与框架指引。1.3标准定位与目标IECTR63583-1:2025定位于为CDS领域提供基础性、纲领性的技术规范文件。其核心目标包括：1.统一概念体系：确立CDS的定义、范围与技术边界，明确其与传统驾驶模拟器、驾驶模拟终端等相关概念的区别与联系；2.建立分类框架：依据物理结构、功能用途、性能等级等维度，建立CDS的分类体系及其技术参数体系，为产品的选型比对提供参照坐标；3.明确技术要求：提出CDS在硬件构成、软件功能、系统性能、环境适应性等方面的总体技术要求及其对应的测试方法；4.奠定系列基础：为该系列标准的后续部分——如具体性能测试方法、数据接口规范、应用场景指南等——提供支撑性的总体框架与术语依据。2标准范围与体系架构2.1范围界定IECTR63583-1:2025明确规定了紧凑型驾驶模拟器（CDS）的系统构成框架和分类方法。标准将CDS界定为一种以桌面级或小型化物理形态为特征，集成驾驶视景呈现、操作交互输入、车辆动力学仿真、场景管理及数据采集等完整功能的驾驶模拟设备，适用于但不限于以下应用场景：-车辆HMI可用性与用户体验评估：针对仪表盘、中控触摸屏、语音交互、抬头显示（HUD）等座舱交互元素的布局合理性、操作便捷性及视觉舒适性进行评估；-驾驶员行为研究与分心驾驶分析：在标准化的可控条件下测量驾驶员视觉注意力分配、操作反应时间及生理指标变化等行为数据；-ADAS功能交互体验测试：在虚拟交通场景中评估驾驶员对自适应巡航（ACC）、自动紧急制动（AEB）、车道保持辅助（LKA）等ADAS功能的接管表现与信任度；-驾驶培训与技能评估：用于驾校教学、企业安全驾驶培训及驾驶员适驾性评估等场景。该标准适用于CDS的研发制造厂商、系统集成商以及终端用户（包括整车企业、零部件供应商、检测机构、高校及科研院所），为其在产品定义、方案选型、测试方法设计和结果评价等环节提供统一的技术依据。2.2标准体系架构IECTR63583-1:2025作为系列标准的第1部分，承担“总则”角色，在系列文件中发挥以下核心作用：-术语与定义：统一CDS领域的核心术语，避免概念歧义；-系统框架：建立CDS功能架构与物理架构的参考模型；-分类方法：定义按结构、性能、用途等维度的产品分类体系；-总体要求：提出CDS在功能、性能、安全、环境适应性等方面的通用性要求。该标准与此后可预见的系列标准各部分之间的关系架构如下：-第1部分（本文件，IECTR63583-1）：总则，提供术语、分类、架构及总体要求的纲领性约束；-后续可能的标准部分：在总则的框架之下，针对设备性能测试方法（如延迟时间测量、动力学逼真度评价）、数据接口协议（如场景格式、数据记录规范）、具体应用场景指南（如ADAS测试、HMI评估）等专项领域分别制定细则。通过这种“总则+专项”的层级化架构，IEC63583标准系列将逐步构建覆盖CDS产品全生命周期的标准化体系。3关键技术内容3.1系统架构参考模型IECTR63583-1:2025提出了CDS的功能架构参考模型，将CDS划分为以下核心功能子系统：1.视景呈现子系统：负责生成并显示虚拟驾驶场景的可视化信息。该子系统通常以一个或多个高分辨率显示器（如27英寸至55英寸液晶显示器，或曲面宽屏显示器）为视觉输出载体，需要满足分辨率（不低于全高清，推荐4K及以上）、刷新率（不低于60Hz，推荐120Hz及以上）、亮度与色彩还原准确性等指标要求。部分产品可支持多显示器无缝拼接以扩展水平视场角。2.操作交互子系统：用于采集驾驶员的操作输入，通常包括方向盘（含力反馈功能，能够模拟转向回正力矩及路面反馈）、加速踏板与制动踏板（含行程传感与阻尼调节）、挡位选择器等部件。该子系统的关键性能指标包括传感器采样率、力反馈刷新率、操作行程与力的标定精度等。3.车辆动力学仿真子系统：基于车辆动力学模型，根据驾驶员操作输入和虚拟道路环境实时计算车辆运动状态（位置、速度、加速度、横摆角速度等）。该子系统要求具备足够的建模精度（如考虑轮胎非线性特性、悬架运动学特性等）与实时解算能力（仿真步长通常不大于1ms）。4.场景与交通仿真子系统：负责虚拟测试场景的加载、管理与动态元素（如其他车辆、行人、交通信号灯）的行为逻辑仿真。该子系统需支持主流场景格式（如OpenSCENARIO、OpenDRIVE）的导入，以及天气、光照等环境条件的动态配置。5.数据采集与评价子系统：负责以规定的采样率（通常不低于60Hz）同步记录驾驶员的操纵行为数据（如方向盘转角、踏板开度）、车辆状态数据（如车速、纵向/横向加速度）及场景事件数据，并支持数据的时间同步与事后分析导出。