KR101973607B1 - Apparatus and method for tracking ball by using rfid - Google Patents

Apparatus and method for tracking ball by using rfid Download PDF

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Abstract

운동하는 볼에 마련된 RFID 태그로부터 안테나를 통해 신호를 수신하는 리더 및 리더가 수신한 신호에 기초하여 볼의 궤적을 측정하는 궤적 계산부를 포함하고, 궤적 계산부는 수신되는 신호의 세기 변화에 기초하여 볼의 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 각각 계산하고 볼의 궤적을 결정하는 것인 볼 추적 장치 및 방법이 개시된다.And a trajectory calculation unit for measuring a trajectory of the ball on the basis of a signal received by the reader and the reader that receives the signal through the antenna from the RFID tag provided on the moving ball, A moving direction, a moving speed and a rotation of a ball, and determines a trajectory of the ball.

Figure R1020170027748
Figure R1020170027748

Description

RFID를 이용한 볼 추적 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRACKING BALL BY USING RFID}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a ball tracking device,

본 발명은 RFID(Radio Frequency Identification)를 이용하여 구기종목에 활용되는 볼을 추적하는 장치와 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RFID 를 통해 감지되는 RF 신호에 기초하여 볼의 운동 상태를 분석하여 궤적과 운동 상태를 추적 및 분석하는 장치와 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for tracking a ball used in ball games using RFID (Radio Frequency Identification), and more particularly, And an apparatus and a method for tracking and analyzing the motion state.

구기종목 중에서 골프, 테니스, 야구 등은 이용되는 볼(ball)의 크기가 작고 움직임이 상대적으로 빠른 편이다. 이러한 구기종목에서 볼의 운동 상태를 정확하게 파악하는 것은 운동선수의 연습 효율 보조, 운동선수의 기록 관리, 연습 과정의 흥미유발, 시합의 정확한 판정 등 다양한 관점에서 중요하다.Among balls, golf balls, tennis balls, and baseball balls are relatively small in size and move relatively quickly. It is important to accurately grasp the movement status of the ball in these ball games from various points of view such as assisting the athlete in practice efficiency, managing the record of the athlete, inducing interest in the exercise process, and determining the match accurately.

현재 구기종목의 볼의 움직임을 파악하는 여러 가지 시스템들이 이미 활용되고 있다. 골프를 예로 들어 설명하면, 스크린 골프 연습장에서는 골프공을 고속으로 촬영하여 연속된 이미지들을 분석하는 방식을 통해 볼의 움직임을 파악하고 있으나, 이러한 방식은 비용이 많이 소요된다. 또한, 고속으로 볼의 움직임을 촬영하기 위한 고속 카메라가 다수 구비되어야 하기 때문에 실외에서 적용하는 것에 한계가 있다. Currently, various systems for understanding ball movements in ball games are already in use. For example, in a golf driving range, a golf ball is photographed at a high speed to analyze a series of images. However, this method is expensive. In addition, since a large number of high-speed cameras for capturing the movement of the ball at a high speed must be provided, there is a limitation in applying the camera outdoors.

또 다른 방식으로는 볼에 프린트된 제조사의 브랜드 표식이나 특별한 마커를 이용하여 볼의 움직임을 계산하는 방식 또한 제안된 바 있으나, 모든 볼에 적용되기 어렵고 표식이나 마커나 손상되는 경우에는 적용이 어렵다는 문제가 있다.In another method, a method of calculating the ball's movement using brand markers or special markers printed on the ball has been proposed, but it is difficult to apply the method to all balls, .

이러한 환경에서, 구기종목의 볼의 운동 상태를 빠른 속도로 정확하게 파악하면서도 저비용으로 구현이 가능한 추적 시스템에 대한 요구가 날로 증대되는 상황이다.In this environment, there is a growing demand for a tracking system capable of realizing the ball motion state of a ball ball at a high speed and at a low cost.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구기종목에서 볼의 운동 상태를 빠르고 정확하게 파악하여 볼의 운동 상태 분석의 효율을 개선하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the efficiency of ball motion analysis by quickly and accurately grasping the motion state of the ball in ball games.

본 발명의 또 다른 목적은 볼의 운동 상태를 분석하기 위한 비용을 줄이기 위해 시스템 구현 방식을 개선하는 것이다.It is a further object of the present invention to improve the system implementation to reduce the cost of analyzing the motion state of the ball.

본 발명의 또 다른 목적은 볼의 운동 상태를 분석하는 과정이 실내에 국한되지 않고 실외에서도 가능케하는 것이다.It is a further object of the present invention to enable the process of analyzing the motion state of the ball not only indoors but also outdoors.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular form disclosed. ≪ / RTI >

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 볼 추적 장치는, 안테나를 통해서 RFID 태그로부터 신호를 수신하는 리더(reader), 및 리더가 수신한 신호에 기초하여 볼의 궤적을 측정하는 궤적 계산부를 포함하고, 궤적 계산부는 사용자의 동작에 따라 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기 변화에 기초하여 볼의 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 각각 계산하고, 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 고려하여 볼의 궤적을 결정한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a ball tracking apparatus including a reader for receiving a signal from an RFID tag through an antenna and a locus calculating unit for measuring a locus of a ball based on a signal received by the reader, Calculates the moving direction, the moving speed and the rotation of the ball based on the change in intensity of the signal received from the RFID tag according to the operation of the user, and determines the trajectory of the ball in consideration of the moving direction, the moving speed and the rotation.

궤적 계산부는 리더와 연결된 안테나의 지향 방향을 나타내는 벡터의 각도 변화가 임계값 미만으로 줄어드는 시점에서 안테나의 지향 방향을 이동 방향으로 계산할 수 있다.The trajectory calculation unit can calculate the direction of the antenna in the moving direction at the time when the angle change of the vector indicating the direction of the antenna connected to the reader decreases below the threshold value.

궤적 계산부는 이동 방향이 계산된 시점에서 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 감쇄율에 따라 이동 속도를 계산할 수 있다.The locus calculating unit can calculate the moving speed according to the attenuation rate of the signal received from the RFID tag at the time when the moving direction is calculated.

궤적 계산부는 안테나가 수신한 신호가 진동하는 주파수와 폭을 서로 직교하는 3개의 축 별로 감지하고, 3개의 축에 대해 감지된 결과를 모두 고려하여 볼의 회전 방향과 각속도를 계산할 수 있다.The trajectory calculation unit can detect the frequency and the width at which the signal received by the antenna vibrates by three axes that are orthogonal to each other and calculate the rotational direction and angular velocity of the ball by taking into account all of the results sensed for the three axes.

궤적 계산부는 이동 방향, 이동 속도 및 회전에 대한 값들을 시뮬레이션하여 궤적을 결정하며, 궤적과 함께 풍향 정보, 풍량 정보 및 코스 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 볼의 탄착 지점을 추정할 수 있다.The trajectory calculation unit can determine the trajectory by simulating the values of the moving direction, the moving speed and the rotation, and estimate the impact point of the ball by considering at least one of the wind direction information, the wind amount information, and the course information together with the trajectory.

궤적 계산부는 볼의 외형 변화를 감지하여 볼에 가해지는 임팩트 힘을 계산할 수 있다.The trajectory calculation unit can calculate the impact force applied to the ball by sensing the change in the shape of the ball.

리더와 연결된 안테나의 지향 방향은 RFID 로부터의 신호가 최대 세기로 수신되는 방향을 향하도록 변화하며, 안테나의 지향 방향은 리더가 안착된 하우징의 기계적인 움직임에 의해 변화할 수 있다.The direction of the antenna connected to the reader changes in such a direction that the signal from the RFID is received at the maximum intensity and the direction of the antenna can be changed by the mechanical movement of the housing in which the reader is seated.

리더와 연결된 안테나의 지향 방향은 RFID 로부터의 신호가 최대 세기로 수신되는 방향을 향하도록 변화하며, 안테나의 지향 방향은 안테나가 위상배열 안테나 또는 모노펄스 안테나로 구현되는 경우 전기적 신호의 분석 결과에 따라 변화할 수 있다.The direction of the antenna connected to the reader changes such that the signal from the RFID is directed toward the direction of receiving the maximum intensity and the direction of the antenna is determined by the analysis result of the electrical signal when the antenna is implemented as a phased array antenna or a monopulse antenna It can change.

볼 추적 장치는 측정된 궤적에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 출력부, 및 측정된 궤적에 대한 정보를 외부 디바이스 또는 외부 서버로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.The ball tracking device may further include an output unit for providing information on the measured trajectory to a user, and a communication unit for transmitting information on the measured trajectory to an external device or an external server.

볼 추적 장치는 측정된 궤적에 대한 정보로부터 사용자의 운동을 분석한 결과를 누적하여 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.The ball tracking device may further include a memory for accumulating and storing results of analyzing the motion of the user from information on the measured trajectory.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 볼 추적 방법은, 리더(reader)와 연결된 안테나를 통해서 RFID 태그로부터 신호를 수신하여 사용자를 인식하는 단계, 사용자의 동작에 따라 리더가 RFID 태그로부터 수신하는 신호의 세기 변화에 기초하여 볼의 궤적을 측정하는 단계, 및 측정된 궤적에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하며, 측정하는 단계는 사용자의 동작에 따라 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기 변화에 기초하여 볼의 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 각각 계산하고 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 고려하여 볼의 궤적을 결정한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a ball tracking method comprising: receiving a signal from an RFID tag through an antenna connected to a reader to recognize a user; And providing information about the measured trajectory to a user, wherein the measuring includes measuring a ball trajectory based on a change in intensity of a signal received from the RFID tag according to a user's operation, The moving speed, and the rotation of the ball, respectively, and determines the trajectory of the ball in consideration of the moving direction, the moving speed, and the rotation.

