ISO 23150-22026 道路车辆 用于自动驾驶功能的传感器和数据融合单元之间的逻辑接口 第2部分对象级接口标准立项发展报告

道路车辆用于自动驾驶功能的传感器和数据融合单元之间的逻辑接口第2部分：对象级接口标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Logicalinterfacebetweensensorsanddatafusionunitforautomateddrivingfunctions—Part2:Objectlevelinterfaces摘要随着自动驾驶技术的迅猛发展，车辆感知系统与决策系统之间的数据交互需求日益复杂，标准化已成为制约产业规模化落地的关键瓶颈。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO23150-2:2026《道路车辆用于自动驾驶功能的传感器和数据融合单元之间的逻辑接口第2部分：对象级接口》标准，系统梳理了该标准的立项背景、技术定位、主要内容及产业应用价值。报告指出，该标准针对多传感器（摄像头、毫米波雷达、激光雷达等）与数据融合单元之间的对象级信息交互需求，定义了统一的数据结构、语义规范及接口协议，有效解决了当前自动驾驶系统中接口异构、数据孤岛和复用性差等突出问题。作为ISO23150系列标准的重要组成部分，该标准的发布标志着自动驾驶传感器接口标准化从物理层向逻辑层的纵深推进，为全球自动驾驶汽车的功能安全评估、软硬件解耦开发及多层级供应链协作提供了关键性技术支撑。报告的结论部分进一步展望了标准在未来演进中面临的挑战与发展方向，包括动态场景语义扩展、与安全标准的深度融合以及面向车路云一体化的接口延伸。关键词：自动驾驶；逻辑接口；对象级接口；传感器融合；ISO23150；标准化；数据交互Keywords:AutomatedDriving;LogicalInterface;Object-levelInterface;SensorFusion;ISO23150;Standardization;DataInterchange1引言1.1立项背景自动驾驶汽车作为人工智能与汽车产业深度融合的典型产物，其技术架构通常划分为感知层、决策层和执行层三大功能域。其中，感知层通过多种类型的车载传感器（如摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器等）获取车辆周围环境的原始信息，而数据融合单元则负责将多源异构传感器数据进行时间同步、空间对准、目标识别与跟踪，最终形成统一的"环境模型"供决策规划模块使用。在这一技术链条中，传感器与数据融合单元之间的接口设计直接决定了系统的数据质量、计算效率和功能可扩展性。然而，在ISO23150系列标准发布之前，全球范围内缺乏针对传感器与数据融合单元之间逻辑接口的统一标准。各传感器供应商、Tier1系统集成商和整车企业均采用自有协议和数据格式进行内部通信，导致系统集成过程中出现严重的接口不兼容、数据语义歧义和重复开发等问题。据相关行业调研显示，在自动驾驶系统开发过程中，接口适配与数据格式转换工作约占整体研发工作量的25%至35%，极大地拉低了产业整体研发效率。在此背景下，国际标准化组织道路车辆技术委员会（ISO/TC22）于2019年前后启动了ISO23150系列标准的制定工作，旨在为道路车辆的自动驾驶功能建立一套通用的传感器-融合单元逻辑接口框架。2023年发布的ISO23150-1:2023确立了整体架构和通用定义，而本文所介绍的ISO23150-2:2026则聚焦于对象级接口的详细规范，是该系列标准中技术内涵最为丰富的核心部分之一。1.2标准编制的必要性与紧迫性从产业发展阶段来看，当前自动驾驶行业正处于从L2级辅助驾驶向L3/L4级有条件自动驾驶与高度自动驾驶过渡的关键时期。这一阶段呈现两大显著特征：一是传感器配置日趋复杂，主流方案已从单一传感器方案演进至多传感器融合方案，"重感知"路径已成为行业共识；二是软件定义汽车理念逐步普及，软硬件解耦开发成为整车企业降低研发成本、提升迭代速度的核心策略。