Geschwindigkeitsmesser

[Matthias Herp]

Hallo Leute!

Interessantes Programm!

Mich würde interessieren, wie hoch die messbare zeitliche Auflösung in ms ist.
Da der Pfeil über die Distanz zum Ziel gebremst wird, dachte ich daran 2 Holzrahmen mit Seidenpapier zu bespannen und diese in 1m Entfernung hintereinander zu platzieren. Wenn der Pfeil das Papier durchtrennt gibt es Geräusche, die gut zu identifizieren sein müssten.

Ich frage mich nur wie hoch die Auflösung ist und wie groß der aufbauspezifische Messfehler sein kann.

Als Beispiel:
Ein Pfeil mit 150 fps legt ca. 45,72m pro Sekunde zurück und würde den 1m in 26,33 ms durchqueren.
Wenn die Auflösung der Zeitmessung 1ms wäre, dann liegt der gemessene Wert zwischen 25,33 und 27,33ms was 155,95 fps bzw. 144,54 fps.
Eine Auflösung von 0,1ms gäbe Werte zwischen 150,56 und 149,46 fps. +/- 1fps wäre super.

Es käme ja auch noch die Ungenauigkeit des Messaufbaus dazu, die Rahmen sid sicher nur auf 1cm genau ausgerichtet, was eine Abweichung von 1% bedeuten würde.

0,1ms entspräche 10000Hz, ich hoffe aber dass die Aufnahme im Bereich von mindestens 44100Hz (CD-Qualität) liegt, dann käme im Prinzip nur der Fehler im Messaufbau zum Tragen.

Liebe Grüße,
Matthias

[walta]

auch einen holzrahmen kann man sehr genau machen - 1cm toleranz ist ganz schön viel.

grüsse
walta
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pingelig :-)

[Galighenna]

Wenn du das Geräusch nutzen willst, das entsteht, wenn 2 Papier- oder sonstwas Wände durchschlagen werden, ist der kleinstmögliche Abstand so groß, wie die Pfeillänge schätze ich.
Denn der Pfeil wird beim Durchgang durch die erste Wand ein Geräusch auslösen, sich weiter durch die Wand bewegen und die Federn werden ein zweites Geräusch erzeugen und auch der Schaft, der am Material scheuert wird Geräusche machen. Diese tragen maßgeblich dazu bei, dass sich der exakte Zeitpunkt des Signalbeginns nicht mehr so gut ermitteln lässt. Man könnte sagen das "Signal/Rauschverhältnis" ist nicht gerade vorteilhaft.

Die Akustische Methode hat halt so ihre Grenzen.

[Matthias Herp]

Hi Leute!

@Walta:
Ja, du hast vollkommen recht, 1cm ist eine recht hohe Toleranz, es geht sehr wahrscheinlich genauer. Ich wollte nur die Fehler beim Auf-/Abbauen, schräg aufstellen, ... großzügig mit 1% einrechnen. Ist ja genau genug!

Es wäre auch möglich Stereo-Mikrophone zu nutzen, je ein Kanal an einem Rahmen befestigen und gegen Fremdgeräusche abschirmen. Die Schallübertragung erfolgt dann über Papier/Rahmen. Dann müsste die Trennung recht gut auch bei kleineren Abständen funktionieren.

Liebe Grüße,
Matthias

[biker99]

Hallo,

die Auflösung des Programms ist abhänig von den Einstellungen des Rechners und des Betriebsystems.. Es benutzt immer den vom Betriebssystem eingestellten Aufnahmekanal. Dort kann man auch die Abtastrate einstellen. Bei mir immer CD - Qualität also 44,1 kHz.

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Biker99

[baschdler]

Tolle Idee zur Geschwindigkeits-Messung!

Ich denke mal das Soundsignal des Abschusses lässt sich nicht so genau auswerten, daß man den Zeitpunkt erkennen kann, in dem der Pfeil die Sehne verlässt ? Oder geht das doch ?

Die dadurch entstehende Ungenauigkeit wird zwar geringer, je größer die Schussdistanz ist, ist aber, wenn nur über wenige Meter geschossen wird, m.M.n. schon zu berücksichtigen.

