Geschwindigkeitsmesser

[Siyah]

@comix: Die Gleichungen in deinem Tabellenkalkulationsprogramm sehen gut aus. Nur in der Gleichung für die Geschwindigkeit nimmt er noch Zelle E10 mit dazu. Sollte da nicht hin, macht aber auch nix kaputt.
Was hättest du denn an Geschwindigkeiten erwartet (Kenne mich da nicht so aus)? Oder meinst du die Methode erzeugt tendenziell niedrige Ergebnisse?

@Galighenna: Wenn man zwei Micros hat, beide am selben Eingang (wie macht man das am besten?) und die selbe Kabellänge, sollte das gehen (braucht man dann halt nur 2*20 Meter, wie sieht es da mit den Widerständen aus?). Der Aufschlag sollte ja dann auch tendenziell das lauteste Geräusch sein, das könnte man schon hinbekommen, nur beim Abschuß sehe ich da ein kleines Problem. Aber wenn du das Programmtechnisch angehen willst, mache ich gerne mit (vorausgesetzt du nimmt nicht irgendwelche proprietären Windows Libs).
Ab besten wäre es natürlich wenn man überhaupt keine Kalibrierung braucht. Dann kann man es auch verwenden ohne Ahnung von der Technik zu haben. Also könnten das auch Leute hier aus dem Forum verwenden die sich nicht gross damit beschäftigen wollen und nur mal ihre Pfeilgeschwindigkeiten wissen wollen.

[Lucky Luke]

Eine interessante Methode. Muss ich auch mal ausprobieren.
Zum Vergleichen seiner Bögen untereinander ist sie sicher gut zu gebrauchen.
Aber wie genau die Werte mit den Werten eines Chrony übereinstimmen ist fraglich.

Zum einen wird mit der Schallmethode ja nur die Durchschnittsgeschwindigkeit gemessen. D.h. auch die Beschleunigungsphase des Pfeiles wird mit gemessen, was die gemessene Durchschnittsgeschwindigkeit natürlich drückt.
Das könnte man umgehen, dass man die Zeiten von 2 Entfernungen misst, und dann nur das Delta auswertet:

Wenn man also z.B. auf 8 und auf 10 m schießt. Dann kann man die Geschwindigkeit in der Teilstrecke zwischen 8 u. 10 m so berechnen:

V8-10= (10 - 8 ) / (t10-t8)

(Die Zeiten t10 bzw t8 dürfen natürlich die gemessenen Zeiten sein, sondern die Schallgeschwindigkeit müssen herausgerechnet sein...)


Eine andere mögliche Fehlerquelle ist eine variierende  Entfernung zum Ziel.
Zur einer genauen Berechnung muss natürlich die Entfernung zwischen Pfeilspitze und Zielscheibe genau passen.
D.h. wenn man mit einem Maßband am Boden die Entfernung zur Scheibe ausmisst, und sich dann hinstellt und leicht nach vorne und hinten schwankt, kann es da schon zu unterschiedlichen Messungen kommen...

[comix]

@Siyah:

ne, glaube nicht, dass die Methode generell niedrigere Ergebnisse erzeugt.
Hätte nur gedacht, dass meine Bögen schneller sind ;-)
Naja... jedenfalls fühlen sie sich so an ,-)

Hab auch gemerkt, das schon 0,5m einen ordentlichen Unterschied im Ergebnis ergeben.
Wenn man hier nicht ganz sauber arbeitet (habe ich in diesem Fall nicht) kann es schon zu Abweichungen kommen. Da aber alle 4 Bögen mit dem gleichen Setup aufgenommen wurden, habe ich zumindest einen Vergleich der Bögen untereinander.

Einen echten Chroni ersetzt das sicherlich nicht... aber man bekommt ne gute Vorstellung wo man liegt, denk ich.

[Siyah]

Das könnte man umgehen, dass man die Zeiten von 2 Entfernungen misst, und dann nur das Delta auswertet:

Das siehst du richtig. Hab ich oben schonmal gepostet. Am einfachsten dürfte das mit der Gleichung gehen (die Durschnittsgeschwindigkeiten hat man dann ja meist schon):
vzweites Teilstück =  a / b
a = derste Teilstück - dgesamt
b = derste Teilstück / verstes Teilstück - dgesamt / vgesamt

So und nu wirds etwas "kompliziert". comix hat ja auch schon gesagt das die Genauigkeit etwas zu wünschen übrig läßt, also hiermal die Fehlerfortpflanzung nach Gauss.

