KR102519798B1 - Experimental baseball-simulation service system using LiDAR sensor and AI - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 실제 야구경기장에 설치되는 라이다(LiDAR) 센서들을 통해 수집된 데이터를 활용하여 선수별 능력치를 생성함과 동시에 생성된 선수별 능력치를 야구-시뮬레이션에 반영하고, 체험형 야구연습장에 설치된 라이다센서들을 통해 감지된 객체의 움직임을 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영함으로써 리얼리티를 높여 체험형 야구 경기의 흥미, 현실감 및 참여도를 높일 수 있으며, 플레이어의 투구 또는 타격에 대한 코멘트 정보를 제공하여 플레이어의 야구 연습의 효율성 및 효과를 극대화시킬 수 있는 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구 경기 운영시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an experiential baseball-simulation service system using LiDAR sensors and artificial intelligence, and more specifically, by using data collected through LiDAR sensors installed in actual baseball stadiums, the ability of each player is measured. At the same time as generating, reflecting the generated player's ability in baseball-simulation, and operating baseball-simulation based on the movement of objects detected through lidar sensors installed in the experience-type baseball driving range, it enhances the reality of the experience-type baseball game. An experiential baseball game operating system using LiDAR sensor and artificial intelligence that can increase interest, realism and participation, and maximize the efficiency and effect of baseball practice by providing comment information on the player's pitching or batting. It is about.
라이다(LiDAR, Light Detection And Ranging)는 외부 대상체로 광신호를 조사한 후, 수신되는 광신호의 시간차(Time of flight) 또는 위상차를 검출하여 거리를 측정하는 것을 의미하며, 레이더와 비교하여 공간 분해능 및 해상도가 우수한 장점으로 인해 종래에 항공 및 위성 분야 등 특수 분야에 한정 사용되었으나, 최근 에는 감시정찰 등의 민수 및 국반 분야 로봇, 무인 수상함, 드론 등의 항공기, 산업용 보안 및 안전 분야 등 다양한 분야로 확대 적용되고 있다.LiDAR (Light Detection And Ranging) means measuring the distance by detecting the time difference (Time of flight) or phase difference of the received optical signal after irradiating an optical signal to an external object, and has spatial resolution compared to radar. Due to the advantages of excellent resolution and resolution, it was conventionally used only in special fields such as aviation and satellite fields, but recently, it has been used in various fields such as civil and national fields such as surveillance and reconnaissance, robots, unmanned surface ships, aircraft such as drones, and industrial security and safety fields. is being extended.
이러한 라이다(LiDAR)는 x, y, z의 3차원 점군(Point Cloud)을 활용하여 실시간으로 입체 영상을 모델링 할 수 있기 때문에 감지된 객체의 궤적을 추적 및 검출하기 위한 용도로 널리 사용되고 있다.LiDAR is widely used for tracking and detecting the trajectory of a detected object because it can model a stereoscopic image in real time by utilizing a three-dimensional point cloud of x, y, and z.
한편, 최근 들어 실내 또는 특정 장소에서 시뮬레이션을 통해 야구, 축구, 골프 등과 같은 인기 스포츠 경기를 즐길 수 있는 스포츠 시뮬레이션 체험 경기장의 인기가 급증하고 있다.Meanwhile, the popularity of sports simulation experience stadiums where popular sports games such as baseball, soccer, golf, etc. can be enjoyed through simulation indoors or in a specific place is rapidly increasing.
특히 야구는 실전 뿐만 아니라 관람용으로 가장 인기 있는 스포츠 종목 중 하나로서, 최근 사회인 뿐만 아니라 일반 야구인을 위한 체험형 야구 시뮬레이션 장치가 큰 호응을 얻고 있다.In particular, baseball is one of the most popular sports events not only for actual play but also for viewing, and recently, experience-type baseball simulation devices for general baseball players as well as members of society are receiving great response.
그러나 종래의 체험형 야구 시뮬레이션 장치는 단순히 플레이어가 피칭머신으로부터 발사되는 공을 타격하거나 또는 플레이어가 스트라이크존을 향하여 공을 던지는 등의 단순한 상황만을 제공하여 플레이어의 흥미 및 참여도가 매우 떨어지고, 2줄 이상의 적외선 센서들을 이용하여 플레이어의 타격 또는 피칭이 이루어진 이후, 야구공의 방향, 각도 및 속도만을 감지하여 표시하도록 구성되었기 때문에 실제 야구 경기와 비교하여, 리얼리티가 매우 떨어지는 문제점이 발생한다.However, the conventional experiential baseball simulation device simply provides a simple situation such as a player hitting a ball launched from a pitching machine or a player throwing a ball toward a strike zone, so the player's interest and participation are very low, and two lines After hitting or pitching by the player using the above infrared sensors, only the direction, angle, and speed of the baseball are detected and displayed, resulting in a very poor reality compared to actual baseball games.
특히 야구는 골프처럼 바닥에 공이 놓인 상태에서 공을 치는 것이 아니라 피칭머신을 통하여 빠른 속도로 다양한 위치로 날아오는 야구공을 타격하는 것이기 때문에 오토포커싱이나 오토트랙킹이 가능한 카메라센서라고 하더라도, 야구공의 회전이나 야구공 및 야구배트와의 접점 등과 같이 야구공의 세밀한 물리적 특성을 검출하지 못하는 구조적 한계를 갖는다.In particular, since baseball is not hitting a ball with a ball placed on the ground like golf, but hitting a baseball that flies to various positions at high speed through a pitching machine, even if a camera sensor capable of auto-focusing or auto-tracking is used, It has a structural limitation in that it cannot detect detailed physical characteristics of a baseball, such as rotation or contact between a baseball and a baseball bat.
특히 야구는, 투수의 구종이 매우 다양할 뿐만 아니라 동일 구종이라고 하더라도, 공의 회전 및 속도 등에 따라 공에 다양한 변형을 줄 수 있고, 타자는 공의 구종, 속도 및 방향 등에 따라 또는 방향에 따라 타율이 매우 다른 특성을 갖는다.In particular, in baseball, not only pitchers have a wide variety of pitches, but even if they are of the same pitch, various variations can be given to the ball depending on the rotation and speed of the ball, and batters batting average depending on the pitch type, speed, direction, etc. It has very different characteristics.
예를 들어, 투수 ‘A’와 타자 ‘A’의 경우, 타자 ‘B’는 투수 ‘A’의 슬라이더 구종에 대해서는 매우 취약하나, 직구 구종에 대해서는 매우 강할 수 있고, 스트라이크존을 기준으로 투수 ‘A’의 안쪽 아래의 공에 대해서는 매우 강하나, 바깥쪽 위의 공에 대해서는 매우 취약할 수 있다.For example, in the case of pitcher 'A' and batter 'A', batter 'B' is very weak against pitcher 'A''s slider pitch, but can be very strong against fastball, and based on the strike zone, pitcher 'B' It is very strong against balls below the inside of A', but can be very weak against balls above the outside.
다시 말하면, 야구는 동일한 타자 및 투수라고 하더라도, 공의 구종, 속도 및In other words, in baseball, even if the batter and pitcher are the same, the pitch, speed and
방향에 따라 매우 다른 결과를 가져올 수 있으나, 종래의 체험형 야구 경기에서는 이러한 야구의 특성, 즉 선수들간의 정밀한 수싸움 및 작전이 전혀 반영되지 않아 온라인 야구게임의 흥미 및 재미가 떨어지는 문제점을 갖는다.Depending on the direction, very different results can be brought about, but in the conventional experience-type baseball game, these characteristics of baseball, that is, precise fighting and strategy between players are not reflected at all, so the interest and fun of online baseball games are low.
도 1은 국내등록특허 제10-1744042호(발명의 명칭 : 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법)에 개시된 야구 연습 장치를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a baseball practice device disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1744042 (Title of Invention: Sensing device and sensing method used in baseball practice device, and baseball practice device using the same and control method thereof).
도 1의 야구 연습 장치(이하 종래기술이라고 함)(100)는 사용자의 타격이 이루어지는 타석을 향하여 볼(B)을 피칭하는 볼 피칭장치(110)와, 볼(B)이 운동하는 것에 대한 이미지를 지속적으로 촬영하여 수집하고 수집된 이미지를 분석하여 볼(B)을 추출하고 볼(B)에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하며 계산된 좌표데이터를 이용하여 볼(B)의 운동 모델을 결정함으로써 결정된 볼(B)의 운동 모델을 이용한 정보를 산출하는 센싱장치(120)와, 센싱장치(120)에 의해 산출되는 정보를 전달받아 전달받은 정보에 기초하여 야구 연습 또는 야구 게임의 진행을 위한 영상을 구현하는 제어장치(130)와, 제어장치(130)에서 처리된 영상을 스크린부(141)로 투영하는 영상출력부(140)로 이루어진다.The baseball practice device (hereinafter referred to as the prior art) 100 of FIG. 1 is a
또한 센싱장치(120)는 볼(B)의 초기 시간값 또는 초기 좌표 데이터를 이용하여 피칭되어 타석으로 이동하는 볼(B)에 대한 운동 모델을 결정하도록 구성되고, 결정된 운동 모델에 포함되는 볼(B)의 좌표 데이터를 전체 볼의 좌표 데이터에서 제거하고 남은 데이터가 미리 설정된 개수 이상인 경우에는 사용자가 상기 피칭된 볼을 타격한 것으로 판단하고, 남은 데이터가 미리 설정된 개수 보다 적거나 없는 경우에는 사용자가 타격을 하지 않은 것으로 판단하도록 구성된다.In addition, the
이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 볼(B)이 어떤 운동을 하는지에 대한 정확하고 빠른 운동 모델을 산출하여 투구 또는 타격에 따른 볼의 운동 파라미터 산출 등과 같이, 야구 연습/게임의 진행에 필요한 다양한 정보를 정확하고 빠르게 산출할 수 있는 장점을 갖는다.The
일반적으로, 오토포커싱 또는 오토트랙킹이 가능한 카메라센서는 카메라 포커스 문제, 근접 부분에 대한 트래킹 문제, 외부 환경(조명, 음양 등)에 취약한 문제 등으로 인해 볼(B)의 검지율이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 특정 범위(30 ~ 50cm) 이내에서만 볼(B)의 감지가 이루어지는 구조적 한계를 갖는다.In general, camera sensors capable of auto-focusing or auto-tracking not only have a significantly lower detection rate of the ball (B) due to camera focus problems, tracking problems for nearby parts, and problems with being vulnerable to external environments (lighting, negative and negative, etc.). It has a structural limit in which the ball B is sensed only within a specific range (30 to 50 cm).
그러나 종래기술(100)은 센싱장치(120)가 카메라센서로 구성됨에 따라, 전술하였던 구조적 한계를 전혀 해결하지 못하여, 볼(B)의 운동 모델 산출의 정확성 및 신뢰도가 현저히 떨어지게 되고, 이에 따라 실제 투구 또는 타격에 대응하는 볼(B)의 움직임이 반영되지 않아 야구 경기의 리얼리티가 떨어지는 단점을 갖는다.However, in the
또한 종래기술(100)은 센싱장치(120)가 단순히 경기 룸의 천장에 설치되어 하방을 촬영하도록 구성되었기 때문에 볼(B)의 평면상 궤적에 대한 트래킹은 가능하나, 볼(B)의 높이상 궤적에 대한 트래킹이 불가능하여 볼(B)의 운동 모델 산출의 정확성이 더욱 떨어지는 문제점이 발생한다.In addition, in the
또한 종래기술(100)은 스크린부(141)에 야구 시뮬레이션 영상의 투수, 타자, 포수 및 주자 등의 플레이어의 움직임이 단순히 기 설정된 능력치에 따라 단순 운영되기 때문에 실제 야구 경기에서, 실제 선수의 다양한 상황에 따른 반응, 움직임이 전혀 반영되지 않아, 리얼리티 및 재미가 현저히 떨어지는 단점을 갖는다.In addition, in the
또한 종래기술(100)은 투수의 투구 및 타자의 스윙이 이루어진 이후, 해당 투구 및 타격에 대한 보완점, 미비한 점, 단점 등에 대한 코멘트를 제공하기 위한 기술이 전혀 기재되어 있지 않기 때문에 연습 효율성 및 효과가 떨어지는 구조적 한계를 갖는다.In addition, since the
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 실제 야구경기장에 설치되는 라이다(LiDAR) 센서들을 통해 수집된 데이터를 활용하여 선수별 능력치를 생성함과 동시에 생성된 선수별 능력치를 야구-시뮬레이션에 반영하고, 체험형 야구연습장에 설치된 라이다센서들을 통해 감지된 객체의 움직임을 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영함으로써 리얼리티를 높여 체험형 야구 경기의 흥미, 현실감 및 참여도를 높일 수 있으며, 플레이어의 투구 또는 타격에 대한 코멘트 정보를 제공하여 플레이어의 야구 연습의 효율성 및 효과를 극대화시킬 수 있는 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve this problem, and the problem of the present invention is to generate the ability value for each player by using data collected through LiDAR sensors installed in the actual baseball stadium, and the generated ability value for each player. can be reflected in the baseball-simulation and operating the baseball-simulation based on the movement of the object detected through lidar sensors installed in the experiential baseball driving range, thereby increasing the interest, realism and participation of the experiential baseball game. It is to provide an experiential baseball-simulation service system using lidar sensor and artificial intelligence that can maximize the efficiency and effect of the player's baseball practice by providing comment information on the player's pitching or batting.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 플레이어에게 타자기반의 체험형 야구-시뮬레이션을 제공하는 타석용 경기룸이나 플레이어에게 투수기반의 체험형 야구-시뮬레이션을 제공하는 피칭용 경기룸 중 어느 하나인 경기룸들이 구비되는 체험형 야구연습장의 운영을 관리하는 체험형 야구 경기 운영시스템을 포함하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템에 있어서: 상기 체험형 야구 경기 운영시스템은 타석용 경기룸에 설치될 때, 타자기반의 야구-시뮬레이션 영상이 출력되며, 피칭용 경기룸에 설치될 때, 투수기반의 야구-시뮬레이션 영상이 출력되는 스크린; 상기 타석용 경기룸의 상부 및 측부에 수직 및 수평 방향으로 간격을 두고 설치되어 내부 공간으로 라이다(LiDAR) 신호를 송출한 후, 반사신호를 수신 받는 라이다센서들; 타석용 경기룸에 설치될 때, 타자기반의 야구-시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 출력하고, 피칭용 경기룸에 설치될 때, 투수기반의 야구-시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 출력하는 컨트롤러; 각 타석용 경기룸에 설치되며, 해당 타석용 경기룸의 스크린의 투척공을 통해 타석을 향하여 야구공을 투척하는 피칭장치를 포함하고, 상기 스크린은 타석용 경기룸에 설치될 때, 투척공이 일측에 형성되고, 상기 컨트롤러는 해당 경기룸의 내부 공간을 복수개로 분할한 세그먼트(Segment)들을 큐브(C2)라고 할 때, 각 큐브(C2)의 위치정보가 저장되는 메모리; 상기 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여, 플레이어 및 야구공의 객체를 인식 및 트래킹 한 후, 플레이어의 움직임정보와, 야구공 궤적정보를 포함하는 객체벡터정보를 생성하는 연습용 객체벡터정보 생성부; 기 제작된 야구-시뮬레이션 프로그램을 활용하여, 실제 야구경기장을 모의화한 가상경기장을 기반으로 가상야구경기를 진행하되, 기 설정된 계산식 또는 계산테이블을 활용하여 상기 연습용 객체벡터정보 생성부에 의해 생성된 연습용 객체벡터정보에 따른 결과를 도출하여 가상야구경기에 매칭시켜 야구-시뮬레이션 영상을 생성하며, 생성된 야구-시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 출력시키는 야구-시뮬레이션 운영부를 포함하고, 상기 컨트롤러가 타석용 경기룸에 설치될 때, 상기 연습용 객체벡터정보 생성부는 상기 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하며, 스캐닝정보와 기 설정된 큐브(C2)별 위치정보를 활용하여 각 큐브별로 라이다영상을 생성하는 스캐닝모듈; 상기 스캐닝모듈에 의해 생성된 각 큐브(C2)별 라이다영상에 대하여, 소벨필터를 적용하여 픽셀 변화율이 임계치 이상인 픽셀을 검출하여, 에지라인으로 이루어지는 큐브(C2)별 에지영상을 추출하는 큐브별 에지영상 변환모듈; 상기 큐브별 에지영상 변환모듈에 의해 변환된 각 큐브(C2)별 에지영상을 분석하여 타자 플레이어, 야구공 및 배트를 포함하는 객체를 인식하는 객체인식모듈; 상기 객체인식모듈에 의해 인식된 객체의 움직임을 추적하는 객체 트래킹모듈; 상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 타자 플레이어일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 검출한 후, 검출된 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 포함하는 플레이어 움직임정보를 생성하는 플레이어 움직임정보 생성모듈; 상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 배트일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 배트의 이동방향, 속도 및 회전궤도 중 적어도 하나 이상과, 인식된 배트와 야구공의 충돌이 이루어지는 배트 상의 위치 및 면적을 포함하는 배트 충돌정보(L)를 검출한 후 매칭시켜 배트 움직임정보를 생성하는 배트 움직임정보 생성모듈; 상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 야구공일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 야구공의 위치, 이동속도, 궤적, 타격 시 발사-각도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 야구공 궤적정보를 생성하는 야구공 궤적정보 생성모듈; 상기 플레이어 움직임정보 생성모듈, 상기 배트 움직임정보 생성모듈 및 상기 야구공 궤적정보 생성모듈에서 생성된 플레이어 움직임정보, 배트 움직임정보 및 야구공 궤적정보를 매칭시켜 연습용 객체벡터정보를 생성하는 연습용 객체벡터정보 생성모듈을 포함하는 것이다.The solution of the present invention for solving the above problems is any one of a batting game room that provides a batter-based experiential baseball-simulation to a player and a pitching game room that provides a pitcher-based experiential baseball-simulation to a player. In the experiential baseball-simulation service system including an experiential baseball game operating system that manages the operation of an experiential baseball driving range equipped with in-game rooms: When the experiential baseball game operating system is installed in a game room for batting , A screen on which batter-based baseball-simulation images are output, and when installed in a pitching game room, pitcher-based baseball-simulation images are output; LiDAR sensors that are installed at intervals in vertical and horizontal directions on the top and side of the game room for batting, transmit LiDAR signals to the interior space, and then receive reflected signals; A controller that outputs a batter-based baseball-simulation image to the screen when installed in a batting game room, and outputs a pitcher-based baseball-simulation image to the screen when installed in a pitching game room; It is installed in each at-bat game room and includes a pitching device that throws a baseball toward the at-bat through a throwing ball of a screen of the at-bat game room, and when the screen is installed in the at-bat game room, the throwing ball is on one side When a cube (C2) is a segment obtained by dividing the interior space of the game room into a plurality of pieces, the controller stores location information of each cube (C2); After scanning the lidar signal transmitted and received by the lidar sensors to recognize and track the object of the player and baseball, an object vector information including player motion information and baseball trajectory information is generated. vector information generator; Utilizing a pre-made baseball-simulation program, proceeding with a virtual baseball game based on a virtual stadium that simulates a real baseball stadium, using a preset calculation formula or calculation table to generate the object vector information for practice A baseball-simulation operating unit generating a baseball-simulation image by generating a baseball-simulation image by deriving a result according to object vector information for practice and matching it to a virtual baseball game, and outputting the generated baseball-simulation image to the screen, wherein the controller controls a game at bat When installed in a room, the object vector information generation unit for practice scans the lidar signals transmitted and received by the lidar sensors, and utilizes the scanning information and location information for each cube (C2) to use the lidar image for each cube. a scanning module that generates; With respect to the LIDAR image of each cube C2 generated by the scanning module, a Sobel filter is applied to detect a pixel having a pixel change rate equal to or greater than a threshold value, and an edge image of each cube C2 composed of edge lines is extracted. Edge image conversion module; an object recognition module for recognizing objects including a batter player, a baseball and a bat by analyzing the edge image for each cube (C2) converted by the edge image conversion module for each cube; an object tracking module for tracking motion of the object recognized by the object recognition module; It is executed when the object tracked by the object tracking module is a batter player, and after detecting the movement of each body part of the batter player by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, the detected batter player's a player motion information generation module for generating player motion information including motions of each body part; It is executed when the object tracked by the object tracking module is a bat, and by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, at least one of the recognized bat's moving direction, speed, and rotational trajectory, and the recognized bat's A bat motion information generation module for generating bat motion information by detecting and matching bat collision information (L) including the position and area on the bat where the bat and the baseball collide; It is executed when the object tracked by the object tracking module is a baseball, and by using the object tracking information detected by the object tracking module, at least one of the position, movement speed, trajectory, and firing angle at the time of hitting the recognized baseball is detected. a baseball trajectory information generation module for generating baseball trajectory information including one or more; Object vector information for practice generating object vector information for practice by matching the player motion information, bat motion information, and baseball trajectory information generated by the player motion information generation module, the bat motion information generation module, and the baseball trajectory information generation module It includes a generating module.