Die Idee mit den 2 Papierrahmen finde ich auch sehr gut.  Ein Mikrofon in der Mitte zwischen den Rahmen müsste eigentlich das sicherste Ergebniss liefern.
Bei Verwendung von 2 Mikrofonen wäre ich mich nicht so sicher, wie synchron die vom PC bzw. der Soundkarte verarbeitet werden.

Gruß Martin

[Matthias Herp]

Hi Leute

@baschdler:
Ich vermute auch, dass der Zeitpunk nicht zu erkennen ist, wenn der Pfeil die Sehne verlässt. Deshalb mein Vorschlag mit den Papierrahmen.

Auch die synchrone Verarbeitung der Soundkarte dürfte kein Problem sein, sonst wäre generell eine Stereo-Aufnahme nicht möglich, es käme immer zu Hall-Effekten.
1995 habe ich mit meinem damaligen 386ermit 33Mhz bereits stereo aufgenommen, zwar nur 22kHz, aber das dürfte inzwischen kein problem mehr sein. ;-)

Zum synchronisieren müsste nur das gleiche Geräusch mit beiden Kanälen gleichzeitig aufgenommen werden. Dann dürfte die Differenz genau zu sehen sein.


Bei einer Rate von 44kHz könnten die Rahmen auch näher beisammen stehen (50cm). Da sich dann aber die Geräusche der Pfeilspitze im zweiten Papier und der Federn im ersten Papier überlagern können, wären 2 Mikrophone notwendig.

@biker99:
kann dein Programm beide Kanäle auswerten?
Und noch mal vielen Dank für das Programm!

Liebe Grüße,
Matthias

[Lucky Luke]

Hi,

wollte das Programm gerade ausprobieren. Aber irgendwie sieht es anders aus als auf den gezeigten Screenshots:

Es fehlen z.b alle Tabs. Damit ist ein weiteres Analysieren oder abspeichern der Ergebnisse nicht möglich...

Aber seht selbst:



Woran kann das liegen.
Das neuste Java ist installiert. Betriebsystem: WinXP.

[Lucky Luke]

Ok, hab nun selber das Problem gefunden.
Das Programm kommt anscheinend nicht damit klar, wenn ein zweiter Monitor angeschlossen ist.

Ohne den externen Monitor klappt es Prima.

Wirklich ein schönes Programm. Danke fürs sharen.

Noch eine Frage zur richtigen Entfernungsangabe im Programm:

Ullrson schrieb:

Für alle, die messen wollen: Die Entfernung für die Geschwindigkeitsmessung ist von Pfeilspitze bei aufgelegtem Pfeil auf Standhöhe (nicht ausgezogen) zur Zielscheibe zu messen, da die Sehne erst nach der Ablösung des Pfeils frei schwingt.

Kann das Programm wirklich erkennen wann der Pfeil die Sehne verlässt? Da das Programm ja hauptsächlich den Lautstärkepegel auswertet, müsste in dem Fall das freie Schwingen der Sehne deutlich lauter sein als das Lösen und die Beschleunigungsphase der Sehne...

[biker99]

Hallo

das Programm sucht im Soundstream den Punkt in dem die Amplitute über einen festgelegten Triggerpegel kommt. Das lösen des Pfeil ist aber nahme an dem Maximum des Abschusssignals.

@Matthias Herp
Das Programm Berücksichtigt bei Stereomessung beide Kanäle.


Gruss Biker99

[Lucky Luke]

Hallo Biker,

Nur um Sicherzugehen: Du schreibst "das Lösen des Pfeils ist nahe des Maximums".
Meinst Du damit das Lösen des Pfeils von der Sehne, oder das Lösen des Pfeils/Sehne von den Fingern?

[biker99]

Hallo Lucky Luke,

dazu kann ullrson bestimmt mehr dazu sagen.