fvFehler = sqrt( fSchütze-Scheibe² + fSchütze-MP3²  + fScheibe-MP3²  + fZeit² + fSchallgeschw.²)
fSchütze-Scheibe = vSchall FehlerSchütze-Scheibe / b
fSchütze-MP3 = a FehlerSchütze-MP3 / b²
fScheibe-MP3 = a FehlerSchiebe-MP3 / b²
fZeit = a vSchall FehlerZeit / b²
fSchall = (dSchütze-Scheibe / b + a tgemessen / b²) FehlerSchall

b ist der "normale" Zähler, a ist der "normale" Nenner:
a = vSchall dSchütze-Scheibe
b = dSchütze-MP3 - dScheibe-MP3 - vSchall*tgemessen

Die jeweiligen Fehler sind die angenommenen Messfehler (also die Genauigkeit).
Ich werde das nachher nochmal in eine Tabellenkalkulation werfen, und mal schaun was dabei rauskommt. Wenn jemand Lust hat, kann er ja mal meine Ableitungen nachrechnen (ich bin mir da nie sicher ob ich nicht doch einen Fehler gemacht hab).

[Galighenna]

Naja also was die Fehlerquellen angeht, da bin ich nich sooo genau. Zumindest was die entfernung angeht.
Ich hab mal in die Tabelle Werte eingegeben und die Entfernung um 20cm variiert. Das hatte eine Abweichung von 2fps zur Folge.
Das ist meines erachtens recht wenig. Wenn man sich eine feste Standposition ausgesucht hat und jedes mal den gleichen Anker hat, dürfte sich die Entfernung nur vielleicht um ein paar Zentimenter verändern und das fällt, mit <1 fps, nur vernachlässigbar ins Gewicht.
Genauso sehe ich die Kabellänge unkritisch. Da sich die Signallaufzeiten in Kabeln im Bereich von etwa 1/3 der Lichtgeschwindigkeit bewegen, sind die, im Vergleich zur Schalllaufzeit, quasi nicht vorhanden.
Auch die Laufzeit des Schalls, bis zum erreichen des Mikrofons, ist wegen der geringen Entfernung von hmm naja kommt drauf an wo man das Micro anbringt (gleich hinter der Scheibe vielleicht?) sagen wir mal 50cm, auch echt gering. Die lässt sich durch eine Konstante in der Formel auch vernachlässigbar klein machen.

Das einzige was das Ganze für mich ungenau macht ist die Tatsache, dass es sich um eine Durchschnittsgeschwindigkeit über die gesamte Strecke handelt, und zudem noch Zeit, beim Lösen des Pfeiles und der Beschleunigung durch die Sehne, vergeht.
(die benutzen ja nicht umsonst Lichtschranken und eine Definierte Strecke zum Durchschießen)
Kalibrieren muss man das ganze ja nur einmal für jeden Schützen, wegen der unterschiedlichen Pfeile. Man schießt dann halt immer erst 3x auf 10m, und dann 3x auf 20m, das Gerät oder die Tabelle könnte dann automatisch die Verzögerung ausrechnen und die Werte dann korrigiert anzeigen.

[Mirat]

Also ich habe das mal mit einem Video ausprobiert, bei dem die Kamera quasi direkt neben dem Target (einer 3D Eule) stand. Dort den Audiostream extrahiert (AoA Audio Extract) und mir dann die Timeline angeschaut. Das Abschussgeräusch ist nicht auf einen Zeitpunkt fixiert sondern verteilt sich auf ca. 2-4 Hunderstel Sekunden, aber um nicht zu Schummeln habe ich den Start des Abschussgeräusches bis zum Einschlag gemessen und zu der so gemessenen Zeitdifferenz die Zeit der Schallausbreitung hinzugezählt:
Strecke Zeitdiff. T(schall) T(Flugzeit) V(Flug)
16m 0,179s + 0,0479s = 0,2269s 16m/0,2269s = 70,51m/s = 253,85 km/h = 231,35 fps

Hätte man das vom Abschusspunkt aus aufgenommen, müsste die Zeit der Schallausbreitung abgezogen werden 

Bogen ist ein Custom Redman (64") mit 60#@28" oder 68"@31 Zoll (habe halt lange Arme), Pfeile ca. 450-500grs Gold Tip Hunter 7595. Bei der Wurfleistung hat Bearpaw also nicht gelogen.

[Firestormmd]

Wenn du ein Video als Basis nimmst, kannst du doch gleich das Bild als Referenz nehmen. Da hast du nur die Lichtgeschwindigkeit als Einflussfaktor. Das kann man aber wahrscheinlich vernachlässigen, oder?