上述两重趋势共同指向一个核心需求——即需要一种统一、高效且语义明确的接口标准来支撑传感器供应商、算法开发商和系统集成商之间的大规模协作。从国际竞争格局来看，美国、欧盟、日本等主要汽车工业强国均已部署了与自动驾驶接口相关的标准化战略。美国汽车工程师学会（SAE）发布了J3224等感知系统接口建议性规范，欧盟则通过自适应车辆安全（SOTIF）相关法规对感知系统的安全性和可验证性提出了更高要求。在此背景下，ISO作为最具权威性的国际标准化组织，主导制定全球统一的自动驾驶传感器逻辑接口标准，对于消除技术壁垒、促进国际贸易和推动产业健康发展具有不可替代的战略意义。此外，从标准体系的完备性来看，ISO23150-1:2023虽然确立了一系列基础性框架和通用术语，但在对象级数据的具体定义、交互流程和接口约束方面仍有大量细化工作亟需推进。ISO23150-2:2026正是基于这一需求立项研究并最终发布的。2标准范围与核心技术内容2.1标准范围界定ISO23150-2:2026明确规定其适用于道路车辆上用于自动驾驶功能的各类感知传感器（包括但不限于摄像头、毫米波雷达、激光雷达）与数据融合单元之间的对象级逻辑接口。该标准界定了接口的适用范围、通信语义、数据结构以及数据交互的基本规则，但不对传感器物理接口、硬件连接方式或底层通信协议（如CAN、以太网等）作出规定，其技术定位为独立于具体硬件平台和传输介质的逻辑层接口标准。该标准的适用对象包括但不限于以下类别：-对象级目标信息（如车辆、行人、骑行者、障碍物等交通参与者的类别、位置、速度、加速度、朝向等属性）；-对象级静态环境信息（如车道线、路沿、交通标志、信号灯等）；-对象的置信度信息及感知状态标记；-融合单元向传感器发送的感兴趣区域（ROI）配置、查询命令和控制参数。2.2技术架构与接口模型ISO23150-2:2026延续了ISO23150-1所定义的整体逻辑架构，采用"传感-抽象-传输-融合"的分层接口参考模型。在该模型中，传感器端被抽象为一个标准化的"逻辑传感器"实体，其内部可实现感知算法、目标检测与特征提取等功能，但其对外输出的数据需统一封装为符合本标准定义的接口消息格式。融合单元则作为"逻辑消费端"，通过订阅或请求-应答两种模式获取传感器数据。在数据建模方法上，本部分标准采用基于UML（统一建模语言）的静态结构建模方法，对对象类层次结构、属性类型、关联关系和约束条件进行了精确刻画。同时，标准引入了扩展标记语言（XML）模式定义和接口描述语言（IDL）来描述接口消息的结构化格式，以确保不同供应商之间数据交换的无歧义性。2.3对象级接口的关键定义ISO23150-2:2026对对象级接口（Object-LevelInterface）所涉及的以下关键要素进行了细致定义：（一）检测对象（DetectedObject）模型标准建立了统一的检测对象数据模型，包含对象标识（ID）、对象类别、几何描述（包括边界框、轮廓点集）、运动状态（位置、速度、加速度、横摆角速度等）、存在概率与分类置信度等核心字段。在对象类别编码方面，标准采用层次化的分类体系，一级类别包括机动车、非机动车、行人、动物、静态障碍物、交通设施等，二级类别则进一步细分至具体车型或物品种类，从而在表达粒度与计算复杂度之间取得平衡。（二）对象生命周期管理本部分标准对对象级的生命周期状态进行了明确分类，设计了包括"候选对象"（Hypothesis）、"确认对象"（Confirmed）、"融合对象"（Fused）、"丢失对象"（Lost）和"删除对象"（Deleted）在内的多阶段状态机模型。该模型为多传感器系统在目标出现、持续跟踪、短暂遮挡和最终消亡等不同场景下的一致性表达提供了统一语义基础。（三）时间与空间参考框架对象级接口的数据必须具有统一的时间和空间参考。本部分标准要求所有传输的对象数据必须附带时间戳信息，并定义了基于全球导航卫星系统（GNSS）时间的标准时间基准。在空间参考方面，标准规定了车辆坐标系（以车辆后轴中心为原点）、传感器坐标系和全局坐标系之间的变换规则，确保多传感器数据在空间层面的准确对齐。（四）数据质量与置信度度量为支持后续融合算法和决策模块对感知数据可信度的评估，本部分标准定义了一套多维度的置信度指标体系，涵盖检测置信度、分类置信度、位置估计精度（协方差矩阵）、速度估计精度和数据新鲜度等参数。