본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the following effects can be expected.

첫째로, 볼의 운동 상태를 파악하는 과정이 개선되어 사용자에게 정확도 높은 결과가 제공될 수 있다.First, the process of grasping the motion state of the ball is improved, and the user can be provided with highly accurate results.

둘째로, 개선된 성능을 달성하면서도 구현 비용을 최소화할 수 있어 종래에 비하여 사용자에게 가해지는 금전적인 부담이 줄어들게 된다.Secondly, the implementation cost can be minimized while achieving improved performance, which reduces the financial burden on the user compared to the conventional one.

셋째로, 실내나 실외를 가리지 않고 동작이 가능한 시스템을 구현함으로써 사용자의 편의성과 경험적인 측면에서 종래 대비 탁월한 효과가 도출된다.Third, by implementing a system that can operate indoors or outdoors, excellent effects are obtained in terms of user's convenience and experience.

본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable in the embodiments of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be obtained from the description of the embodiments of the present invention described below by those skilled in the art Can be clearly understood and understood. In other words, undesirable effects of implementing the present invention can also be obtained by those skilled in the art from the embodiments of the present invention.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 제안하는 실시 예와 관련된 종래의 볼 추적 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 제안하는 실시 예와 관련된 RFID(Radio Frequency Identification)의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 제안하는 실시 예에 따른 볼의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 제안하는 실시 예에 따른 볼 추적 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 제안하는 실시 예에 따른 볼 방향 계산 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 제안하는 실시 예에 따른 볼 속도 계산 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 제안하는 실시 예에 따른 볼 회전 계산 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 제안하는 실시 예에 따른 임팩트 계산 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 제안하는 실시 예에 따른 볼 추적 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 제안하는 또 다른 실시 예에 따른 볼 추적 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12는 제안하는 실시 예에 따른 볼 추적 장치의 동작 환경을 도시하는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating a conventional ball tracking system in connection with the proposed embodiment.
FIG. 2 is a view for explaining the operation of Radio Frequency Identification (RFID) associated with the embodiment of the present invention.
3 is a view showing the structure of a ball according to the proposed embodiment.
4 is a diagram showing a structure of a ball tracking device according to the proposed embodiment.
5 and 6 are views for explaining the ball direction calculation process according to the embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a ball velocity calculation process according to the embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a ball rotation calculation process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view for explaining an impact calculation process according to the embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a ball tracking method according to the present embodiment.
11 is a flowchart illustrating a ball tracking method according to another embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing an operating environment of the ball tracking device according to the proposed embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다. When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software . In addition, when a part is referred to as being "connected" to another part throughout the specification, it includes not only "directly connected" but also "connected with other part in between".

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이하에서 구기종목 중 골프를 예로 들어 본 발명을 설명하지만 본 발명의 내용이 골프에 한정되는 것은 아니며 골프 외에도 다양한 구기종목 분야에 적용 및 활용이 가능하다. "볼" 이라는 용어 또한 골프를 예로 들어 설명하는 경우에는 골프공을 의미하지만, 다른 구기종목의 경우 각 구기종목에서 이용되는 공을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described by taking golf as an example, but the content of the present invention is not limited to golf, and it can be applied and utilized in various golf ball fields other than golf. The term "ball" also refers to a golf ball when describing golf as an example, but should be construed to mean a ball used in each ball game in the case of other ball games.

도 1은 제안하는 실시 예와 관련된 종래의 볼 추적 시스템을 도시하는 도면으로, 도 1은 골프 연습을 위한 실내 스크린 골프 연습장의 볼 추적 시스템(10)을 개괄적으로 도시한다.FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional ball tracking system in connection with the proposed embodiment. FIG. 1 schematically illustrates a ball tracking system 10 of an indoor screen golf driving range for golf practice.

종래의 볼 추적 시스템(10)은 사용자의 움직임(예를 들어, 스윙)에 따라 볼(14)이 움직이게 되면, 고속 촬영이 가능한 하나 이상의 촬상 수단을 통해서 볼의 궤적(16, 18)을 추적한다. 예를 들어, 사용자가 스윙 위치(12)에서 고정된 볼(14)을 타격하여 볼이 이동하게 되면 볼 추적 시스템(10)은 사용자에게 볼(14)의 궤적을 추적하여 제공하기 위해 복수의 카메라(20)로 볼의 움직임을 고속으로 촬영한다. 이러한 과정에서, 볼 추적 시스템(10)은 고속 촬영이 용이하게 하기 위한 별도의 조명(22)을 포함하도록 구성될 수 있으며, 조명(22)은 짧은 시간 간격으로 플래시를 작동시켜 복수의 카메라(20)가 다중 노출 이미지를 취득할 수 있도록 한다.The conventional ball tracking system 10 tracks the trajectories 16 and 18 of the ball through one or more imaging means capable of high-speed shooting when the ball 14 moves according to a user's motion (e.g., swing) . For example, when a user hits a fixed ball 14 at a swing position 12 to move the ball, the ball tracking system 10 may be used to track the trajectory of the ball 14 to a user, (20) at high speed. In this process, the ball tracking system 10 may be configured to include a separate illumination 22 for facilitating high-speed shooting, wherein the illumination 22 operates the flash in a short time interval, ) To acquire multiple exposure images.

한편, 이러한 종래의 볼 추적 시스템(10)은 여러 가지 단점을 갖는다. 즉, 종래의 볼 추적 시스템(10)은 고속 촬영이 가능한 복수의 카메라(20)를 필수적으로 구비해야 하기 때문에 초기 설치비용이 과도하게 소요되며, 볼(14)의 움직임을 다양한 방향에서 측정해야 하기 때문에 설치 장소가 제한적일 수 밖에 없다. 또한, 고속 촬영이 가능하게 하기 위한 별도의 조명(22)도 필요하기 때문에 태양에 의한 자연광이 지배적인 실외에서는 사용이 거의 불가능하다.On the other hand, such a conventional ball tracking system 10 has various disadvantages. That is, since the conventional ball tracking system 10 must have a plurality of cameras 20 capable of high-speed shooting, the initial installation cost is excessive, and the movement of the ball 14 must be measured in various directions Therefore, the installation site is limited. Further, since a separate illumination 22 for enabling high-speed photographing is also required, it is almost impossible to use it in outdoor where the natural light by sun is dominant.

이하에서는 종래의 볼 추적 시스템(10)의 상술한 문제점들을 개선하기 위한 실시 예에 대해 설명하며, RFID(Radio Frequency Identification) 방식을 이용하는 볼 추적 장치 및 방법에 대해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an embodiment for improving the above-mentioned problems of the conventional ball tracking system 10 will be described, and a ball tracking apparatus and method using an RFID (Radio Frequency Identification) method will be described in detail.

도 2는 제안하는 실시 예와 관련된 RFID(Radio Frequency Identification)의 동작을 설명하는 도면으로, 제안하는 볼 추적 장치와 방법을 설명하기에 앞서 RFID 의 동작 원리에 대해 간략하게 설명한다.FIG. 2 is a view for explaining the operation of RFID (Radio Frequency Identification) related to the proposed embodiment. Before explaining the proposed ball tracking device and method, the operation principle of RFID will be briefly described.

RFID 시스템은 RFID 태그(60)와 리더(50)로 이루어지며, RFID 태그(60)는 트랜스폰더(transponder)로 불릴 수 있고 리더(50)는 인테로게이터(interrogator)로 불릴 수 있다. RFID 태그(60)는 내부의 집적 회로에 기록된 식별정보를 안테나를 통해 송출하며, 리더(50)는 리더(50)에 연결된 안테나를 통해 RFID 태그(60)로부터의 신호를 수신한다.The RFID system includes an RFID tag 60 and a reader 50. The RFID tag 60 may be referred to as a transponder and the reader 50 may be referred to as an interrogator. The RFID tag 60 transmits identification information recorded in an internal integrated circuit through an antenna and the reader 50 receives a signal from the RFID tag 60 through an antenna connected to the reader 50. [

RFID 시스템은 전원 공급 방식과 주파수 대역에 따라 분류될 수 있다. RFID 태그(60)가 리더(50)에 의해 생성된 전자기장을 전원으로 사용하여 동작하고 별도의 전원을 구비하지 않는 시스템을 수동형(passive) RFID라 하며, RFID 태그(60)에 별도의 전원이 구비된 시스템을 능동형(active) RFID라 한다. RFID systems can be classified according to power supply system and frequency band. A system in which the RFID tag 60 operates using an electromagnetic field generated by the reader 50 as a power source and does not have a separate power source is called a passive RFID and a separate power source is provided in the RFID tag 60 The system is referred to as an active RFID.

