Safety OS

面向工业生产场景的人、车、机、料一体化工业空间安全操作系统。

Safety OS 将立体安全传感器、AGV、机器人、PLC、安全门、急停和生产状态统一接入，以空间建模、风险融合、规则决策和控制联动形成可解释、可追溯、可持续优化的工业安全闭环。

1. 项目目标

传统安全方案通常由光栅、安全门、区域扫描、PLC 联锁和独立视觉系统构成，设备之间缺少统一空间语义与风险上下文。Safety OS 的目标不是替代经认证的安全回路，而是在其上构建更完整的空间感知、风险预测、策略编排和事件运营能力。

核心价值：

2. 总体架构

flowchart TB
    subgraph L1["L1 设备与感知层"]
        CAM["Camera<br/>Depth / IR / Confidence"]
        AGV["AGV / AMR<br/>位置·速度·任务·路径"]
        ROB["Robot<br/>状态·位姿·工作区"]
        PLC["PLC / Safety PLC<br/>IO·联锁·急停"]
        DEV["安全门·扫码·工位设备"]
    end

    subgraph L2["L2 适配与数据接入层"]
        LTA["Camera Adapter / CameraSDK"]
        AGVA["AGV Adapter"]
        ROBA["Robot Adapter"]
        PLCA["PLC Adapter"]
        BUS["统一事件总线<br/>Topic / Event / Command"]
    end

    subgraph L3["L3 感知与空间建模层"]
        PER["Perception Engine<br/>人员·目标·姿态·跟踪"]
        SPA["Spatial Engine<br/>地图·工位·危险区·电子围栏"]
        TWIN["实时空间状态<br/>Person / AGV / Robot / Zone"]
    end

    subgraph L4["L4 风险融合与安全决策层"]
        FUS["Fusion Engine<br/>时空对齐·轨迹预测·关系计算"]
        RISK["Risk Engine<br/>风险评分·等级·置信度"]
        RULE["Rule Engine<br/>场景规则·状态机·策略编排"]
        SUP["Safety Supervisor<br/>独立校验·失效降级·安全状态"]
    end

    subgraph L5["L5 控制与闭环层"]
        CMD["Control Command Gateway"]
        ACT["提示 / 减速 / 暂停 / 停机 / 联锁请求"]
        REC["Event Recorder<br/>证据·日志·回放·审计"]
        DASH["Safety Dashboard<br/>态势·告警·趋势·配置"]
    end

    CAM --> LTA
    AGV --> AGVA
    ROB --> ROBA
    PLC --> PLCA
    DEV --> PLCA
    LTA --> BUS
    AGVA --> BUS
    ROBA --> BUS
    PLCA --> BUS
    BUS --> PER
    BUS --> SPA
    PER --> TWIN
    SPA --> TWIN
    TWIN --> FUS
    FUS --> RISK
    RISK --> RULE
    RULE --> SUP
    SUP --> CMD
    CMD --> ACT
    BUS --> REC
    RISK --> REC
    CMD --> REC
    REC --> DASH

3. 三条业务闭环

感知闭环

多源设备接入 → 时间同步 → 目标感知 → 空间配准 → 状态建模。

安全闭环

风险识别 → 风险评分 → 规则决策 → 安全监督 → 控制输出 → 执行反馈。

运营闭环

事件记录 → 视频与状态回溯 → 统计分析 → 策略优化 → 模型和规则迭代。

4. MVP 高风险场景

场景 主要风险 关键输入 主要动作
AGV 与人员混行 碰撞、盲区、交叉路口冲突 人员轨迹、AGV 位姿/速度/路径、区域地图 提示、AGV 减速、暂停
机器人作业区域 人员侵入、机械臂扫掠、异常停留 人员位置、机器人状态/工作区、门禁状态 告警、暂停、联锁请求
高压测试及危险区域 未授权进入、测试状态与人员冲突 人员检测、PLC 高压状态、区域权限、门禁 禁入提示、测试禁止、联锁请求

5. 风险等级与控制策略

等级 定义 建议策略
L0 正常或仅记录 记录状态与运行指标
L1 关注 声光或界面提示
L2 较高风险 降速、限制动作或请求人工确认
L3 高风险 暂停 AGV/Robot/工位流程
L4 紧急风险 进入经验证的安全状态或触发安全联锁路径

L4 行为必须受安全架构、风险评估、认证边界和现场安全回路约束。AI 推理结果不应在未经安全论证的情况下直接替代 Safety PLC 或认证安全功能。

6. 核心模块

7. 统一数据契约

建议统一以下对象：

Frame
DetectedObject
TrackedObject
DeviceState
SpatialZone
SpatialRelation
RiskEvent
SafetyDecision
ControlCommand
CommandResult
TraceContext

每条安全相关消息至少包含：

schema_version
source_id
timestamp_ns
sequence
coordinate_frame
confidence
quality_status
trace_id

8. 技术路线

9. 相关知识资产