CN116075341A - 对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法 - Google Patents

对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供一种对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法，其中，所述对高尔夫挥杆的传感装置感测对应于高尔夫挥杆的高尔夫球杆的动作和高尔夫球的动作，构成为利用彼此以立体方式联动而驱动的两台摄像头，通过每个摄像头获取的影像的分析，能够准确地计算在对应于高尔夫挥杆的撞击时高尔夫球撞击在高尔夫球杆的头面的位置。

Description

对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法
技术领域
本发明涉及一种如下对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法，即，通过在用户持高尔夫球杆进行高尔夫挥杆而击打高尔夫球时获取并分析对所述高尔夫球杆及高尔夫球的图像，计算对所述高尔夫球和所述高尔夫球杆的运动的传感数据并传递至分析装置，并由高尔夫练习系统或屏幕高尔夫系统的分析装置分析关于所述高尔夫球的轨迹的信息及所述高尔夫球杆产生的高尔夫击球信息，并提供给用户。
背景技术
通过分析拍摄运动的客体的图像来计算所述客体的位置信息的技术主要在能够在室内或特定场所通过模拟以交互式运动模拟(Interactive Sports Simulation)的形式享受诸如棒球、足球、篮球、以及高尔夫等受欢迎的体育比赛的多种多样的模拟器及用于其的装置中以传感装置的形式被人们利用。
当运动的客体，例如用户用高尔夫球杆进行高尔夫挥杆而击打高尔夫球时，倘若能够对所拍摄的移动的高尔夫球杆和高尔夫球的每帧计算处于何种位置，则可以利用针对每帧计算的位置信息计算高尔夫球杆和高尔夫球的轨迹、速度，方向角、高度角等种种运动力学信息，并且也可以利用其计算对用户的高尔夫挥杆的分析信息，或者由诸如所谓的屏幕高尔夫的虚拟高尔夫模拟系统通过影像实现高尔夫球飞行的模拟影像。
然而，喜欢高尔夫的高尔夫球手在练习高尔夫挥杆时通过高尔夫挥杆击打高尔夫球时最为关心的是，高尔夫球是否击打在球杆头的面上的甜蜜点(Sweet spot)以及高尔夫球击打在头面的哪个位置。
为了准确感测在高尔夫球撞击时高尔夫球撞击在高尔夫球杆的头面上的哪个位置，可以考虑在高尔夫球杆的头随着高尔夫挥杆而所朝向的方向，即撞击时高尔夫球飞走的方向上设置摄像头传感器等并分析撞击时的影像以监视高尔夫球撞击在头面上的哪个位置的方法。
然而，如上所述的方法不仅在传感器可能被高尔夫球杆或高尔夫球而损坏的风险太大的方面是一种现实上难以采用的方式，而且由于在摄像头所观察的视角上高尔夫球杆的头和高尔夫球的位置不同，因而高尔夫球的大小在影像上看起来远大于高尔夫球的大小，因而存在难以计算准确的撞击位置的问题。
因此，进行对高尔夫挥杆时的高尔夫球和高尔夫球杆的传感的虚拟高尔夫模拟系统或发球检测仪(Launch Monitor)、以及用于进行打球的准确的分析的雷达传感器等通常进行对高尔夫的传感的大部分的装置无法直接感测在对应于高尔夫挥杆的撞击时高尔夫球撞击在高尔夫球杆的头面的位置。
如上所述的大部分对高尔夫挥杆的传感装置仅仅是利用对高尔夫球杆的头的轨迹和被击打的高尔夫球飞走的打球方向、被击打的高尔夫球的球质等的数据预测击打高尔夫球时的撞击位置，因而存在难以计算对撞击位置的准确的信息的问题。
现有技术文献
专利申请第10-2012-0155233号
专利申请第10-2019-7030847号
专利申请第10-2011-0075029号
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法，其中，所述对高尔夫挥杆的传感装置感测对应于高尔夫挥杆的高尔夫球杆的动作和高尔夫球的动作，构成为利用彼此以立体方式联动而驱动的两台摄像头，通过每个摄像头获取的影像的分析，能够准确地计算在对应于高尔夫挥杆的撞击时高尔夫球撞击在高尔夫球杆的头面的位置。