수동형 RFID의 경우 RFID 태그(60)는 부가전원이 없기 때문에, 리더(50)의 신호를 기다려서 필요한 경우에만 작동한다. 즉, RFID 태그(60)에 연결된 안테나는 리더(50)가 송출한 전파를 수신하여 집적 회로의 전원으로 이용하고 리더(50)에 의한 전원을 이용하여 식별정보를 다시 리더(50)로 송출하며, 이러한 일련의 과정을 백스캐터링(backscattering)이라 한다. 백스캐터링 과정을 통해 리더(50)에 의해 송출된 작은 크기의 에너지만으로도 RFID 태그(60)가 작동하고 정보를 송신할 수 있게 되며, 리더(50)는 안테나를 통해 RFID 태그(60)의 정보를 수신할 수 있게 된다.In the case of the passive type RFID, the RFID tag 60 waits for the signal of the reader 50 because it has no additional power source, and operates only when necessary. That is, the antenna connected to the RFID tag 60 receives the radio wave transmitted from the reader 50, uses the radio wave as a power source for the integrated circuit, and transmits the identification information to the reader 50 again using the power supplied by the reader 50 , This sequence of processes is called backscattering. The RFID tag 60 can be activated and transmitted with only a small amount of energy transmitted by the reader 50 through the backscattering process and the reader 50 can transmit the information of the RFID tag 60 through the antenna Reception.

능동형 RFID의 경우 RFID 태그(60)는 자체적으로 구비한 전원을 이용하여 정보를 읽어와 통신을 한다는 차이점이 있다. 또한, RFID 태그(60)의 내부 전원을 이용해 집적 회로의 정보를 읽고 통신과정에는 리더(50)의 전원을 이용하는 반수동형(semi-passive) RFID 시스템 또한 존재한다.In the case of active RFID, the RFID tag 60 has a difference in that it reads and communicates information by using a power source provided therein. There is also a semi-passive RFID system using the internal power of the RFID tag 60 to read the information of the integrated circuit and use the power of the reader 50 for the communication process.

RFID 시스템은 전원 공급 방식 외에 통신에 시스템이 이용하는 주파수 대역에 따라 구분될 수도 있다. 상대적으로 낮은 주파수 대역인 120 내지 140 kHz 대역을 이용하는 RFID 시스템은 약 15cm 내외의 통신 거리에서 효율적으로 동작하며, 13.56MHz 대역을 이용하는 RFID 시스템은 약 15m까지의 통신 거리를 지원한다. 나아가, 868 내지 956 MHz 대역을 이용하는 RFID 시스템, 2.45GHz 대역을 이용하는 RFID 시스템의 경우 최대 약 10m까지의 통신 거리를 지원하며, 초고주파 대역인 5.6GHz 대역을 이용하는 RFID 시스템의 경우 km 단위의 통신 거리를 지원한다. The RFID system may be classified according to the frequency band used by the system in addition to the power supply system. An RFID system using a relatively low frequency band of 120 to 140 kHz efficiently operates at a communication distance of about 15 cm and an RFID system using a 13.56 MHz band supports a communication distance of about 15 m. Further, in the RFID system using the 868 to 956 MHz band and the RFID system using the 2.45 GHz band, communication distances up to about 10 m are supported, and in the RFID system using the ultra-high frequency band 5.6 GHz band, Support.

제안하는 실시 예에서는 상술한 RFID 시스템을 이용하여 구기종목의 볼을 추적하며, 도 3은 이러한 내용을 뒷받침하는 볼의 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 3 is a view showing the structure of a ball supporting the above-mentioned contents.

제안하는 실시 예의 볼(70) 내부에는 RFID 태그(90)가 마련될 수 있으며, RFID 태그(90)는 외부의 리더와 정보를 주고받으며 통신을 수행한다. 도 3에서는 설명의 편의상 볼(70) 내부에 하나의 RFID 태그(90)만이 포함된 것으로 도시하였으나, 복수의 RFID 태그들이 볼(70) 내부에 포함될 수도 있다. 복수의 RFID 태그들이 볼(70) 내부에 마련되는 경우, 각각의 RFID 태그들은 리더와 별도로 통신하게 된다.In the ball 70 of the embodiment, the RFID tag 90 may be provided, and the RFID tag 90 may exchange information with an external reader. In FIG. 3, only one RFID tag 90 is included in the ball 70 for convenience of explanation. However, a plurality of RFID tags may be included in the ball 70. When a plurality of RFID tags are provided inside the ball 70, each RFID tag communicates separately from the reader.

한편, 사용자의 스윙이나 움직임에 따라 볼(70) 내부에 마련된 RFID 태그(90)에 충격이 가해지는 것을 방지하기 위해 RFID 태그(90) 외부에는 RFID 태그(90)를 보호하기 위한 보호 부재(80)가 마련될 수 있다. In order to prevent an impact on the RFID tag 90 provided in the ball 70 due to the swing or movement of the user, a protective member 80 for protecting the RFID tag 90 is provided outside the RFID tag 90 May be provided.

도 4는 제안하는 실시 예에 따른 볼 추적 장치의 구조를 도시하는 도면이다. 도 4에서는 볼(200) 내부에 마련된 RFID 태그(205), 볼 추적 장치(100) 내부에 마련된 리더(110) 및 리더(110)에 연결된 안테나(105)가 RFID 시스템을 구성하고 통신을 수행하며 정보를 주고 받는 것을 전제로 설명한다. 4 is a diagram showing a structure of a ball tracking device according to the proposed embodiment. 4, an RFID tag 205 provided inside a ball 200, a reader 110 provided inside a ball tracking device 100, and an antenna 105 connected to a reader 110 constitute an RFID system and perform communication It is assumed that information is exchanged.

제안하는 실시 예에 따른 볼 추적 장치(100)는 리더(110), 궤적 계산부(120), 통신부(130), 출력부(140), 메모리(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 볼 추적 장치(100)의 구현은 도 4에 도시된 구성들만을 포함하는 것에 한정되는 것은 아니며, 볼 추적 장치(100)는 도시된 구성 외에도 여러 가지 범용적인 구성들을 더 포함하도록 구현되거나 몇몇 구성을 제외하는 형태로 구현될 수도 있다. 이하에서는 도 4에 도시된 내용을 기준으로 볼 추적 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 대해 구체적으로 설명한다. The ball tracking apparatus 100 according to the embodiment includes a reader 110, a locus calculating unit 120, a communication unit 130, an output unit 140, a memory 150, and a controller 160. The implementation of the ball tracking device 100 is not limited to including only the configurations shown in FIG. 4, and the ball tracking device 100 may be implemented to include many general configurations in addition to the configurations shown, Or may be implemented in the form of excluding. Hereinafter, each component included in the ball tracking device 100 will be described in detail with reference to the contents shown in FIG.

리더(110)는 안테나(105)를 통해 볼(200) 내부의 RFID 태그(205)와 통신을 수행한다. 볼(200) 내부에 복수의 RFID 태그(205)가 구비되는 경우, 볼 추적 장치(100)에는 각각의 RFID 태그들에 대응하는 복수의 리더가 구비될 수 있으며 하나의 리더가 복수의 RFID 태그(205)로부터의 신호를 모두 수신할 수도 있다. 또는, 안테나(105)가 3축 안테나로 구성되는 경우 리더(110)는 3축 방향 각각을 통해서 RFID 태그(205)로부터의 신호를 구별하여 수신할 수도 있다.The reader 110 communicates with the RFID tag 205 inside the ball 200 via the antenna 105. [ When a plurality of RFID tags 205 are provided in the ball 200, the ball tracking device 100 may be provided with a plurality of readers corresponding to the respective RFID tags, 205, respectively. Alternatively, when the antenna 105 is configured as a three-axis antenna, the reader 110 may separately receive signals from the RFID tag 205 through the respective three axial directions.

한편, 리더(110)와 연결된 안테나(105)는 RFID 태그(205)로부터 수신되는 신호를 효율적으로 수신하기 위해 소정 방향을 지향할 수 있다. 이때, 안테나(105)가 지향하는 방향은 리더(110)가 안착된 하우징(115)의 기계적인 동작에 따라 변경될 수 있다. 또는, 리더(110)가 위상배열 안테나 혹은 모노펄스 안테나(monopulse antenna) 등과 연계되어 동작하는 경우, 하우징(115)의 기계적인 동작 대신 안테나 어레이의 지향 방향 또는 전기적 신호의 분석에 의해 운동 상태를 측정하도록 변경될 수도 있다.Meanwhile, the antenna 105 connected to the reader 110 may be oriented in a predetermined direction to receive a signal received from the RFID tag 205 efficiently. At this time, the direction in which the antenna 105 is oriented can be changed according to the mechanical action of the housing 115 on which the reader 110 is seated. Alternatively, when the reader 110 is operated in conjunction with a phased array antenna or a monopulse antenna, the motion state is measured by analyzing the direction of the antenna array or the electrical signal instead of the mechanical operation of the housing 115 .

