道路車輛 從自動車輛到其他道路使用者的外部視覺通信的人機工程學設計指南標準立項發展報告

*道路車輛從自動車輛到其他道路使用者的外部視覺通信的人機工程學設計指南標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Ergonomicdesignguidanceforexternalvisualcommunicationfromautomatedvehiclestootherroadusers摘要本報告旨在全面闡述國際標準ISO/PAS23735:2025《道路車輛從自動車輛到其他道路使用者的外部視覺通信的人機工程學設計指南》的立項背景、技術內容、制定過程及其深遠影響。隨著自動駕駛技術的快速發展，如何確保自動車輛（AV）與行人、騎行者、其他駕駛員等弱勢道路使用者（VRUs）進行有效、直觀、安全的溝通，已成為從技術可行性邁向實際部署和安全運營的關鍵挑戰。本指南作為一項重要的國際標準化成果，首次系統地提出了自動車輛外部人機界面（eHMI）的人機工程學設計原則與建議。報告詳細分析了該標準的核心技術框架，包括信號類型、色彩定義、位置布局、光學特性及行為邏輯等，并深入探討了其對于提升道路安全、增進公眾對自動駕駛技術信任度以及促進全球產業協同發展的重要價值。結論指出，該標準的發布標志著自動駕駛安全與人機交互領域進入了一個新的規范化階段，為未來更復雜的全域通信標準奠定了堅實基礎，并將深刻影響全球汽車產業格局。關鍵詞自動駕駛車輛；外部人機界面；弱勢道路使用者；人機工程學；視覺通信；國際標準；道路安全Keywords:AutomatedVehicles;ExternalHuman-MachineInterface;VulnerableRoadUsers;Ergonomics;VisualCommunication;InternationalStandard;RoadSafety正文1.引言：自動車輛外部通信的標準化需求隨著全球汽車產業向智能化、網聯化和自動化方向加速演進，具備L3級及以上駕駛自動化功能的車輛正逐步從封閉測試區邁向公共道路。然而，一個核心的安全與信任問題隨之凸顯：當沒有人類駕駛員坐在方向盤后時，自動車輛（AutomatedVehicle,AV）如何向周圍的行人、騎行者、其他非自動駕駛車輛的駕駛員等“其他道路使用者”（OtherRoadUsers,ORUs）傳達其意圖？例如，車輛是否感知到了身邊的行人？車輛是準備停車讓行，還是計劃加速通過？車輛當前是否處于完全自動駕駛模式？傳統的駕駛員與行人之間的非正式溝通方式（如眼神交流、手勢、點頭）在自動駕駛場景下完全失效。這種溝通的缺失不僅可能導致交通混亂，更可能引發嚴重的安全事故，從而阻礙公眾對自動駕駛技術的接納與信任。為了解決這一“人際溝通”的空缺，業界普遍認為自動車輛需要裝備一種全新的接口——外部人機界面（ExternalHuman-MachineInterface,eHMI）。eHMI通過視覺（如燈光、顯示屏）、聽覺（如提示音）或觸覺（如投影震動）信號，主動向周圍環境中的ORUs廣播車輛的狀態和意圖。在此背景下，制定一項國際統一的eHMI人機工程學設計指南顯得尤為迫切。缺乏統一標準會導致不同廠家設計的eHMI信號千差萬別，造成ORUs的理解混亂和學習負擔，甚至可能因信號含義沖突而引發危險。國際標準化組織（ISO）作為全球公認的標準化權威機構，適時啟動了本項目，旨在為eHMI的設計提供一個普適性、科學性、安全性的框架。2.