| 研究課題/領域番号 |
15K14074
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
大嶋 拓也 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40332647)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | センサネットワーク / 環境計測 / 音響センシング / クロススペクトル法 |
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| 研究実績の概要 |
1. 音響センサによる風速・温度測定手法の計測手法の確認として、一般的に遍在する1道路からの道路交通騒音を環境音源とし、当該道路の両側に測線を設けることで、風速および温度の測定を試みた。道路中心から両側に、それぞれ15m、40m離れた受音点を計4点設け、道路片側につき道路近傍側－遠方側2点間の音響伝搬時間を、両側について帯域制限相互相関関数同期加算法によって求めた。使用周波数帯域は、高いコヒーレンスの得られた100～1,000Hz とした。求めた両側の双方向伝搬時間と風速、温度の連立方程式を解くことで、風速および温度を算出した。同時に検証用の超音波風速計および温度計を設置し、検証用の参照値を測定した。その結果、風速は音響信号のサンプル長および同期加算回数が多いほど高精度であり、参照値との標準偏差0.11～0.69m/sが得られた。しかしながら温度は、サンプル長および同期加算回数によらず誤差が大きく、今後の課題となった。
2. より一般的な音場における本手法の展開として、道路交通騒音のような卓越した騒音の無い音場への展開を図った。また、風速の測線方向成分であるスカラー値のみを求めた1.に対し、2受音点による双方向測線を直交させて2測線設け、多点同時測定による風速ベクトルの算出を試みた。双方向測線における伝搬方向の分離には、指向性マイクロホンを用いた。結果、相互相関関数ピークの明瞭性指標が高く、測線方向外の反射音成分などが存在しない場合に良好な結果が得られた。
3. 受音点間の音響伝搬に影響する地表面の音響特性を明らかにする必要があると考えられたが、地表面音響特性への音響特性現場測定法の適用例は少ない。よって、当該手法の1つであるEA法による測定可能性を、理論モデル式により検討した。その結果、吸音率測定値は高周波側で、音響インピーダンス測定値は低周波側でばらつきやすい傾向が明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
年度当初に計画した、測定手法上の最重要課題である同時多点測定による2成分風速ベクトルの算出および、風速計計測結果との比較による検証は達成された。また、受音点間の伝搬条件を明らかにしていく上で必要な地表面音響特性の測定手法による測定可能性の検討という、研究計画以上の進展も得られた。一方で、多点同時測定値の算出はマルチチャンネルデータレコーダによる収録データの後処理によっており、PCおよびオーディオインターフェイスを用いた計測データ処理のリアルタイム化は達成できていない。よって、(3)と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度で達成できなかった、PCおよびオーディオインターフェイスを用いた計測のリアルタイム化を推進する。平成27年度において試みた、卓越した環境音を有しない状況における本手法の適用について、適用可能な条件に関するさらなる検討を進める。卓越した環境音を有しない状況では伝搬方向分離のため、当初想定されていなかった高圧の電源装置を要する指向性マイクロホンの必要性が明らかとなっている。そのような指向性マイクロホン、A/Dコンバータ、信号処理および計測制御用のマイクロコントローラ、通信モジュールを組み込んだ計測機器ユニットの構成部材を検討し、設計試作を進める。
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