모노펄스 안테나의 동작에 대해 간단히 설명한다. 모노펄스 안테나는 말 그대로 하나의 펄스를 송출한 뒤 반사되어 수신되는 응답 신호(에코 신호)를 복수의 채널을 통해 분석하는 방식으로 동작한다. 예를 들어, 모노펄스 안테나는 2개의 채널을 통해 합채널과 차채널을 계산한 결과값을 이용하여 대상을 추적하는 방식이다. 상술한 안테나(105)와 리더(110)가 이러한 모노펄스 안테나에 연계되어 동작하는 경우, 안테나가 고정된 채로 하우징(115)의 기계적인 움직임 없더라도 전기적 신호의 분석만으로 볼의 위치, 궤적과 운동 상태를 추적하는 것이 가능하게 된다.The operation of the monopulse antenna will be briefly described. The monopulse antenna operates by a method of analyzing a response signal (echo signal), which is transmitted by one pulse and reflected and received, through a plurality of channels. For example, a monopulse antenna is a method of tracking an object using the result of calculating a sum channel and a difference channel through two channels. In the case where the antenna 105 and the reader 110 operate in conjunction with such a monopulse antenna, the position, locus, and motion state of the ball can be obtained only by analyzing the electrical signal without the mechanical movement of the housing 115 while the antenna is fixed It is possible to track the user.

궤적 계산부(120)는 리더(110)가 RFID 태그(205)로부터 수신한 신호의 신호 강도에 기초하여 볼(200)의 운동 상태를 파악한다. 볼의 운동 상태는 이동 방향, 이동 속도, 회전 총 3개의 파라미터로 표현될 수 있으며, 3가지 파라미터들은 방향 계산부(122), 속도 계산부(124), 회전 계산부(126) 각각에 의해 계산될 수 있다. The trajectory calculation unit 120 grasps the motion state of the ball 200 based on the signal intensity of the signal received from the RFID tag 205 by the reader 110. [ The motion state of the ball can be represented by three parameters of the movement direction, the movement speed and the rotation. The three parameters are calculated by the direction calculation unit 122, the velocity calculation unit 124, and the rotation calculation unit 126, respectively .

궤적 계산부(120)에 포함된 임팩트 계산부(127)는 리더(110)가 수신한 신호에 기초하여 사용자의 운동 성능을 파악할 수 있으며, 예를 들어 볼(200)에 가해지는 임팩트를 계산함으로써 사용자의 스윙의 강도와 속도를 계산할 수 있다. 이러한 운동 성능은 후술할 메모리(150)에 누적하여 저장됨으로써 사용자의 경기기록으로 관리될 수도 있다.The impact calculation unit 127 included in the locus calculation unit 120 can grasp the motion performance of the user based on the signal received by the reader 110. For example, by calculating the impact applied to the ball 200 You can calculate the strength and speed of your swing. Such motion performance may be accumulated in the memory 150, which will be described later, and may be managed as a user's game record.

궤적 계산부(120)에 포함된 모델링부(128)는 3가지 파라미터에 의해 볼(200)의 운동 상태가 파악되면 볼(200)의 궤적과 탄착 지점을 추정한다. 모델링부(128)는 내부 알고리즘이나 프로그램에 따라 시뮬레이션을 수행하여 볼(200)의 궤적과 탄착 지점을 추정하며, 후술할 메모리(150)에 저장된 주변 환경 정보(예를 들어, 코스 정보, 지형 정보, 날씨 정보, 바람 정보 등)와 볼(200)의 운동 상태를 함께 고려하여 볼(200)의 탄착 지점을 추정할 수 있다. The modeling unit 128 included in the locus calculation unit 120 estimates the locus of the ball 200 and the point of collision when the motion state of the ball 200 is grasped by three parameters. The modeling unit 128 performs simulation according to an internal algorithm or a program to estimate a trajectory and a collision point of the ball 200 and outputs surrounding environment information (for example, course information, terrain information , Weather information, wind information, etc.) of the ball 200 and the motion state of the ball 200 together.

궤적 계산부(120)의 구체적인 동작에 대해서는 도 5 내지 도 11을 통해 설명한다. The specific operation of the locus calculating unit 120 will be described with reference to FIGS. 5 to 11. FIG.

통신부(130)는 볼 추적 장치(100)와 외부 디바이스 또는 외부 서버 간의 통신을 수행한다. 통신부(130)는 예를 들어 볼 추적 장치(100)에 저장된 값, 데이터, 정보 등을 외부 디바이스나 외부 서버로 전송할 수 있으며, 반대로 외부로부터 수신되는 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 통신부(130)는 사용자가 소지한 휴대용 단말로 볼(200)의 궤적과 탄착 지점에 대한 정보를 전송할 수 있으며, 외부 서버로부터 골프장의 지형과 코스에 대한 정보를 수신할 수도 있고, 외부 서버로부터 날씨와 바람의 세기, 풍향에 대한 정보를 수신할 수도 있다.The communication unit 130 performs communication between the ball tracking device 100 and an external device or an external server. The communication unit 130 may transmit, for example, a value, data, information, and the like stored in the ball tracking device 100 to an external device or an external server, or may receive a signal received from the outside. For example, the communication unit 130 may transmit information about the trajectory of the ball 200 to the portable terminal held by the user, information about the terrain of the golf course and the course from the external server, And may receive information about the weather, wind intensity, and wind direction from an external server.

출력부(140)는 볼 추적 장치(100)에서 처리된 정보를 시각적, 청각적으로 출력한다. 출력부(140)는 디스플레이부를 포함하도록 구성되어 정보나 데이터를 시각적으로 출력할 수 있으며, 스피커를 포함하도록 구성되어 청각적으로 출력할 수도 있다. The output unit 140 visually and audibly outputs the information processed by the ball tracking device 100. The output unit 140 may include a display unit to visually output information or data, and may be configured to include a speaker and output audibly.

메모리(150)는 볼 추적 장치(100)에서 처리되는 값, 데이터, 프로그램, 알고리즘, 어플리케이션 등을 저장한다. 메모리(150)는 상술한 궤적 계산부(120)가 볼의 운동 상태를 파악하기 위한 계산 과정에서 이용할 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있으며, 사용자의 운동 성능을 저장하여 기록 및 관리할 수도 있다. 또는, 메모리(150)는 볼 추적 장치(100)의 동작을 위한 프로그램들을 저장할 수도 있다.The memory 150 stores values, data, programs, algorithms, applications, and the like that are processed in the ball tracking device 100. The memory 150 may store a program or an algorithm to be used in the calculation process for locating motion state of the ball by the locus calculation unit 120, and may store and record and manage the motion performance of the user. Alternatively, the memory 150 may store programs for operation of the ball tracking device 100.

제어부(160)는 상술한 구성요소들을 이용하여 볼 추적 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다. 예를 들어, 제어부(160)는 리더(110)가 수신한 신호에 따라 궤적 계산부(120)가 볼(200)의 운동 상태를 계산하도록 제어하거나, 궤적 계산부(120)에 의해 처리된 결과 값을 출력부(140)를 통해 사용자에게 출력하거나 통신부(130)를 통해 외부로 전송하도록 제어할 수도 있다. The controller 160 controls the overall operation of the ball tracking device 100 using the above-described components. For example, the control unit 160 controls the trajectory calculation unit 120 to calculate the motion state of the ball 200 according to the signal received by the reader 110, or controls the trajectory calculation unit 120 May be output to the user via the output unit 140 or may be controlled to be transmitted to the outside through the communication unit 130. [

이하에서는 도 4에서 설명한 볼 추적 장치(100)의 동작 원리와 동작 과정에 대해 구체적으로 설명한다. 이하에서는 볼 방향 계산 과정, 볼 속도 계산 과정, 볼 회전 과정에 대해 순차적으로 설명하며, 도 5 및 도 6은 제안하는 실시 예에 따른 볼 방향 계산 과정을 설명하는 도면이다.Hereinafter, the operation principle and the operation process of the ball tracking device 100 described with reference to FIG. 4 will be described in detail. Hereinafter, the ball direction calculation process, the ball speed calculation process, and the ball rotation process will be described in order. FIGS. 5 and 6 are views for explaining the ball direction calculation process according to the embodiment of the present invention.

먼저 도 5에 도시된 실시 예를 설명하면, 볼 추적 장치는 볼의 운동 상태 중 방향을 이동 방향을 계산하기 위해 리더가 수신한 RFID 신호의 세기를 이용할 수 있다. 도 5를 예로 들어 구체적으로 설명하면, 시점 t에서 볼은 운동하기 전 P1 위치에 존재한다. 이어서, 사용자의 동작(스윙 등)에 따라 볼이 운동하여 시점 t'에는 볼이 P2 위치에 존재한다. 5, the ball tracker can use the intensity of the RFID signal received by the reader to calculate the moving direction of the ball during the movement of the ball. 5, for example, the ball at the time point t exists at the position P1 before the movement. Then, the ball moves in accordance with the action (swing, etc.) of the user, and the ball exists at the position P2 at the point of time t '.