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biker99

[ullrson]

Hi Leute

@baschdler:
Ich vermute auch, dass der Zeitpunk nicht zu erkennen ist, wenn der Pfeil die Sehne verlässt. Deshalb mein Vorschlag mit den Papierrahmen.
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Tolle Idee zur Geschwindigkeits-Messung!

Ich denke mal das Soundsignal des Abschusses lässt sich nicht so genau auswerten, daß man den Zeitpunkt erkennen kann, in dem der Pfeil die Sehne verlässt ? Oder geht das doch ?
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Nehmt doch einfach mal eine Reihe Schüsse in ein weiches Ziel auf, analysiert den Abschuß und versuche mal mit 7.Klasse Physik (Schwingungen einer Saite) den Frequenz und Amplitudenverlauf der Aufzeichnung zu verstehen.

Sowohl die Spannung, als auch die Masse der Sehne verändert sich in dem Moment, in dem der Pfeil ausnockt (Lösen des Pfeils von der Sehne). Dieses hat eine Tonhöhenänderung zur Folge. Der Ton wird mehrere Oktaven höher.  Spreizt einfach mal die Aufnahme, dann wird Euch auffallen, das ist praktisch genau der Moment, in dem sich auch die Lautstärke erheblich ändert (bikers triggerpunkt).

Warum?
Beim Ablass (Vollauszug) ist die Zugkraft in der Sehne ähnlich der Kraft auf den Fingern des Schützen. Beim Beschleunigen nimmt die Kraft zwar stetig zu, in dem Moment, in dem die Sehne gerade gestreckt ist, stoppt sie die beiden auseinander strebenden Wurfarme abrupt ab. Hier entsteht eine Kraftspitze, die diese Frequenzänderung zur Folge hat.

Je weiter die beiden Signale auseinander liegen, desto genauer wird die Geschwindigkeitsmessung. Ein Durchschuss durch 2 lagen Papier im Abstand von 1m würde bei 50m/s und besser als 1% Messfehler mindestens 5kHz Auflösung verlangen. Das ist nahe an der Aufzeichnungsrate einfacher Geräte. Bislang konnte ich mir verkneifen, das Notebook in den Parcours mitzunehmen. 

Sollte jemand so was aufzeichnen, ich würde gerne diese File analysieren. Bei meinen Aufnahmen dauert das Abklingen des Sehnenknalls bereits 50ms. Um einen Durchschuss durch 2 Lagen Papier im Abstand von ca. 20ms exakt zu erkennen bedarf es dann schon hellseherischen Fähigkeiten.

Alle anderen Messmethoden sind IMHO mit aufwändigem Equipment verbunden oder setzen z.B. Stahlspitzen voraus. Die akustische Methode hat den Vorteil: nahezu jeder wird ein Tonaufzeichnungsgerät (optimaler Weise: digital) haben. Danach muß er Mittels der kostenlosen Software Audacity und einem PC die Aufnahme analysieren.
 
Finanzieller Aufwand: Null!
Zeitaufwand: vernachlässigbar!

Wem das zu primitiv ist: Kauft oder Baut doch bitte entsprechendes Meßgerät und schleppt es auf den Schießplatz. Mein alter MP3-Player wiegt keine 100g und ist innerhalb von wenigen Sekunden einsatzbereit.


Grüße ullrson

[Rainer_K]

als Geschwindigkeitsmesser benutze ich seit kurzem den ProChrono digital.
Zeigt die Geschwindigkeit in m/s oder ft/s an; mit einer Software und Laptop gekoppelt könenn auch Statistiken ausgewertet werden.
Letztes Wochenende haben wir bei schlechtem Wetter und Regen gemessen. Dem Gerät hat es offensichtlich nichts ausgemacht.
Bin damit also gut zufrieden

[biker99]

Hallo,

melde mich zu diesem nochmal.

Wie sehen die Erfahrungen zum Programm denn aus. Möchte halt mal ein Feedback dazu.

Hat jemand Messergebinsse ?

Gibt es Problemm ?

Ich habe festgestellt, dass die voreingestellte Delayzeit bei grösseren Entfernungen zu klein ist. Besteht Interesse an einer neuen Version mit grösserem Delay?

Gruss Biker99