技术方案
本发明的一实施例的对高尔夫挥杆的传感装置，所述高尔夫挥杆是利用高尔夫球杆击打高尔夫球包括：第一摄像头及第二摄像头，其在彼此不同的位置以包括所述高尔夫球和进行高尔夫挥杆的高尔夫球杆的视角获取影像并且以立体方式联动；以及传感处理部，其通过分析所述第一摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第一位置信息，并通过分析所述第二摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第二位置信息，并且利用所述第一位置和所述第二位置计算在高尔夫挥杆时球杆头击打高尔夫球的撞击位置。
此外，优选地，所述传感处理部包括：影像处理部，其通过分析作为所述第一摄像头获取的影像的第一影像来找出作为影像上的高尔夫球部分的第一球的位置，并通过在所述第一影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第一球杆轨迹，并且通过分析作为所述第二摄像头获取的影像的第二影像来找出作为影像上的高尔夫球部分的第二球的位置，并通过在所述第二影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第二球杆轨迹；以及位置计算部，其通过利用所述第一球的位置和所述第一球杆轨迹计算所述第一位置信息并利用所述第二球的位置和所述第二球杆轨迹计算所述第二位置信息来计算由所述第一位置和所述第二位置确定的撞击位置。
此外，优选地，所述位置计算部构成为：在所述第一影像上计算所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离作为第一球距离，并在所述第二影像上计算所述第二球的中心点到所述第二球杆轨迹的垂直距离作为第二球距离；并且以距杆面上的基准位置对应于所述第一球距离的位置为所述第一位置，并以所述距杆面上的基准位置对应于所述第二球距离的位置为所述第二位置，计算由所述第一位置和所述第二位置确定的撞击位置。
此外，优选地，所述影像处理部以在所述第一影像上检测的高尔夫球杆头的趾侧端部与光轴相交的点移动的轨迹计算所述第一球杆轨迹，并将所述第二球杆轨迹计算为以在所述第二影像上检测的高尔夫球杆头的趾侧端部与光轴相交的点移动的轨迹计算所述第二球杆轨迹。
此外，优选地，所述位置计算部构成为：在所述第一影像上将所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第一球距离，并在所述第二影像上将所述第二球的中心点到所述第二球杆轨迹的垂直距离计算为第二球距离；并且将在垂直于与预先准备的或从影像检测到的杆面的趾侧端部相接的所述第一摄像头的光轴的方向上对应于所述第一球距离的所述第一位置和在垂直于与所述杆面的趾侧端部相接的所述第二摄像头的光轴的方向上对应于所述第二球距离的所述第二位置相交的点处计算为所述撞击位置。
此外，优选地，所述影像处理部以在所述第一影像上检测的对应于高尔夫球杆的杆颈的点移动的轨迹计算所述第一球杆轨迹，并以在所述第二影像上检测的对应于高尔夫球杆的杆颈的点移动的轨迹计算所述第二球杆轨迹。
此外，优选地，所述位置计算部构成为：在所述第一影像上将所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第一球距离，并在所述第二影像上将所述第二球的中心点到所述第二球杆轨迹的垂直距离计算为第二球距离；并且将在垂直于经过预先准备的或从影像检测到的杆面的杆颈位置的所述第一摄像头的光轴的方向上对应于所述第一球距离的所述第一位置和在垂直于经过所述杆面的杆颈位置的所述第二摄像头的光轴的方向上对应于所述第二球距离的所述第二位置相交的点处计算为所述撞击位置。
