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【藪 丈二さん寄稿】Audacityの利用法。

こんばんは。

藪 丈二さんより、拙ブログ記事「mCPX2へバージョンアップ。」のコメント欄にフリーのオーディオエディター「Audacity」の利用法についての情報を戴きました。大変詳しく調べられており、RCヘリのローター回転数や速度の測定に利用できる内容でもありますので、ご本人の了解の下、改めてブログ記事としてアップさせていただきます。藪 丈二さん、どうも有り難うございました。



おはようございます。
標題について、ちょっと長文になりますが紹介したいと思います。

Audacityを利用してヘッドスピード・飛行速度を計測する方法
 音響分析を仕事にしている人やバックグランドが理系の人は別として、FFT(高速フーリエ変換)をいまさら理解しようとはせずに、便利なツールを利用しようということで行きましょう。
 拙い英語力で理解したYOUTUBEの内容を以下に紹介しますが、YOUTUBEの画面はMac用で説明していますので、これをWindows7画面に変更して記述しました。
  http://www.youtube.com/watch?v=giNRksfMpCQ&feature=player_embedded

(1) Audacity(バージョン1.3.7ベータ)をダウンロードしインストールする
  http://homepage2.nifty.com/KADO/rokuon.htm
「窓の杜」からでも、英語のWebからでもAudacityをインストールしてください。私は英語のWebからダウンロードしインストールしたのですが、画面は日本語になっていました。
Windows7ではない方は、その前のバージョンが適当です。

(2) Audacityを開き、初期設定を行う。
ア 「編集(E)」メニューを開き、「設定」を選択する。
イ 左側の窓の中から「スペクトログラム」を選択し、右側画面のFFTウィンドウ、「ウィンドウサイズ(S)」では、4096-狭いバンド幅を選択し、周波数波形画面がよく見えるようにする
ウィンドウの種類はデフォルトのままでよい。
ウ 「表示」ウインドウでは、対象とする周波数がおおよそ1000Hz以下であり、最高周波数は1000Hzに設定する。 なぜなら、3,000RPM程度の回転数ではおおむね100Hzが対象となる。
エ「OK」ボタンをクリックする。

(3) 撮影したビデオファイル、もしくは録音したオーディオファイルをAudacity画面へドロップして開くか若しくは、「ファイル」メニューの「開く(O)」からファイルを選択する。
 ファイルの種類は、wavかmp3がよい。私の場合、ICレコーダーを足元に置き、録音しPCへ取り込みました。
 ノート型パソコンにマイクを付けて直接録音し、その場で表示することも可能です。

(4) 画面上に表示されたオーディオ信号がステレオの場合、計測にはステレオは必要がないので、次の操作で、オーディオ信号をモノ信号に切り替える。
 「トラック」メニューをクリックし、「ステレオからモノラルへ」を選択する。

(5) 表示されたオーディオ信号から、計測対象となる部分、すなわちホバリング状態の部分や、アイドルアップ部分から20秒程度の部分を選択(マウスでドラグ)する。

(6) 「表示(V)」メニューから「選択範囲を拡大」を選択する。

(7) 同じく「表示(V)」メニューから「垂直方向に合わせる」を選択する。

(8) 時間軸に対する20秒間の信号レベルの音響信号図が図示される。
 この図の中では、我々が今対象とする個所は周波数である。

(9) 表示画面左上部の▼をクリックして「スペクトグラム表示」を選択する。

(10) 横に時間軸、縦に周波数のスペクトクラムが図示される。
 縦軸の0~100Hz付近へマウスを当て、クリックすると拡大表示ができる。

(11) 表示された画面下側部分にある、おおよそ100HZ付近のラインが、我々が計測しようとしている個所で、このラインが3,000RPMが発するメインブレードレイトである。
 上方にある複数のラインは高調波ラインであるが、この中で400HZ付近にあるラインはテールローターによるラインである。