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또한 본 발명에서 상기 컨트롤러가 타석용 경기룸에 설치될 때, 상기 야구-시뮬레이션 운영부는 상기 야구-시뮬레이션 영상의 투수이미지의 움직임과 상기 피칭장치를 연동하여 야구공(B)의 투척이 이루어지도록 상기 피칭장치를 제어하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, when the controller is installed in the at-bat game room, the baseball-simulation operator interlocks the motion of the pitcher image in the baseball-simulation image with the pitching device so that the baseball B is thrown. It is desirable to control the pitching device.
또한 본 발명에서 상기 야구-시뮬레이션 운영부는 상기 야구-시뮬레이션 프로그램으로부터 투수의 다음 피칭에 대한 속도, 회전, 구종 및 스트라이크존 위치 중 적어도 하나 이상을 추출한 후, 매칭시켜 피칭-제어데이터를 생성하여 상기 피칭장치로 생성된 피칭-제어데이터를 전송하고, 상기 피칭장치는 투척 시, 야구공(B)의 회전, 방향 및 속도를 제어하기 위한 투척 제어수단을 포함하며, 상기 야구-시뮬레이션 운영부로부터 피칭-제어데이터를 전송받으면, 상기 투척 제어수단을 제어하여 전송받은 피칭-제어데이터에 따라 야구공(B)이 투척되도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the baseball-simulation operating unit extracts at least one or more of the speed, rotation, pitch type, and strike zone location for the pitcher's next pitching from the baseball-simulation program, and then matches them to generate pitching-control data to generate the pitching The pitching-control data generated by the device is transmitted, the pitching device includes throwing control means for controlling the rotation, direction and speed of the baseball B during throwing, and the pitching-control from the baseball-simulation operating unit. Upon receiving the data, it is preferable to control the throwing control unit so that the baseball B is thrown according to the pitching-control data received.
또한 본 발명에서 상기 컨트롤러는 해당 경기룸의 내부 공간을 복수개로 분할한 세그먼트(Segment)들을 큐브(C2)라고 할 때, 각 큐브(C2)의 위치정보가 저장되는 메모리를 더 포함하고, 상기 컨트롤러가 피칭용 경기룸에 설치될 때, 상기 연습용 객체벡터정보 생성부는 상기 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하며, 스캐닝정보와 기 설정된 큐브(C2)별 위치정보를 활용하여 각 큐브별로 라이다영상을 생성하는 스캐닝모듈; 상기 스캐닝모듈에 의해 생성된 각 큐브(C2)별 라이다영상에 대하여, 소벨필터를 적용하여 픽셀 변화율이 임계치 이상인 픽셀을 검출하여, 에지라인으로 이루어지는 큐브(C2)별 에지영상을 추출하는 큐브별 에지영상 변환모듈; 상기 큐브별 에지영상 변환모듈에 의해 변환된 각 큐브(C2)별 에지영상을 분석하여 타자 플레이어, 야구공 및 배트를 포함하는 객체를 인식하는 객체인식모듈; 상기 객체인식모듈에 의해 인식된 객체의 움직임을 추적하는 객체 트래킹모듈; 상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 타자 플레이어일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 검출한 후, 검출된 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 포함하는 플레이어 움직임정보를 생성하는 플레이어 움직임정보 생성모듈; 상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 배트일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 배트의 이동방향, 속도 및 회전궤도 중 적어도 하나 이상과, 인식된 배트와 야구공의 충돌이 이루어지는 배트 상의 위치 및 면적을 포함하는 배트 충돌정보(L)를 검출한 후 매칭시켜 배트 움직임정보를 생성하는 배트 움직임정보 생성모듈; 상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 야구공일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 야구공이 상기 스크린에 충돌되는 위치인 스크린-위치를 검출한 후, 검출된 스크린-위치, 야구공 위치, 이동속도, 궤적 중 적어도 하나 이상을 포함하는 야구공 궤적정보를 생성하는 야구공 궤적정보 생성모듈; 상기 플레이어 움직임정보 생성모듈 및 상기 야구공 궤적정보 생성모듈에서 생성된 플레이어 움직임정보 및 야구공 궤적정보를 매칭시켜 연습용 객체벡터정보를 생성하는 연습용 객체벡터정보 생성모듈을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the controller further includes a memory for storing positional information of each cube C2 when the segments obtained by dividing the interior space of the corresponding game room into a plurality of pieces are referred to as cubes C2, and the controller When is installed in the pitching game room, the object vector information generation unit for practice scans the LIDAR signals transmitted and received by the LIDAR sensors, and utilizes the scanning information and location information for each cube (C2) set for each cube. A scanning module for generating LiDAR images for each; With respect to the LIDAR image of each cube C2 generated by the scanning module, a Sobel filter is applied to detect a pixel having a pixel change rate equal to or greater than a threshold value, and an edge image of each cube C2 composed of edge lines is extracted. Edge image conversion module; an object recognition module for recognizing objects including a batter player, a baseball and a bat by analyzing the edge image for each cube (C2) converted by the edge image conversion module for each cube; an object tracking module for tracking motion of the object recognized by the object recognition module; It is executed when the object tracked by the object tracking module is a batter player, and after detecting the movement of each body part of the batter player by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, the detected batter player's a player motion information generation module for generating player motion information including motions of each body part; It is executed when the object tracked by the object tracking module is a bat, and by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, at least one of the recognized bat's moving direction, speed, and rotational trajectory, and the recognized bat's A bat motion information generation module for generating bat motion information by detecting and matching bat collision information (L) including the position and area on the bat where the bat and the baseball collide; Executed when the object tracked by the object tracking module is a baseball, and using the object tracking information detected by the object tracking module, the screen-position, which is the position where the recognized baseball collides with the screen, is detected, a baseball trajectory information generating module that generates baseball trajectory information including at least one of the detected screen-position, baseball location, moving speed, and trajectory; It is preferable to include an object vector information generation module for practice that generates object vector information for practice by matching the player motion information generated by the player motion information generation module and the baseball trajectory information generation module with the baseball trajectory information.
또한 본 발명에서 상기 객체인식모듈은 각 큐브(C2)별 에지영상으로부터 인식된 객체가 플레이어일 때, 플레이어의 에지라인과 일정간격으로 균등하게 형성되는 수평선들의 교점인 중간값 픽셀들을 연결한 선인 중심라인을 추출한 후, 추출된 중심라인을 활용하여 해당 플레이어의 신체를 인식하고, 상기 플레이어 움직임정보 생성모듈은 상기 객체인식모듈에 의해 인식된 중심라인의 이동정보를 통해 몸의 중심축인 체중이동정보를 검출한 후, 검출된 체중이동정보가 포함되도록 플레이어 움직임정보를 생성하는 것이 바람직하다.In the present invention, when the object recognized from the edge image of each cube (C2) is a player, the object recognition module in the present invention is the center, which is a line connecting median pixels that are intersections of horizontal lines formed equally at regular intervals with the edge line of the player After extracting the line, the player's body is recognized using the extracted center line, and the player movement information generation module uses the movement information of the center line recognized by the object recognition module to obtain weight movement information, which is the central axis of the body. After detecting , it is preferable to generate player movement information so that the detected weight movement information is included.
또한 본 발명에서 상기 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템은 AI 기반 운영서버와, 실제 야구 경기가 이루어지는 야구경기장에 구축되는 적어도 하나 이상의 데이터 수집시스템을 더 포함하고, 상기 데이터 수집시스템은 해당 야구경기장의 측부 및 상부에 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치되며, 야구경기장을 향하여 라이다신호를 송출한 후, 반사신호를 수신 받는 제2 라이다센서들; 상기 야구경기장을 복수개로 분할한 세그먼트들인 큐브(C1)들 각각의 위치정보가 기 설정되어 저장되며, 제2 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여, 각 큐브(C1)별 라이다영상을 생성한 후, 생성된 각 큐브(C1)별 라이다영상에 소벨필터를 적용하여 각 큐브(C2)별 에지영상을 추출하며, 추출된 각 큐브(C1)별 에지영상을 상기 AI 기반 운영서버로 전송하는 제어기를 포함하고, 상기 AI 기반 운영서버는 상기 제어기로부터 전송받은 각 큐브(C1)별 에지영상을 분석하여 객체를 인식 및 트래킹 한 후, 인식된 객체 트래킹 정보를 활용하여, 각 선수별 능력치정보를 생성하는 선수별 능력치정보 생성부; 기 설정된 제2 주기(T2) 마다 실행되며, 상기 제2 주기(T2) 동안 상기 선수별 능력치정보 생성부에 의해 생성된 선수별 능력치정보를 수집한 후, 수집된 선수별 능력치정보가 야구-시뮬레이션 프로그램에 반영되도록 야구-시뮬레이션 프로그램을 업데이트 하며, 상기 컨트롤러의 상기 야구-시뮬레이션 운영부와 연동하여, 업데이트된 야구-시뮬레이션 프로그램을 전송하는 야구-시뮬레이션 관리부를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the experiential baseball-simulation service system further includes an AI-based operation server and at least one data collection system built in a baseball stadium where an actual baseball game takes place, and the data collection system is a side of the baseball stadium. And second lidar sensors installed at intervals in the horizontal and vertical directions on the upper side, transmitting lidar signals toward the baseball stadium, and then receiving reflected signals; The positional information of each of the cubes C1, which are segments that divide the baseball field into a plurality of pieces, is preset and stored, and by scanning the lidar signal transmitted and received by the second lidar sensors, the radar signal for each cube C1 is stored. After generating this image, a Sobel filter is applied to the LiDAR image for each cube (C1) generated to extract an edge image for each cube (C2), and the extracted edge image for each cube (C1) is based on the AI It includes a controller transmitted to an operation server, and the AI-based operation server analyzes the edge image of each cube (C1) received from the controller to recognize and track an object, and then utilizes the recognized object tracking information to a player-specific ability value information generation unit for generating ability value information for each player; It is executed every second period (T2), and after collecting the ability value information for each player generated by the ability value information generation unit for each player during the second cycle (T2), the collected ability value information for each player is baseball-simulated. It is preferable to include a baseball-simulation management unit that updates the baseball-simulation program to be reflected in the program and transmits the updated baseball-simulation program in conjunction with the baseball-simulation operating unit of the controller.
또한 본 발명에서 상기 선수별 능력치정보 생성부는 상기 데이터 수집시스템의 상기 제어기로부터 전송받은 큐브(C1)별 에지영상들을 입력받는 데이터 입력모듈;In addition, in the present invention, the player-specific ability value generation unit includes a data input module that receives edge images for each cube (C1) transmitted from the controller of the data collection system;
기 설정된 각 큐브(C1)의 위치정보를 활용하여, 상기 데이터 입력모듈에 의해 입력된 큐브(C1)별 에지영상들을 분석하는 분석모듈; 상기 분석모듈에 의해 검출된 분석데이터를 통해, 플레이어, 배트 및 야구공(B)을 포함하는 객체를 감지한 후, 감지된 객체의 종류를 인식함과 동시에 객체의 위치정보를 검출한 후, 인식된 객체의 움직임을 트래킹 하는 객체 인식/트래킹 모듈; 상기 객체 인식/트래킹 모듈에 의해 인식된 객체가 야구선수일 때 실행되며, 상기 객체 인식/트래킹 모듈로부터 입력된 객체 트래킹 정보를 활용하여, 각 선수객체별로 현재 상태를 인식하는 현재 상태 인식모듈; 상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 타자일 때 실행되며, 타자객체의 각 신체부위의 움직임과, 배팅 종류, 배트의 속도, 궤적 및 방향, 배팅결과를 포함하는 타자 움직임정보를 생성하는 타자 움직임정보 생성모듈; 상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 투수일 때 실행되며, 투수객체의 각 신체부위의 움직임과, 구종, 야구공 속도, 궤적 및 방향, 카운트결과정보, 타자 배팅결과를 포함하는 투수 움직임정보를 생성하는 투수 움직임정보 생성모듈; 상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 투수일 때 실행되며, 야수객체의 각 신체부위의 움직임과, 이동속도, 볼캐치결과, 송구정확성을 포함하는 야수 움직임정보를 생성하는 야수 움직임정보 생성모듈; 상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 포수일 때 실행되며, 포수객체의 각 신체부위의 움직임과, 캐치정확성, 송구정확성을 포함하는 포수 움직임정보를 생성하는 포수 움직임정보 생성모듈; 상기 타자 움직임정보 생성모듈, 상기 투수 움직임정보 생성모듈, 상기 야수 움직임정보 생성모듈 및 상기 포수 움직임정보 생성모듈에 의해 생성된 타자 움직임정보, 투수 움직임정보, 야수 움직임정보 및 포수 움직임정보를 참조하여, 각 선수별 능력치정보를 생성하는 능력치정보 생성모듈을 포함하고, 상기 현재상태 인식모듈에 적용되는 현재 상태는 ‘공격’ 및 ‘수비’로 분류되고, ‘수비’ 카테고리는 ‘투수’, ‘1루수’, ‘포수’, ‘내야수’, ‘외야수’의 하위 구성요소들로 분류되고, ‘공격’ 카테고리는 ‘타자’, ‘풀스윙’, ‘단타’, ‘끊어치기’, ‘번트’의 하위 구성요소로 분류되고, ‘내야수’의 카테고리는 ‘투구 전 준비’, ‘볼 캐치’, ‘송구’의 하위 구성요소들로 분류되는 것이 바람직하다.an analysis module that analyzes the edge images of each cube C1 inputted by the data input module by utilizing preset location information of each cube C1; After detecting an object including a player, a bat, and a baseball (B) through the analysis data detected by the analysis module, recognizing the type of the detected object and detecting the location information of the object at the same time, recognizing the object. an object recognition/tracking module that tracks the movement of an object; a current state recognition module that is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a baseball player and recognizes a current state for each player object by utilizing object tracking information input from the object recognition/tracking module; It is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a batter, and generates batter movement information including the movement of each body part of the batter object, batting type, speed, trajectory and direction of the bat, and batting result. Motion information generating module; It is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a pitcher, and pitcher movement information including movement of each body part of the pitcher object, pitch type, baseball speed, trajectory and direction, count result information, and batter betting result a pitcher motion information generating module that generates; A fielder motion information generation module that is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a pitcher and generates fielder motion information including movement of each body part of the fielder object, movement speed, ball catch result, and throwing accuracy. ; a catcher motion information generation module that is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a catcher and generates catcher motion information including movement of each body part of the catcher object, catch accuracy, and throwing accuracy; Referring to batter motion information, pitcher motion information, fielder motion information, and catcher motion information generated by the batter motion information generation module, the pitcher motion information generation module, the fielder motion information generation module, and the catcher motion information generation module, It includes a capability information generation module for generating capability information for each player, and the current state applied to the current state recognition module is classified into 'attack' and 'defense', and 'defense' categories include 'pitcher' and 'first baseman'. ', 'Catcher', 'Infielder', 'Outfielder' sub-components, and 'Attack' category is sub-component of 'Hitter', 'Full Swing', 'Single hit', 'Cut off', 'Bunt' It is classified into components, and the category of 'infielder' is preferably classified into sub-components of 'preparation before throwing', 'ball catch', and 'throwing'.
또한 본 발명에서 상기 컨트롤러의 상기 야구-시뮬레이션 운영부는 상기 야구-시뮬레이션 프로그램으로부터 플레이어의 피칭 또는 타격에 대한 결과인 시뮬레이션-결과정보를 추출함과 동시에 현재 볼카운팅, 주루상황 및 수비위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 환경정보를 추출하고, 상기 컨트롤러는 상기 연습용 객체벡터정보 생성부에 의해 생성된 연습용 객체벡터정보와, 상기 야구-시뮬레이션 운영부에 의해 추출된 시뮬레이션-타격결과 및 환경정보를 매칭시켜 코멘트 요청데이터를 생성하는 코멘트정보 요청부; 상기 코멘트정보 요청부에 의해 생성된 코멘트 요청데이터를 상기 AI 기반 운영서버로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the baseball-simulation operation unit of the controller extracts simulation-result information, which is a result of a player's pitching or batting, from the baseball-simulation program, and at the same time, at least one or more of current ball counting, base running situation, and defensive position. extracts environment information including, and the controller matches the object vector information for practice generated by the object vector information generation unit for practice with the simulation-hitting result and environment information extracted by the baseball-simulation operation unit to request a comment. Comment information request unit for generating data; It is preferable to further include a control unit for transmitting the comment request data generated by the comment information request unit to the AI-based operation server.
또한 본 발명에서 상기 AI 기반 운영서버는 상기 컨트롤러로부터 전송받은 코멘트 요청데이터의 연습용 객체벡터정보를 입력데이터로 하여, 최적의 피칭 또는 타격정보를 출력하는 최적동작 검출 알고리즘이 저장되는 데이터베이스부; 기 설정된 주기(T1) 마다 실행되며, 상기 제1 주기(T1) 동안 상기 컨트롤러로부터 전송받은 코멘트 요청데이터를 수집한 후, 수집된 각 경기룸의 연습용 객체벡터정보, 환경정보 및 시뮬레이션-결과정보를 활용하여, 1)플레이어가 타자일 때, 야구-시뮬레이션의 가상 야구장에서의 해당 타자 플레이어의 환경에 따른 최적의 타격(각 신체의 움직임, 배트 충돌위치(L)를 포함하는 배트 움직임)을 검출하기 위한 파라미터 값들의 집합을 도출하여 상기 최적동작 검출 알고리즘을 학습하며, 2)플레이어가 투수일 때, 야구-시뮬레이션의 가상 야구장에서의 해당 투수 플레이어의 환경에 따른 최적의 피칭(각 신체의 움직임, 야구공(B) 궤적정보)을 검출하기 위한 파라미터 값들의 집합을 도출하여 최적동작 검출 알고리즘을 학습하는 AI 학습부; 상기 컨트롤러로부터 코멘트 요청데이터를 전송받을 때 실행되며, 전송받은 코멘트 요청데이터를 상기 AI 학습부에 의해 학습된 최적동작 검출 알고리즘의 입력데이터로 하여 최적 피칭/타격정보를 생성하는 최적 피칭/타격정보를 생성하는 최적 피칭/타격정보 생성부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the AI-based operating server includes, as input data, object vector information for practice of the comment request data transmitted from the controller, and a database unit storing an optimal motion detection algorithm for outputting optimal pitching or batting information; It is executed every predetermined cycle (T1), and after collecting the comment request data transmitted from the controller during the first cycle (T1), the collected object vector information for practice of each game room, environment information, and simulation-result information are collected. 1) When a player is a batter, detecting the optimal hitting (movement of each body, bat movement including the bat collision position (L)) according to the environment of the batter player in the virtual baseball field of baseball-simulation 2) When a player is a pitcher, optimal pitching (movement of each body, baseball an AI learning unit for learning an optimal motion detection algorithm by deriving a set of parameter values for detecting a ball (B) (trajectory information); It is executed when comment request data is received from the controller, and optimal pitching / hitting information for generating optimal pitching / hitting information by using the received comment request data as input data of the optimal motion detection algorithm learned by the AI learning unit It is preferable to further include an optimum pitching/hitting information generating unit.
