いろいろ開発ブログ

前回の更新から1ヶ月ほど経ってしまいました。
いろいろと仕事がきつい時期だったり、それ故に連続で風邪を引いてしまったりと…、うーん、言い訳ですね。

さて、初めてトラックバックというものを試してみました。
ちゃんと出来てるでしょうか？

『MacBook』で地震計ネットワークを――カリフォルニア州での試み
http://wiredvision.jp/news/200804/2008042822.html

自分がやろうとしていることとよく似ています。
ハードウェアがMac Bookである、というところが違いますね。
あと、こちらのネットワークはp2pなので信頼性が高い、というところでしょうか。
早く公開できるレベルまで完成させたいところです。

いやぁ、かなり更新をサボってしまいました。

一応その間に、こんな感じのプログラムを作ってました。

溜めたデータのViewer＆データ学習ソフトです。
これを使って、ログファイルから地震データを抽出し、プログラムにここが地震データだよ、ということを教えてやります。
まだ学習するところは出来ていません。

そろそろ実際の地震データを蓄積したいところです。
いつ関西地方で地震が起こるんだろうか…。

P2P地震情報のプラグインとして一応動作するようになりました。
プラグインフォルダにこの実行ファイルを入れておけば、
P2P地震情報と連動して起動・終了します。
地震波判別システムを実装していないので、感知情報はまだ発信しません。
地震波の強度が一定以上になると、画面がピンク色になりログを記録するだけです。

残るは地震波認識部のみ…

やっとUSB加速度センサのログを取れるようになりました。
一定以上の揺れが検出されると、過去数秒からしばらくファイルにログを書き込むようにしています。

試しに昨日の夜から朝にかけて動かしてみたのですが、
朝チェックするとPCが落ちてましたorz
会社でも３時間ほどやってみたところ、どうやら近所の集配所のトラックでかなり揺れているらしく、ログのファイルサイズが10MBをオーバーしてしまいました。要改良です。

最終的には、もう一段階地震波の認識プロセスを加えて、認識された時に感知情報を発信する予定です。

相変わらずスローペースですがなんとか進んでいます。

今はこんな感じで、波形データをFFTでスペクトルに変換するところまで出来ました。

左のグラフが波形データです。（上からX、Y、Z）
右がFFT計算後のスペクトルデータです。（左からX、Y、Z）
動画前半で、XYZ方向に振ったときの波形がそれぞれ出ています。
わかりにくいですが、動画後半に手で机を小さく揺らしています。
地震のP波をシミュレートしているつもりです（汗
この時、真ん中（Y）のFFTのスペクトルにピークが現れていますが見えるでしょうか？
次からは、このピークをいかにして認識するか、がテーマになります。

あ、あとデータをログに保存する機能をちゃんと作って、そろそろ本物の地震データを蓄積していきたいと思ってます。

FFTのアルゴリズムはここのものを使用させていただいております。
http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~ooura/fft-j.html
こんな便利アイテムを公開されている方に感謝です。m(__)m

えー、最近はあまり進んでないです。
主に通勤電車の中で開発を進めてるわけですが、朝は満員電車なので開発はできません。
夜でもなかなか座れないのでキーボード打つのが大変です。
立ったままでも快適に打てるキーボードって無いものか…。

以上、言い訳でした(^-^;)

さて、とりあえずプラグインの仕様だけでも決めてみたいと思います。
こんな流れでデータを処理する予定です。

・約30HzでUSB加速度センサから加速度情報取り込み
　↓
・加速度信号が一定の振幅以上の場合、次の処理を行う｛
　　・過去１秒間のデータをFFTにかけ、スペクトルを算出
　　　↓
　　・実際の地震データスペクトルと比較
　　　↓
　　・地震であると判断された場合、感知情報発信
｝

今のところ思いついたのはこんな感じです。
どうやって過去の地震データスペクトルと比較、判別するかがポイントですね。
ただ引き算するだけか、あるいは判別分析的な事（SVM、C4.5、etc）をするか。