이때, 볼 추적 장치는 P0 위치에서 볼의 이동 방향을 파악한다. 먼저, 볼 추적 장치는 시점 t에 P1를 볼의 초기 위치로 설정한다. 볼 추적 장치의 리더가 볼에 마련된 RFID 태그로부터 전송되는 식별 정보를 수신하여 RFID 태그와 리더 간의 커플링이 이루어짐으로써 볼의 초기 위치가 결정되며, 볼의 초기 위치는 RFID 태그로부터 식별정보가 전송되는 위치를 의미할 수 있다. 이어서, 시점 t'에서 사용자의 운동에 따라 볼이 P2 위치로 이동하면, 볼 추적 장치의 리더는 초기 위치인 P1에서 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기가 감소하는 것을 인지한다. 한편, 볼의 이동에 따라 RFID 태그도 P2 위치로 이동하기 때문에, 리더는 P1이 아닌 P2 위치에서 가장 큰 세기(또는, 강도)로 RFID 태그의 신호를 수신하게 된다. 즉, 볼 추적 장치는 리더가 RFID 태그로부터 소정 간격으로 지속적으로 신호를 수신하는 과정에서 신호의 세기가 가장 크게 감지되는 방향을 향해 안테나를 지향시킴으로써 볼의 이동 방향을 추적하며, 이러한 일련의 과정을 짐벌 피드백(gimbal feedback)이라 한다. At this time, the ball tracking device grasps the moving direction of the ball at the position P0. First, the ball tracker sets P1 to the initial position of the ball at time t. The reader of the ball tracker receives the identification information transmitted from the RFID tag provided on the ball, and the initial position of the ball is determined by coupling between the RFID tag and the reader. The initial position of the ball is transmitted from the RFID tag Location. Then, when the ball moves to the P2 position according to the user's movement at the time point t ', the reader of the ball tracker recognizes that the strength of the signal received from the RFID tag at the initial position P1 decreases. On the other hand, since the RFID tag moves to the P2 position according to the movement of the ball, the reader receives the signal of the RFID tag at the highest intensity (or intensity) at the position P2 instead of P1. That is, the ball tracking device tracks the moving direction of the ball by directing the antenna towards a direction in which the intensity of the signal is detected the greatest in the process of continuously receiving signals from the RFID tag at predetermined intervals from the RFID tag, It is called gimbal feedback.

볼의 이동에 따라 볼 추적 장치의 안테나가 지향하는 방향이 변화하는 것은 앞서 설명한 바와 같이 리더가 안착된 하우징의 기계적인 움직임을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하우징은 공간 상에서 3개축 방향에 따라 회전하며 리더의 안테나가 지향하는 방향을 변화시킬 수 있다. 한편, 하우징의 기계적인 움직임 대신에 위상배열 안테나의 지향 방향을 변화시키는 방식을 통해서도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 또한, 모노펄스 안테나를 이용해서 응답 신호를 전기적으로 분석하고, 그 결과에 따라서 안테나의 지향 방향이 변화하는 과정을 동일하게 추정할 수 있음은 물론이다. 이때, 볼의 이동에 따라 볼은 점점 볼 추적 장치로부터 멀어지기 때문에, RFID 태그로부터 수신되는 신호의 최대 세기는 점점 줄어들 것이다.The orientation of the antenna of the ball tracking device changes according to the movement of the ball can be realized through the mechanical movement of the housing in which the reader is seated as described above. For example, the housing rotates in three axial directions on the space and can change the direction in which the antenna of the reader is oriented. The same result can be obtained by changing the direction of the phased array antenna instead of the mechanical movement of the housing. It goes without saying that the process of electrically analyzing the response signal using the monopulse antenna and estimating the process of changing the direction of the antenna according to the result can be similarly estimated. At this time, since the ball gradually moves away from the ball tracker as the ball moves, the maximum intensity of the signal received from the RFID tag will gradually decrease.

이어서, 도 6에서는 도 5에 도시된 실시 예에 이어서 시간의 흐름에 따른 볼의 이동 방향 추적 과정을 설명한다. 도 6의 t0 시점에서 볼은 초기 위치 q0에 존재하며, 볼 추적 장치의 리더는 P0 위치에서 볼의 RFID와 커플링을 이룬 상태이다. 이때, 볼 추적 장치의 안테나가 지향하는 방향은 벡터 v0로 표현된다. Next, in FIG. 6, a process of tracking the movement direction of the ball according to time will be described, following the embodiment shown in FIG. At the time point t0 in FIG. 6, the ball exists at the initial position q0, and the reader of the ball tracking device is coupled with the ball RFID at the position P0. At this time, the direction of the antenna of the ball tracker is represented by a vector v0.

이어서, 사용자의 운동에 따라 볼이 이동하게 되며, 시점 t1, t2, t3, t4를 거쳐 볼은 q1, q2, q3, q4 위치로 이동하게 된다. 이때, P0에 위치한 볼 추적 장치는 앞서 도 5에서 설명한 일련의 과정에 따라 안테나의 지향 방향을 각각 벡터 v1, v2, v3, v4로 변화시킨다. Then, the ball moves according to the movement of the user, and the ball moves to positions q1, q2, q3, and q4 through time points t1, t2, t3, and t4. At this time, the ball tracker located at P0 changes the direction of the antenna to vectors v1, v2, v3, and v4 according to a series of processes described above with reference to FIG.

도 6에서 주목할 부분은, 시간의 흐름에 따라 벡터의 평면상 각도 변화량이 점점 줄어든다는 점이다. 즉, 벡터 v0와 v1가 x-y 평면 상에서 이루는 각도보다 벡터 v1와 v2가 이루는 각도가 작으며, 마찬가지로 벡터 v1와 v2가 이루는 각도보다 벡터 v2와 v3가 이루는 각도가 작다. 이것은 고정된 위치 P0에서 볼의 이동을 추적하기 때문이며, 볼의 궤적이 최고점을 향하는 과정에서 충분히 긴 시간이 지난 이후에는 시간이 흐르더라도 벡터의 각도 변화량이 0에 가깝게 줄어들게 된다. Note that in FIG. 6, the angular variation of the vector on the plane gradually decreases with time. That is, the angle formed by the vectors v1 and v2 is smaller than the angle formed by the vectors v0 and v1 on the x-y plane, and the angle between the vectors v2 and v3 is smaller than the angle formed by the vectors v1 and v2. This is because it tracks the movement of the ball at the fixed position P0, and after a sufficiently long time in the course of the ball's trajectory to its peak, the angular variation of the vector is reduced to close to zero even though time passes.

물론 볼은 궤적의 최고점을 지나면서 다시 그 고도가 줄어들게 되지만, 볼 추적 장치가 볼의 이동방향을 결정하는 것은 볼이 궤적의 최고점에 도달하기 전까지 과정만으로도 충분하다. 다시 말해서, 볼 추적 장치는 리더의 안테나가 지향하는 방향을 나타내는 벡터의 각도 변화가 임계값 미만으로 줄어들면, 해당 시점에서 안테나가 지향하는 방향을 볼의 이동 방향으로 결정한다. Of course, the ball will decrease again as it passes the peak of the trajectory, but the ball tracking device determines the direction of travel of the ball until the ball reaches the highest point of the trajectory. In other words, when the angle change of the vector indicating the direction of the antenna of the reader is reduced to less than the threshold value, the ball tracking device determines the direction in which the antenna is oriented at the point of time as the moving direction of the ball.

이어서, 도 7을 통해 볼의 이동 방향과 이동 속도를 계산하는 과정에 대해 더 설명한다. 도 7의 상단에 도시된 그래프는 볼의 이동 방향을 결정하는 과정을 나타내는 그래프이고, 도 7의 하단에 도시된 그래프는 볼의 이동 속도를 결정하는 과정을 나타내는 그래프이다.Next, the process of calculating the moving direction and the moving speed of the ball will be further described with reference to FIG. 7 is a graph showing a process of determining a moving direction of the ball, and a graph shown at the bottom of FIG. 7 is a graph showing a process of determining a moving speed of the ball.

먼저 도 7의 상단에 도시된 그래프에 대해 설명한다. 볼 추적 장치는 t0 시점 이전에 볼과 RFID 커플링을 이루어 볼의 초기 위치를 설정한다. 이어서, t0 시점에 볼이 이동하면 볼 추적 장치의 안테나 지향 방향은 급격하게 변화하게 된다. 한편, 볼의 이동에 따라 안테나의 지향 방향은 그 변화량이 급격하게 줄어들게 되며, 시점 tf에 안테나의 지향 방향은 임계값 Sth 미만으로 감지된다. 이에 따라, 볼 추적 장치는 시점 tf에서의 안테나 지향 방향을 볼의 이동 방향으로 결정한다. First, the graph shown at the top of FIG. 7 will be described. The ball tracker sets the initial position of the ball with the ball and the RFID coupling before time t0. Then, when the ball moves at time t0, the direction of the antenna of the ball tracking device changes suddenly. On the other hand, according to the movement of the ball, the directional direction of the antenna is drastically reduced, and the direction of the antenna at the time point t f is detected to be less than the threshold S th . Accordingly, the ball tracking device determines the antenna directing direction at the time point t f as the ball moving direction.