또한 본 발명에서 상기 AI 기반 운영서버는 코멘트정보 생성부를 더 포함하고, 상기 코멘트정보 생성부는 상기 최적 피칭/타격정보 생성부에 의해 생성된 최적 피칭/타격정보와, 상기 컨트롤러로부터 전송받은 코멘트 요청데이터를 입력받는 데이터 입력모듈; 상기 데이터 입력모듈을 통해 입력된 연습용 객체벡터정보 및 최적 피칭/타격정보를, 1)플레이어가 투수일 때, ‘플레이어의 각 신체별 움직임’, ’체중이동‘ 및 ‘구종’ 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 2)플레이어가 타자일 때, ‘플레이어의 각 신체별 움직임’, ’체중이동‘ 및 ‘배트 움직임’ 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기 설정된 카테고리별로 추출하는 카테고리별 데이터 추출모듈; 상기 카테고리별 데이터 추출모듈에 의해 추출된, 연습용 객체벡터정보 및 최적 피칭/타격정보의 동일 카테고리의 데이터들을 비교하여, 각 카테고리별 차이데이터를 검출하는 카테고리별 데이터 비교모듈; 상기 카테고리별 데이터 비교모듈에 의해 검출된 각 카테고리별 차이데이터를 그래픽, 그림, 텍스트 또는 기호를 활용하여, 시각화하는 시각화모듈; 상기 시각화모듈에 의해 시각화된 각 카테고리별 차이데이터들을 매칭시킴과 동시에 문제점 및 해결방안을 포함하는 코멘트정보를 생성한 후, 생성된 코멘트정보를 상기 컨트롤러로 전송하는 코멘트정보 생성모듈을 포함하고, 상기 체험형 야구 경기 운영시스템은 각 경기룸에 설치되는 전시단말기를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 AI 기반 운영서버로부터 전송받은 코멘트정보를 상기 전시단말기에 전시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the AI-based operation server further includes a comment information generating unit, and the comment information generating unit includes optimal pitching/hitting information generated by the optimal pitching/hitting information generating unit and comment request data transmitted from the controller. a data input module that receives input; The object vector information for practice and the optimal pitching/hitting information input through the data input module are 1) when the player is a pitcher, at least one of 'movement for each body of the player', 'weight movement' and 'type of pitch' 2) a data extraction module for each category that extracts data for each preset category including at least one of 'motion of each body of the player', 'weight movement' and 'bat movement' when the player is a batter; a data comparison module for each category that compares data of the same category of the object vector information for practice and optimal pitching/hitting information extracted by the data extraction module for each category and detects difference data for each category; a visualization module that visualizes the difference data for each category detected by the data comparison module for each category using graphics, pictures, text, or symbols; a comment information generation module for matching difference data for each category visualized by the visualization module, generating comment information including problems and solutions, and then transmitting the generated comment information to the controller; The experiential baseball game operating system preferably further includes a display terminal installed in each game room, and the controller further includes a display unit for displaying comment information received from the AI-based operation server on the display terminal.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 실제 야구경기장에 설치되는 라이다(LiDAR) 센서들을 통해 수집된 데이터를 활용하여 선수별 능력치를 생성함과 동시에 생성된 선수별 능력치를 야구-시뮬레이션에 반영하고, 체험형 야구연습장에 설치된 라이다센서들을 통해 감지된 객체의 움직임을 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영함으로써 리얼리티를 높여 체험형 야구 경기의 흥미, 현실감 및 참여도를 높일 수 있으며, 플레이어의 투구 또는 타격에 대한 코멘트 정보를 제공하여 플레이어의 야구 연습의 효율성 및 효과를 극대화시킬 수 있다.According to the present invention having the above problems and solutions, data collected through LiDAR sensors installed in an actual baseball stadium is used to generate a player's ability value and at the same time, the generated player's ability value is reflected in the baseball-simulation. And, by operating a baseball-simulation based on the movement of objects detected through lidar sensors installed in an experiential baseball driving range, it is possible to increase the interest, realism, and participation in an experiential baseball game by increasing reality, and the player's pitching or By providing comment information on batting, the efficiency and effectiveness of the player's baseball practice can be maximized.
도 1은 국내등록특허 제10-1744042호(발명의 명칭 : 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법)에 개시된 야구 연습 장치를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 2의 데이터 수집시스템을 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 4의 라이다센서들이 야구경기장에 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.
도 6은 도 4의 제어기에 적용되는 큐브를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 6의 측면도이다.
도 8은 도 4의 제어기에서 획득되는 공의 궤적에 대한 큐브별 3차원 영상을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 8의 다른 예시도이다.
도 10은 도 4의 제어기를 나타내는 블록도이다.
도 11의 (a)는 도 4의 에지영상 추출모듈에 의해 추출된 각 큐브별 에지영상을 나타내는 예시도이고, (b)는 종래의 라이다영상을 나타내는 예시도이다.
도 12는 도 4의 각 큐브별 중심라인 추출모듈에 의해 추출된 각 큐브별 중심라인을 나타내는 예시도이다.
도 13은 도 2의 체험형 야구 경기 운영시스템이 구축되는 체험형 야구연습장을 설명하기 위한 구성도이다.
도 14는 도 2의 체험형 야구 경기 운영시스템을 나타내는 블록도이다.
도 15는 도 14의 타격용 경기룸의 부속장비들을 나타내는 예시도이다.
도 16은 도 14의 피칭용 경기룸을 나타내는 예시도이다.
도 17은 도 14의 컨트롤러의 객체 검지에 활용되는 경기룸의 큐브를 설명하기 위한 정면예시도이다.
도 18은 도 17의 측면예시도이다.
도 19는 도 14의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 20은 도 19의 연습용 객체벡터정보 생성부의 일실시예를 나타내는 블록도이다.
도 21의 (a), (b)는 본 발명의 배트 및 야구공의 충돌정보를 설명하기 위한 예시도이다.
도 22는 도 19의 연습용 객체벡터정보 생성부의 제2 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 23은 도 2의 AI 기반 운영서버를 나타내는 블록도이다.
도 24는 실제 야구 경기에서, 타자의 타격이 이루어진 시점부터 타자, 투수, 야수 및 포수의 움직임 정보를 검출하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 25는 도 23의 선수별 능력치정보 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 26은 도 23의 최적 피칭/타격정보 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 27은 도 23의 코멘트정보 생성부를 나타내는 블록도이다.1 is an exemplary view showing a baseball practice device disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1744042 (Title of Invention: Sensing device and sensing method used in baseball practice device, and baseball practice device using the same and control method thereof).
2 is a configuration diagram showing an experiential baseball-simulation service system using lidar sensor and artificial intelligence, which is an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining FIG. 2 .
FIG. 4 is a configuration diagram showing the data acquisition system of FIG. 2 .
Figure 5 is an exemplary view showing the state that the lidar sensors of Figure 4 are installed in a baseball stadium.
FIG. 6 is a plan view for explaining a cube applied to the controller of FIG. 4 .
Figure 7 is a side view of Figure 6;
FIG. 8 is an exemplary diagram for explaining a 3D image for each cube of a trajectory of a ball acquired by the controller of FIG. 4 .
9 is another exemplary view of FIG. 8 .
10 is a block diagram illustrating a controller of FIG. 4 .
11(a) is an exemplary view showing an edge image for each cube extracted by the edge image extraction module of FIG. 4, and (b) is an example view showing a conventional LIDAR image.
FIG. 12 is an exemplary view showing the center line of each cube extracted by the center line extraction module for each cube of FIG. 4 .
13 is a configuration diagram for explaining an experience-type baseball practice field in which the experience-type baseball game operating system of FIG. 2 is built.
FIG. 14 is a block diagram showing the experiential baseball game management system of FIG. 2 .
15 is an exemplary view showing accessories of the batting game room of FIG. 14;
FIG. 16 is an exemplary view showing a game room for pitching in FIG. 14 .
FIG. 17 is an exemplary front view for explaining the cube of the game room used for object detection by the controller of FIG. 14 .
18 is an exemplary side view of FIG. 17;
FIG. 19 is a block diagram illustrating the controller of FIG. 14 .
FIG. 20 is a block diagram showing an embodiment of the object vector information generation unit for practice shown in FIG. 19 .
Figure 21 (a), (b) is an exemplary view for explaining the collision information of the bat and baseball of the present invention.
22 is a block diagram showing a second embodiment of the object vector information generation unit for practice shown in FIG. 19;
23 is a block diagram showing the AI-based operation server of FIG.
24 is an exemplary diagram illustrating a process of detecting motion information of a batter, a pitcher, a fielder, and a catcher from the time when a hit is made in an actual baseball game.
FIG. 25 is a block diagram showing a player-by-player ability value generation unit of FIG. 23 .
FIG. 26 is a block diagram showing the optimal pitching/hitting information generation unit of FIG. 23 .
FIG. 27 is a block diagram illustrating a comment information generation unit of FIG. 23 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예인 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2를 설명하기 위한 개념도이다.2 is an experiential baseball using an embodiment of the present invention lidar sensor and artificial intelligence - a configuration diagram showing a simulation service system, Figure 3 is a conceptual diagram for explaining FIG.
본 발명의 일실시예인 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템(1)은 실제 야구경기장에 설치되는 라이다(LiDAR) 센서들을 통해 수집된 데이터를 활용하여 인공지능을 학습함과 동시에 체험형 야구연습장의 라이다 센서들을 통해 수집된 객체벡터정보를 야구-시뮬레이션에 반영함으로써 리얼리티를 높여 체험형 야구 경기의 흥미, 현실감 및 참여도를 높일 수 있으며, 플레이어의 투구 또는 타격에 대한 코멘트 정보를 제공하여 플레이어의 야구 연습의 효율성 및 효과를 극대화시키기 위한 것이다.An experiential baseball-simulation service system (1) using lidar sensor and artificial intelligence, which is an embodiment of the present invention, learns artificial intelligence by using data collected through LiDAR sensors installed in actual baseball stadiums. At the same time, by reflecting the object vector information collected through LiDAR sensors of the experiential baseball driving range in the baseball-simulation, it is possible to increase the interest, realism, and participation in the experiential baseball game by increasing the reality, and to improve the player's pitching or batting. This is to maximize the efficiency and effect of the player's baseball practice by providing comment information.
또한 본 발명의 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 실제 야구선수들의 야구 경기가 이루어지는 야구경기장(800)들에 각각 설치되는 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들과, 플레이어에게 야구-시뮬레이션 및 체험형 야구 경기 서비스를 제공하는 체험형 야구연습장(900)들에 각각 설치되는 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들과, 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들 및 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들의 동작을 관리 및 제어하는 AI 기반 운영서버(3)와, 통신망(10)으로 이루어진다.In addition, the experiential baseball-
통신망(10)은 AI 기반 운영서버(3), 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들 및 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들 사이의 데이터 이동경로를 제공하며, 상세하게로는 광역 통신망(WAN) 등의 유무선 네트워크-망, 3G, 4G, 5G, LTE 등으로 구성될 수 있다.The
데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들은 실제 야구경기장(800)들 각각에 구축된다.Data collection systems 5-1, ..., (5-N) are built in each of the
또한 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들은 해당 야구경기장(800)에 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치되어 라이다신호를 송수신하는 라이다(LiDAR) 센서들과, 라이다 센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여 기 설정된 큐브(S1)별로 라이다영상을 생성한 후, 생성된 라이다영상을 AI 기반 운영서버(3)로 전송하는 제어기로 이루어진다.In addition, the data collection systems 5-1, ..., (5-N) are LiDAR sensors installed at intervals in the
체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들은 플레이어에게 야구-시뮬레이션 및 체험형 야구 경기 서비스를 제공하는 체험형 야구연습장(900)들 각각에 구축된다.The experiential baseball game operating systems 7-1, ..., and 7-N are built in each of the experiential baseball driving ranges 900 that provide baseball-simulation and experiential baseball game services to players.
이때 체험형 야구연습장(900)은 플레이어의 피칭 또는 타격이 이루어지는 공간을 제공하는 복수개의 경기룸들을 구비한다.At this time, the experience-type
또한 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들은 각 경기룸에 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치되어 라이다신호를 송수신하는 라이다 센서들과, 각 경기룸의 야구-시뮬레이션을 운영함과 동시에 라이다 센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여 객체벡터정보를 생성한 후, 생성된 객체벡터정보를 해당 경기룸의 야구-시뮬레이션에 반영하되, 생성된 객체벡터정보를 AI 기반 운영서버(3)로 전송하는 컨트롤러로 이루어진다.In addition, the experiential baseball game operating systems (7-1), ..., (7-N) are installed at intervals in the horizontal and vertical directions in each game room, and lidar sensors that transmit and receive lidar signals, and each After operating the baseball-simulation of the game room and scanning the lidar signals transmitted and received by lidar sensors to generate object vector information, the generated object vector information is reflected in the baseball-simulation of the game room, It consists of a controller that transmits the generated object vector information to the AI-based operating server (3).
AI 기반 운영서버(3)는 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들 및 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들의 동작을 관리 및 제어한다.The AI-based
이하, 도 4 내지 25를 참조하여 본 발명의 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들, 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들 및 AI 기반 운영서버(3)에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 25, the data collection system 5-1, ..., (5-N) of the present invention, the experiential baseball game operating system 7-1, ..., (7 -N) and a detailed description of the AI-based
- 데이터 수집시스템- Data collection system
도 4는 도 2의 데이터 수집시스템을 나타내는 구성도이고, 도 5는 도 4의 라이다센서들이 야구경기장에 설치된 모습을 나타내는 예시도이고, 도 6은 도 4의 제어기에 적용되는 큐브를 설명하기 위한 평면도이고, 도 7은 도 6의 측면도이다.4 is a configuration diagram showing the data collection system of FIG. 2, FIG. 5 is an exemplary diagram showing how the lidar sensors of FIG. 4 are installed in a baseball stadium, and FIG. 6 is a diagram for explaining a cube applied to the controller of FIG. It is a plan view for, and FIG. 7 is a side view of FIG.
데이터 수집시스템(5)은 도 4에 도시된 바와 같이, 실제 야구선수들의 야구 경기가 이루어지는 야구경기장(800)에 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치되어 라이다(LiDAR) 신호를 송출한 후, 반사되는 신호를 수신 받는 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들과, 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들에 의해 송수신된 라이다신호를 분석하여 기 설정된 큐브(S1) 별로 객체(선수, 야구공 및 배트)의 에지영상을 획득하는 제어기(51)로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the
라이다센서(53-1), ..., (53-N)들은 야구경기장(800)의 수평 및 수직 방향으로 서로 이격되게 설치되어 라이다(LiDAR) 신호를 송출한 후, 반사되는 신호를 수신 받는다.LiDAR sensors 53-1, ..., (53-N) are installed apart from each other in the horizontal and vertical directions of the
이때 라이다(LiDAR, Light Detection And Ranging)는 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정하며, 극초단파를 이용하여 대상물까지의 왕복 시간을 관측하여 거리를 구하는 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하는 레이다와 달리 빛을 이용한다는 차이가 있으며, 이러한 점에서 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다.At this time, LiDAR (Light Detection And Ranging) fires a laser and measures the distance, concentration, speed, shape, etc. of the object to be measured from the return time, intensity, frequency change, and polarization state change of the scattered or reflected laser. It is similar to RADAR (Radio Detection And Ranging), which measures the properties and calculates the distance by observing the round-trip time to the object using microwaves, but has a difference in that it uses light, unlike radar that uses radio waves. It is also called 'imaging radar'.
또한 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들에 의해 송수신된 라이다신호 정보는 제어기(51)로 전송된다.In addition, lidar signal information transmitted and received by the lidar sensors 53-1, ..., 53-N is transmitted to the
제어기(51)는 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여 빛이 반사되는 지점을 활용하여 3차원 모델링 영상인 라이다영상을 획득한다.The
또한 제어기(51)는 도 6과 7에 도시된 바와 같이, 기 설정된 큐브(S1)들 각각의 위치정보를 활용하여, 큐브(S1)별로 객체의 라이다영상을 획득한다.In addition, as shown in FIGS. 6 and 7 , the
이때 큐브(S1)들은 야구경기장(800)을 수평방향의 길이방향으로 형성되되, 폭방향으로 서로 이격되는 제1 수평가상선들(L11)과, 수평방향의 폭방향으로 형성되되, 길이방향으로 서로 이격되는 제2 수평가상선(L12)들과, 수직방향으로 형성되되, 폭 및 길이 방향으로 서로 이격되는 수직 가상선(L2)들로 분할하였을 때, 분할되는 세그먼트(Segment)들을 의미한다.At this time, the cubes S1 are formed in the
즉 제어기(51)는 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여 라이다영상을 획득함과 동시에 획득된 라이다영상의 위치정보와 각 큐브(S1)의 위치정보를 활용하여, 각 큐브(S1) 별 라이다영상을 획득하고, 이에 따라 큐브(S1) 별로 분할하여 야구선수, 야구공(B) 및 배트의 움직임, 물리적특성을 정밀하고 신속하게 트래킹 할 수 있게 된다.That is, the
도 8은 도 4의 제어기에서 획득되는 공의 궤적에 대한 큐브별 3차원 영상을 설명하기 위한 예시도이고, 도 9는 도 8의 다른 예시도이다.FIG. 8 is an exemplary diagram for explaining a 3D image for each cube of a trajectory of a ball obtained from the controller of FIG. 4 , and FIG. 9 is another exemplary diagram of FIG. 8 .
일반적으로, 실제 투수는 투구 시, 공을 잡는 손가락의 위치, 수량 및 형상과, 손목의 스냅 세기 및 방향, 팔의 휘두름 세기 및 방향 등의 다양한 변수에 따라 공의 구종, 속도 및 방향이 각기 다르게 구분되고, 이러한 공의 구종, 속도 및 방향에 따라 공의 다양한 궤적이 형성되게 된다.In general, when a pitcher throws the ball, the type, speed and direction of the ball are different depending on various variables such as the position, quantity and shape of the fingers that catch the ball, the strength and direction of the snap of the wrist, and the strength and direction of the swing of the arm. It is classified, and various trajectories of the ball are formed according to the ball type, speed, and direction of the ball.
그러나 종래에는 야구공(B)의 최초 위치(가)와 최종 위치(나)만을 활용하여 공의 궤적을 검출하기 때문에 공의 최초 위치 및 최종 위치를 연결한 선(L)으로 공의 궤적을 검출하여 실제 공의 궤적을 정확하게 반영하지 못하여 정확성 및 정밀도가 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.However, conventionally, since the trajectory of the ball is detected using only the initial position (A) and final position (B) of the baseball (B), the line (L) connecting the initial position and final position of the ball is used to detect the ball's trajectory As a result, the trajectory of the actual ball cannot be accurately reflected, resulting in significantly lowered accuracy and precision.
본원 발명은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 것으로서, 본 발명의 제어기(51)는 각 큐브(S1) 별로 객체(선수, 배트 또는 야구공)의 라이다영상을 획득함으로써 각 큐브(S1) 별로 객체에 대한 정밀한 트래킹(Tracking)이 가능하여, 야구공의 구종, 속도 및 방향에 따른 다양한 야구공의 궤적을 정밀하게 트래킹 할 수 있게 된다.The present invention can solve this problem, and the
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 투수가 커브 구종으로 투구를 할 때, 종래에는 단순히 공의 최초 위치(가)와 최종 위치(나)를 연결한 선(L)을 공의 궤적으로 검출하게 되나, 본 발명의 제어기(51)는 각 큐브별로 분할하여 객체를 감지할 수 있기 때문에 a -> b -> c -> d -> e의 순서로 공의 궤적을 정밀하게 검출할 수 있게 된다.For example, as shown in FIG. 8, when a pitcher pitches a curve pitch, conventionally, a line L connecting the initial position (A) and the final position (B) of the ball is simply used as the trajectory of the ball. However, since the
다른 예로 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 타자의 타격이 이루어질 때, 공 객체를 포함하는 큐브(S11 ~ S15)들을 검출한 후, 검출된 각 큐브의 위치정보와 큐브 내 위치좌표(x, y , z)를 활용하여 공의 궤적을 A -> B -> C -> D -> E로 정확하게 트래킹 할 수 있게 된다.As another example, as shown in FIG. 9, after detecting the cubes (S11 to S15) including the ball object when a hitter is hit, the positional information of each detected cube and the positional coordinates (x, By using y and z), the trajectory of the ball can be accurately tracked from A -> B -> C -> D -> E.