できるだけ誤反応の無いようにしたいと思っています。

いよいよP2P地震情報のプラグイン作成に取り掛かりました。

現在こんなところまで出来ています。

まぁ、見てのとおりウィンドウ作っただけです…。



というわけではなく、デバッグウィンドウのほうにこんな感じで加速度データを書き出すことが出来ました。
41247 40818 44800
41259 40818 44809
41264 40769 44800
41268 40732 44862
41243 40762 44833
41246 40833 44826
41282 40813 44848
41221 40771 44822
41312 40794 44860
41282 40864 44865
これは机の上において静止しているときのデータで、1つ目がX軸、2つ目がY軸、3つ目がZ軸になっています。
９０°傾けたとき（1G）はX軸で37500くらいになったりします。
精度は結構悪そうです。
こんな感じのデータから、地震のP波が検出できるかどうかがポイントですね。

USB地震センサの16ビット精度版ファームウェアが完成しました。


USBデバイスのReport descriptorをちょろっと書き換え、それにあわせてデータを送るように書き換えたら、素直に動いてくれました。
ケアレスミスで２日間悩んでたのは秘密です（汗

次からはP2P地震情報のプラグイン作成です。

今、USB地震センサのファームウェアを製作中です。

まず、USBデバイスからどのようにデータを取ってくるかいろいろ調べてみました。

・専用のドライバを書く
　○データ形式、通信間隔など自由自在
　×すごく大変

・汎用USBドライバを使う
　○データ形式、通信間隔など比較的自由？
　×ドライバのインストールが必要

・汎用HIDデバイスとして認識させる
　○ドライバのインストール不要
　×やったことがない（笑

・マウスとして認識させる
　○ドライバのインストール不要
　○ファームウェアのサンプルプログラムがそのまま使える
　×簡単だが、Windows側で複数のマウスを分離して扱うのが大変

・汎用ジョイスティックとして認識させる
　○ドライバのインストール不要
　○DirectInputプログラミングの経験あり
　？8ビットのアナログデータを取得できるが、16ビットは？？？

というわけで、まずは3軸の汎用ジョイスティックとして認識させて、データを取得することにしました。
とりあえず出来上がったファームで動いている動画です。
（QuickTimeが必要？）

3軸の加速度データがジョイスティックのアナログ入力となっています。
ただ、今のところ取得できるデータが8ビットと精度が低く、弱い地震のP波なんかは捕らえにくいような状態です。今後は16ビットのデータとして取得できるようにしたいと思ってます。

ちなみに、今の標準的な開発環境はこんな感じです。

主な開発場所は電車の中だったりします。

さぁ、初めてのブログのスタートです。
誰も見てないと思いますががんばっていきたいと思います。

最初のテーマは「USB地震センサ」です。
http://www11.plala.or.jp/taknet/p2pquake/
ここで開発されているソフトは「P2P地震情報」というもので、地震が起こったよ、という情報をP2Pネットワークで共有し地震の状況をより早く把握しよう、というものです。
私はこのソフトを（たぶん）2005年から使い始め、かなりのお気に入りとなっています。しかし、地震の感知情報を人力で入力するのはどうしてもタイムラグがあります。また、大きな地震ではクリックする余裕もないかもしれません。そこで、安い「USB地震センサ」があり、それが自動的に地震情報を通知してくれればいいんじゃないかと考えてます。
ちなみに値段の高いUSB地震センサはあります。
http://www.madlabo.com/mad/gid/jishin/index.htm
今回は安く作りたいのでここの加速度センサを使うことにしました。
http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=15019
掲示板プラグインでこれを見つけてくださった方、ほんとにありがとうございます。

現在の状態を写真で上げてみました。

こういう組み込み系のプログラミングはあまり経験がないのでわからないことだらけです。
挫折しないようにがんばります(^_^;