Grüße, Marc

[shortRec]

Natürlich geht das. Nur braucht man dafür eine Hochgeschwindigkeitskamera. Die 25/30 fps der normalen Kameras lösen hier nicht genau genug auf. Dann brauchst du eine Tafel mit Skalierung (Schachbrettmuster mit definierter Kantenlänge), welches möglichst nah an der Flugbahn des Pfeils parallel zu dieser positioniert wird. Die Kamera kommt bei mittlerer Brennweite senkrecht zum Pfeil vor die Tafel und zwar so, dass der Pfeil möglichs auf halber Bildhöhe waagrecht vor der Skala durchs Bild fliegt.
Danach muss man nur noch Bilder, Sekundenbruchteile und Zentimeter zählen...

[Mirat]

yep, und da mir das zu kompliziert war habe ich den einfachen (faulen) Weg gewählt, da das Video ja schon existierte. Für mich war hierbei eigentlich auch nur die Größenordnung relevant. Auf 10 fps kam es mir nicht an, sondern auf die Größenordnung (150, 200, 250), da dies besonders bei weit entfernten 3D Zielen (Bisons und Bären auf einschlägigen Parcouren/Parcours ) ins Gewicht fällt.
Aber am Ende muss man sich eh an den Bogen und dessen Schussverhalten gewöhnen. Mit meinem 45# Sniper (ca. 150fps mit etwas schwereren Holzpfeilen --> siehe mein Bild) komme ich bei allen normalen Strecken locker ans Ziel, mit dem Redman ist aber das Schusserlebnis ein ganz anderes, auch wenn damit das Pfeileziehen zur Pest wird 

[ullrson]

Zum einen wird mit der Schallmethode ja nur die Durchschnittsgeschwindigkeit gemessen. D.h. auch die Beschleunigungsphase des Pfeiles wird mit gemessen, was die gemessene Durchschnittsgeschwindigkeit natürlich drückt.
Das könnte man umgehen, dass man die Zeiten von 2 Entfernungen misst, und dann nur das Delta auswertet:

Zur Beschleunigungsphase:
Prinzipiell ja, aber:
Beim Ablösen des Pfeils ändert sich zwangsläufig auch die Masse der Sehne: Es erfolgt eine Frequenzänderung.
Wenn Du die Aufnahme weit genug spreizt, siehst Du die Änderung.

Natürlich misst Du nur die Durchschnittsgeschwindigkeit aber:
Für 10, 20  oder 30 m gemessen ist die nicht so unterschiedlich, dass nicht die genaue Entfernungsmessung (Pfeillänge beachten) einen ähnlichen Fehler verursacht.
Der Höhenfehler, der sich bei einem Schuss durch die Ballistik ergibt ist im Wesentlichen von der Flugzeit abhängig.

Bis 30m sieht man den Einschlag noch in der Sounddatei. Darüber ist ein 2. Mikrophon auf den 2. Kanal der Stereo fähigen Soundkarte möglich. Das Längere Kabel muss mit der Laufzeit für Spannung im Kabel (in erster und 2. Näherung vernachlässigbar  ) verrechnet werden.
Grüße ullrson

[CharlyK]

Hallo an alle,

gibt es was Neues zur diesem Thread.

Ein ähnlicher Thread (http://www.fletchers-corner.de/index.ph ... pic=5441.0) hatte bzgl. der akkustischen Auswertung Bedenken hinsichtlich der Genauigkeit.

Der Grund, warum ich diesen Thread wieder aufwärme, ist, dass ich heute sehr frustriert war. Ich habe mir meinen ersten Langbogen gebaut (Bambusbacking und Eiche, 36# @28, 70'' Bogen, Flachbogen, 2/3 parallel, 1/3 verjüngend bis zur Nocke, Dacron Sehne).

Der Vergleich mit einem kommerziellen Bogen (Samick Recurve, 22# @28) hat bei den gleichen Pfeilen keinen subjektiven Unterschied ergeben, obwohl die Zugkraft des Langbogens wesentlich höher ist.

Ich hätte mir da mehr erwartet.

Jetzt würde ich meinen Eindruck gern messen, habe aber keinen einfachen Zugang zu Messgerät.

Danke schon mal im voraus.

Charly

[ullrson]

Ich hab den alten thread durchgelesen.

Dort wurden verschiedene Meßmethoden diskutiert. u.a. Dopplereffekt, Radar und Lichtschranken.

Zur akkustischen Methode: Der dort erwähnte Fehler ist durch exakte Messung von Temperatur und Entfernung Mikrofon und Schallquelle auf einen Bruchteil zu reduzieren. Mit der Temperatur kann man die Schallgeschwindigkeit ermitteln und die Schalllaufzeit richtig berücksichtigen.

Den Fehler, ob man die Beschleunigungsphase mit-misst, oder nicht, kann man durch Messungen über mehrere Distanzen, 10m, 20m, 30m  ermitteln: fliegt der Pfeil die kurze Distanz rechnerisch langsamer als die weite, stimmt was nicht im Meßaufbau.    Um einen Pfeil mit einem Beschleunigungsweg von 500mm auf 50m/s zu bringen benötigst Du etwa 2/100Sekunden.