다시 말하면, 본원 발명은 야구경기장(800)의 전방, 측부 및 상부에 복수개의 라이다(LiDAR) 센서(53-1), ..., (53-N)들을 설치함과 동시에 제어기(51)가 야구경기장을 수직방향으로 연결한 수직가상선(L2)들과 수평방향으로 연결한 수평가상선(L1)들에 의해 분할되는 큐브(S1)들을 활용하여, 각 큐브(S1) 별로 라이다영상을 획득할 수 있게 된다.In other words, the present invention installs a plurality of LiDAR sensors 53-1, ..., (53-N) on the front, side and top of the
또한 제어기(51)는 각 큐브(S1)별 라이다영상이 생성되면, 생성된 라이다영상을 분석하여 객체(선수, 배트 및 야구공)의 에지영상을 추출한 후, 추출된 에지영상으로부터 객체의 중심라인을 형성하는 중심라인을 검출한다.In addition, when the lidar image for each cube S1 is generated, the
도 10은 도 4의 제어기를 나타내는 블록도이고, 도 11의 (a)는 도 4의 에지영상 추출모듈에 의해 추출된 각 큐브별 에지영상을 나타내는 예시도이고, (b)는 종래의 라이다영상을 나타내는 예시도이고, 도 12는 도 4의 각 큐브별 중심라인 추출모듈에 의해 추출된 각 큐브별 중심라인을 나타내는 예시도이다.FIG. 10 is a block diagram showing the controller of FIG. 4, FIG. 11 (a) is an exemplary view showing an edge image for each cube extracted by the edge image extraction module of FIG. 4, and (b) is a conventional lidar. FIG. 12 is an example view showing a center line for each cube extracted by the center line extraction module for each cube in FIG. 4 .
제어기(51)는 도 10에 도시된 바와 같이, 제어모듈(511)과, 메모리(512), 데이터 송수신모듈(513), 라이다신호 스캐닝모듈(514), 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515), 각 큐브별 중심라인 추출모듈(516), 데이터 수집모듈(517)로 이루어진다.As shown in FIG. 10, the
제어모듈(511)은 제어기(51)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(512), (513), (514), (515), (516), (517)들을 관리 및 제어한다.The
또한 제어모듈(511)은 데이터 송수신모듈(513)을 통해 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들로부터 수신 받은 라이다신호 정보를 라이다신호 스캐닝모듈(514)로 출력한다.In addition, the
메모리(512)에는 각 라이다센서(53)의 설치 위치정보와, 기 설정된 각 큐브별 위치정보가 기 설정되어 저장된다.In the
또한 메모리(512)에는 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)에 의해 생성된 각 큐브별 에지영상이 임시 저장된다.In addition, the
또한 메모리(512)에는 각 큐브별 중심라인 추출모듈(516)에 의해 생성된 각 큐브별 중심라인 정보가 임시 저장된다.In addition, center line information for each cube generated by the center
데이터 송수신모듈(513)은 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들 및 AI 기반 운영서버(3)와 데이터를 송수신한다.The data transmission/
라이다신호 스캐닝모듈(514)은 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝함과 동시에 기 설정된 큐브(C1)들 각각의 위치정보를 활용하여, 도 11의 (b)의 큐브(C1)별 라이다영상(800)을 획득한다.The lidar
이때 라이다신호 스캐닝모듈(514)에 의해 획득된 큐브(C1)별 라이다영상(800)은 제어모듈(511)의 제어에 따라 메모리(512)에 임시 저장됨과 동시에 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)로 입력된다.At this time, the
각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)은 라이다신호 스캐닝모듈(514)에 의해 획득된 도 11의 (b)의 큐블(C1)별 라이다영상(800)에 대하여, 에지를 검출하기 위한 목적으로 통상적으로 사용되는 소벨필터를 적용하여 픽셀의 변화율이 임계치 이상인 픽셀을 검출하여 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 에지라인으로 이루어지는 각 큐브별 에지영상(810)을 추출한다.The purpose of the edge
이때 제어기(51)가 도 11의 (a)의 큐브별 에지영상(810)은 생성하지 않고, 도 11의 (b)의 큐브별 라이다영상(800)만을 생성한다고 가정할 때, 해당 큐브별 라이다영상(800)은 다수의 에지(경계선)들로 이루어지기 때문에 데이터 처리량이 과도하게 증가하게 되나, 본 발명에서는 제어기(51)의 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)이 도 11의 (a)에서와 같이, 임계치 이상의 변화율을 갖는 에지들만으로 이루어지는 큐브별 에지영상(810)을 생성함으로써 연산처리량을 현저히 절감시켜 연산처리 효율성을 극대화시킬 수 있게 된다.At this time, assuming that the
이때 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)에 의해 생성된 각 큐브별 에지영상(810)들은 제어모듈(511)의 제어에 따라 메모리(512)에 임시 저장됨과 동시에 각 큐브별 중심라인 추출모듈(516) 및 데이터 수집모듈(517)로 입력된다.At this time, the
각 큐브별 중심라인 추출모듈(516)은 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)에 의해 추출된 각 큐브별 에지영상(810)으로부터 객체의 중심라인(101~105)을 추출한다.The center
이때 중심라인(101~105)은 도 12에 도시된 바와 같이, 객체의 에지라인과 일정간격으로 균등하게 형성되는 수평선들의 교점의 중간값 픽셀을 연결하는 선을 의미한다.In this case, as shown in FIG. 12 , the center lines 101 to 105 refer to lines connecting median pixels of intersections of horizontal lines equally formed at regular intervals with the edge line of the object.
이러한 각 큐브별 중심라인(101~105) 정보는 후술되는 AI 기반 운영서버(3)에서, 감지된 객체가 야구선수일 때, 야구선수 객체의 머리(A), 손(B, C), 발(D, E)의 위치 결정에 활용된다.The central line (101 to 105) information for each cube is stored in the AI-based operating server (3), which will be described later, when the detected object is a baseball player, the head (A), hands (B, C), and feet of the baseball player object. It is used to determine the location of (D, E).
또한 각 큐브별 에지영상 추출모듈(516)에 의해 추출된 각 큐브별 중심라인 정보는 제어모듈(511)의 제어에 따라 메모리(512)에 임시 저장됨과 동시에 데이터 수집모듈(517)로 입력된다.In addition, center line information for each cube extracted by the edge
데이터 수집모듈(517)은 각 큐브별 에지영상 추출모듈(515)에 의해 획득된 각 큐브별 에지영상(810)과, 각 큐브별 중심라인 추출모듈(516)에 의해 추출된 각 큐브별 중심라인 정보와, 기 설정된 각 큐브(C1)의 위치정보와, 기타 부가정보(야구경기장 위치 및 식별정보, 제어기 식별정보 등)를 수집한 후, 이들을 매칭시켜 수집데이터를 생성한다.The
이때 데이터 수집모듈(517)에 의해 생성된 수집데이터는 제어모듈(511)의 제어에 따라 데이터 송수신모듈(513)을 통해 AI 기반 운영서버(3)로 전송된다.At this time, the collected data generated by the
이와 같이 본 발명의 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들은 실제 야구선수들의 야구경기가 이루어지는 야구경기장(800)들 각각에 구축되어, 라이다센서(53-1), ..., (53-N)들을 활용하여 기 설정된 큐브(S1)별로 객체를 감지하도록 구성됨으로써 AI 기반 운영서버(3)에서 세밀하고 정확한 객체 트래밍 및 물리적 특성을 획득할 수 있게 된다.In this way, the data collection systems 5-1, ..., (5-N) of the present invention are built in each of the
- 체험형 야구 경기 운영시스템- Experiential baseball game management system
도 13은 도 2의 체험형 야구 경기 운영시스템이 구축되는 체험형 야구연습장을 설명하기 위한 구성도이다.13 is a configuration diagram for explaining an experience-type baseball practice field in which the experience-type baseball game operating system of FIG. 2 is built.
본 발명의 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들은 플레이어에게 야구-시뮬레이션, 체험형 야구 경기 및 티칭 서비스를 제공하기 위한 야구연습장(900)들 각각에 구축된다.The experiential baseball game operating system (7-1), ..., (7-N) of the present invention is provided to each of the baseball driving ranges (900) for providing baseball-simulation, experiential baseball game, and teaching services to players. is built
이때 체험형 야구연습장(900)에는 플레이어에게 가상의 체험형 야구경기 및 야구-시뮬레이션을 제공하기 위한 소정의 공간인 다수의 경기룸들이 구비되며, 상세하게로는 도 13에 도시된 바와 같이, 1)플레이어에게 타자 기반의 체험형 야구 경기 및 야구 시뮬레이션을 제공하기 위한 타격용 경기룸(910-1), ..., (910-N)들과, 2)플레이어에게 투수 기반의 체험형 야구 경기 및 야구 시뮬레이션을 제공하기 위한 피칭용 경기룸(920-1), ..., (920-N)들을 구비한다.At this time, the experiential
즉 체험형 야구연습장(900)을 방문한 방문객(이하 플레이어라고 함)은, 체험형 야구 경기를 체험하고자 하는 타입(타자 또는 투수)에 따라 타격용 경기룸(910)이나 피칭용 경기룸(920) 중 어느 하나를 선택하여 자신이 원하는 타입의 체험형 야구 경기를 즐길 수 있게 된다.That is, visitors (hereinafter referred to as players) who visit the experiential
도 14는 도 2의 체험형 야구 경기 운영시스템을 나타내는 블록도이다.FIG. 14 is a block diagram showing the experiential baseball game management system of FIG. 2 .
체험형 야구 경기 운영시스템(7)은 도 14에 도시된 바와 같이, 각 타석용 경기룸(910)에 설치되는 부속장비들과, 각 피칭용 경기룸(920)에 설치되는 부속장비들을 포함한다.As shown in FIG. 14, the experiential baseball
이때 각 타석용 경기룸(910)에 설치되는 부속장비는 컨트롤러(71)와, 라이다센서(72)들, 피칭장치(73), 전시단말기(74), 스크린(75), 영상출력장치(76)로 이루어지고, 각 피칭용 경기룸(920)에 설치되는 부속장비는 컨트롤러(71)와, 라이다센서(72)들, 전시단말기(74), 스크린(75), 영상출력장치(76)로 이루어진다.At this time, the auxiliary equipment installed in the
도 15는 도 14의 타격용 경기룸의 부속장비들을 나타내는 예시도이다.15 is an exemplary view showing accessories of the batting game room of FIG. 14;
도 15의 타격용 경기룸(910)은 플레이어에게 타자기반의 체험형 야구 경기 및 야구-시뮬레이션 서비스를 제공함과 동시에 플레이어의 타격에 대한 티칭 서비스를 제공하기 위한 경기룸이다.The
또한 타격용 경기룸(910)에는 다음의 부속장비들이 설치된다.In addition, the following accessories are installed in the
타격용 경기룸(910)의 부속장비로는 도 13과 15에 도시된 바와 같이, 타격용 경기룸(910)의 상부 및 측부에 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치되어 라이다(LiDAR) 신호를 송출한 후, 반사되는 신호를 수신 받는 라이다센서(72)들과, 타격용 경기룸(910)의 전방에 수직 설치되어 영상출력장치(76)로부터 출력된 야구-시뮬레이션 영상을 전시하는 스크린(75)과, 타격용 경기룸(910)의 천장에 설치되어 스크린(75)으로 야구-시뮬레이션 영상을 투영하는 영상출력장치(76)와, 타석(911)과 인접한 위치에 설치되어 플레이어(P)의 타격에 대한 코멘트정보가 전시되는 전시단말기(74)와, 스크린(75)의 중앙 및 전방에 배치되어 타석(911)을 향하여 야구공(B)을 투척하는 피칭장치(73)와, 전술하였던 구성수단(72), (73), (74), (75), (76)의 동작을 관리 및 제어하는 컨트롤러(71)로 이루어진다.As shown in FIGS. 13 and 15, the accessory equipment of the
라이다센서(72)들은 타격용 경기룸(910)의 상부 및 측부에 수평 및 수직방향으로 간격을 두고 설치된다.The
또한 라이다센서(72)들은 타격용 경기룸(910)으로 라이다신호를 송출한 후, 반사되는 신호를 수신 받는다.In addition, the
또한 라이다센서(72)들은 송수신된 라이다신호 정보를 컨트롤러(71)로 전송한다.In addition, the
즉 본 발명의 타격용 경기룸(910)에는 라이다센서(72)들이 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치됨으로써 컨트롤러(71)는 플레이어(타자), 배트 및 야구공(B)의 물리적 특성을 큐브(C2)별로 분할하여 정밀하게 검출할 수 있게 된다.That is, since
스크린(75)은 타석(911)의 전방에 설치되어 영상출력장치(76)로부터 투영된 야구-시뮬레이션 영상을 전시하는 장치이다.The
영상출력장치(76)는 컨트롤러(71)의 제어에 따라, 스크린(75)으로 야구-시뮬레이션 영상을 투영하는 장치이다.The
피칭장치(73)는 스크린(75)의 중앙에 배치되며, 야구공(B)을 타석(911)을 향하여 투척하는 장치이다. 이때 상세하게로는 스크린(75)의 중앙에는 피칭장치(73)로부터 투척된 야구공(B)을 통과시키기 위한 투척공(미도시)이 형성되어 피칭장치(73)로부터 투척된 야구공(B)은 스크린(75)의 투척공을 통과하여 타석(911)을 향하여 이동하게 된다.The pitching
또한 피칭장치(73)는 도면에는 도시되지 았았으나, 투척 시, 야구공(B)의 회전, 방향 및 속도를 제어하기 위한 투척 제어수단(미도시)을 포함하고, 이에 따라 피칭장치(73)는 컨트롤러(71)로부터 피칭-제어데이터(스크라이크존 위치, 속도, 회전 등을 포함)를 전송받으면, 전송받은 피칭-제어데이터에 따라 야구공(B)이 투척되도록 투척 제어수단을 제어함으로써 플레이어가 다양한 구종의 야구공(B)에 대한 타격을 경험할 수 있게 된다.In addition, although not shown in the drawings, the pitching
전시단말기(74)는 타격용 경기룸(910)의 타석과 인접한 위치에 설치되되, 피칭장치(73) 또는 플레이어 타격 시, 야구공(B)과 최대한 충돌이 이루어지지 않는 위치에 설치되거나 별도의 보호수단에 장착되는 것이 바람직하다.The
컨트롤러(71)는 해당 타격용 경기룸(910)의 구성수단(72), (73), (74), (75), (76)들의 동작을 관리 및 제어한다.The
또한 컨트롤러(71)는 해당 타격용 경기룸(910)의 라이다센서(72)들로부터 송수신된 라이다신호 정보를 전송받으면, 전술하였던 도 10의 제어기(51)와 동일한 방식으로, 전송받은 라이다신호 정보를 스캐닝하여 큐브(C2)별 라이다영상을 생성한 후, 큐브(C2)별 에지영상 및 큐브(C2)별 중심라인을 추출한다.In addition, when the
또한 컨트롤러(71)는 큐브(C2)별 에지영상의 생성과 큐브(C2)별 중심라인 정보가 추출되면, 이들을 활용하여 객체(플레이어, 배트 및 야구공(B))의 움직임과 물리적 특성인 객체벡터정보를 검출하며, 검출된 객체벡터정보를 야구-시뮬레이션 프로그램에 반영하여 플레이어의 타격에 따른 결과가 야구-시뮬레이션에 반영되도록 한다.In addition, when the edge image for each cube C2 is generated and the center line information for each cube C2 is extracted, the
또한 컨트롤러(71)는 객체벡터정보가 검출되면, 검출된 객체벡터정보와, 야구-시뮬레이션의 환경정보를 매칭시킨 코멘트 요청데이터를 생성한 후, 생성된 코멘트 요청데이터를 AI 기반 운영서버(3)로 전송하고, AI 기반 운영서버(3)로부터 코멘트정보를 전송받으면, 전송받은 코멘트정보를 전시단말기(74)로 전송하여 전시단말기(74)에서 해당 플레이어의 타격에 대한 코멘트정보가 전시되도록 한다.In addition, when the object vector information is detected, the
이때 환경정보라고 함은, 야구-시뮬레이션 상에 있어서, 현재 스코어, 현재 볼카운팅, 주루상황, 수비위치 등을 포함한다.At this time, the environmental information includes the current score, current ball counting, running situation, defensive position, etc. in the baseball-simulation.
도 16은 도 14의 피칭용 경기룸을 나타내는 예시도이다.FIG. 16 is an exemplary view showing a game room for pitching in FIG. 14 .
도 16의 피칭용 경기룸(920)은 플레이어에게 투수기반의 체험형 야구 경기 및 야구-시뮬레이션 서비스를 제공함과 동시에 플레이어의 피칭에 대한 티칭 서비스를 제공하기 위한 경기룸이다.The
또한 피칭용 경기룸(920)에는 다음의 부속장비들이 설치된다.In addition, the following accessories are installed in the
피칭용 경기룸(920)의 부속장비로는 도 16에 도시된 바와 같이, 전술하였던 도 15의 타격용 경기룸(910)과 동일한 동작을 수행하는 컨트롤러(71), 라이다센서(72)들, 전시단말기(74), 스크린(75), 영상출력장치(76)를 포함한다.As shown in FIG. 16, accessories of the
즉 피칭용 경기룸(920)에는 타격용 경기룸(910)의 부속장비들 중 피칭장치(73)를 제외한 부속장비들이 동일하게 설치된다.That is, in the
또한 피칭용 경기룸(920)의 스크린(75)에는 타자기반의 야구-시뮬레이션 영상이 아닌 투수기반의 야구-시뮬레이션 영상이 전시된다.In addition, pitcher-based baseball-simulation images, not batter-based baseball-simulation images, are displayed on the
도 17은 도 14의 컨트롤러의 객체 검지에 활용되는 경기룸의 큐브를 설명하기 위한 정면예시도이고, 도 18은 도 17의 측면예시도이다.FIG. 17 is an exemplary front view for explaining a cube of the game room used for object detection by the controller of FIG. 14 , and FIG. 18 is an exemplary side view of FIG. 17 .
본 발명의 컨트롤러(71)는 각 경기룸의 라이다센서(72)들로부터 송수신된 라이다신호 정보를 전송받으면, 전송받은 라이다신호를 스캐닝하여 라이다영상을 획득하되, 도 17과 18에 도시된 바와 같이, 경기룸을 복수개로 분할하여 큐브(C2)별 라이다영상을 획득하게 된다.When the
이때 큐브(C2)들은 경기룸을 수직 및 수평 방향으로 분할한 세그먼트(Segment)들을 의미한다.At this time, the cubes (C2) mean segments (Segments) that divided the competition room in the vertical and horizontal directions.
또한 컨트롤러(71)는 라이다센서(72)들에 의한 큐브(C2)별 라이다영상이 생성되면, 생성된 큐브(C2)별 라이다영상들을 분석하여 객체(플레이어, 배트 및 야구공)의 객체벡터정보(움직임, 궤적, 물리적 특성 등)를 검출하며, 상세하게로는 1)플레이어의 움직임(각 신체의 움직임 및 속도, 체중이동 등)과, 2)배트의 움직임(회전궤도, 속도, 배트 및 야구공의 접촉 위치 등), 3)경기룸 내에서의 야구공(B)의 궤적(이동방향, 속도, 회전, 궤적 등)을 검출한다.In addition, when the lidar images for each cube C2 are generated by the
도 19는 도 14의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.FIG. 19 is a block diagram illustrating the controller of FIG. 14 .