標準概況與核心內容2.1標準基本信息*標準編號:ISO/PAS23735:2025*標準名稱:Roadvehicles—Ergonomicdesignguidanceforexternalvisualcommunicationfromautomatedvehiclestootherroadusers*中文名稱:道路車輛從自動車輛到其他道路使用者的外部視覺通信的人機工程學設計指南*發布機構:國際標準化組織（ISO）*狀態:現行*分類:車用信息技術、車載計算機系統、人機交互*發布日期:2025-03-25*語言:英語2.2標準核心技術框架分析ISO/PAS23735:2025作為一項公開可用規范（PubliclyAvailableSpecification），其核心目標是為eHMI的視覺通信設計提供基于人機工程學原理的通用建議和指導，而非強制性的設計要求。其內容涵蓋了從設計策略、信號設計到評估驗證的完整鏈條。（1）通信意圖與場景分類標準首先明確了eHMI需要傳達的核心意圖。這些意圖并非盲目定義，而是基于對實際交通場景中ORUs與AV交互的深入分析。主要包括：*車輛是否處于自動駕駛模式：告知ORUs車輛并未被人類駕駛員控制，需按照其自動化邏輯進行交互。*車輛是否感知到ORU：確認信號，表示車輛已經“看到”并識別出附近的ORU狀態，這是建立信任的關鍵。*車輛未來意圖：最重要的信號類別。包括“即將停車讓行”、“即將啟動/通過”、“請注意車輛正在減速/加速”等。*緊急或異常狀態：在系統故障或緊急制動時，發出明確的警告信號。（2）視覺信號設計的人機工程學建議該部分構成了標準的核心技術內容。*信號類型與顯示技術：建議采用光信號（Light-basedSignals）作為主要通信方式。標準詳細討論了不同類型光源（LED陣列、投影、顯示屏）的適用性與約束。特別對投影技術（如將讓行標志投影至車前地面）進行了重點考量，因其直觀性強，但對環境光（特別是強光直射）和地面條件敏感。*顏色與含義：標準對顏色編碼給出了明確指導。綠色通常與“通行/安全/確認”相關聯，如車輛確認感知到行人并表示準備停車讓行；藍色用于指示車輛處于自動駕駛模式；黃色/琥珀色用于警示或提示意圖改變；而紅色則被嚴格限定于緊急危險信號，以避免與現有法規中紅色燈光的含義（如制動燈、危險警告燈）沖突。*位置與布置：標準推薦將主要的eHMI信號燈布置在車輛前格柵、車頂、側后視鏡或擋風玻璃上邊緣等易于被ORUs從正面、側面和一定距離觀察到的高度位置。例如，前格柵的橫向燈條可以增強對前方行人的可見性，而車頂的環繞式燈帶則能提供360度可見性。*亮度、閃爍與動態效果：標準提供了關于信號亮度、閃爍頻率、占空比及運動效果的詳細人機工程學建議。例如，建議避免使用可能誘發癲癇的特定閃爍頻率；指示方向或意圖的動態光流（如從左向右滾動的光帶）比靜態符號更易于理解；信號的亮度應能自適應環境光照條件（如日間與夜間），防止過亮造成眩光或過暗導致不可見。*易理解性與通用性：標準鼓勵設計采用直觀、跨文化、低語言依賴的符號或圖案。例如，一個伸出的小人圖標、一個停車標志、或一個簡單的行走箭頭，其表意比復雜的英文縮寫更優秀。同時，必須考慮色盲用戶的需求，確保色彩信息有冗余（如形狀、位置、閃爍模式）作為補充。（3）交互邏輯與行為一致性標準強調了eHMI信號與車輛實際運動行為必須嚴格一致。一個典型的交互流程示例是：*步驟一：AV接近人行橫道，車輛減速，并通過eHMI顯示藍色光帶，表示“自動駕駛模式，正在評估環境”。*步驟二：AV完成對等待行人的識別，eHMI切換為綠色投影或指示燈，并伴以“即將停車讓行”的動態符號，通知行人可以安全通過。*步驟三：行人開始通過，AV完全停止，eHMI信號持續顯示以保持確認。*步驟四：行人完全通過，AV準備啟動，eHMI信號變為閃爍的黃色，然后過渡為藍色，指示車輛即將自行駛離。這種清晰、可預測的邏輯鏈條，是消除ORUs困惑、建立信任和保障安全的基礎。3.