이어서 도 7의 하단에 도시된 그래프에 대해 설명한다. 볼 추적 장치는 t0 시점 이전에 볼과 RFID 커플링을 이룬 상태이며, 볼의 움직임이 없기 때문에 볼의 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기는 일정하다. 이어서 시점 t0 이후에 볼이 이동하며 볼 추적 장치로부터 점점 멀어지면, 볼의 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기 또한 점차적으로 줄어들게 된다. 이때, 볼 추적 장치는 시점 tf에서 볼의 이동 방향을 결정하면서, 시점 tf에서 신호 세기의 감쇄율을 볼의 이동 속도로 계산할 수 있다. Next, the graph shown in the lower part of FIG. 7 will be described. The ball tracker is ball and RFID coupled before point t0 and the strength of the signal received from the ball's RFID tag is constant since there is no ball movement. Then, as the ball moves after point t0 and moves further away from the ball tracker, the intensity of the signal received from the ball's RFID tag is also gradually reduced. At this time, the ball-tracking device, determining the direction of movement of the ball at the time t f, can be calculated at the time t f the decay rate of the signal strength in the moving speed of the ball.

즉, 볼의 이동 방향이 결정된 시점 tf에 신호 세기가 단위 시간 당 줄어드는 비율을 측정함으로써, 볼 추적 장치는 측정된 비율을 볼의 이동 속도로 환산할 수 있다. That is, by measuring the rate at which the signal strength decreases at a time t f at which the ball's moving direction is determined per unit time, the ball tracking device can convert the measured ratio to the ball's moving speed.

이상에서 설명한 과정에 따라 볼의 이동 방향과 이동 속도가 결정된다 하더라도, 볼의 회전을 고려하지 않는다면 볼의 궤적을 추정하더라도 그 신뢰도는 낮을 것이다. 이하에서는 도 8에서 볼의 회전을 계산하는 과정에 대해 설명한다.Although the moving direction and the moving speed of the ball are determined according to the above-described procedure, the reliability of the ball may be low even if the ball's trajectory is estimated without considering the rotation of the ball. Hereinafter, the process of calculating the rotation of the ball will be described with reference to FIG.

도 8(a)는 볼의 회전을 도시하며, 도 8(b)는 볼 추적 장치의 리더와 연결된 3축 안테나가 각각의 축 별로 시간의 흐름에 따라 볼의 RFID 태그로부터 수신되는 신호를 감지한 결과를 도시한다.8 (a) shows a rotation of the ball, and FIG. 8 (b) shows a case where a three-axis antenna connected to the reader of the ball tracking device senses a signal received from the ball RFID tag Results are shown.

도 8(a)은 사용자의 운동에 따라 볼이 이동할 때 x-y 평면 상에서의 회전(즉, z 축을 중심으로 한 회전)이 지배적인 경우를 예로 들어 도시한다. 앞서는 리더에 연결된 안테나의 지향 방향에 대하여 설명하였으나, 볼이 회전함에 따라 볼 내의 RFID 태그에 연결된 안테나의 지향 방향 또한 시시각각 변화한다. 즉, 도 7의 하단 그래프는 회전을 고려하지 않은 그래프이며, 실제로는 볼의 회전에 따라 신호 세기는 높은 주파수로 진동하며 줄어들게 된다.8 (a) illustrates an example in which the rotation on the x-y plane (i.e., the rotation around the z axis) is dominant when the ball moves according to the user's motion. The orientation direction of the antenna connected to the reader is described. However, as the ball rotates, the direction of the antenna connected to the RFID tag in the ball also changes instantaneously. That is, the bottom graph of FIG. 7 is a graph that does not consider rotation, and actually, the signal intensity is vibrated at a high frequency in accordance with the rotation of the ball.

즉, 도 8(a)와 같이 볼이 회전하는 경우 볼 내의 RFID 태그의 안테나 지향 방향은 x-y 평면을 따라 회전하며 변화하며, 이러한 회전은 리더와 연결된 3축 안테나의 각 축에 의해 감지된다. That is, when the ball rotates as shown in FIG. 8 (a), the direction of the antenna of the RFID tag changes along the x-y plane, and the rotation is detected by each axis of the three-axis antenna connected to the reader.

도 8(b)에서 리더에 연결된 안테나의 제1축은 볼의 회전에 따라 신호 세기가 진동하는 것을 감지하고 진동 주파수를 측정한다. 반복되는 진동 중 한번의 진동이 볼의 한바퀴 회전에 대응되기 때문에, 단위 시간 당 진동 주파수(또는 진동하는 비율)가 측정된다면 그 결과는 볼의 회전 정도로 환산될 수 있다. 마찬가지로, 리더에 연결된 안테나의 제2축은 제1축과 직교하며, 제2축 또한 볼의 회전에 따라 진동하는 신호 세기를 감지하고 진동 주파수를 측정한다. 제1축과 제2축이 각각 도 8(a)의 x축 및 y축에 대응되는 경우, 볼이 z축을 중심으로 한 x-y 평면 상에서 회전하기 때문에 제1축과 제2축에서 볼의 진동 주파수는 유사하게 측정될 것이다. In FIG. 8 (b), the first axis of the antenna connected to the reader senses that the signal intensity vibrates according to the rotation of the ball and measures the vibration frequency. Since one vibration among the repeated vibrations corresponds to one rotation of the ball, if the vibration frequency (or vibration rate) per unit time is measured, the result can be converted to the degree of rotation of the ball. Likewise, the second axis of the antenna connected to the reader is orthogonal to the first axis, and the second axis also senses the signal intensity oscillating with the rotation of the ball and measures the oscillation frequency. When the first and second axes correspond to the x and y axes of FIG. 8A, respectively, since the ball rotates on the xy plane about the z axis, the vibration frequency of the ball in the first and second axes Will be measured similarly.

도 8(a)의 z축에 대응하는 안테나의 제3축 또한 볼의 회전에 따른 신호 세기 변화를 감지하며, 볼이 z축을 중심으로 회전하기 때문에 z축 상의 신호 세기는 아주 작은 폭과 긴 주기로 진동하게 된다. Since the third axis of the antenna corresponding to the z axis of FIG. 8 (a) also detects a change in signal intensity due to the rotation of the ball and the ball rotates about the z axis, the signal intensity on the z axis is very small Vibration.

볼 추적 장치의 안테나는 이러한 신호 세기가 진동하는 비율을 3축 방향으로 종합적으로 분석함으로써 볼의 회전축을 알 수 있고, 볼의 회전 방향과 회전 정도 또한 계산해낼 수 있다. 볼의 회전은 볼의 회전 방향과 각속도로 표현될 수도 있다.The antenna of the ball tracking device can know the rotational axis of the ball by comprehensively analyzing the ratio of the vibration of the signal intensity in three axial directions, and calculate the rotational direction and the rotational angle of the ball. The rotation of the ball may be expressed by the rotational direction and angular velocity of the ball.

이상에서 설명한 과정에 따라 볼의 이동 방향, 이동 속도, 회전이 측정되면, 볼 추적 장치는 볼의 궤적을 계산한다. 볼의 궤적은 상술한 세가지 파라미터를 이용한 시뮬레이션 과정을 통해서 모델링될 수 있다. 한편, 볼의 궤적은 볼의 이동에 관여하는 외부 요인을 고려하지 않은 결과로, 볼 추적 장치는 볼의 궤적에 더하여 풍향, 바람의 세기(풍량), 주변 환경(코스 등)을 함께 고려한 모델링 과정을 통해서 볼의 최종 탄착 지점을 추정할 수도 있다.When the moving direction, the moving speed and the rotation of the ball are measured in accordance with the above-described procedure, the ball tracking device calculates the trajectory of the ball. The trajectory of the ball can be modeled through a simulation process using the above three parameters. On the other hand, the trajectory of the ball is a result of not considering the external factors involved in the movement of the ball. The ball tracking device is a modeling process that considers the wind direction, wind intensity (wind volume) To estimate the final point of impact of the ball.

도 9는 제안하는 실시 예에 따른 임팩트 계산 과정을 설명하는 도면이다. 골프를 예로 들어 설명하면, 사용자가 스윙하여 볼을 타격할 때 볼에 사용자의 순간적인 힘이 가해지면서 볼의 외형은 급격하게 변화한다. 이와 같이 순간적인 볼의 외형 변화를 수치화할 수 있다면 사용자의 스윙을 타격 임팩트로써 분석할 수 있어 사용자의 운동 성능에 대한 분석이 가능하게 된다.FIG. 9 is a view for explaining an impact calculation process according to the embodiment of the present invention. In golf, for example, when the user swings to strike the ball, the user's momentary force is applied to the ball, and the shape of the ball changes rapidly. If the instantaneous changes in the external shape of the ball can be quantified, the swing of the user can be analyzed by impact impact, thereby enabling the user to analyze the motion performance.

도 9에 도시된 그래프는 사용자의 스윙에 따른 볼의 순간적인 외형 변화로 인한 커플링 신호의 고주파 진동을 도시한다. 도 9에 도시된 그래프가 감쇄하는 과정은 볼이 타격된 직후의 짧은 시간 구간에 대한 것으로, 앞서 도 7 및 도 8에 도시한 시간과는 다른 스케일로 이해되어야 한다.The graph shown in FIG. 9 shows the high frequency vibration of the coupling signal due to the instantaneous external shape change of the ball as the user swings. The process of attenuating the graph shown in FIG. 9 is for a short time interval immediately after the ball is hit, and it should be understood that the time is different from the time shown in FIG. 7 and FIG.