컨트롤러(71)는 도 19에 도시된 바와 같이, 제어부(710)와, 메모리(711), 데이터 송수신부(712), 야구-시뮬레이션 운영부(713), 연습용 객체벡터정보 생성부(715), 코멘트정보 요청부(716), 디스플레이부(717)로 이루어진다.As shown in FIG. 19, the
제어부(710)는 컨트롤러(71)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(711), (712), (713), (715), (716), (717)들의 동작을 관리 및 제어한다.The
또한 제어부(710)는 데이터 송수신부(712)를 통해 라이다센서(72)들로부터 라이다신호 정보를 수신 받으면, 수신 받은 라이다신호 정보를 연습용 객체벡터정보 생성부(715)로 입력한다.In addition, when the
또한 제어부(710)는 연습용 객체벡터정보 생성부(715)에 의해 연습용 객체벡터정보가 생성되면, 생성된 연습용 객체벡터정보를 야구-시뮬레이션 운영부(713) 및 코멘트정보 요청부(716)로 입력한다.In addition, when the object vector information for practice is generated by the object vector
또한 제어부(710)는 코멘트정보 요청부(716)에 의해 코멘트 요청데이터가 생성되면, 생성된 코멘트 요청데이터가 AI 기반 운영서버(3)로 전송되도록 데이터 송수신부(712)를 제어한다.In addition, when comment request data is generated by the comment
또한 제어부(710)는 데이터 송수신부(712)를 통해 AI 기반 운영서버(3)로부터 코멘트정보를 전송받으면, 전송받은 코멘트정보를 전시단말기(74)로 전송하여 해당 전시단말기(74)에서 해당 플레이어의 피칭 또는 타격에 대한 코멘트정보가 디스플레이 되도록 한다.In addition, when receiving comment information from the AI-based
메모리(711)에는 라이다센서(72)들 각각의 설치 위치정보와, 기 설정된 큐브(C2)들 각각의 위치정보가 기 설정되어 저장된다.In the
또한 메모리(711)에는 후술되는 도 20의 연습용 객체벡터정보 생성부(715)에 의해 생성된 큐브(C2)별 라이다영상들과 큐브(C2)별 에지영상들, 큐브(C2)별 중심라인 정보, 연습용 객체벡터정보가 임시 저장된다.In addition, the
또한 메모리(711)에는 기 제작된 야구-시뮬레이션 프로그램이 저장된다. In addition, a pre-made baseball-simulation program is stored in the
이때 야구-시뮬레이션 프로그램은 실제 경기장을 모의화한 가상경기장을 기반으로 야구 경기를 진행하되, 연습용 객체벡터정보가 입력되면, 기 설정된 계산식 또는 계산테이블을 이용하여 입력된 연습용 객체벡터정보를 분석하여 1)플레이어가 타자일 때, 타격결과(헛스윙, 1루타, 2루타, 홈런 등), 타격으로 인한 야구공(B)의 착지지점 및 이동정보, 타플레이어의 움직임정보 등을 포함하는 시뮬레이션 결과정보를 검출하며, 검출된 시뮬레이션 결과정보를 백그라운드 영상에 반영하여 야구-시뮬레이션 영상을 생성하며, 2)플레이어가 투수일 때, 피칭되는 야구공(B)의 물리적특성, 피칭된 야구공(B)의 스트라이크-존의 위치정보, 타자의 타격결과(헛스윙, 1루타, 2루타, 홈런, 파울 등), 타플레이어의 움직임정보 등을 포함하는 시뮬레이션 결과정보를 검출하며, 검출된 시뮬레이션 결과정보를 백그라운드 영상에 반영하여 야구-시뮬레이션 영상을 생성한다.At this time, the baseball-simulation program proceeds with a baseball game based on a virtual stadium simulating a real stadium, but when object vector information for practice is input, it analyzes the input object vector information for practice using a preset calculation formula or calculation table to obtain 1 ) When a player is a batter, simulation result information including batting results (missing swing, single base hit, double hit, home run, etc.), landing point and movement information of baseball (B) due to hitting, movement information of other players, etc. Detects and reflects the detected simulation result information to the background image to generate a baseball-simulation image, 2) When the player is a pitcher, the physical characteristics of the pitched baseball (B), the pitched baseball (B) Detects simulation result information including location information of the strike-zone, batting results (miss swing, single, double hit, home run, foul, etc.), motion information of other players, etc., and sends the detected simulation result information to the background It is reflected on the image to create a baseball-simulation image.
데이터 송수신부(712)는 AI 기반 운영서버(3)와 데이터를 송수신한다.The
야구-시뮬레이션 운영부(713)는 기 설정된 주기마다 AI 기반 운영서버(3)와 연동하여, 야구-시뮬레이션 프로그램의 업데이트를 수행한다.The baseball-
이때 AI 기반 운영서버(3)는 데이터 수집시스템(800)들에 의해 수집된 데이터를 분석하여 선수별 능력치정보를 생성한 후, 생성된 선수별 능력치정보를 야구-시뮬레이션 프로그램에 반영되도록 야구-시뮬레이션 프로그램을 주기마다 업데이트 함으로써 실제 야구선수의 움직임, 실제 배트의 움직임, 실제 야구공(B)의 궤적 등이 야구-시뮬레이션 프로그램에 반영되어 야구-시뮬레이션의 리얼리티 및 사실감을 극대화시킬 수 있다.At this time, the AI-based
즉 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 주기마다 AI 기반 운영서버(3)와 연동하여 야구-시뮬레이션 프로그램의 업데이트를 수행한다.That is, the baseball-
또한 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 해당 경기룸의 플레이어로부터 야구-시뮬레이션 서비스를 요청받을 때 실행되며, 기 제작된 야구-시뮬레이션을 기반으로 야구-시뮬레이션 경기를 운영한다.In addition, the baseball-
이때 야구-시뮬레이션 운영부(713)의 야구-시뮬레이션 프로그램은 실제 경기장을 모의화한 가상경기장을 기반으로 야구 경기를 진행하며, 실시간으로 야구-시뮬레이션 영상을 생성한다. 이때 생성된 야구-시뮬레이션 영상은 제어부(710)의 제어에 따라 데이터 송수신부(712)를 통해 영상출력장치(76)로 전송되어 스크린(75)에 투영되게 된다.At this time, the baseball-simulation program of the baseball-
또한 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 플레이어가 ‘타자’일 때, 타자기반의 야구-시뮬레이션 영상을 제공하되, 영상 내 투수객체의 움직임과 피칭장치(73)를 연동하여 야구공(B)의 투척이 이루어지도록 한다.In addition, the baseball-
즉 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 플레이어가 ‘타자’일 때, 야구-시뮬레이션 상의 투수객체의 피칭이 준비되는 시점에, 야구-시뮬레이션 프로그램으로부터 다음 피칭에 대한 속도, 회전, 구종, 스트라이크존 위치 등을 입력받으며, 이들을 매칭시켜 피칭-제어데이터를 생성한다. 이때 생성된 피칭-제어데이터는 제어부(710)의 제어에 따라 피칭장치(73)로 전송되고, 피칭장치(73)는 전송받은 피칭-제어데이터에 따라 야구공(B)을 투척한다.That is, the baseball-
또한 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 연습용 객체벡터정보 생성부(715)로부터 연습용 객체벡터정보를 입력받으면, 입력된 연습용 객체벡터정보를 야구-시뮬레이션 프로그램으로 입력하고, 야구-시뮬레이션 프로그램은 입력된 연습용 객체벡터정보를 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영한 후, 가상 야구장 상에서의 입력된 연습용 객체벡터정보에 따른 피칭결과 또는 타격결과를 검출한다.In addition, when the baseball-
이때 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 야구-시뮬레이션으로부터 결과정보(피칭결과 또는 타격결과)를 추출한 후, 추출된 결과정보를 코멘트정보 요청부(716)로 입력한다.At this time, the baseball-
또한 야구-시뮬레이션 운영부(713)는 야구-시뮬레이션 프로그램으로부터, 현재 스코어, 현재 볼카운팅, 주루상황, 수비위치 등을 포함하는 환경정보를 추출한 후, 이들을 매칭시켜 환경정보를 생성하며, 생성된 환경정보를 코멘트정보 요청부(716)로 입력한다.In addition, the baseball-
도 20은 도 19의 연습용 객체벡터정보 생성부의 일실시예를 나타내는 블록도이다.FIG. 20 is a block diagram showing an embodiment of the object vector information generation unit for practice shown in FIG. 19 .
도 20의 연습용 객체벡터정보 생성부(715)의 일실시예인 제1 객체벡터정보 생성부(715-1)는 컨트롤러(71)가 타석용 경기룸(910)에 설치될 때 적용되어, 타자 플레이어, 배트 및 야구공을 포함하는 객체의 움직임, 물리적 특성 등을 포함하는 타석용 객체벡터정보를 생성하기 위한 프로세서이다.The first object vector information generator 715-1, which is an embodiment of the object
또한 제1 객체벡터정보 생성부(715-1)는 도 20에 도시된 바와 같이, 라이다센서 입력모듈(7151)과, 스캐닝모듈(7152), 큐브별 에지영상 변환모듈(7153), 객체인식모듈(7154), 객체 트래킹모듈(7155), 플레이어 움직임정보 생성모듈(7156), 배트 움직임정보 생성모듈(7157), 야구공 궤적정보 생성모듈(7158), 타석용 객체벡터정보 생성모듈(7159)로 이루어진다.In addition, as shown in FIG. 20, the first object vector information generation unit 715-1 includes a lidar
라이다신호 입력모듈(7151)은 해당 경기룸의 라이다센서(72)들에 의해 송수신된 라이다신호 정보를 입력받는다.The lidar
스캐닝 모듈(7152)은 라이다신호 입력모듈(7151)을 통해 입력된 라이다센서(72)의 라이다신호를 스캐닝(Scanning) 하여 라이다영상을 획득하며, 스캐닝정보와 기 설정된 각 큐브(C2)의 위치정보를 활용하여, 각 큐브(C2)별 라이다영상을 생성한다.The
큐브별 에지영상 변환모듈(7153)은 도 11에서 전술하였던 바와 같이, 스캐닝모듈(7152)에 의해 생성된 큐브별 라이다영상에 소벨필터를 적용하여, 큐브별 라이다영상들을 큐브별 에지영상들로 각각 변환한다.As described above in FIG. 11, the cube-specific edge
객체인식모듈(7154)은 큐브(C2)별 에지영상 변환모듈(7153)에 의해 변환된 큐브(C2)별 에지영상을 분석하여 객체(타자 플레이어, 야구공 및 배트)를 인식한다.The
또한 객체인식모듈(7154)은 인식된 객체가 플레이어(P)일 때, 도 12에서 전술하였던 바와 같이, 큐브별 에지영상 변환모듈(7153)에 의해 변환된 각 큐브별 에지영상으로부터 플레이어 객체의 중심라인을 추출한 후, 추출된 플레이어 객체(P)의 중심라인(431)을 활용하여, 신체의 머리(A), 손(B, C), 발(D, E)의 위치를 결정한다.In addition, when the recognized object is the player P, the
객체 트래킹모듈(7155)은 객체인식모듈(7154)에 의해 인식된 객체(플레이어, 야구공 및 배트)의 움직임을 추적(Tracking) 한다.The
이때 객체 트래킹모듈(7155)은 인식된 객체종류가 타자 플레이어일 때, 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 트래킹 한다.At this time, the
플레이어 움직임정보 생성모듈(7156)은 객체 인식모듈(7154)에 의해 인식되어 객체 트래킹모듈(7155)에 의해 트래킹 된, 플레이어(Player)의 각 신체부위(팔, 손, 어깨, 발 등)의 움직임(이동방향, 속도 및 회전궤도 등)을 검출한다.The player motion
또한 플레이어 움직임정보 생성모듈(7156)은 객체인식모듈(7154)에 의해 인식된 중심라인의 이동정보를 통해 몸의 중심축인 체중이동정보를 검출한다.In addition, the player motion
즉 플레이어 움직임정보 생성모듈(7156)은 체중이동정보와, 각 신체부위(팔, 손, 어깨, 발 등)의 이동방향, 속도 및 회전궤도 등이 매칭된 플레이어 움직임정보를 생성한다.That is, the player motion
도 21의 (a), (b)는 본 발명의 배트 및 야구공의 충돌정보를 설명하기 위한 예시도이다.Figure 21 (a), (b) is an exemplary view for explaining the collision information of the bat and baseball of the present invention.
배트 움직임정보 생성모듈(7157)은 객체 인식모듈(7154)에 의해 인식되어 객체 트래킹모듈(7154)에 의해 트래킹 된, 배트의 움직임(이동방향, 속도 및 회전궤도 등)을 검출한다.The bat movement
또한 배트 움직임정보 생성모듈(7157)은 도 21의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 객체 인식모듈(7154)에 의해 인식된 배트(900)의 표면이 야구공(B)과 충돌될 때, 배트(900) 및 야구공(B)의 충돌이 이루어지는 배트(900) 상의 위치 및 면적을 나타내는 배트 충돌정보(L)를 검출한다.In addition, the bat motion
다시 말하면, 본 발명의 배트 움직임정보 생성모듈(7157)은 1)배트 충돌정보(L)와, 2)배트의 이동방향, 속도 및 회전궤도 등을 매칭시켜 배트 움직임정보를 생성한다.In other words, the bat motion
야구공 궤적정보 생성모듈(7158)은 객체 인식모듈(7154)에 의해 인식되어 객체 트래킹모듈(7155)에 의해 트래킹 된, 야구공의 위치, 이동속도, 궤적, 타격 시 발사-각도 등을 검출한 후, 검출된 값들을 매칭시켜 야구공 궤적정보를 생성한다.The baseball trajectory
이때 본 발명에서는 전술하였던 바와 같이, 야구공(B)의 궤적을 큐브(C2)별로 분할하여 감지 및 트래킹하기 때문에 야구공의 궤적을 정밀하고 신속하게 트래킹 할 수 있게 된다.At this time, as described above, in the present invention, since the trajectory of the baseball B is divided into cubes C2 for detection and tracking, the trajectory of the baseball B can be accurately and quickly tracked.
타석용 객체벡터정보 생성모듈(7159)은 플레이어 움직임정보 생성모듈(7156), 배트 움직임정보 생성모듈(7157) 및 야구공 궤적정보 생성모듈(7158)에 의해 생성된 플레이어 움직임정보, 배트 움직임정보 및 야구공 궤적정보를 매칭시켜 타석용 객체벡터정보를 생성한다.The object vector
이때 타석용 객체벡터정보 생성모듈(7159)에 의해 생성된 타석용 객체벡터정보는 제어부(710)의 제어에 따라, 야구-시뮬레이션 운영부(713) 및 코멘트 정보 요청부(716)로 입력되고, 한편, 야구-시뮬레이션 운영부(713)의 야구-시뮬레이션 프로그램은 입력된 타석용 객체벡터정보를 반영하여, 이를 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영함으로써 타자 플레이어의 리얼리티 및 현실감을 극대화시킬 수 있게 된다.At this time, the object vector information for a turn at bat generated by the object vector
도 22는 도 19의 연습용 객체벡터정보 생성부의 제2 실시예를 나타내는 블록도이다.22 is a block diagram showing a second embodiment of the object vector information generation unit for practice shown in FIG. 19;
도 22의 연습용 객체벡터정보 생성부(715)의 제2 실시예인 제2 객체벡터정보 생성부(715-2)는 컨트롤러(71)가 피칭용 경기룸(920)에 설치될 때 적용되어, 투수 플레이어 및 야구공(B)을 포함하는 객체의 움직임, 궤적 및 물리적 특성 등을 포함하는 피칭용 객체벡터정보를 생성하기 위한 프로세서이다.The second object vector information generation unit 715-2, which is the second embodiment of the object vector
또한 제2 객체벡터정보 생성부(715-2)는 도 22에 도시된 바와 같이, 전술하였던 도 20의 제1 객체벡터정보 생성부(715-1)와 동일한 구성의 라이다신호 입력모듈(7151)과, 스캐닝모듈(7152), 큐브별 에지영상 변환모듈(7153), 객체인식모듈(7154), 객체 트래킹 모듈(7155)을 포함한다.In addition, as shown in FIG. 22, the second object vector information generation unit 715-2 has the same configuration as the first object vector information generation unit 715-1 of FIG. 20 described above (LIDAR signal input module 7151 ), a
또한 제2 객체벡터정보 생성부(715-2)는 제2 플레이어 움직임정보 생성모듈(7256)과, 제2 야구공 궤적정보 생성모듈(7258), 피칭용 객체벡터정보 생성모듈(7259)을 더 포함한다.In addition, the second object vector information generation unit 715-2 further includes a second player motion
제2 플레이어 움직임정보 생성모듈(7256)은 객체 인식모듈(7154)에 의해 인식되어 객체 트래킹모듈(7155)에 의해 트래킹 된, 투수 플레이어(Player)의 각 신체부위(팔, 손, 어깨, 발 등)의 움직임(이동방향, 속도 및 회전궤도 등)을 검출한다.The second player motion
또한 제2 플레이어 움직임정보 생성모듈(7256)은 객체인식모듈(7154)에 의해 인식된 중심라인의 이동정보를 통해 몸의 중심축인 체중이동정보를 검출한다.In addition, the second player motion
즉 제2 플레이어 움직임정보 생성모듈(7256)은 체중이동정보와, 각 신체부위(팔, 손, 어깨, 발 등)의 이동방향, 속도 및 회전궤도 등이 매칭된 플레이어 움직임정보를 생성한다.That is, the second player motion
제2 야구공 궤적정보 생성모듈(7258)은 객체 인식모듈(7154)에 의해 인식되어 객체 트래킹모듈(7155)에 의해 트래킹 된, 야구공(B)의 위치, 이동속도, 궤적, 타격 시 발사-각도 등을 검출한다.The second baseball trajectory
이때 본 발명에서는 전술하였던 바와 같이, 야구공(B)의 궤적을 큐브(C2)별로 분할하여 감지 및 트래킹하기 때문에 야구공의 궤적을 정밀하고 신속하게 트래킹 할 수 있게 된다.At this time, as described above, in the present invention, since the trajectory of the baseball B is divided into cubes C2 for detection and tracking, the trajectory of the baseball B can be accurately and quickly tracked.
또한 제2 야구공 궤적정보 생성모듈(7258)은 야구공(B)이 스크린(75)에 충돌되는 위치(이하 스크린-위치정보라고 함)를 검출한다.In addition, the second baseball trajectory
또한 제2 야구공 궤적정보 생성모듈(7258)은 검출된 1)야구공(B)의 위치, 이동속도, 궤적, 타격 시 발사-각도 등과, 2)스크린-위치정보를 매칭시켜 야구공 궤적정보를 생성한다.In addition, the second baseball trajectory
피칭용 객체벡터정보 생성모듈(7259)은 제2 플레이어 움직임정보 생성모듈(7256)과 제2 야구공 궤적정보 생성모듈(7258)에 의해 생성된 플레이어 움직임정보 및 야구공 궤적정보를 매칭시켜 피칭용 객체벡터정보를 생성한다.The object vector
이때 피칭용 객체벡터정보 생성모듈(7259)에 의해 생성된 피칭용 객체벡터정보는 제어부(710)의 제어에 따라, 야구-시뮬레이션 운영부(713) 및 코멘트 정보 요청부(716)로 입력되고, 한편, 야구-시뮬레이션 운영부(713)의 야구-시뮬레이션 프로그램은 입력된 피칭용 객체벡터정보를 반영하여, 이를 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영함으로써 투수 플레이어의 리얼리티 및 현실감을 극대화시킬 수 있게 된다.At this time, the object vector information for pitching generated by the object vector
다시 도 19로 돌아가서 코멘트정보 요청부(716)를 살펴보면, 코멘트정보 요청부(716)는 제1 객체벡터정보 생성부(715-1) 또는 제2 객체벡터정보 생성부(715-2)로부터 입력된 연습용 객체벡터정보(타석용 객체벡터정보 또는 피칭용 객체벡터정보)를 입력받는다.Returning to FIG. 19 and examining the comment
또한 코멘트정보 요청부(716)는 야구-시뮬레이션 운영부(713)로부터 환경정보를 입력받는다.In addition, the comment
또한 코멘트정보 요청부(716)는 입력된 환경정보와, 객체벡터정보(타석용 또는 피칭용 객체벡터정보)를 포함하는 코멘트 요청데이터를 생성한다.In addition, the comment
이때 코멘트정보 요청부(716)에 의해 생성된 코멘트 요청데이터는 제어부(710)의 제어에 따라 데이터 송수신부(712)를 통해 AI 기반 운영서버(3)로 전송된다.At this time, the comment request data generated by the comment
디스플레이부(717)는 제어부(710)의 제어에 따라, AI 기반 운영서버(3)로부터 전송받은 코멘트정보를 전시단말기(74)에 디스플레이 한다.The
- AI 기반 운영서버- AI-based operation server
도 23은 도 2의 AI 기반 운영서버를 나타내는 블록도이다.23 is a block diagram showing the AI-based operation server of FIG.
