Aufnahme eines bewegten Objekts mittel Mikroarray

Zitat von "Moes"

So, die Sache ist folgende. Die Aufgabe ist, verschiedene Fahrzeuge in verschiedenen Geschwindigkeiten aufzunehmen, um daraus loopbare Fahrgeräusche zu bekommen.

Dann würde es sich doch anbieten, wenn sich die Mikros mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen wie die Fahrzeuge ...
Oder verstehe ich da jetzt was falsch?

Wäre es nicht möglich das Mikro an dem betreffenden Fahrzeug zu befestigen? Dann würde es automatisch mit der selben Geschwindigkeit fahren.

Man könnte ja entweder Funkmikros nehmen und die Richtantenne nachführen, oder man montiert das Aufnahmegrät im Fahrzeug und das Mikro aussen am Fahrzeug.

Wenn sich das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit bewegt,
kann man den Dopplereffekt aus dem Signal bestimmen und
dann auch wieder rausrechnen. Dies kann man mit dem notwendigen know-how
mit Matlab/Oktave machen. Das ganze ist aber schon recht aufwendig
und erfordert mehr als nur Grundkenntnisse in Signaltheorie
Ist aber prinzipiell machbar und findet in jedem GSM-Mobiltelefon statt.
BTW: Solche und ähnliche Projekte sind mein täglich Brotverdienst....

docjordan

Das ganze hängt erstmal von der Position der mikrofone ab.
Der beste Fall wäre natürlich ein Mikrofon das sich mitbewegt,
aber das hatten wir schon ausgeschlossen.
Der nächst einfache Fall ist das das auto sich direkt auf das mikrofon zubewegt
da wäre ein Richtmikrofon sinnvoll.
Ein Array wäre natürlich am besten da man hier noch Beamforming etc. verwenden kann.
Das macht es aber noch weitaus aufwendiger.
Ein großes Problem ist das das SNR bei grossen Entfernungen ungünstig ist.
Bei einer Aufnahme aus 50m-100m klingt das Auto ganz anders als aus 2m
Prinzipeill muss man erstmal den Doppler dann aus dem Signal schätzen
Hier gibt es eine Vielzahl von Ansätzen, adaptiven Filtern. Das hängt auch vom Vorwissen ab.
Das ganze kann man aber belibig weit treiben. Das Militär betreibt eine erheblichen Aufwand
in dem Bereich. Mit der Technik mit der man den Doppler eines Autos ermitteln kann,
kann man auch die Flugbahn einer Rakete abschätzen....
Wenn man den Doppler dann hat, kann man z.B. einer komplexen Multipikation bzw.
Abtastratenumsetzung (Polyphasenfilterbank) den Doppler kompensieren.

Machbar ist so einiges. Ich würde aber in den Vordergrund stellen, was dabei herauskommen soll.
Selbst mit Dopplerkompensation gibt das ein Signal das sich mit der Entfernung ändert,
einfach weil die Schallausbreitung anders ist, bzw mehr Störgeräusche eingefangen werden.
Wenn man das nicht will sollte man Mikrofone entlang der Fahrbahn aufstellen.
Insgesamt aber alles ein erheblicher Aufwand. Und mir ist noch nicht ganz klar wozu der Klangausschnitt dann
nützlich ist d.h. was will dein Auftraggeber mit den Fahrgeräuschen?
Wenn Du das ggf. noch etwas erläuterst
kann man sich weiter Gedanken machen wie man das sinnvoll gewinnt. Evtl. per PN da es evtl. vom PA-Bereich etwas abschweift,
aber ich denke dieser spezielle Fall könnte auch von allgemeinem Interesse sein.

docjordan

Wenn man den Doppler schätzen möchte fallem mir alle möglichen parametrischen Modelle
ein. es gibt da so wohlklingende Algorithmen wie ESPIRIT, oder MUSIC, Eigenwertzerlegung etc.
Ein Startpunkt ist http://home.comcast.net/~kootsoop/freqalgs.htm
Bücher wie "Proakis:digital signal processing" solltest du aber schon vorher! sicher beherschen....
Dann gehört aber noch eine geeignete vorverarbeitung dazu, da die Schätzalgoorithmen jeweils nur unter bestimmten Bedingungen arbeiten

Ich denke aber das Du eher eine wesentlich einfachere Lösung brauchst, alles andere ist deutlich mehr als ein Matlab 3-zeiler. Daher interessiert mich der Sinn des ganzen.

docjordan

Wenn das Fahrzeug sich direkt aufs Mikrofon zu bewegt (oder entfernt) ist der Doppler-Effekt doch gar nicht wahrnehmbar. Dieser kommt lediglich bei der Vorbeifahrt zum Tragen, wenn sich also die Relativgeschwindigkeit ändert.