另一方面，本发明的一实施例提供一种球杆头的撞击位置传感方法，该方法是对高尔夫挥杆的传感装置的球杆头的撞击位置的传感方法，所述对高尔夫挥杆的传感装置包括在彼此不同的位置以包括所述高尔夫球和进行高尔夫挥杆的高尔夫球杆的视角获取影像并且以立体方式联动的第一摄像头及第二摄像头，所述高尔夫挥杆利用高尔夫球杆击打高尔夫球，所述球杆头的撞击位置传感方法包括：通过分析所述第一摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第一位置信息的步骤；通过分析所述第二摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第二位置信息的步骤；以及利用所述第一位置信息和所述第二位置信息计算在高尔夫挥杆时球杆头击打高尔夫球的撞击位置的步骤。
此外，优选地，计算所述第一位置信息的步骤包括：通过分析作为所述第一摄像头获取的影像的第一影像来检测作为影像上的高尔夫球部分的第一球的步骤；通过在所述第一影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第一球杆轨迹的步骤；以及利用所述第一球的位置和所述第一球杆轨迹计算所述第一位置信息的步骤，计算所述第二位置信息的步骤包括：通过分析作为所述第二摄像头获取的影像的第二影像来检测作为影像上的高尔夫球部分的第二球的步骤；通过在所述第二影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第二球杆轨迹的步骤；以及利用所述第二球的位置和所述第二球杆轨迹计算所述第二位置信息的步骤。
此外，优选地，利用所述第一球的位置和所述第一球杆轨迹计算所述第一位置信息的步骤包括：在所述第一影像上将所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第一球距离，并计算在垂直于与预先准备的或从影像检测到的杆面的趾侧端部相接的所述第一摄像头的光轴的方向上对应于所述第一球距离的所述第一位置信息的步骤，利用所述第二球的位置和所述第二球杆轨迹计算所述第二位置信息的步骤包括：在所述第二影像上将所述第二球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第二球距离，并计算在垂直于与所述杆面的趾侧端部相接的所述第二摄像头的光轴的方向上对应于所述第二球距离的所述第二位置信息的步骤，并且将所述第一位置和所述第二位置相交的点处计算为所述撞击位置。
发明的效果
本发明的对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法具有如下效果，即，所述对高尔夫挥杆的传感装置感测对应于高尔夫挥杆的高尔夫球杆的动作和高尔夫球的动作，其中，利用彼此以立体方式联动而驱动的两台摄像头，通过每个摄像头获取的影像的分析，能够准确地计算在对应于高尔夫挥杆的撞击时高尔夫球撞击在高尔夫球杆的头面的位置。
附图说明
图1是示出具备本发明的一实施例的传感装置的屏幕高尔夫系统的图。
图2是图1所示的传感装置等的结构的框图。
图3是示出利用本发明的一实施例的传感装置的球杆头的撞击位置传感方法的流程图。
图4的(a)是示出由本发明的一实施例的传感装置的第一摄像头获取到的第一影像的图，图4的(b)是示出由第二摄像头获取到的第二影像的图。
图5的(a)是示出在图4的(a)所示的第一影像上检测第一球和第一球杆轨迹的结果的图，图5的(b)是示出在图4的(b)所示的第二影像上检测第二球和第二球杆轨迹的结果的图。
图6和图7是用于说明利用如图5所示的球的位置和球杆轨迹计算撞击位置的方法的图。
图8是用于对由本发明的一实施例的传感装置利用图4的(a)和图4的(b)的影像求出球杆轨迹的另一示例进行说明的图。
图9和图10是用于说明利用如图8所示的球的位置和球杆轨迹计算撞击位置的方法的图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法的具体内容进行说明。
首先，参照图1和图2对设置有应用本发明的一实施例的传感装置的虚拟高尔夫模拟装置的屏幕高尔夫系统的一例进行描述。