(12) さて、ここでメインブレードレイトにだけ注目しましよう。
 画面の適宜の場所から2~3秒間の部分をマウスをドラグして選択する。

(13) 再生ボタンをクリックして選択部分の音を試聴することができる。

(14) 再生音が適当であれば、選択部分の解析を行う。

(15) 「解析」メニューを開き「スペクトラム表示」を選択する。

(16) 表示された画面をできるだけ拡大表示して、山のギザギザがよく見えるようにする。

(17) 画面下部にある「サイズ」の窓で、FFTで解析できる最小のバンド、このケースでは16,384ポイントを選択する。

(18) スペクトラム画面がより詳細に表示される。画面では数キロヘルツまで描画されているが、高周波数部分は我々対象外である。

(19) 画面下部にある「軸」の窓で、図表軸を「対数周波数軸」を選択し、我々の注目すべき低周波の個所を見やすくする。

(20) スペクトラムのピークが数多く表示されるが、YOUTUBEの最大ピークの例では、85HZピークが最大であり、これこそがメインブレードレイトである。

(21) ここで、このピーク値85HZに60秒を掛け、更にメインブレード枚数すなわち2で割ればヘッドスピードが算出できる。すなわち、85 x 60/2 = 2550RPMとなる。

(22) YOUTUBEの例では、この後、スペクトル図の右方向に出ているアイドルアップの時のヘッドスピードが同様の手順で算出している。

以上です。

つけたし:広いフライト場を確保できれば、レコーダー上を飛行させ、ドップラー効果の原理を利用して飛行速度の測定もできます。
http://www.youtube.com/watch?v=LBXkrWFO9RU&feature=related

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テーマ : ラジコン・空物
ジャンル : 趣味・実用

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非公開コメント

No title

藪 丈二さんの音声から回転するを算出する方法はとても参考になりますよね。
自分も算出して頂きましたし、自分でも上記方法で確認致しました。
今度実測と音測定結果を比較する機会があれば試してみたいと思いますが、いつになることやら…

Re: No title

onlooker7921さん、おはようございます。

私は解説の一番最後で触れられている、ドップラー効果を利用した速度計算に興味があります。Youtubeの実例も、「HatCam」、すなわち帽子に取り付けたカメラで拾った音を基にして計算しているようですし、私も使えそうな音が拾えたら一度計算してみたいと思います。

No title

こんばんは。

藪 丈二さんは多才ですね。
法律専攻の私にはさっぱりわかりません。(^^)

もちろん、皆さんも理科系ですよね?

Re: No title

tiger22さん、こんばんは。

onlooker7921さんは理科系じゃないかと思いますが、私は文系です。それも文学部出身、哲学専攻です(笑)。

電子関係を弄り回したりもしてますが、単に子供の頃からの趣味でやってるだけです。ハンダゴテは8歳の頃から握っていますので。
うちのチビ(7歳)にも同様の教育を施すべく、先日「はじめてのラジオキット」を作らせました。最近はハンダ付けなしで部品を差し込むだけのキットもあるんですね。「これが抵抗、これがコンデンサー・・・」などと確認しながら組み立ててました。

No title

徒骨亭さん こんばんは。

カウンター”六六六を”Getしました。

tiger22さんと同じく文系だったワタシにもチンプンカンプンです。(^^\

ドップラー効果って、ワイングラスを音で割るのとは違いますよね。

Re: No title

ブラウンさん、こんばんは。

キリ番GET、おめでとうございます・・・と言っても特に賞品があるわけではありませんが(笑)。5桁のキリ番くらいになったら、何か賞品を設定してみましょうか。

ドップラー効果というのは、対向車線を走ってきた救急車のピーポ音がすれ違った途端に音が低くなると言う、アレですね。これを音ではなくて電波を利用してスピード測定用に作られたのがドップラーレーダー、警察のネズミ捕りレーダーや野球場のスピードガンというわけです。
プロフィール

徒骨亭主人

Author:徒骨亭主人
「むだぼねていしゅじん」です。「とこつ」ではありません。
主な関心事は電子工作、鉄道模型、空モノラジコン。その他、オーディオ、銀塩カメラ、クラシック音楽、映画などなど・・・何のことはない。どれも皆、昔ながらのオヤジ趣味ですな。最近は13年11月から始めた山歩きに熱中しております。
女房に頭の上がらない、小学生の息子を持つ父親です。

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