这一设计为功能安全分析与感知性能评估提供了量化依据，填补了此前实际工程中置信度表达格式各异、难以比较的标准化空白。2.4交互流程与通信模式ISO23150-2:2026明确了两种基本的交互模式：-推送模式（Publish-Subscribe）：传感器周期性向融合单元推送检测对象数据，适用于对实时性要求较高的场景；-请求-应答模式（Request-Response）：融合单元按需向传感器发送数据请求或配置命令，传感器返回相应数据或状态信息，适用于传感器参数动态调整和ROI配置等场景。标准对两种模式的触发条件、数据封装格式、异常处理机制和超时策略均作出了详细规定，以保证不同实现方案之间的互操作性。此外，标准还定义了接口的配置文件（InterfaceProfile）机制，允许系统设计者根据具体应用场景选择不同的配置子集，在接口通用性与实现效率之间获得合理折中。3标准技术特点与创新点3.1面向功能安全的接口设计ISO23150-2:2026在接口设计中充分融合了ISO26262《道路车辆功能安全》和ISO21448《预期功能安全》（SOTIF）的相关要求。接口消息中专门定义了安全完整性等级（ASIL）标注字段和错误检测机制，支持在数据传输过程中实现端到端的安全完整性保护。这一设计使逻辑接口层具备了安全感知能力，为上层功能安全分析和系统安全论证提供了必要的信息支撑。3.2支持多传感器异构融合的统一抽象本部分标准的核心创新之一在于提出了"逻辑传感器"（LogicalSensor）的抽象概念，将各类物理传感器统一封装为对外输出标准对象级数据的逻辑实体。这种抽象机制屏蔽了不同类型传感器在物理特性、数据格式和感知能力上的差异，使融合单元无需关注具体传感器型号即可完成数据的接收、解析和融合，极大增强了系统的可替换性和可扩展性。3.3可扩展的接口架构考虑到感知技术的快速迭代（如4D成像雷达、固态激光雷达、事件相机等新型传感器不断涌现），ISO23150-2:2026在设计之初即采用了可扩展的架构理念。标准定义了私有扩展字段和厂商自定义属姓区（VendorSpecificArea），允许在不破坏互操作性的前提下进行功能扩展。同时，标准的对象分类体系设置了保留编码空间，为新类别对象的加入预留了充分的扩展余地。3.4与国际法规和标准的兼容性ISO23150-2:2026在制定过程中充分考虑了与联合国欧洲经济委员会（UNECE）法规框架及其他国际标准的协调兼容。其对象分类体系与UNECER157（自动车道保持系统）中关于目标物分类的定义保持一致性，同时与ISO21448（预期功能安全）和ISO26262（功能安全）中安全相关接口的要求形成有效衔接。此外，标准所定义的数据结构也与国际标准化组织智能交通系统技术委员会（ISO/TC204）制定的部分合作式智能交通系统（C-ITS）消息格式保持兼容，为未来车路协同场景下的接口扩展奠定了技术基础。4主要起草单位4.1工作组组织架构ISO23150-2:2026由国际标准化组织道路车辆技术委员会（ISO/TC22）下设的"自动驾驶系统数据接口"工作组（SC33/WG2）负责制定。该工作组汇聚了来自全球主要汽车整车企业、Tier1供应商、半导体与传感器制造商、软件算法公司和检测认证机构的百余位专家。4.2主要参与单位介绍4.2.1博世（Bosch）作为全球领先的汽车技术与服务供应商，博世在ISO23150-2:2026的制定过程中发挥了核心引领作用。博世在自动驾驶传感器领域拥有涵盖摄像头、毫米波雷达和激光雷达的完整产品线，在数据融合算法和多传感器系统集成方面积累了丰富的工程实践经验。在标准制定过程中，博世主导了对象级数据模型的整体架构设计，并承担了多个关键章节的起草工作，包括检测对象数据模型、置信度指标体系及对象生命周期管理等核心内容。同时，博世联合德国多家研究机构和整车企业开展了多轮实车验证测试，为标准中关键技术参数的确定提供了充分的数据支撑。4.2.2大陆集团（Continental）大陆集团作为全球领先的自动驾驶解决方案提供商，在毫米波雷达和多功能摄像头领域拥有深厚的技术积淀。