볼 추적 장치는 신호 세기가 변화하는 주파수를 측정하고 진동하는 신호 세기의 감쇄율을 계산함으로써, 계산된 결과를 사용자의 스윙에 따라 볼에 가해지는 임팩트 힘으로 환산할 수 있다. 즉, 빠르고 강한 스윙의 경우 신호 세기가 변화하는 주파수도 상대적으로 높고 신호의 감쇄율은 낮을 것인 반면에, 느리고 약한 스윙일수록 신호 세기가 변화하는 주파수도 상대적으로 낮고 신호 감쇄율은 높을 것이다.The ball tracker measures the frequency at which the signal strength changes and calculates the decay rate of the vibrating signal intensity so that the calculated result can be converted to an impact force applied to the ball along with the user's swing. That is, in the case of fast and strong swing, the frequency at which the signal intensity changes is relatively high and the signal attenuation rate is low, while the slower and weaker the swing, the lower the frequency at which the signal intensity changes, and the lower the signal attenuation rate.

볼 추적 장치는 사용자의 임팩트 힘을 계산하고 저장 및 관리함으로써 특정 상황에서 사용자의 운동을 누적하여 분석할 수 있게 된다.The ball tracking device calculates, stores, and manages the impact force of the user so that the user's motion can be accumulated and analyzed in a specific situation.

이하의 도 10 및 도 11은 앞서 도 2 내지 도 9에서 설명한 실시 예들을 시계열적인 흐름에 따라 도시하는 흐름도들이다. 따라서, 이하의 도 10 및 도 11에서 구체적인 내용이 생략되거나 도시되지 않더라도 앞서 설명한 내용들이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있음은 물론이다.10 and 11 below are flowcharts illustrating the embodiments described in FIGS. 2 to 9 according to a time series flow. Therefore, it is needless to say that the above-described contents can be applied equally or similarly even if the detailed contents are omitted or not shown in FIG. 10 and FIG.

먼저, 도 10은 제안하는 일 실시 예에 따른 볼 추적 방법을 설명하는 흐름도이다. 볼 추적 장치는 리더와 연결된 안테나가 볼 내부에 마련된 RFID 태그로부터 신호를 수신하여 RFID 커플링이 완료됨에 따라 볼의 초기 위치를 인식한다(S1010). 10 is a flowchart illustrating a ball tracking method according to an embodiment of the present invention. The ball tracking device receives a signal from the RFID tag provided in the ball and recognizes the initial position of the ball as the RFID coupling is completed (S1010).

이어서, 사용자의 동작에 따라 볼이 운동하면서 물리적인 파라미터들이 변화하며, 볼 추적 장치는 태그로부터 수신되는 신호의 세기 변화, 최대 세기의 신호가 감지되는 위치 변화, 신호의 세기가 진동하는 진동 주파수 등 다양한 파라미터들을 수집한다(S1020). 볼 추적 장치는 수집된 파라미터들을 계산함으로써 볼의 방향, 속도, 회전을 계산한다(S1030). Then, the physical parameters change while the ball moves according to the user's operation. The ball tracking device changes the intensity of the signal received from the tag, the position change where the signal of the maximum intensity is sensed, Various parameters are collected (S1020). The ball tracking device calculates the direction, speed, and rotation of the ball by calculating the collected parameters (S1030).

이어서, 볼 추적 장치는 계산된 방향, 속도, 회전 데이터를 바탕으로 볼의 궤적을 계산한다(S1040). 볼 추적 장치는 볼의 궤적에 더하여 볼의 운동에 대한 외부 요인을 고려한 볼의 탄착 지점을 계산할 수 있음은 물론이다.Then, the ball tracking device calculates the trajectory of the ball based on the calculated direction, speed, and rotation data (S1040). It is of course possible to calculate the point of impact of the ball in consideration of the external factors for the motion of the ball in addition to the trajectory of the ball.

도 11은 제안하는 또 다른 실시 예에 따른 볼 추적 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 11에서는 볼 추적 장치의 사용자에 대한 측면에서 접근한 볼 추적 방법을 설명한다.11 is a flowchart illustrating a ball tracking method according to another embodiment of the present invention. FIG. 11 illustrates a ball tracking method approaching the user of the ball tracking device.

볼 추적 장치는 먼저 사용자의 동작에 앞서 사용자를 인식한다(S1110). 사용자를 인식하는 과정은 볼의 RFID 태그를 인식하는 과정을 통해서 이루어질 수도 있으며, 사용자가 볼의 RFID 태그를 미리 볼 추적 장치에 등록하고 해당 볼을 볼 추적 장치와 커플링 시킴으로써 사용자가 인식될 수 있다.The ball tracker first recognizes the user prior to the user's operation (S1110). The process of recognizing the user may be performed through a process of recognizing the RFID tag of the ball, and the user may be recognized by registering the RFID tag of the ball in the preview tracking device and coupling the ball with the ball tracking device .

이어서, 사용자의 동작에 의해 볼이 이동하면 볼 추적 장치는 도 10에서 설명한 과정에 따라 볼을 추적하며 궤적을 계산하며, 볼 추적 장치는 볼 추적을 통해 계산된 결과 값들을 통해 사용자의 운동을 분석할 수 있다(S1120). Then, when the ball moves by the action of the user, the ball tracking device tracks the ball and calculates the trajectory according to the procedure described in FIG. 10, and the ball tracking device analyzes the user's motion through the result values calculated through the ball tracking (S1120).

볼 추적 장치는 사용자의 운동분석 결과를 수집하고 저장하며(S1130), 분석된 결과를 사용자의 요청에 따라 사용자에게 제공할 수도 있다(S1140). 사용자의 운동분석 결과를 관리하고 제공하는 과정은 볼의 궤적이나 탄착지점을 분석하고 사용자에게 출력하는 과정으로 이해될 수 있으며, 사용자의 운동분석 결과는 볼 추적 장치에 구비된 출력부(디스플레이, 스피커 등)를 통해 사용자에게 제공되거나 사용자의 휴대용 단말로 전송되어 휴대용 단말 상의 어플리케이션을 통해 사용자에게 제공될 수 있다.The ball tracking device collects and stores the motion analysis result of the user (S1130), and may provide the analyzed result to the user at the request of the user (S1140). The process of managing and providing the user's motion analysis results can be understood as a process of analyzing the trajectory of the ball or the point of collision and outputting the result to the user. The result of the motion analysis of the user is outputted to an output unit Etc.) or transmitted to the user's portable terminal and provided to the user via the application on the portable terminal.

사용자는 볼 추적 장치 또는 자신의 휴대용 단말에 설치된 어플리케이션을 통해서 특정 코스에 대한 기록을 꾸준히 관리하여 실력 향상을 도모할 수 있게 된다.The user can steadily manage the record for the specific course through the application installed in the ball tracking device or the portable terminal of the user, thereby improving the performance.

한편, 도 10 및 도 11에서 설명한 볼 추적 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.Meanwhile, the ball tracking method described in FIGS. 10 and 11 can be implemented in a general-purpose digital computer that can be created as a program that can be executed in a computer and operates the program using a computer-readable medium. Further, the structure of the data used in the above-described method can be recorded on a computer-readable medium through various means. Recording media that record executable computer programs or code for carrying out the various methods of the present invention should not be understood to include transient objects such as carrier waves or signals. The computer-readable medium may comprise a storage medium such as a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical readable medium (e.g., CD ROM, DVD, etc.).

도 12는 제안하는 실시 예에 따른 볼 추적 장치의 동작 환경을 도시하는 도면이다. 도 12에서는 이상에서 설명한 내용들이 적용될 수 있는 시나리오를 도시 및 설명한다.12 is a diagram showing an operating environment of the ball tracking device according to the proposed embodiment. 12 illustrates and describes a scenario to which the above-described contents can be applied.

볼 추적 장치(100)는 사용자의 동작에 따라 볼(200)의 이동을 감지하며, 도 12 상에는 볼(200)의 이동을 효율적으로 감지하기 위해 볼(200)의 이동 방향을 바라보는 위치에 배치되지만, 이러한 배치 위치나 방식에 한정되는 것은 아니다. 사용자가 스윙하여 볼(200)을 타격하면, 볼(200)은 위치 1202에서 궤적 1204를 따라 이동하게 된다. 볼 추적 장치(100)는 이러한 볼(200)의 이동을 감지하고 여러 가지 물리적 파라미터를 수집 및 계산함으로써 볼(200)의 궤적을 분석하여 사용자에게 제공할 수 있다. The ball tracking device 100 senses the movement of the ball 200 according to the user's operation and places the ball 200 in a position to view the movement direction of the ball 200 in order to efficiently detect the movement of the ball 200 However, the present invention is not limited to such a position or a method. When the user swings to hit the ball 200, the ball 200 moves along the trajectory 1204 at position 1202. The ball tracking device 100 can detect the movement of the ball 200 and collect and calculate various physical parameters to analyze the trajectory of the ball 200 and provide it to the user.

