2015 Fiscal Year Annual Research Report
音響レンズと電磁波を用いた三次元音場のリモートセンシング
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25289125
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
山崎 芳男 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (50245263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
及川 靖広 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70333135)
園田 義人 東海大学, 公私立大学の部局等, 教授 (90117143)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 音場計測 / LIDAR / 光散乱 / Schlieren / レーザドプラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロホンなどのセンサーの存在による音場への影響を排除した非接触三次元音場測定を実現する研究を行ってきた。
気象観測などに用いられるLIDARの原理を応用した光散乱法、音場内を透過し剛壁によって反射されたレーザ光を周波数シフトした参照光と干渉させることによって音響情報を抽出するレーザドプラ法、音波によって生じるレーザ光焦点位置のわずかなずれを検出する光偏向法、さらに音波による光の屈折を利用したSchlieren法による音響計測について検討を加えてきた。
昨年度までに光散乱法では、測定領域に向けて放射したレーザの後方散乱光を望遠鏡により観測することによって、遠方の単一点のみの音圧を計測する手法の基礎的検討を行い、音響情報の把握が可能なことを明らかにした。さらに、高速繰り返しパルスレーザおよび高い標本化周波数をもつ測定器を用いることによって空間内の多点の音圧を同時に観測するシステムの実現可能性を明らかにしてきた。ただし、散乱光を直接観測する手法では、音による散乱光強度の変動が微小であることから、十分な信号対雑音比(SN比)を確保するにはいたらなかった。十分なSN比を確保して実用的な音場計測や収音を行うには、人体に危険な強さのレーザ強度が必要となる。微小水滴等のトレーサ粒子を用いることによりSN比が向上するが、高周波数領域において粒子の追従性の影響が顕著になることを明らかにした。
本年度は光によって測定されたデータに対する信号処理手法として、音の情報のみを効率的に抽出する物理モデルに基づく手法および時空間フィルタリング法を提案し、その有効性を示した。
本研究の結果、光学系の改良および測定系に適した信号処理手法の導入、複数の光学的音響計測手法の併用と最適化、超音波により対象空間内に空気の疎密を作ると等により、非接触三次元音響測定の実用化へ向けた研究への道が開かれたといえよう。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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