在标准制定过程中，大陆集团重点关注了雷达与摄像头在对象级数据层面的融合方法，提出了关于对象分类置信度融合策略和多传感器时间同步机制的若干关键技术提案，为标准的完善作出了重要贡献。4.2.3电装（DENSO）作为全球领先的汽车零部件供应商，电装从功能安全和系统集成的角度参与标准制定工作。电装凭借其在ISO26262功能安全领域丰富的实践经验，主导了标准中安全完整性相关接口设计部分的讨论和起草工作，推动了接口消息中ASIL标注字段和安全错误处理机制的设立。4.2.4华为技术有限公司华为作为中国自动驾驶技术领域的代表性企业，深度参与了ISO23150-2:2026的制定工作，重点关注接口标准在智能网联汽车场景下的应用需求。华为团队在标准的对象分类体系设计中提出了多项基于中国道路交通场景特征的提案，特别是针对典型中国交通环境中的非机动车类型细分问题和复杂交通场景数据表达问题，为标准的全球适用性提升作出了显著贡献。此外，来自德国汽车工业协会（VDA）、日本汽车工业协会（JAMA）、中国汽车技术研究中心有限公司（CATARC）等行业组织与检测机构的专家也深度参与了标准的技术研讨、评审与试验验证工作，共同保障了标准的工程适用性和国际协调性。5标准实施的意义与应用前景5.1对产业生态的影响ISO23150-2:2026的正式发布，对全球自动驾驶产业链将产生深远的生态重塑效应。其核心价值体现在以下三个维度：第一，降低系统集成复杂度。统一的对象级逻辑接口使不同供应商的传感器产品可以实现即插即用式的灵活组合，整车企业在进行传感器选型和系统集成时不再需要针对每一款传感器单独开发适配协议和数据转换模块，从而显著降低了系统集成的工作量和工程风险。第二，促进软硬件解耦。标准使感知算法与硬件平台之间的耦合度大幅降低，软件算法开发商可以基于标准化的接口定义进行跨平台部署，有效提升了感知算法的可移植性和复用率，为"软件定义汽车"理念的落地提供了基础性的标准化支撑。5.2对自动驾驶安全性的提升从功能安全与预期功能安全的视角来看，ISO23150-2:2026通过对对象数据的置信度信息、数据质量度量和时间同步信息的标准化定义，使感知系统的性能可量化、可评估、可验证。这一特性将直接支撑自动驾驶系统开发过程中V模型方法论的有效实施，有助于提升系统级安全论证的充分性和可信度。特别是在满足UNECER157关于自动车道保持系统的型式认证要求过程中，ISO23150-2:2026提供的标准化数据表达和安全标注机制，为整车企业和认证机构进行数据交换和合规评估提供了统一的技术语言。5.3应用领域拓展随着技术的持续发展，ISO23150-2:2026的应用范围还将不断拓展。在车路云一体化方向，对象级接口标准有望与路侧感知系统的数据格式进行对接和映射，实现车路感知数据的深度融合；在仿真测试领域，标准化接口可以支持传感器模型与仿真环境之间的无缝数据交互，提高仿真测试场景的逼真度和测试结果的可信度；在预期功能安全评估领域，标准所定义的置信度指标体系为SOTIF场景下的感知性能评估提供了统一的量化依据。6结论与展望ISO23150-2:2026作为国际首部针对自动驾驶传感器与数据融合单元之间对象级逻辑接口的通用标准，填补了该领域标准化工作的关键空白。该标准在ISO23150-1确立的总体架构框架基础上，以检测对象数据模型、对象生命周期管理、时间空间参考框架和数据质量度量等核心技术要素为支撑，构建了一套完整、可实施且可扩展的接口规范体系。其发布不仅为全球自动驾驶产业提供了一种统一高效的接口技术方案，更对推动产业规模化落地、促进全球化协作创新具有重要意义。从技术演进的角度展望，ISO23150系列标准仍有持续深化发展的空间。未来可在以下几个方向推进拓展：一是面向更高级别自动驾驶（L4/L5）的感知需求，拓展更丰富的场景语义表达和复杂交通参与者行为描述能力；二是进一步加强与ISO26262和ISO21484等安全标准的深度融合，完善接口层的功能安全机制设计；三是面向车路云一体化的发展趋势，推动逻辑接口标准向路侧感知系统和云端融合平台延伸。随着全球自动驾驶技术持续向纵深发展，ISO23150-2:2026必将在全球范围内获得日益广泛的应用，为构建安全、高效、可