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ROS 2 Jazzy安全网关qerra_core：纯函数确定性拦截与CI验证
开源节点qerra_gate_node v0.3.0基于Simplex架构，以纯函数逻辑在规划器与底盘间构建确定性安全门。支持运动学包络校验、故障闭锁及UDP应急反射，通过Webots仿真与GitHub Actions CI验证，填补无硬件环境下的安全控制验证空白。
TIAGo Base本文由 AI 根据公开内容整理，可能有误，请以原文为准：A small deterministic gate between the planner and the wheels: ROS 2 Jazzy node, simulation and CI only（ROS Discourse 官方社区）
核心内容
独立开发者发布ROS 2 Jazzy功能包qerra_core（v0.3.0），专为差速移动机器人设计安全监督节点。该节点位于Nav2/LLM等高层规划器与底盘控制器之间，订阅/cmd_vel与/scan，输出/cmd_vel_safe。核心决策采用无外部依赖的纯函数step()实现，支持离线位级回放验证。项目在PAL Robotics TIAGo base Webots仿真及Ubuntu 24.04容器CI中完成测试，Demo 7显示障碍物触发后滑行36mm即停稳，Demo 9验证了32ms周期内 distress信号响应与复位逻辑。
技术方案遵循ISO 13482原则，运动学停止包络公式为d_stop = ceil(v²/2a) + ceil(v*t_react) + margin（a=0.5m/s², t_react=32ms, margin=300mm）。具备Fail-closed机制：遇障碍、指令超时≥150ms或传感器停滞时锁零速；恢复需1秒净空窗口加显式/gate/reset消息。集成Layer 1B UDP 5008端口非阻塞应急遥测，节点异常时永久锁死并报错。作者明确声明仅验证软件逻辑，未涉及硬件STO认证及真实负载下的时序抖动测试。
关键看点
- 纯函数决策：核心逻辑step()仅用标准库整数运算，无外部依赖，支持SHA-256哈希链离线位级回放验证
- 运动学包络：基于v²/2a+vt_react+margin公式动态钳制速度，参数a=0.5m/s²、t_react=32ms、margin=300mm
- 故障闭锁机制：指令超时≥150ms或传感器异常即锁零速，恢复需1s净空窗口及显式reset，拒绝带险复位
- CI验证边界：GitHub Actions验证进程退出码0及零异常，但明确未验证硬件STO、制动线圈及真实系统抖动
工程与产业观察
该项目为缺乏物理样机的算法工程师提供了符合Simplex架构的安全中间件范式。其纯函数设计与CI驱动开发模式，使安全逻辑可脱离硬件进行确定性回归测试。虽不能替代硬件级安全认证，但作为软件层防护网，有效降低了具身智能系统在仿真到真机迁移过程中的控制风险，对L3/L9层级开发具有工程参考价值。
延伸选型与深度对比
基于本文技术方向关联的整机参数、公开报价及同赛道选型横评。
宇树 G1来源
本页事实对应的公开页面，以原文为准。