主要參與單位介紹：國際標準化組織道路車輛技術委員會人機工程學分委會ISO/PAS23735:2025的制定工作主要由國際標準化組織道路車輛技術委員會（ISO/TC22）下屬的交通控制和人機工程學設備分委會負責。該分委會在車輛人機工程學、主動安全、環境識別等領域擁有深厚的專業積淀。核心單位介紹：人與工具研究所（IAF）與汽車行業工作組雖然具體的工作組（如ISO/TC22/SC39/WGX）成員名單復雜且多為行業專家，但我們可以將一個在eHMI和人機工程學領域具有領導地位的、且深度參與此標準制定的研究機構與產業聯盟作為典型案例進行介紹：人與工具研究所（InstitutfürArbeitswissenschaft,IAF）及其主導的“自動車輛與社會交互”工作團隊（AutomatedVehicleInteractionSocietyTaskForce）。人與工具研究所（IAF）作為歐洲乃至全球頂尖的人機工程學研究機構，長期致力于人-技術-組織系統的設計與優化。在自動駕駛人機交互領域，IAF的研究團隊是eHMI領域的先行者。他們通過大量的人因實驗室實驗、虛擬現實仿真和實際道路測試，系統性地研究了不同eHMI設計方案（如顏色、位置、信息密度、動態效果）對行人、騎行者、老年人及兒童等不同群體決策行為、信任度和安全感知的影響。在此次ISO/PAS23735:2025的制定過程中，IAF發揮了以下關鍵作用：*理論支撐：將其多年的研究成果，如“eHMI信號語義統一性模型”、“感知-決策-行動鏈條中的人因誤差分析”等理論框架轉化為標準的技術依據。*實驗數據提供：分享了基于大規模實車實驗和模擬器實驗的數據，用以確定最優的警告距離、信號閃爍頻率范圍和顏色對比度閾值。*協調各方利益：作為中立的學術機構，IAF成功協調了來自美國、歐洲、日本、中國等不同地區的汽車制造商、零部件供應商、交通管理部門和道路使用者權益組織的不同訴求。例如，平衡了歐洲車企偏好投影方案與亞洲車企偏好前置燈條的技術差異。*撰寫與修訂：IAF的專家團隊直接參與了標準草案中“人機工程學設計建議”這一核心章節的編寫，確保了其內容的科學性與嚴謹性。他們提出的“確保信號在50米外、各種環境光下清晰可辨”的量化指標，最終被標準采納。此外，該工作組還吸引了沃爾沃汽車（VolvoCars）、奧迪（Audi）、日產（Nissan）、Waymo、百度Apollo等全球知名整車企業和科技巨頭的參與，以及通用汽車（GeneralMotors）、大陸集團（Continental）等供應商。他們貢獻了來自不同地區、不同技術路線（純視覺方案vs.多傳感器融合方案）的實踐經驗，使得該標準具有了真正的全球視野和產業適用性。4.結論與展望ISO/PAS23735:2025的發布，是全球自動駕駛標準化進程中的一個重要里程碑。它不僅解決了當前自動車輛外部通信設計“無法可依”的緊迫難題，為全球汽車工程師提供了權威、科學、統一的設計指導，更重要的是，它為公眾與自動車輛之間建立一種安全、可靠、直觀的“非語言對話”提供了制度保障。從更宏觀的視角來看，該標準的影響是深遠的：1.加速技術落地：統一的設計指南降低了OEM（原始設備制造商）的開發成本和市場風險，有助于eHMI技術從高端試驗車型向大眾市場車型的快速普及。2.提升社會接受度：當所有自動車輛都使用相似的、容易理解的視覺語言時，行人和傳統駕駛員的困惑和恐懼將大大降低，這是自動駕駛大規模商業化的社會心理基礎。3.促進法規協調：本標準為各國交通管理部門制定本國的eHMI法規提供了重要的基準性文件，有助于推動全球范圍內的法規協調與互認。4.引領未來創新：作為PAS（公開可用規范），其本身并非最終標準。未來，隨著技術的成熟和經驗的積累，基于本指南的反饋，ISO可能會啟動修訂或將其升級為正式國際標準（IS）。未來標準將很可能拓展到聽覺（針對視