Der Vorschlag für die akkustische Messung entstand aus dem selben Grund: Ich wollte eine einfache und billige Messung der Pfeilgeschwindigkeit erreichen.

Fehlerquellen:
Bei der Ablösung von der Sehne befindet sich die Pfeilspitze bereits ca.0,5m vor dem Bogen (ist bei der Längenmessung zu berücksichtigen).
Schallgeschwindigkeit, Entfernung der beiden Schallquellen (Sehne und Ziel) vom Mikro.
Längenmessung
Taktquelle des Aufnahmegeräts

So nebenbei: ich traue auch kommerziellen Geräten nicht: Das Chrono eines Vereinskameraden hat meine Pfeile vom 55# Jagsrecurve mit 180fps (55m/s) gemessen:  Ich selbst habe 50m/s gemessen. Leichtere Pfeile vom selben Bogen hat dasselbe Chrono mit 210-218fps gemessen, ein Wert, den ich dem Ragim Impala definitiv nicht zutraue.

Im direkten Vergleich kannst Du aber zumindest deinen subjektiven Eindruck ausmessen: bei gleichem Aufbau, Entfernung u.s.w. muss auch ein entsprechender Meßwert rauskommen.

Allgemein: Langbögen werfen langsamer als Recurvebögen. Von daher kann dein subjektiver Eindruck richtig sein. Genauer ist eine Messung. Das Meßprinzip ist aber erstmal egal, wenn der Aufbau (Entfernungen) der gleiche bleibt. 

grüße ullrson

[biker99]

Hallo,

ich lesen schon eine Weile hier mit. Jetzt möchte ich mal zu Wort melden, aber zuerst werde ich mich mal vorstellen. Ich habe mit dem Bogenschießen im August des vorigen Jahres angefangen. Um mir die Grundbegriffe des Bogenbaus anzueignen, habe ich begonnen mit Latten aus dem Baumarkt laminierte Bögen zu bauen. Das ging leider schief. Bis jetzt hat es keiner überlebt. Dann habe ich im November einen Bogenbauerkurs bei Gervase in Worms besucht und dort einen ELB gebaut. Den werde ich in einem anderen Thread mal vorstellen. Nur soviel zu Bogen. Er ist aus Hickory und hat 46#@28“. Mit dem treffe ich schon ganz gut. Aber nun zum Thema. Da ich beruflich mit der IT zu tun habe, liegt es nahe dazu ein Programm zu schreiben. Ich eine  Programm gescrieben um mit der  Schallmessung die Geschwindigkeit des Bogens. Bzw der Pfeile zu messen.
Das möchte ich hier mal vorstellen. Das Programm ist in Java geschrieben und benötigt die neuste Javaversion auf dem Laptop (v1.6).

Das Programm nimmt mit dem Mikrophon des Laptops auf. Der Abschuss und der Einschlag auf dem Ziel werden detektiert und die Zeit gemessen. Mit dem Abstand zum Ziel erhält man die Geschwindigkeit. Das Programm ist jetzt noch eine Machbarkeitsstudie. Ich habe damit mal einen Lattenbogen vermessen und reproduzierbare Ergebnisse erhalten.

Verbesserungen die noch eingebaut werden müssen sind die Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit. Ein Kollege hat seinen Compoundbogen damit gemessen. Dabei hat er festgestellt, dass bei sehr flachem Lautstärkeprofil die Detektion des Einschlags in der vorliegenden Version noch verbessert werden muss. Wie ist schon klar. Nur hatte ich noch keine Zeit die Änderung einzubauen.

Wenn die Administratoren nichts dagegen haben, stelle ich gerne das Programm hier ein.

Gruß biker99

PS: Wie kann man hier Screenshots einfügen?

[acker]

Hallo,
Willkommen im FC biker99

Fotos kannste zur zeit nur über einen hoster oder über die Erweiterte Option im Antwortpost Menu reinstellen da die User Gallerien zur Zeit wegen eines Hacks futsch sind.
Allerdings wird bald ein neues Portal eingerichtet sein wo dann auch wieder alles funktionieren wird was man als User so braucht

Zum Programm: Immer gerne gesehen sowas wenn selbst geschrieben und frei zugänglich.
Allerdings kann ich als Moderator da keine Hilfe leisten, keine Möglichkeit es irgendwo zu parken wo man es sich runter laden kann?
Gruß acker

[biker99]

Hallo acker,

das Programm ist selbst geschriebn und verletz keine Rechte Dritter. Ich werde mir dann mal einen Hoster suchen und hochladen.