有人@zl0910 问我能不能分析下挥拍的声音(频率)和挥速的关系,空气动力学我不太懂,但信号处理是我专长啊 理论依据 给了个Strouhal公式,说明声音频率和速度正相关,作为理论依据 显然挥拍声音来自拍头,那里速度最快。
我印象中,物体划过空气会产生旋涡,旋涡会忽左忽右的从物体上面脱落,产生一个波浪状的气流,最终产生了声音 一个小问题是,拍头形状各异,不是圆柱体,箱式拍框是否和流体拍框共用这个公式还不确定,这点我不够专业,先不考虑啦(经60楼#FFC125修正)
我采集了些数据, 看看多快的挥拍能产生多高的声音频率 具体是录了个慢动作视频,这样以后可以对比速度和录音
声音可以看其频谱,初步看,可以看到音量有区别,会比较亮。频谱能量分布很平坦,特征不是很明显,能看到速度提高了,频谱会变亮,最亮的位置也会略微提高 FFT看看发现基波峰值在1000Hz附近,编辑一下明显了不少,这么看还是很有把握从中提取有用信息的 再弄下短时傅里叶变换,做个时频分析
然后就是采集速度数据了,从视频中量取2帧之间球拍跑过的距离,换算成速度(测量拍子在图像中的大小,和移动的距离,按照150帧每秒),
共采了23个数据点,做个曲线拟合可以看到挥拍速度v150 和 声音频率fff 的关系
那么对于我这把球拍6.2mm的拍框,麦克风采集声音,测量声音基波频率,乘与0.07再减4 就是挥速,更粗拍框的,速度按比例乘上就是
话说我挥拍速度居然到了70m/s, 也就是252km/h,没准400公里的杀球还是有点希望的
多普勒效应 上面的实验是侧面记录的,距离2米左右,可以反应整个挥拍过程的速度。最好是空旷的区域以减少回声干扰
如果从正面录制,因为多普勒效应,声音频率还会更高,式子会变得复杂。不过也许有点用,因为可以专门记录特定位置的挥拍速度
现在就缺个程序员了 做成一个APP还是挺有吸引力的,能够进行量化,那就能知道是不是发力集中,让速度真的上去了
本帖最后由 wanglin406 于 2024-4-20 16:45 编辑
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