在物理部署层面，标准进一步描述了CDS的物理架构组成及推荐布局方式，包括操作台架（集成了显示器与操作部件的框架结构）、座椅（可调节，以适应不同体型的驾驶员）、计算主机等物理单元的空间组织关系，为设备的人机工程学合理性评价提供了基本依据。上述各子系统的划分与描述，为CDS产品的功能定义、技术评价以及后续部分标准中具体测试方法的制定提供了统一的参考框架。3.2CDS分类体系标准依据以下维度建立了CDS的多维分类体系：（1）按物理形态与结构特征分类：-桌面集成型：整体结构紧凑，所有功能单元集成于一个桌面级工作台，支持快速部署与迁移，适合办公环境使用；-固定座舱型：配备独立座椅和较为完整的座舱包围结构，提供更好的沉浸感与人体支撑，但体积和重量相应增加；-模块可拆型：各子系统采用标准化接口进行物理与电气连接，可灵活组合、拆装，适合需要频繁在不同场地间转移的应用场景。（2）按功能用途分类：-HMI评价型：侧重于座舱交互界面的可用性测试与用户体验研究，对视景渲染细节的逼真度要求适中，但对操作模块的传感精度和数据同步性要求较高；-驾驶行为研究型：侧重于驾驶员操控行为与注意力分配的研究，要求较高的动力学仿真精度和数据采集频率；-ADAS交互测试型：侧重于ADAS功能的交互逻辑验证与驾驶员接管行为研究，要求场景仿真具备较高的动态复杂度和事件触发精度；-教学培训型：侧重于基础驾驶技能的教学与评估，对仿真性能要求较为基础。（3）按性能等级分类：标准提出了基于关键性能指标的分级方法，将CDS划分为基础级（ClassA）、标准级（ClassB）和高级（ClassC）三个性能等级。分级依据的核心指标包括：视景系统延迟时间（从操作输入到画面响应的时间差）、渲染帧率、动力学模型自由度（DOF）、数据采集频率等。该分级体系为用户的选型决策提供了直观的参照坐标。下表展示了各等级的关键性能指标参考区间：|性能指标|ClassA（基础级）|ClassB（标准级）|ClassC（高级）||---------|------------------|------------------|----------------||系统延迟时间|≤80ms|≤50ms|≤30ms||渲染帧率|≥60fps|≥90fps|≥120fps||动力学模型自由度|≥3DOF|≥8DOF|≥14DOF||数据采集频率|≥60Hz|≥120Hz|≥240Hz|3.3总体技术要求在总体技术要求层面，标准重点关注以下几个方面：（1）功能要求：各子系统需具备与其分类和性能等级相适应的完整功能。例如，视景呈现子系统应支持至少一种主流场景格式的导入与运行，操作交互子系统应具备定期的标定与校准能力等，从而确保设备在交付使用后的长期稳定性和测试结果的一致性。（2）性能要求：明确规定了关键性能指标的定义与最低要求，包括：系统端到端延迟（从操作输入到视觉反馈呈现的总延迟时间）、视景渲染帧率及帧时间稳定性（避免画面卡顿导致测试参与者眩晕）、动力学解算精度（与参考模型输出的偏差阈值）、数据采集与存储的同步精度等。这些指标直接决定了测试结果的有效性和可重复性。（3）安全要求：涵盖了电气安全（符合IEC62368-1等通用安全标准）、机械安全（运动部件防护、结构稳定性）以及长时间运行时的热安全（散热设计、表面温度限制）等方面。此外，考虑到测试参与者可能出现眩晕等不适症状，标准还对紧急停机与快速退出机制提出了建议性要求。（4）环境适应性：对CDS在温度（工作温度范围通常为0℃至40℃）、湿度（相对湿度范围通常为20%至80%）、电磁兼容性（符合CISPR标准要求）等方面的适应能力提出了基本要求，以保障设备在不同实验室环境中的可靠运行。（5）电磁兼容性：在车辆HMI及电子设备测试场景中，CDS自身既是测量工具也是受测环境的一部分，其电磁发射水平不得干扰其他精密测量设备。标准对CDS的电磁发射限值和抗扰度水平提出了限定要求。4技术展望与标准演进随着汽车智能化进程的深入，CDS的技术发展呈现出以下显著趋势，对标准的后续演进提出了新的需求：一是虚拟现实（VR）与增强现实（AR）技术的融合应用。部分下一代CDS产品已开始探索采用头戴式VR显示器替代传统平面显示器，以解决视场角受限的问题。这一技术路线变化将从根本上改变视景呈现子系统的架构与性能评价方法。此外，AR技术有望将虚拟驾驶场景与真实座舱环境叠加，为混合现实测试开辟新空间。此趋势将促使标准后续版本对显示系统的分类与评价指标进行扩展。二是云仿真与数字孪生技术的接入。随着5G及边缘计算技术的成熟，部分CDS产品开始支持将高精度动力学解算或大规模场景渲染任务