도 12에 도시된 바와 같이 제안하는 볼 추적 장치(100)는 별도의 추가 수단이 없더라도 설치와 동작이 용이하여, 종래의 볼 추적 시스템에 비해 휴대성과 비용 및 성능 측면에서 모두 우수한 장점을 가진다.As shown in FIG. 12, the proposed ball tracking device 100 is easy to install and operate even without additional means, which is advantageous in terms of portability, cost, and performance as compared with the conventional ball tracking system.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10: 볼 추적 시스템 12: 스윙 위치
14: 볼 16, 18: 궤적
20: 카메라 22: 조명
50: 리더 60: RFID 태그
70: 볼 80: 보호 부재
90: RFID 태그 100: 볼 추적 장치
200: 볼
10: Ball Tracking System 12: Swing Position
14: Ball 16, 18: Trajectory
20: camera 22: illumination
50: reader 60: RFID tag
70: ball 80: protective member
90: RFID tag 100: ball tracking device
200: view

Claims (11)

운동하는 볼에 마련된 RFID(Radio Frequency Identification) 태그로부터 신호를 수신하여 상기 볼의 궤적을 측정하는 볼 추적 장치에 있어서,
안테나를 통해서 상기 RFID 태그로부터 신호를 수신하는 리더(reader); 및
상기 리더가 수신한 신호에 기초하여 상기 볼의 궤적을 측정하는 궤적 계산부를 포함하고,
상기 궤적 계산부는 사용자의 동작에 따라 상기 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기 변화에 기초하여 상기 볼의 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 각각 계산하고, 상기 이동 방향, 상기 이동 속도 및 상기 회전을 고려하여 상기 볼의 궤적을 결정하고,
상기 궤적 계산부는 상기 리더와 연결된 상기 안테나의 지향 방향을 나타내는 벡터의 각도 변화가 임계값 미만으로 줄어드는 시점에서 상기 안테나의 지향 방향을 상기 볼의 이동 방향으로 계산하며,
상기 궤적 계산부는 상기 볼에 가해지는 임팩트 힘을 계산함으로써 상기 사용자의 운동 성능을 분석하고, 상기 임팩트 힘은 상기 볼의 순간적인 외형 변화로 인한 커플링 신호의 주파수 및 신호 세기의 감쇄율을 기초로 결정되는 것인, 볼 추적 장치.
A ball tracker for receiving a signal from an RFID (Radio Frequency Identification) tag provided on a moving ball and measuring a locus of the ball,
A reader for receiving a signal from the RFID tag through an antenna; And
And a locus calculating section for measuring a locus of the ball based on a signal received by the reader,
The trajectory calculation unit calculates a moving direction, a moving speed, and a rotation of the ball based on a change in intensity of a signal received from the RFID tag according to a user's operation, and calculates the trajectory by considering the moving direction, the traveling speed, Determining a locus of the ball,
Wherein the trajectory calculation unit calculates the direction of the antenna in the moving direction of the ball when the angle change of the vector indicating the direction of the antenna connected to the reader decreases to less than the threshold value,
The locus calculation unit analyzes the motion performance of the user by calculating an impact force applied to the ball, and the impact force is determined based on the frequency of the coupling signal and the decay rate of the signal intensity due to the instantaneous outer shape change of the ball The ball tracking device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 궤적 계산부는 상기 이동 방향이 계산된 시점에서 상기 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 감쇄율에 따라 상기 이동 속도를 계산하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the trajectory calculation unit calculates the moving speed in accordance with an attenuation rate of a signal received from the RFID tag at a time point when the moving direction is calculated.
제1항에 있어서,
상기 궤적 계산부는 상기 안테나가 수신한 신호가 진동하는 주파수와 폭을 서로 직교하는 3개의 축 별로 감지하고, 상기 3개의 축에 대해 감지된 결과를 모두 고려하여 상기 볼의 회전 방향과 각속도를 계산하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
The trajectory calculation unit detects the frequency and the width at which the signal received by the antenna vibrates for each of three axes orthogonal to each other and calculates the rotation direction and the angular velocity of the ball in consideration of all the sensed results of the three axes The ball tracking device, which is one.
제1항에 있어서,
상기 궤적 계산부는 상기 이동 방향, 상기 이동 속도 및 상기 회전에 대한 값들을 시뮬레이션하여 상기 궤적을 결정하며, 상기 궤적과 함께 풍향 정보, 풍량 정보 및 코스 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 상기 볼의 탄착 지점을 추정하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the locus calculation unit determines the locus by simulating values of the movement direction, the movement speed, and the rotation, and determines at least one of the wind direction information, the wind amount information, and the course information together with the locus, Of the ball tracking device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 리더와 연결된 상기 안테나의 지향 방향은 상기 RFID 로부터의 신호가 최대 세기로 수신되는 방향을 향하도록 변화하며,
상기 안테나의 지향 방향은 상기 리더가 안착된 하우징의 기계적인 움직임에 의해 변화하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the directional direction of the antenna connected to the reader changes so that a signal from the RFID is directed in a direction in which it is received at a maximum intensity,
Wherein the orientation of the antenna is changed by mechanical movement of the housing on which the reader is seated.
제1항에 있어서,
상기 리더와 연결된 상기 안테나의 지향 방향은 상기 RFID 로부터의 신호가 최대 세기로 수신되는 방향을 향하도록 변화하며,
상기 안테나의 지향 방향은 상기 안테나가 위상배열 안테나 또는 모노펄스 안테나로 구현되는 경우 전기적 신호의 분석 결과에 따라 변화하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the directional direction of the antenna connected to the reader changes so that a signal from the RFID is directed in a direction in which it is received at a maximum intensity,
Wherein the direction of the antenna changes according to an analysis result of an electrical signal when the antenna is implemented as a phased array antenna or a monopulse antenna.
제1항에 있어서,
상기 볼 추적 장치는
상기 측정된 궤적에 대한 정보를 상기 사용자에게 제공하는 출력부; 및
상기 측정된 궤적에 대한 정보를 외부 디바이스 또는 외부 서버로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
The ball tracking device
An output unit for providing information on the measured trajectory to the user; And
And a communication unit for transmitting the information about the measured trajectory to an external device or an external server.
제1항에 있어서,
상기 볼 추적 장치는 상기 측정된 궤적에 대한 정보로부터 상기 사용자의 운동을 분석한 결과를 누적하여 저장하는 메모리를 더 포함하는 것인, 볼 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ball tracking device further comprises a memory for accumulating and storing results of analyzing the movement of the user from information on the measured trajectory.
볼 추적 장치가 운동하는 볼에 마련된 RFID(Radio Frequency Identification) 태그로부터 신호를 수신하여 상기 볼의 궤적을 측정하는 볼 추적 방법에 있어서,
리더(reader)와 연결된 안테나를 통해서 상기 RFID 태그로부터 신호를 수신하여 사용자를 인식하는 단계;
상기 사용자의 동작에 따라 상기 리더가 상기 RFID 태그로부터 수신하는 신호의 세기 변화에 기초하여 상기 볼의 궤적이 상기 볼 추적 장치의 궤적 계산부에 의하여 측정되는 단계; 및
상기 측정된 궤적에 대한 정보를 상기 사용자에게 제공하는 단계를 포함하며,
상기 궤적 계산부에 의하여 상기 볼의 궤적이 측정되는 단계에서는 사용자의 동작에 따라 상기 RFID 태그로부터 수신되는 신호의 세기 변화에 기초하여 상기 볼의 이동 방향, 이동 속도 및 회전을 각각 계산하고 상기 이동 방향, 상기 이동 속도 및 상기 회전을 고려하여 상기 볼의 궤적을 결정하고,
상기 궤적 계산부는 상기 리더와 연결된 상기 안테나의 지향 방향을 나타내는 벡터의 각도 변화가 임계값 미만으로 줄어드는 시점에서 상기 안테나의 지향 방향을 상기 볼의 이동 방향으로 계산하며,
상기 궤적 계산부는 상기 볼에 가해지는 임팩트 힘을 계산함으로써 상기 사용자의 운동 성능을 분석하고, 상기 임팩트 힘은 상기 볼의 순간적인 외형 변화로 인한 커플링 신호의 주파수 및 신호 세기의 감쇄율을 기초로 결정되는 것인, 볼 추적 방법.
A ball tracking method for measuring a locus of a ball by receiving a signal from an RFID (Radio Frequency Identification) tag provided on a ball in which the ball tracking device moves,
Receiving a signal from the RFID tag through an antenna connected to a reader to recognize a user;
The trajectory of the ball is measured by the trajectory calculation unit of the ball tracking device based on a change in intensity of a signal received by the reader from the RFID tag according to an operation of the user; And
And providing information about the measured trajectory to the user,
The trajectory calculation unit calculates the movement direction, the movement speed, and the rotation of the ball based on a change in intensity of a signal received from the RFID tag according to a user's operation, , Determining a trajectory of the ball in consideration of the moving speed and the rotation,
Wherein the trajectory calculation unit calculates the direction of the antenna in the moving direction of the ball when the angle change of the vector indicating the direction of the antenna connected to the reader decreases to less than the threshold value,
The locus calculation unit analyzes the motion performance of the user by calculating an impact force applied to the ball, and the impact force is determined based on the frequency of the coupling signal and the decay rate of the signal intensity due to the instantaneous outer shape change of the ball To-view tracking method.
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