AI 기반 운영서버(3)는 도 23에 도시된 바와 같이, 제어부(30)와, 데이터베이스부(31), 통신 인터페이스부(32), AI 학습부(33), 야구-시뮬레이션 관리부(35), 수집용 객체벡터정보 생성부(36), 최적 피칭/타격정보 생성부(37), 코멘트정보 생성부(38)로 이루어진다.As shown in FIG. 23, the AI-based
제어부(30)는 AI 기반 운영서버(3)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(31), (32), (33), (35), (36), (37), (38)들의 동작을 관리 및 제어한다.The
또한 제어부(30)는 통신 인터페이스부(32)를 통해 데이터 수집시스템(5)의 제어기(51)로부터 큐브별 에지영상들 및 큐브별 중심라인 정보들을 전송받으면, 이를 데이터베이스부(31)에 저장함과 동시에 선수별 능력치정보 생성부(36)로 입력한다.In addition, when the
또한 제어부(30)는 선수별 능력치정보 생성부(36)에 의해 선수별 능력치정보가 생성되면, 생성된 선수별 능력치정보를 데이터베이스부(31)에 저장한다.In addition, when the ability value information for each player is generated by the ability value
또한 제어부(30)는 기 설정된 제1 주기(T1) 마다 AI 학습부(33)를 실행시킨다.In addition, the
또한 제어부(30)는 기 설정된 제2 주기(T2) 마다 야구-시뮬레이션 관리부(35)를 실행시킨다.In addition, the
또한 제어부(30)는 통신 인터페이스부(32)를 통해 체험형 야구 경기 운영시스템(7)의 컨트롤러(71)로부터 코멘트 요청데이터(연습용 객체벡터정보, 환경정보 및 시뮬레이션-결과정보)를 전송받으면, 전송받은 코멘트요청 데이터를 코멘트정보 생성부(38)로 입력함과 동시에 데이터베이스부(31)에 저장하고, 코멘트정보 생성부(38)에 의해 코멘트정보가 생성되면 생성된 코멘트정보가 해당 컨트롤러(71)로 전송되도록 통신 인터페이스부(32)를 제어한다.In addition, when the
데이터베이스부(31)에는 각 데이터 수집시스템(5)의 제어기(51)의 위치 및 통신식별정보가 기 설정되어 저장된다.In the
또한 데이터베이스부(31)에는 각 체험형 야구 경기 운영시스템(7)의 컨트롤러의 위치, 통신식별정보 및 체험타입정보가 기 설정되어 저장된다.In addition, in the
또한 데이터베이스부(31)에는 각 데이터 수집시스템(5)이 설치된 야구경기장(800)에 설치된 라이다센서(53)들 각각의 위치 및 식별정보와, 해당 야구경기장(800)에 설정된 큐브(C1)들 각각의 위치정보가 기 설정되어 저장된다.In addition, in the
또한 데이터베이스부(31)에는 각 체험형 야구 경기 운영시스템(7)이 설치된 체험형 야구연습장(900)의 각 경기룸에 설치된 라이다센서(72)들 각각의 위치 및 식별정보와, 해당 경기룸에 설정된 큐브(C2)들 각각의 위치정보가 기 설정되어 저장된다.In addition, in the
또한 데이터베이스부(31)에는 AI 학습부(33)에 의해 학습된 최적동작 검출 알고리즘이 저장된다.In addition, the
또한 데이터베이스부(31)에는 기 제작되되, 야구-시뮬레이션 관리부(35)에 의해 제2 주기(T2) 마다 최적화되는 야구-시뮬레이션 프로그램이 저장된다.Also, in the
또한 데이터베이스부(31)에는 최적 피칭/타격 정보 생성부(37)에 의해 생성된 최적 피칭/타격정보와, 코멘트정보 생성부(38)에 의해 생성된 코멘트정보가 저장된다.In addition, the
통신 인터페이스부(32)는 데이터 수집시스템(5-1), ..., (5-N)들 및 체험형 야구 경기 운영시스템(7-1), ..., (7-N)들과 데이터를 송수신한다.The
AI 학습부(33)는 제어부(30)의 제어에 따라, 기 설정된 제1 주기(T1) 마다 실행되며, 최적동작 검출 알고리즘을 학습한다.Under the control of the
이때 최적동작 검출 알고리즘은 해당 제1 주기(T1) 동안 수집된 각 경기룸의 연습용 객체벡터정보, 환경정보 및 시뮬레이션-결과정보를 활용하여, 1)플레이어가 타자일 때, 야구-시뮬레이션의 가상 야구장에서의 해당 타자 플레이어의 환경(현재 스코어, 현재 볼카운팅, 주루상황, 수비위치 등)에 따른 최적의 타격(각 신체의 움직임, 배트 충돌위치(L)를 포함하는 배트 움직임)을 검출하기 위한 파라미터 값들의 집합을 도출하며, 2)플레이어가 투수일 때, 야구-시뮬레이션의 가상 야구장에서의 해당 투수 플레이어의 환경에 따른 최적의 피칭(각 신체의 움직임, 야구공(B)의 궤적정보)을 검출하기 위한 파라미터 값들의 집합을 도출한다.At this time, the optimal motion detection algorithm utilizes the object vector information for practice, environment information, and simulation-result information of each game room collected during the first period (T1), 1) when a player is a batter, a baseball-simulated virtual baseball field Parameters for detecting the optimal hit (movement of each body, bat movement including bat collision position (L)) according to the environment (current score, current ball counting, base running situation, defensive position, etc.) of the batter player in Derives a set of values, and 2) when the player is a pitcher, detects the optimal pitching (movement of each body, trajectory information of the baseball (B)) according to the environment of the pitcher-player in the virtual baseball field of baseball-simulation Derive a set of parameter values for
이러한 AI 학습부(33)에 의해 학습된 최적동작 검출 알고리즘은 최적 피칭/타격 정보 생성부(37)에서 활용된다.The optimal motion detection algorithm learned by the
야구-시뮬레이션 관리부(35)는 기 설정된 제2 주기(T2) 마다 제어부(30)의 제어에 따라 실행되며, 제2 주기(T2) 동안 선수별 능력치정보 생성부(36)에 의해 생성된 선수별 능력치정보를 수집한 후, 수집된 선수별 능력치정보가 야구-시뮬레이션 프로그램에 반영되도록 야구-시뮬레이션 프로그램을 업데이트 한다.The baseball-
또한 야구-시뮬레이션 관리부(35)는 각 체험형 야구 경기 운영시스템(7)의 컨트롤러(71)의 야구-시뮬레이션 운영부(713)와 연동하여, 각 컨트롤러(71)에 저장된 야구-시뮬레이션 프로그램의 업데이트를 수행한다.In addition, the baseball-
도 24는 실제 야구 경기에서, 타자의 타격이 이루어진 시점부터 타자, 투수, 야수 및 포수의 움직임 정보를 검출하는 과정을 나타내는 예시도이다.24 is an exemplary diagram illustrating a process of detecting motion information of a batter, a pitcher, a fielder, and a catcher from the point of time when a batter hits a ball in an actual baseball game.
일반적으로, 야구경기는 크게 공격 및 수비로 이루어지고, 공격은 타격, 도루 등으로 이루어지고, 타격은 풀스윙, 번트, 끊어치기, 내야안타, 외야안타 등으로 이루어지고, 수비는 투수, 포수, 내야수비, 외야수비 등으로 이루어지고, 각 포지션의 선수는 자신의 포지션에 따라, 배트 스윙이 이루어지는 최초시점이나 배팅이 이루어지는 최초시점 또는 도루 스타팅이 이루어지는 최초시점, 즉 이벤트가 발생된 최초시점부터 이벤트에 따른 서로 다른 반응의 움직임을 갖게 되고, 이러한 반응 움직임은 신체능력, 포지션, 개인의 판단 등의 다양한 변수로 인해 다양하게 이루어지는 특성을 갖는다.In general, a baseball game consists of offense and defense, offense consists of hitting and stealing, hitting consists of full swing, bunt, cut-off, infield hit, outfield hit, etc., and defense consists of pitcher, catcher, It consists of infield defense, outfield defense, etc., and each position player, depending on their position, from the first time the bat swings, the first time the bat is made, or the first time the steal starts, that is, the event occurs from the first time Depending on the reaction, they have different reaction movements, and these reaction movements have characteristics that vary due to various variables such as physical ability, position, and individual judgment.
본원 발명은 이러한 야구의 특성을 감안하여, 야구경기장(800)의 각 큐브(C1)별로 객체 감지 및 트래킹이 이루어지도록 구성됨으로써 이벤트 발생 시, 이벤트가 발생된 시점부터 객체(선수 또는 공)가 포함된 각 큐브(C1)의 위치정보와, 큐브(C1) 내 위치좌표를 활용함과 동시에 타임라인에 따라, 이러한 객체의 움직임을 큐브(C1)기반으로 분할하여 트래킹 함으로써 각 선수의 이벤트에 대한 반응 움직임을 타임라인에 따라 정확하게 검출하여 각 선수의 반응 속도, 움직임 속도 등의 능력치를 정밀하게 검출할 수 있게 된다.In view of the characteristics of baseball, the present invention is configured so that object detection and tracking are performed for each cube C1 of the
예를 들어, 선수별 능력치정보 생성부(36)는 도 24의 (a)에 도시된 바와 같이, 타자(210)가 배트에 공을 타격한 시점을 이벤트가 발생한 시점이라고 할 때, 타자(210)가 포함된 큐브(S11), 공이 포함된 큐브, 투수(220)가 포함된 큐브(S21), 야수(230)의 큐브(S31)를 검출한다. 이후 선수(210), (220), (230)들은 자신의 포지션에 따라 도 24의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 서로 다른 반응 움직임을 갖게 되는데, 본 발명에서는 게임분석 알고리즘이 타임라인에 따라 각 객체가 포함된 큐브들을 검출한 후, 검출된 각 큐브의 위치정보와 큐브 내 위치좌표(x, y, z)를 이용하여 각 객체의 위치 추적이 정밀하게 이루어질 수 있게 된다.For example, as shown in FIG. ), a cube containing a ball, a cube containing a pitcher 220 (S21), and a cube containing a fielder 230 (S31) are detected. After that, the
즉 본 발명의 선수별 능력치정보 생성부(36)는 야구경기장(800) 전체 영역을 복수개로 분할한 큐브(C1)들을 기반으로 객체 감지 및 트래킹이 이루어짐에 따라, 타자의 타격이 이루어질 때, 타임라인에 따른 타자(210), 투수(220) 및 야수(230)의 움직임을 정확하게 인지할 수 있게 되고, 예를 들어, 타격이 이루어진 시점 이후, 야수(220)의 움직임(속도 및 방향)을 통해 야수가 공의 낙하지점 인지에 대한 반응 속도에 대한 능력치를 추측할 수 있고, 투수(220)의 움직임을 통해 현재 주루상태에 따른 타자의 타격 이후 수비 패턴을 추측할 수 있게 된다.That is, according to the object detection and tracking based on the cubes C1 obtained by dividing the entire area of the
또한 선수별 능력치정보 생성부(36)는 경기장 전체를 세그먼트들로 분할한 큐브(S)들을 기반으로 객체 감지 및 트래킹이 이루어지기 때문에 불필요한 연산처리가 생략되어 처리속도를 현저히 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 객체의 정밀한 트래킹이 가능하며, 특정 이벤트에 대한 각 선수의 반응 움직임을 정확하게 검출할 수 있게 된다.In addition, since object detection and tracking are performed based on the cubes (S) in which the entire stadium is divided into segments, the player-specific ability value
도 25는 도 23의 선수별 능력치정보 생성부를 나타내는 블록도이다.FIG. 25 is a block diagram showing a player-by-player ability value generation unit of FIG. 23 .
도 25의 선수별 능력치정보 생성부(36)는 데이터 수집시스템(5)의 제어기(51)로부터 전송받은 큐브(C1)별 에지영상과 큐브(C1)별 중심라인 정보를 분석하여, 각 선수의 능력치정보를 검출하기 위한 프로세서이다.The ability value
또한 선수별 능력치정보 생성부(36)는 도 25에 도시된 바와 같이, 데이터 입력모듈(360)과, 분석모듈(361), 객체 인식/트래킹 모듈(362), 현재상태 인식모듈(363), 타자 움직임정보 생성모듈(364), 투수 움직임정보 생성모듈(365), 야수 움직임정보 생성모듈(366), 포수 움직임정보 생성모듈(367), 상황별 대응패턴정보 생성모듈(368), 선수별 능력치정보 생성모듈(369)로 이루어진다.In addition, as shown in FIG. 25, the ability
데이터 입력모듈(360)은 데이터 수집시스템(5)의 제어기(51)로부터 전송받은 큐브(C1)별 에지영상들 및 큐브(C1)별 중심라인 정보들을 입력받는다.The data input module 360 receives edge images for each cube C1 and center line information for each cube C1 received from the
분석모듈(361)은 기 설정된 각 큐브(C1)의 위치정보를 활용하여, 데이터 입력모듈(360)에 의해 입력된 큐브(C1)별 에지영상들 및 큐브(C1)별 중심라인 정보들을 분석한다.The
객체 인식/트래킹 모듈(362)은 분석모듈(361)에 의해 검출된 분석데이터를 통해, 객체를 감지한 후, 감지된 객체의 종류를 인식함과 동시에 객체의 위치정보를 검출한다. 이때 객체는 플레이어, 배트 및 야구공(B)을 포함한다.The object recognition/
또한 객체 인식/트래킹 모듈(362)은 인식된 객체가 선수일 때, 전술하였던 도 12에서 설명하였던 바와 같이, 중심라인 정보를 활용하여, 선수 객체의 신체부위인 머리(A), 손(B, C), 발(D, E) 등을 검출한다.In addition, when the recognized object is a player, the object recognition/
이때 도면에서는 설명의 편의를 위해 신체부위가 머리, 손, 발로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명하였으나 신체부위는 이보다 더욱 세분화되어 검출될 수 있음은 당연하다.At this time, in the drawings, for convenience of explanation, the body part is described as being composed of a head, hands, and feet as an example, but it is natural that the body part can be more subdivided and detected.
또한 객체 인식/트래킹 모듈(362)은 인식된 객체의 위치정보를 통해, 객체의 움직임을 트래킹 한다.Also, the object recognition/
현재상태 인식모듈(363)은 객체 인식/트래킹 모듈(362)에 의해 인식된 객체가 야구선수일 때 실행되며, 객체 인식/트래킹 모듈(362)로부터 입력된 객체 트래킹 정보를 활용하여, 각 선수객체별로 현재 상태를 인식한다.The current
이때 현재 상태는 넓은 범위의 카테고리로 ‘공격’ 및 ‘수비’로 검출될 수 있고, ‘수비’ 카테고리는 ‘타자’, ‘1루수’, ‘포수’, ‘내야수’, ‘외야수; 등의 하위 구성요소들로 분류될 수 있고, ‘공격’ 카테고리는 ‘타자’, ‘풀스윙’, ‘단타’, ‘끊어치기’, ‘번트’ 등의 하위 구성요소들로 분류될 수 있고, ‘내야수’의 카테고리는 ‘투구 전 준비’, ‘볼 캐치’, ‘송구’ 등의 하위 구성요소들로 분류될 수 있고, 더 작게로는 각 선수의 자신의 위치 및 움직임벡터(이동방향 및 속도), 같은 팀 선수들의 위치 및 움직임벡터, 주루상황, 공의 위치 및 움직임벡터로 세분화하여 인식할 수 있다.At this time, the current state can be detected as 'attack' and 'defense' in a wide range of categories, and the 'defense' category is 'batter', 'first baseman', 'catcher', 'infielder', 'outfielder; etc., and the 'attack' category can be classified into sub-components such as 'batter', 'full swing', 'single hit', 'cut off', 'bunt', The category of 'infielder' can be classified into sub-components such as 'preparation before pitching', 'ball catch', and 'throwing', and to a smaller extent, each player's own position and motion vector (moving direction and speed). ), position and motion vectors of players on the same team, running situation, ball position and motion vector.
또한 현재상태 인식모듈(363)은 선수객체의 현재 상태가 1)타자일 때, 객체 트래킹 정보를 타자 움직임정보 생성모듈(364)로 입력하며, 2)투수일 때, 객체 트래킹 정보를 투수 움직임정보 생성모듈(365)로 입력하며, 3)야수일 때, 객체 트래킹 정보를 야수 움직임정보 생성모듈(366)로 입력하며, 4)포수일 때, 객체 트래킹 정보를 포수 움직임정보 생성모듈(367)로 입력하며, 5)야구공(B)일 때, 객체 트래킹 정보를 야구공 궤적정보 생성모듈(368)로 입력한다.In addition, the current
타자 움직임정보 생성모듈(364)은 객체인식/트래킹모듈(362)에서 타자로 인식된 객체의 움직임정보인 타자 움직임정보를 생성한다.The batter's motion
이때 타자 움직임정보는 배팅의 종류(번트, 풀스윙, 끊어치기 등)정보와, 배팅의 속도, 궤적 및 방향 정보와, 공의 구종, 속도 및 방향 정보와, 배팅결과(안타, 헛스윙, 홈런 등)정보로 이루어진다.At this time, the batter's movement information includes the type of batting (bunt, full swing, cut-off, etc.) information, the speed, trajectory and direction information of the batting, the type of ball, speed and direction information, and the batting result (hit, miss swing, home run) etc.) of information.
투수 움직임정보 생성모듈(365)은 객체인식/트래킹모듈(362)에서 투수로 인식된 객체의 움직임정보인 투수 움직임정보를 생성한다.The pitcher motion
이때 투수 움직임정보는 공의 구종, 속도, 궤적 및 방향 정보와, 카운트결과정보, 타자의 배팅결과정보 등을 포함하고, 공의 구종으로는 ‘직구’, ‘커브’, ‘싱커’, ‘슬라이더’, ‘체인지업’, ‘포크’ 등으로 분류된다.At this time, the pitcher motion information includes ball type, speed, trajectory and direction information, count result information, batter's batting result information, etc., and ball types include 'fastball', 'curve', 'sinker', and 'slider' ', 'change-up', 'fork', etc.
즉 투수 움직임정보는 실제 투수의 투구에 관련된 모든 동작에 대한 정보를 생성하도록 구성됨으로써 야구-시뮬레이션에서 리얼리티 및 사실감을 극대화시킬 수 있게 된다.That is, since the pitcher's motion information is configured to generate information on all motions related to the actual pitching of the pitcher, reality and realism can be maximized in baseball-simulation.
야수 움직임정보 생성모듈(366)은 객체인식/트래킹모듈(362)에서 야수로 인식된 객체의 움직임정보인 야수 움직임정보를 생성한다.The beast motion
이때 야수 움직임정보는 타격 시, 야수의 위치, 이동방향, 점핑, 다이빙 및 속도정보와, 볼캐치결과, 송구 시 공의 궤적 및 속도 정보로 이루어진다.At this time, the motion information of the fielder consists of information about the location, moving direction, jumping, diving, and speed of the fielder at the time of hitting, the ball catch result, and the trajectory and speed of the ball at the time of throwing.
포수 움직임정보 생성모듈(367)은 객체인식/트래킹모듈(362)에서 포수로 인식된 객체의 움직임정보인 포수 움직임정보를 생성한다.The catcher motion
이때 포수 움직임정보는 투수의 공의 구종, 궤적 및 속도 정보와, 카운트결과정보, 캐치여부정보, 송구 시 공의 속도 및 궤적정보 등으로 이루어진다.At this time, the catcher's movement information consists of pitcher's ball type, trajectory and speed information, count result information, catch information, ball speed and trajectory information at the time of throwing, etc.