Da das Signal für einen Loop aufgezeichnet werden soll, genügt es ja vielleicht zwei/drei Sekunden zu verwenden, die in relativ großer Entfernung aufgenommen werden.

Der Doppler-effekt führt bei Fahrzeug und Mic auf Achse
zu einer konstanten Frequenzverschiebung. Dieser Spezialfall ist einfacher
zu handhaben und akustisch auch nicht so auffällig.
Sind beide nicht auf achse ändert sich die relevante Geschwindigkeit ständig. Dieser Effekt ist besonders stark bei der Vorbeifahrt am Mikrofon

docjordan

Also ich würde Auto und Mic auf Achse mit Richtmikrofon
Aus der Geschwindigkeit kann man die Doppler-Versatz berechnen.
Den kann man durch Abtastratenumsetzung (Wavelab etc) von Hand korrigieren. Bei 100km/h sind das so um die 10%

docjordan

... bleibt noch der Pegelunterschied. Den Auszugleichen sollte aber bei einer PC-gestützen Aufzeichnung eine der leichtesten Übungen sein.

Sehr interessant, dieser Thread. Mich interessiert vor allem der Lösungsansatz mit dem Mikrofonarray.

Vor 1,5 Jahren habe ich eine Menge mit Mikrofonarrays gearbeitet. Das Beamforming führt letztlich zu einer Situation, dass man einen bestimmten Punkt im Raum genau fokusieren kann (akustisch). Wie möchtest Du dies für ein bewegtes Fahrzeug nutzen? Da Dein Array vermutlich statisch ist, wirst Du die Delayzeiten der einzelnen Mikrofone sehr schnell verändern müssen (um der Fahrzeugposition zu folgen). Welchen Nutzen erwartest Du von dieser Methode? Welcher Vorteil wiegt diesen Aufwand auf?

Viele Grüße

Stephan

Abend,

wär es nicht wirklich das einfachste, das Mikrofon am Fahrzeug zu befestigen? die Entfernung von 2-3 Metern kann man dann bestimmt mit einfacher Signalbearbeitung erreichen. (leiser machen + bissl EQ )
Hier kannst du einmal die Mikrofone an dem Fahrzeug befestigen und dann gleich alle Geräusche ohne Umbau aufnehmen.

Alternativ wäre ein schwenkbares Richtmikrofon, um welches das Fahrzeug in einem großen Radius herumfährt. Muss nur jemand am Mikro stehen und das Auto "verfolgen"

Der Klang wird sich sicher unterscheiden, wenn du von vorne aufnimmst oder von der Seite.
Sollen die Motorgeräusche auch aufgenmonnen werden?? Ansonsten müsstest du selbigen ja abschalten :?

EIn Mikrofonarray würde ich nicht berechnen und syncronisieren wollen!!!!

Gruß SImon

Es ist ja nicht so, dass man umbeding etwas an das Fahrzeug "schrauben" muss um ein Mikro zu befestigen. Es gibt eine Menge an Befestigungsmethoden, die nicht invasiv sind. Z.B einen Saugnapf an diue Scheibe Befestigen, einen Dachträge an das Auto bauen und daran eine Mikrofonangel befestigen...
Ich denke eine Strecke von Mikrofonen die man nebeneinander stellt und dann immer nur das Mikrofon anhat das gerade neben dem Auto ist wird auch nicht zu dem gewünschten Ergebnis, sondern zu einem "welligen" Sound führen, denn so viele Mikros wie man bräuchte kann man gar nicht sinnvoll verwalten und aufnehmen, geschweigedenn zeitrichtig schalten.
Oder man bautt eine Lichtschanke dazu auf, die die Mikros scharf schaltet sobald sich das Auto in den Strahl schiebt.
Es ist ja aber warscheinlich so, dass eine Auto auf seiner länge auch immer anders klingt. Die Reifen machen einen anderen Sound, als die Reflektion an der Karosserie.

Wenn, dann sollte man schon jedes Mikro auf eine eigene Spur aufnehmen, da könnte man dann am Ende fröhlich basteln.

Tomy

Hallo,

gerade wenn es um einen Fahrsimulator geht, ist mir nicht klar warum das Mikrofon nicht mitfahren darf. Muss ja nicht geschraubt werden, wie auch schon andere erwähnten.

Beamforming. Man kan das ganze auch adaptiv machen, so daß der focus dem Objekt folgt, das ist dann schon die Königsklasse. Dieses adaptive Beamforming geht dann typischerweise deutlich über den normalen Vorlesungsinhalt hinaus...
Das ganze wird auch gerne für Freisprecheinrichtungen verwendet.

docjordan