Ptz-сенсор для трековых болидов

10.01.2026 23:14

На треке с гиперкарами каждая сотая секунды ценится на вес платиново-иридиевого эталона. Когда фронтальный диффузор ласкает поток, мне требуется безошибочно фиксировать микрорынка кузова на предельной скорости. Скоростная поворотная видеокамера, сконструированная по схеме PTZ (pan-tilt-zoom), стала главным сенсором в таком наблюдении.

Архитектура узла

Механизм построен вокруг бесщёточного мотора с редуктором harmonic drive. Передача без люфта глобоидного профиля исключает биение при резких манёврах. Двухосный гироскоп выдаёт кватернионы курсовой ориентации, а прецизионный энкодер на 22 бита фиксирует угол с шагом 0,0001°. Подкупает тот факт, что вся силовая часть умещена в корпусе сопоставимом с бокс-модулем аккумулятора для электробайка.

Алгоритмы наведения

В прошивке реализован S-кривой профиль ускорений. Формула Джерка — третья производная координаты — приглушает рывок при старте, уверенно удерживая кадр даже при 30-метровой вспышке азотного буста. Если скорость углового разворота превышает 480°/с, подключается корректор, основанный на фильтре Кальмана отделения шума датчиков от живой динамики. В составе фильтра используется редкий термин «проаугментация» — расширение состояния за счёт векторных признаков, собираемых тепловизором.

Практика монтажа

Для гоночного бокса я избрал крепление на удлинённый стапель вместо стандартной фермы, получив сектор обзора 270° без мёртвой зоны. Важной оказалась схема отвода тепла: тепловая трубка с внутрипористым фитилём подачи хладагента сохраняет сенсор Sony Starvis II в коридоре 34-38 °C при прямом облучении полуденным солнцем. Пыль с керамических колодок устраняется вихревой продувкой, организованной коаксиальным кольцом компрессорного воздуха.

Камера интегрирована с шиной CAN-FD болидов. При нажатии тормоза давление в магистрали мгновенно подаётся в блок предиктивного зума, и объектив с фокусным 4,3-129 мм перемещает группу линз за 0,8 с. Диапазон освещённости от 0,002 lx компенсируется переключением ИК-подсветки на длину волны 940 нм — свечение незаметно для пилота, зато матрица отрисовывает контуры трассы без зерна.

В условиях раллийной пыли helpti-покрытие фронтальной линзы (гидрофобный оксид титана, допированный ниобием) отталкивает грязь лучше, чем классический фторсиликон. Уровень просветления достигает 99,2 %, показатель превосходит зеркала космонавтики.

Когда речь идёт о кибербезопасности, актуален протокол SRTP с куками двоичного соли длиной 192 бита. За счёт шифрования ChaCha20-Poly1305 поток 4К/120 fps передаётся без ощутимого лага, поскольку аппаратный DSP перемалывает ключи на частоте 1 ГГц, оставляя центральный процессор болида свободным для телеметрии.

В процессе испытаний на автодроме «Лузитания» объектив выдержал перегрузку 7g при крыле с максимальной прижимной силой, а мотор-редуктор удерживал цель без стробирования. После гонки я анализирую кадры в нейросетевом трекере: алгоритм CentroidTracker, модифицированный функцией плотности Потца, вычисляет сдвиг оси до 0,3 мм, так я настраиваю развал-схождение без угадывания.

Скоростная поворотная видеокамера превратилась в полноценный оптический стенд, заменив ряд датчиков. Оптический поток раскрывает аэродинамическую душу машины точнонее тензометрии на подвеске, словно стетоскоп, приставленный к двигателю Левиафана.