상황별 대응패턴정보 생성모듈(368)은 각 선수별로 경기조건에 따른 대응패턴정보(해당 객체의 위치, 이동방향 및 속도)를 검출한다.The corresponding pattern
이때 경기조건이라고 함은 ‘포지션’, ‘주루상태’, ‘공수상태’, ‘볼카운트상태’, ‘아웃카운트 상태‘, ’스코어 상태‘ 등으로 이루어진다.At this time, the condition of the game consists of 'position', 'running condition', 'offensive condition', 'ball count condition', 'out count condition', and 'score condition'.
선수별 능력치정보 생성모듈(369)은 타자 움직임정보 생성모듈(364), 투수 움직임정보 생성모듈(365), 야수 움직임정보 생성모듈(366), 포수 움직임정보 생성모듈(367) 및 상황별 대응패턴정보 생성모듈(368)에 의해 생성된 각 선수의 움직임정보 및 대응패턴정보를 참조하여, 각 선수별로 능력치 정보를 생성/갱신한다.The ability value
이때 제어부(30)는 선수별 능력치정보 생성부(36)에 의해 생성/갱신된 선수별 능력치정보를 야구-시뮬레이션 관리부(35)로 입력한다.At this time, the
도 26은 도 23의 최적 피칭/타격정보 생성부를 나타내는 블록도이다.FIG. 26 is a block diagram showing the optimal pitching/hitting information generation unit of FIG. 23 .
최적 피칭/타격정보 생성부(37)는 도 26에 도시된 바와 같이, 데이터 입력모듈(371)과, 인공지능 기반 분석모듈(372), 최적 피칭/타격정보 생성모듈(3763)로 이루어진다.As shown in FIG. 26, the optimal pitching/hitting
데이터 입력모듈(371)은 제어부(30)의 제어에 따라, 체험형 야구 경기 운영시스템(7)의 컨트롤러(71)로부터 전송받은 코멘트 요청데이터를 입력받는다.The
이때 코멘트 요청데이터에는 연습용 객체벡터정보와, 환경정보, 결과정보가 포함된다.At this time, the comment request data includes object vector information for practice, environment information, and result information.
인공지능 기반 분석모듈(372)은 입력된 코멘트 요청데이터를, AI 학습부(33)에 의해 학습된 최적동작 검출 알고리즘의 입력데이터로 하여, 분석을 실행한다.The artificial intelligence-based
최적 피칭/타격정보 생성모듈(373)은 인공지능 기반 분석모듈(372)에서 최적동작 검출 알고리즘으로부터 출력된, 1)투수 플레이어의 각 신체의 최적의 움직임정보 및 체중이동정보, 최적 구종 등을 포함하거나 또는 2)타자 플레이어의 각 신체의 최적 움직임정보 및 체중이동정보, 최적 배팅 움직임정보 등을 포함하는 최적 피칭/타격정보를 생성한다.The optimal pitching/hitting
도 27은 도 23의 코멘트정보 생성부를 나타내는 블록도이다.FIG. 27 is a block diagram illustrating a comment information generation unit of FIG. 23 .
코멘트정보 생성부(38)는 도 27에 도시된 바와 같이, 데이터 입력모듈(381)과, 카테고리별 데이터 추출모듈(382), 카테고리별 데이터 비교모듈(383), 시각화모듈(384), 코멘트정보 생성모듈(385)로 이루어진다.As shown in FIG. 27, the
데이터 입력모듈(381)은 최적 피칭/타격정보 생성부(37)에 의해 생성된 최적 피칭/타격정보와, 체험형 야구 경기 운영시스템(7)의 컨트롤러(71)로부터 전송받은 코멘트 요청데이터(연습용 객체벡터정보, 환경정보 및 결과정보)를 입력받는다.The
카테고리별 데이터 추출모듈(382)은 입력된 연습용 객체벡터정보 및 최적 피칭/타격정보를 기 설정된 카테고리별로 추출한다. 이때 카테고리는 1)플레이어가 투수일 때, ‘플레이어의 각 신체별 움직임’, ’체중이동‘, ‘구종’ 등으로 이루어지고, 2)플레이어가 타자일 때, ‘플레이어의 각 신체별 움직임’, ’체중이동‘, ‘배트 움직임’ 등으로 이루어진다.The category-specific
일반적으로, 야구는 1)타자의 경우, 체중이동, 각 신체부위의 움직임, 스윙궤도, 스윙세기, 스윙궤도 등의 다양한 변수에 따라, 다양한 타격결과가 이루어지며, 2)투수의 경우, 체중이동, 각 신체부위의 움직임, 구종, 공의 궤적 등의 다양한 변수에 따라 다양한 결과가 이루어지는 매우 예민한 스포츠이다.In general, in baseball, 1) in the case of a hitter, various batting results are achieved depending on various variables such as weight shift, movement of each body part, swing trajectory, swing strength, and swing trajectory, and 2) in the case of a pitcher, weight shift It is a very sensitive sport in which various results are achieved depending on various variables such as movement of each body part, ball type, ball trajectory, etc.
즉 본원 발명의 카테고리별 데이터 추출모듈(382)은 이러한 야구의 특성을 감안한 것으로서, 플레이어의 피칭/타격에 관련된 연습용 객체벡터정보와, 최적 피칭/타격정보 생성부(37)에 의해 생성된 최적 피칭/타격정보를 기 설정된 카테고리별로 추출함으로써 차후 이들의 비교를 통해 투수/타자 플레이어의 피칭/타격에 대한 코멘트가 정확하고 신속하게 이루어질 수 있게 된다.That is, the category-specific
카테고리별 데이터 비교모듈(383)은 카테고리별 데이터 추출모듈(382)에 의해 추출된 데이터들을 비교하여, 즉 연습용 객체벡터정보 및 최적 피칭/타격정보에서 동일 카테고리의 데이터들을 비교하여, 각 카테고리별 차이데이터를 검출한다.The category-by-category
예를 들어, 연습용 객체벡터정보의 팔 신체부위의 궤도정보가 ‘x’이고, 최적 피칭/타격정보의 팔 신체부위의 궤도정보가 ‘y’일 때, 카테고리별 데이터 비교모듈(383)은 ‘팔 신체부위의 궤도’ 카테고리의 데이터들을 비교하여 ‘l x - y l’을 차이데이터로 검출할 수 있다.For example, when the trajectory information of the arm body part of the object vector information for practice is 'x' and the trajectory information of the arm body part of the optimal pitching/hitting information is 'y', the
시각화모듈(384)은 카테고리별 데이터 비교모듈(383)에 의해 검출된 각 카테고리별 차이데이터를 그래픽, 그림, 텍스트, 기호 등으로 시각화한다.The
코멘트정보 생성모듈(365)은 시각화모듈(364)에 의해 시각화된 각 카테고리별 차이데이터들을 매칭시킴과 동시에 문제점 및 해결방안 등의 정보를 포함하는 코멘트정보를 생성한다.The comment
이때 코멘트정보 생성모듈(385)에 의해 생성된 코멘트정보는 제어부(30)의 제어에 따라 통신 인터페이스부(32)를 통해 체험용 야구 경기 운영시스템(7)의 컨트롤러(71)로 전송된다.At this time, the comment information generated by the comment
이와 같이 본 발명의 일실시예인 라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템(1)은 실제 야구경기장에 설치되는 라이다(LiDAR) 센서들을 통해 수집된 데이터를 활용하여 선수별 능력치를 생성함과 동시에 생성된 선수별 능력치를 야구-시뮬레이션에 반영하고, 체험형 야구연습장에 설치된 라이다센서들을 통해 감지된 객체의 움직임을 기반으로 야구-시뮬레이션을 운영함으로써 리얼리티를 높여 체험형 야구 경기의 흥미, 현실감 및 참여도를 높일 수 있으며, 플레이어의 투구 또는 타격에 대한 코멘트 정보를 제공하여 플레이어의 야구 연습의 효율성 및 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.As such, the experiential baseball-
1:라이다센서 및 인공지능을 이용한 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템
3:AI 기반 운영서버 5:데이터 수집시스템
7:체험형 야구 경기 운영시스템 10:통신망
30:제어부 31:데이터베이스부
32:통신 인터페이스부 33:AI 학습부
35:야구-시뮬레이션 관리부 36:선수별 능력치정보 생성부
37:최적 피칭/타격정보 생성부 38:코멘트정보 생성부
51:제어기 53-1, ..., 53-N:라이다센서들
71:컨트롤러 72:라이다센서들
73:피칭장치 74:전시단말기
75:스크린 76:영상출력장치
511:제어모듈 512:메모리
513:데이터 송수신모듈 514:라이다신호 스캐닝모듈
515:각 큐브별 에지영상 추출모듈 516:각 큐브별 중심라인 추출모듈
517:데이터 수집모듈 710:제어부
711:메모리 712:데이터 송수신부
713:야구-시뮬레이션 운영부 715:연습용 객체벡터정보 생성부
716:코멘트정보 요청부 717:디스플레이부
800:야구경기장 900:체험형 야구연습장
910:타석용 경기룸 920:피칭용 경기룸1: Experiential baseball-simulation service system using lidar sensor and artificial intelligence
3: AI-based operation server 5: Data collection system
7: Experiential baseball game operating system 10: Communication network
30: control unit 31: database unit
32: communication interface unit 33: AI learning unit
35: Baseball-simulation management unit 36: Ability information generation unit for each player
37: Optimal pitching/hitting information generation unit 38: Comment information generation unit
51: controller 53-1, ..., 53-N: lidar sensors
71: controller 72: lidar sensors
73: pitching device 74: display terminal
75: screen 76: video output device
511: control module 512: memory
513: data transmission/reception module 514: lidar signal scanning module
515: Edge image extraction module for each cube 516: Center line extraction module for each cube
517: data collection module 710: control unit
711: memory 712: data transmission and reception unit
713: baseball-simulation operation unit 715: object vector information generation unit for practice
716: Comment information request unit 717: Display unit
800: Baseball stadium 900: Experience type baseball practice field
910: game room for batting 920: game room for pitching
Claims (12)
상기 체험형 야구 경기 운영시스템은
타석용 경기룸에 설치될 때, 타자기반의 야구-시뮬레이션 영상이 출력되며, 피칭용 경기룸에 설치될 때, 투수기반의 야구-시뮬레이션 영상이 출력되는 스크린;
상기 타석용 경기룸의 상부 및 측부에 수직 및 수평 방향으로 간격을 두고 설치되어 내부 공간으로 라이다(LiDAR) 신호를 송출한 후, 반사신호를 수신 받는 라이다센서들;
타석용 경기룸에 설치될 때, 타자기반의 야구-시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 출력하고, 피칭용 경기룸에 설치될 때, 투수기반의 야구-시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 출력하는 컨트롤러;
각 타석용 경기룸에 설치되며, 해당 타석용 경기룸의 스크린의 투척공을 통해 타석을 향하여 야구공을 투척하는 피칭장치를 포함하고,
상기 스크린은 타석용 경기룸에 설치될 때, 투척공이 일측에 형성되고,
상기 컨트롤러는
해당 경기룸의 내부 공간을 복수개로 분할한 세그먼트(Segment)들을 큐브(C2)라고 할 때, 각 큐브(C2)의 위치정보가 저장되는 메모리;
상기 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여, 플레이어 및 야구공의 객체를 인식 및 트래킹 한 후, 플레이어의 움직임정보와, 야구공 궤적정보를 포함하는 객체벡터정보를 생성하는 연습용 객체벡터정보 생성부;
기 제작된 야구-시뮬레이션 프로그램을 활용하여, 실제 야구경기장을 모의화한 가상경기장을 기반으로 가상야구경기를 진행하되, 기 설정된 계산식 또는 계산테이블을 활용하여 상기 연습용 객체벡터정보 생성부에 의해 생성된 연습용 객체벡터정보에 따른 결과를 도출하여 가상야구경기에 매칭시켜 야구-시뮬레이션 영상을 생성하며, 생성된 야구-시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 출력시키는 야구-시뮬레이션 운영부를 포함하고,
상기 컨트롤러가 타석용 경기룸에 설치될 때, 상기 연습용 객체벡터정보 생성부는
상기 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하며, 스캐닝정보와 기 설정된 큐브(C2)별 위치정보를 활용하여 각 큐브별로 라이다영상을 생성하는 스캐닝모듈;
상기 스캐닝모듈에 의해 생성된 각 큐브(C2)별 라이다영상에 대하여, 소벨필터를 적용하여 픽셀 변화율이 임계치 이상인 픽셀을 검출하여, 에지라인으로 이루어지는 큐브(C2)별 에지영상을 추출하는 큐브별 에지영상 변환모듈;
상기 큐브별 에지영상 변환모듈에 의해 변환된 각 큐브(C2)별 에지영상을 분석하여 타자 플레이어, 야구공 및 배트를 포함하는 객체를 인식하는 객체인식모듈;
상기 객체인식모듈에 의해 인식된 객체의 움직임을 추적하는 객체 트래킹모듈;
상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 타자 플레이어일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 검출한 후, 검출된 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 포함하는 플레이어 움직임정보를 생성하는 플레이어 움직임정보 생성모듈;
상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 배트일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 배트의 이동방향, 속도 및 회전궤도 중 적어도 하나 이상과, 인식된 배트와 야구공의 충돌이 이루어지는 배트 상의 위치 및 면적을 포함하는 배트 충돌정보(L)를 검출한 후 매칭시켜 배트 움직임정보를 생성하는 배트 움직임정보 생성모듈;
상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 야구공일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 야구공의 위치, 이동속도, 궤적, 타격 시 발사-각도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 야구공 궤적정보를 생성하는 야구공 궤적정보 생성모듈;
상기 플레이어 움직임정보 생성모듈, 상기 배트 움직임정보 생성모듈 및 상기 야구공 궤적정보 생성모듈에서 생성된 플레이어 움직임정보, 배트 움직임정보 및 야구공 궤적정보를 매칭시켜 연습용 객체벡터정보를 생성하는 연습용 객체벡터정보 생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.Operation of an experience-type baseball driving range equipped with game rooms, which are either game rooms for at-bats that provide batter-based experiential baseball-simulation to players or pitching-type game rooms that provide pitcher-based experiential baseball-simulation to players. In the experiential baseball-simulation service system including an experiential baseball game operating system that manages:
The experiential baseball game operating system
a screen on which batter-based baseball-simulation images are output when installed in a batting game room, and pitcher-based baseball-simulation images are output when installed in a pitching game room;
LiDAR sensors that are installed at intervals in vertical and horizontal directions on the top and side of the game room for batting, transmit LiDAR signals to the interior space, and then receive reflected signals;
A controller that outputs a batter-based baseball-simulation image to the screen when installed in a batting game room, and outputs a pitcher-based baseball-simulation image to the screen when installed in a pitching game room;
It is installed in each at-bat game room and includes a pitching device that throws a baseball toward the at-bat through the throwing ball of the screen of the at-bat game room,
When the screen is installed in a game room for batting, a throwing ball is formed on one side,
The controller
When the segments obtained by dividing the interior space of the corresponding game room into a plurality of pieces are referred to as cubes C2, a memory storing location information of each cube C2;
After scanning the lidar signal transmitted and received by the lidar sensors to recognize and track the object of the player and baseball, an object vector information including player motion information and baseball trajectory information is generated. vector information generator;
Utilizing a pre-made baseball-simulation program, proceeding with a virtual baseball game based on a virtual stadium that simulates a real baseball stadium, using a preset calculation formula or calculation table to generate the object vector information for practice A baseball-simulation operation unit for generating a baseball-simulation image by deriving a result according to the object vector information for practice and matching it to a virtual baseball game, and outputting the generated baseball-simulation image to the screen,
When the controller is installed in the batting game room, the object vector information generation unit for practice
A scanning module for scanning lidar signals transmitted and received by the lidar sensors and generating lidar images for each cube by utilizing scanning information and preset location information for each cube (C2);
With respect to the LIDAR image for each cube C2 generated by the scanning module, a Sobel filter is applied to detect pixels having a pixel change rate equal to or greater than a threshold value, and an edge image for each cube C2 composed of edge lines is extracted. Edge image conversion module;
an object recognition module for recognizing objects including a batter player, a baseball and a bat by analyzing the edge image for each cube (C2) converted by the edge image conversion module for each cube;
an object tracking module for tracking motion of the object recognized by the object recognition module;
It is executed when the object tracked by the object tracking module is a batter player, and after detecting the movement of each body part of the batter player by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, the detected batter player's a player motion information generation module for generating player motion information including motions of each body part;
It is executed when the object tracked by the object tracking module is a bat, and by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, at least one of the recognized bat's moving direction, speed, and rotational trajectory, and the recognized bat's A bat motion information generation module for generating bat motion information by detecting and matching bat collision information (L) including the position and area on the bat where the bat and baseball collide;
It is executed when the object tracked by the object tracking module is a baseball, and by using the object tracking information detected by the object tracking module, at least one of the position, movement speed, trajectory, and launch angle at the time of hitting the recognized baseball is detected. a baseball trajectory information generation module for generating baseball trajectory information including one or more;
Object vector information for practice that generates object vector information for practice by matching the player motion information generation module, the bat motion information generation module, and the baseball trajectory information generation module to match the player movement information, bat movement information, and baseball trajectory information Experiential baseball-simulation service system, characterized in that it comprises a generating module.
상기 야구-시뮬레이션 영상의 투수이미지의 움직임과 상기 피칭장치를 연동하여 야구공(B)의 투척이 이루어지도록 상기 피칭장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.The method of claim 1, wherein when the controller is installed in the at-bat game room, the baseball-simulation operating unit
Experience-type baseball-simulation service system characterized in that the pitching device is controlled so that the pitching device is interlocked with the movement of the pitcher image of the baseball-simulation image so that the baseball (B) is thrown.
상기 야구-시뮬레이션 프로그램으로부터 투수의 다음 피칭에 대한 속도, 회전, 구종 및 스트라이크존 위치 중 적어도 하나 이상을 추출한 후, 매칭시켜 피칭-제어데이터를 생성하여 상기 피칭장치로 생성된 피칭-제어데이터를 전송하고,
상기 피칭장치는
투척 시, 야구공(B)의 회전, 방향 및 속도를 제어하기 위한 투척 제어수단을 포함하며, 상기 야구-시뮬레이션 운영부로부터 피칭-제어데이터를 전송받으면, 상기 투척 제어수단을 제어하여 전송받은 피칭-제어데이터에 따라 야구공(B)이 투척되도록 하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.The method of claim 4, wherein the baseball-simulation operating unit
After extracting at least one of the speed, rotation, pitch type, and strike zone location for the pitcher's next pitching from the baseball-simulation program, pitching-control data is generated by matching, and the pitching-control data generated is transmitted to the pitching device. do,
The pitching device
It includes a throwing control means for controlling the rotation, direction and speed of the baseball B during throwing, and when pitching-control data is received from the baseball-simulation operation unit, the pitching control means is controlled to receive the received pitching- An experiential baseball-simulation service system characterized in that the baseball (B) is thrown according to the control data.
해당 경기룸의 내부 공간을 복수개로 분할한 세그먼트(Segment)들을 큐브(C2)라고 할 때, 각 큐브(C2)의 위치정보가 저장되는 메모리를 더 포함하고,
상기 컨트롤러가 피칭용 경기룸에 설치될 때, 상기 연습용 객체벡터정보 생성부는
상기 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하며, 스캐닝정보와 기 설정된 큐브(C2)별 위치정보를 활용하여 각 큐브별로 라이다영상을 생성하는 스캐닝모듈;
상기 스캐닝모듈에 의해 생성된 각 큐브(C2)별 라이다영상에 대하여, 소벨필터를 적용하여 픽셀 변화율이 임계치 이상인 픽셀을 검출하여, 에지라인으로 이루어지는 큐브(C2)별 에지영상을 추출하는 큐브별 에지영상 변환모듈;
상기 큐브별 에지영상 변환모듈에 의해 변환된 각 큐브(C2)별 에지영상을 분석하여 타자 플레이어, 야구공 및 배트를 포함하는 객체를 인식하는 객체인식모듈;
상기 객체인식모듈에 의해 인식된 객체의 움직임을 추적하는 객체 트래킹모듈;
상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 타자 플레이어일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 검출한 후, 검출된 타자 플레이어의 각 신체부위의 움직임을 포함하는 플레이어 움직임정보를 생성하는 플레이어 움직임정보 생성모듈;
상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 배트일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 배트의 이동방향, 속도 및 회전궤도 중 적어도 하나 이상과, 인식된 배트와 야구공의 충돌이 이루어지는 배트 상의 위치 및 면적을 포함하는 배트 충돌정보(L)를 검출한 후 매칭시켜 배트 움직임정보를 생성하는 배트 움직임정보 생성모듈;
상기 객체 트래킹모듈에 의해 트래킹 된 객체가 야구공일 때 실행되며, 상기 객체 트래킹모듈에 의해 검출된 객체 트래킹정보를 활용하여, 인식된 야구공이 상기 스크린에 충돌되는 위치인 스크린-위치를 검출한 후, 검출된 스크린-위치, 야구공 위치, 이동속도, 궤적 중 적어도 하나 이상을 포함하는 야구공 궤적정보를 생성하는 야구공 궤적정보 생성모듈;
상기 플레이어 움직임정보 생성모듈 및 상기 야구공 궤적정보 생성모듈에서 생성된 플레이어 움직임정보 및 야구공 궤적정보를 매칭시켜 연습용 객체벡터정보를 생성하는 연습용 객체벡터정보 생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.In claim 4 or 5, the controller
When the segments obtained by dividing the interior space of the game room into a plurality of pieces are called cubes C2, a memory for storing the location information of each cube C2 is further included,
When the controller is installed in the pitching competition room, the object vector information generation unit for practice
A scanning module for scanning lidar signals transmitted and received by the lidar sensors and generating lidar images for each cube by utilizing scanning information and preset location information for each cube (C2);
With respect to the LIDAR image of each cube C2 generated by the scanning module, a Sobel filter is applied to detect a pixel having a pixel change rate equal to or greater than a threshold value, and an edge image of each cube C2 composed of edge lines is extracted. Edge image conversion module;
an object recognition module for recognizing objects including a batter player, a baseball and a bat by analyzing the edge image for each cube (C2) converted by the edge image conversion module for each cube;
an object tracking module for tracking motion of the object recognized by the object recognition module;
It is executed when the object tracked by the object tracking module is a batter player, and after detecting the movement of each body part of the batter player by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, the detected batter player's a player motion information generation module for generating player motion information including motions of each body part;
It is executed when the object tracked by the object tracking module is a bat, and by utilizing the object tracking information detected by the object tracking module, at least one of the recognized bat's moving direction, speed, and rotational trajectory, and the recognized bat's A bat motion information generation module for generating bat motion information by detecting and matching bat collision information (L) including the position and area on the bat where the bat and the baseball collide;
Executed when the object tracked by the object tracking module is a baseball, and using the object tracking information detected by the object tracking module, the screen-position, which is the position where the recognized baseball collides with the screen, is detected, a baseball trajectory information generating module that generates baseball trajectory information including at least one of the detected screen-position, baseball location, moving speed, and trajectory;
The player motion information generation module and the object vector information generation module for practice that generates object vector information for practice by matching the player movement information and the baseball trajectory information generated by the baseball trajectory information generation module. Baseball-simulation service system.
각 큐브(C2)별 에지영상으로부터 인식된 객체가 플레이어일 때, 플레이어의 에지라인과 일정간격으로 균등하게 형성되는 수평선들의 교점인 중간값 픽셀들을 연결한 선인 중심라인을 추출한 후, 추출된 중심라인을 활용하여 해당 플레이어의 신체를 인식하고,
상기 플레이어 움직임정보 생성모듈은
상기 객체인식모듈에 의해 인식된 중심라인의 이동정보를 통해 몸의 중심축인 체중이동정보를 검출한 후, 검출된 체중이동정보가 포함되도록 플레이어 움직임정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.The method of claim 6, wherein the object recognition module
When the object recognized from the edge image of each cube (C2) is a player, after extracting the center line, which is a line connecting the median pixels, which are the intersections of the edge line of the player and horizontal lines formed evenly at regular intervals, the extracted center line to recognize the player's body,
The player motion information generating module
After detecting weight movement information, which is the central axis of the body, through the movement information of the center line recognized by the object recognition module, player movement information is generated to include the detected weight movement information. simulation service system.
상기 데이터 수집시스템은
해당 야구경기장의 측부 및 상부에 수평 및 수직 방향으로 간격을 두고 설치되며, 야구경기장을 향하여 라이다신호를 송출한 후, 반사신호를 수신 받는 제2 라이다센서들;
상기 야구경기장을 복수개로 분할한 세그먼트들인 큐브(C1)들 각각의 위치정보가 기 설정되어 저장되며, 제2 라이다센서들에 의해 송수신된 라이다신호를 스캐닝하여, 각 큐브(C1)별 라이다영상을 생성한 후, 생성된 각 큐브(C1)별 라이다영상에 소벨필터를 적용하여 각 큐브(C2)별 에지영상을 추출하며, 추출된 각 큐브(C1)별 에지영상을 상기 AI 기반 운영서버로 전송하는 제어기를 포함하고,
상기 AI 기반 운영서버는
상기 제어기로부터 전송받은 각 큐브(C1)별 에지영상을 분석하여 객체를 인식 및 트래킹 한 후, 인식된 객체 트래킹 정보를 활용하여, 각 선수별 능력치정보를 생성하는 선수별 능력치정보 생성부;
기 설정된 제2 주기(T2) 마다 실행되며, 상기 제2 주기(T2) 동안 상기 선수별 능력치정보 생성부에 의해 생성된 선수별 능력치정보를 수집한 후, 수집된 선수별 능력치정보가 야구-시뮬레이션 프로그램에 반영되도록 야구-시뮬레이션 프로그램을 업데이트 하며, 상기 컨트롤러의 상기 야구-시뮬레이션 운영부와 연동하여, 업데이트된 야구-시뮬레이션 프로그램을 전송하는 야구-시뮬레이션 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.The method of claim 7, wherein the experiential baseball-simulation service system further includes an AI-based operating server and at least one data collection system built in a baseball stadium where an actual baseball game is held,
The data collection system
Second lidar sensors that are installed at intervals in horizontal and vertical directions on the side and top of the baseball stadium, transmit lidar signals toward the baseball stadium, and then receive reflected signals;
The positional information of each of the cubes C1, which are segments that divide the baseball field into a plurality of pieces, is preset and stored, and by scanning the lidar signal transmitted and received by the second lidar sensors, the radar signal for each cube C1 is stored. After generating this image, a Sobel filter is applied to the LiDAR image for each cube (C1) generated to extract an edge image for each cube (C2), and the extracted edge image for each cube (C1) is based on the AI Including a controller that transmits to the operation server,
The AI-based operating server
an ability value information generation unit for each player that recognizes and tracks an object by analyzing the edge image of each cube (C1) received from the controller, and then generates ability value information for each player using the recognized object tracking information;
It is executed every second period (T2), and after collecting the ability value information for each player generated by the ability value information generation unit for each player during the second cycle (T2), the collected ability value information for each player is baseball-simulated. Updating the baseball-simulation program to be reflected in the program, and interworking with the baseball-simulation operating unit of the controller, comprising a baseball-simulation management unit that transmits the updated baseball-simulation program system.
상기 데이터 수집시스템의 상기 제어기로부터 전송받은 큐브(C1)별 에지영상들을 입력받는 데이터 입력모듈;
기 설정된 각 큐브(C1)의 위치정보를 활용하여, 상기 데이터 입력모듈에 의해 입력된 큐브(C1)별 에지영상들을 분석하는 분석모듈;
상기 분석모듈에 의해 검출된 분석데이터를 통해, 플레이어, 배트 및 야구공(B)을 포함하는 객체를 감지한 후, 감지된 객체의 종류를 인식함과 동시에 객체의 위치정보를 검출한 후, 인식된 객체의 움직임을 트래킹 하는 객체 인식/트래킹 모듈;
상기 객체 인식/트래킹 모듈에 의해 인식된 객체가 야구선수일 때 실행되며, 상기 객체 인식/트래킹 모듈로부터 입력된 객체 트래킹 정보를 활용하여, 각 선수객체별로 현재 상태를 인식하는 현재상태 인식모듈;
상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 타자일 때 실행되며, 타자객체의 각 신체부위의 움직임과, 배팅 종류, 배트의 속도, 궤적 및 방향, 배팅결과를 포함하는 타자 움직임정보를 생성하는 타자 움직임정보 생성모듈;
상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 투수일 때 실행되며, 투수객체의 각 신체부위의 움직임과, 구종, 야구공 속도, 궤적 및 방향, 카운트결과정보, 타자 배팅결과를 포함하는 투수 움직임정보를 생성하는 투수 움직임정보 생성모듈;
상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 투수일 때 실행되며, 야수객체의 각 신체부위의 움직임과, 이동속도, 볼캐치결과, 송구정확성을 포함하는 야수 움직임정보를 생성하는 야수 움직임정보 생성모듈;
상기 객체인식/트래킹모듈에서 인식된 객체가 포수일 때 실행되며, 포수객체의 각 신체부위의 움직임과, 캐치정확성, 송구정확성을 포함하는 포수 움직임정보를 생성하는 포수 움직임정보 생성모듈;
상기 타자 움직임정보 생성모듈, 상기 투수 움직임정보 생성모듈, 상기 야수 움직임정보 생성모듈 및 상기 포수 움직임정보 생성모듈에 의해 생성된 타자 움직임정보, 투수 움직임정보, 야수 움직임정보 및 포수 움직임정보를 참조하여, 각 선수별 능력치정보를 생성하는 능력치정보 생성모듈을 포함하고,
상기 현재상태 인식모듈에 적용되는 현재 상태는 ‘공격’ 및 ‘수비’로 분류되고, ‘수비’ 카테고리는 ‘투수’, ‘1루수’, ‘포수’, ‘내야수’, ‘외야수’의 하위 구성요소들로 분류되고, ‘공격’ 카테고리는 ‘타자’, ‘풀스윙’, ‘단타’, ‘끊어치기’, ‘번트’의 하위 구성요소로 분류되고, ‘내야수’의 카테고리는 ‘투구 전 준비’, ‘볼 캐치’, ‘송구’의 하위 구성요소들로 분류되는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.9. The method of claim 8, wherein the ability value information generation unit for each player
a data input module for receiving edge images for each cube (C1) transmitted from the controller of the data collection system;
an analysis module that analyzes the edge images of each cube C1 inputted by the data input module by utilizing preset location information of each cube C1;
After detecting an object including a player, a bat, and a baseball (B) through the analysis data detected by the analysis module, recognizing the type of the detected object and detecting the location information of the object at the same time, recognizing the object. an object recognition/tracking module that tracks the movement of an object;
a current state recognition module that is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a baseball player and recognizes a current state of each player object by utilizing object tracking information input from the object recognition/tracking module;
It is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a batter, and generates batter movement information including the movement of each body part of the batter object, batting type, speed, trajectory and direction of the bat, and batting result. Motion information generating module;
It is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a pitcher, and pitcher movement information including movement of each body part of the pitcher object, pitch type, baseball speed, trajectory and direction, count result information, and batter betting result a pitcher motion information generating module that generates;
A fielder motion information generation module that is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a pitcher and generates fielder motion information including movement of each body part of the fielder object, movement speed, ball catch result, and throwing accuracy. ;
a catcher motion information generation module that is executed when the object recognized by the object recognition/tracking module is a catcher and generates catcher motion information including movement of each body part of the catcher object, catch accuracy, and throw accuracy;
Referring to batter motion information, pitcher motion information, fielder motion information, and catcher motion information generated by the batter motion information generation module, the pitcher motion information generation module, the fielder motion information generation module, and the catcher motion information generation module, Including a capability information generation module for generating capability information for each player,
The current state applied to the current state recognition module is classified into 'attack' and 'defense', and the 'defense' category consists of sub-compositions of 'pitcher', 'first baseman', 'catcher', 'infielder', and 'outfielder'. The 'attack' category is classified into sub-components of 'batter', 'full swing', 'single hit', 'cut off', and 'bunt', and the category of 'infielder' is 'preparation before pitching'','ballcatch','throw' sub-components, characterized in that the experiential baseball-simulation service system.
상기 야구-시뮬레이션 프로그램으로부터 플레이어의 피칭 또는 타격에 대한 결과인 시뮬레이션-결과정보를 추출함과 동시에 현재 볼카운팅, 주루상황 및 수비위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 환경정보를 추출하고,
상기 컨트롤러는
상기 연습용 객체벡터정보 생성부에 의해 생성된 연습용 객체벡터정보와, 상기 야구-시뮬레이션 운영부에 의해 추출된 시뮬레이션-타격결과 및 환경정보를 매칭시켜 코멘트 요청데이터를 생성하는 코멘트정보 요청부;
상기 코멘트정보 요청부에 의해 생성된 코멘트 요청데이터를 상기 AI 기반 운영서버로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.10. The method of claim 9, wherein the baseball-simulation operating unit of the controller
Simultaneously extracting simulation-result information, which is a result of a player's pitching or batting, from the baseball-simulation program, and extracting environmental information including at least one of current ball counting, running situation, and defensive position,
The controller
a comment information request unit generating comment request data by matching the object vector information for practice generated by the object vector information generation unit for practice with the simulation-hitting result and environment information extracted by the baseball-simulation operation unit;
Experience-type baseball-simulation service system characterized in that it further comprises a control unit for transmitting the comment request data generated by the comment information request unit to the AI-based operation server.
상기 컨트롤러로부터 전송받은 코멘트 요청데이터의 연습용 객체벡터정보를 입력데이터로 하여, 최적의 피칭 또는 타격정보를 출력하는 최적동작 검출 알고리즘이 저장되는 데이터베이스부;
기 설정된 주기(T1) 마다 실행되며, 상기 제1 주기(T1) 동안 상기 컨트롤러로부터 전송받은 코멘트 요청데이터를 수집한 후, 수집된 각 경기룸의 연습용 객체벡터정보, 환경정보 및 시뮬레이션-결과정보를 활용하여, 1)플레이어가 타자일 때, 야구-시뮬레이션의 가상 야구장에서의 해당 타자 플레이어의 환경에 따른 최적의 타격(각 신체의 움직임, 배트 충돌위치(L)를 포함하는 배트 움직임)을 검출하기 위한 파라미터 값들의 집합을 도출하여 상기 최적동작 검출 알고리즘을 학습하며, 2)플레이어가 투수일 때, 야구-시뮬레이션의 가상 야구장에서의 해당 투수 플레이어의 환경에 따른 최적의 피칭(각 신체의 움직임, 야구공(B) 궤적정보)을 검출하기 위한 파라미터 값들의 집합을 도출하여 최적동작 검출 알고리즘을 학습하는 AI 학습부;
상기 컨트롤러로부터 코멘트 요청데이터를 전송받을 때 실행되며, 전송받은 코멘트 요청데이터를 상기 AI 학습부에 의해 학습된 최적동작 검출 알고리즘의 입력데이터로 하여 최적 피칭/타격정보를 생성하는 최적 피칭/타격정보를 생성하는 최적 피칭/타격정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.The method of claim 10, wherein the AI-based operation server
a database unit storing an optimal motion detection algorithm for outputting optimal pitching or batting information by using object vector information for practice of the comment request data received from the controller as input data;
It is executed every predetermined cycle (T1), and after collecting the comment request data transmitted from the controller during the first cycle (T1), the collected object vector information for practice of each game room, environment information, and simulation-result information are collected. 1) When a player is a batter, detecting the optimal hitting (movement of each body, bat movement including the bat collision position (L)) according to the environment of the batter player in the virtual baseball field of baseball-simulation 2) When a player is a pitcher, optimal pitching (movement of each body, baseball an AI learning unit for learning an optimal motion detection algorithm by deriving a set of parameter values for detecting a ball (B) (trajectory information);
It is executed when comment request data is received from the controller, and optimal pitching / hitting information for generating optimal pitching / hitting information by using the received comment request data as input data of the optimal motion detection algorithm learned by the AI learning unit Experience-type baseball-simulation service system, characterized in that it further comprises an optimal pitching / hitting information generator to generate.
상기 코멘트정보 생성부는
상기 최적 피칭/타격정보 생성부에 의해 생성된 최적 피칭/타격정보와, 상기 컨트롤러로부터 전송받은 코멘트 요청데이터를 입력받는 데이터 입력모듈;
상기 데이터 입력모듈을 통해 입력된 연습용 객체벡터정보 및 최적 피칭/타격정보를, 1)플레이어가 투수일 때, ‘플레이어의 각 신체별 움직임’, ’체중이동‘ 및 ‘구종’ 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 2)플레이어가 타자일 때, ‘플레이어의 각 신체별 움직임’, ’체중이동‘ 및 ‘배트 움직임’ 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기 설정된 카테고리별로 추출하는 카테고리별 데이터 추출모듈;
상기 카테고리별 데이터 추출모듈에 의해 추출된, 연습용 객체벡터정보 및 최적 피칭/타격정보의 동일 카테고리의 데이터들을 비교하여, 각 카테고리별 차이데이터를 검출하는 카테고리별 데이터 비교모듈;
상기 카테고리별 데이터 비교모듈에 의해 검출된 각 카테고리별 차이데이터를 그래픽, 그림, 텍스트 또는 기호를 활용하여, 시각화하는 시각화모듈;
상기 시각화모듈에 의해 시각화된 각 카테고리별 차이데이터들을 매칭시킴과 동시에 문제점 및 해결방안을 포함하는 코멘트정보를 생성한 후, 생성된 코멘트정보를 상기 컨트롤러로 전송하는 코멘트정보 생성모듈을 포함하고,
상기 체험형 야구 경기 운영시스템은 각 경기룸에 설치되는 전시단말기를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는
상기 AI 기반 운영서버로부터 전송받은 코멘트정보를 상기 전시단말기에 전시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체험형 야구-시뮬레이션 서비스 시스템.The method of claim 11, wherein the AI-based operation server further comprises a comment information generating unit,
The comment information generating unit
a data input module that receives the optimal pitching/hitting information generated by the optimal pitching/hitting information generator and the comment request data transmitted from the controller;
The object vector information for practice and the optimal pitching/hitting information input through the data input module are 1) when the player is a pitcher, at least one of 'movement for each body of the player', 'weight movement' and 'type of pitch' 2) a data extraction module for each category that extracts data for each preset category including at least one of 'motion of each body of the player', 'weight movement' and 'bat movement' when the player is a batter;
a data comparison module for each category that compares data of the same category of the object vector information for practice and optimal pitching/hitting information extracted by the data extraction module for each category and detects difference data for each category;
a visualization module that visualizes the difference data for each category detected by the data comparison module for each category using graphics, pictures, text, or symbols;
A comment information generation module for matching difference data for each category visualized by the visualization module, generating comment information including problems and solutions, and then transmitting the generated comment information to the controller;
The experiential baseball game operating system further includes a display terminal installed in each game room,
The controller
Experiential baseball-simulation service system characterized in that it further comprises a display unit for displaying the comment information received from the AI-based operation server on the display terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210133580A KR102519798B1 (en) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | Experimental baseball-simulation service system using LiDAR sensor and AI |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210133580A KR102519798B1 (en) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | Experimental baseball-simulation service system using LiDAR sensor and AI |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR102519798B1 true KR102519798B1 (en) | 2023-04-11 |
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ID=85976685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020210133580A KR102519798B1 (en) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | Experimental baseball-simulation service system using LiDAR sensor and AI |
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Country | Link |
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KR (1) | KR102519798B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090106928A (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-12 | 권구만 | Golf simulation apparatus |
KR20190130285A (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 주식회사 월러스 | Screen baseball system |
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KR102233395B1 (en) * | 2020-10-12 | 2021-03-30 | (주)투핸즈인터랙티브 | Augmented reality interactive sports apparatus using lidar sensors |
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2021
- 2021-10-08 KR KR1020210133580A patent/KR102519798B1/en active IP Right Grant
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