图1是示出具备本发明的一实施例的传感装置的屏幕高尔夫系统的图，图2是图1所示的传感装置等的结构的框图。
如图1所示，在提供用于屏幕高尔夫的空间的棚BT内，可以构成为在用户P的前方设置屏幕12，且由影像输出装置400从客户机SM接收影像信息并向所述屏幕12输出对高尔夫球场的影像SI。
可以在棚底面B1设有击球区，高尔夫球1置于该击球区，并且以能够进行通过高尔夫球杆CL的高尔夫挥杆的方式设有击打垫13。可以在棚BT的一侧壁上设置客户机。
本发明的一实施例的传感装置包括第一摄像头100和第二摄像头200，所述第一摄像头100和第二摄像头200彼此以立体方式联动而彼此设置的位置不同，且各自的视角相互重叠，使得能够针对第一摄像头100的影像和第二摄像头200的影像上的相同被摄体利用第一摄像头影像上的坐标和第二摄像头影像上的坐标获得三维空间上的坐标信息。
优选如上述以立体方式联动的两台摄像头设置于彼此不同的位置且构成为具有相互重叠的视角区域，例如，如图1所示，可以构成为，第一摄像头100设置于棚BT的顶棚(用户P的头的上方)并以预先设定的视角拍摄包括击打垫13的区域，第二摄像头200设置于棚的壁侧，例如客户机SM，并以预先设定的视角从侧面拍摄包括击打垫13的区域。
可以将所述第一摄像头100设置于用户的头的上方位置，即顶棚的位置，并将所述第二摄像头200设置于用户的侧面位置，即壁侧的位置，并且可以构成为由所述第一摄像头100和第二摄像头200分别拍摄包括置有高尔夫球1的击打垫13的预定区域。
可以由如上述分别配置的第一摄像头100及第二摄像头200分别拍摄被击打的高尔夫球1并传输至客户机，模拟器分析每个摄像头获取的影像并计算在对高尔夫球1的三维空间上的位置信息，客户机可以基于计算出的该位置信息计算对应于高尔夫球1的运动的运动参数，并且可以在所述高尔夫球场的影像上实现对基于计算出的该高尔夫球的运动参数的球的轨迹的模拟影像。
此时，称履行通过在所述第一摄像头获取的影像上提取对应于所述高尔夫球及高尔夫球杆的部分来计算坐标信息，并通过从所述第二摄像头获取的图像上提取对应于所述高尔夫球及高尔夫球杆的部分来计算坐标信息，以从计算出的每个坐标信息计算对所述高尔夫球及高尔夫球杆的三维位置信息的功能的构成要素为传感处理部300。
如图2所示，本发明的一实施例的传感装置可以构成为包括第一摄像头100、第二摄像头200以及与这些摄像头连接而从每个摄像头接收数据并进行处理的传感处理部300，所述传感处理部300可以构成为包括影像处理部310和位置计算部320。
所述传感处理部300通过分析所述第一摄像头100获取的影像(第一摄像头以预定的速度获取多个帧的影像，将第一摄像头获取的多个帧的影像定义为“第一影像”)来从影像上的球杆轨迹计算用于计算撞击位置的第一位置信息，并通过分析所述第二摄像头200获取的影像(第二摄像头以预定的速度获取多个帧的影像，将第二摄像头获取的多个帧的影像定义为“第二影像”)来从影像上的球杆轨迹计算作为用于计算撞击位置的另一信息的第二位置信息。
另外，传感处理部300构成为，利用如上述从第一摄像头的影像，即从第一影像计算出的第一位置和从第二摄像头的影像，即从第二影像计算出的第二位置计算在高尔夫挥杆时球杆头击打高尔夫球的撞击位置。
所述影像处理部310通过分析作为第一摄像头100获取的影像的第一影像来找出影像上的高尔夫球部分(称对应于在第一影像上检测的高尔夫球的部分为“第一球”)的位置，并通过在所述第一影像上分析高尔夫球杆的动作来计算第一影像上的高尔夫球杆的轨迹(称在第一影像上检测的高尔夫球杆头的轨迹为“第一球杆轨迹”)。
然后，所述影像处理部310通过分析作为第二摄像头200获取的影像的第二影像来找出影像上的高尔夫球部分(称对应于在第二影像上检测的高尔夫球的部分为“第二球”)的位置，并通过在所述第二影像上分析高尔夫球杆的动作来计算第二影像上的高尔夫球杆的轨迹(称在第二影像上检测的高尔夫球杆头的轨迹为“第二球杆轨迹”)。
所述位置计算部320分别利用由所述影像处理部310计算的第一球的位置信息和第一球杆轨迹的信息、以及第二球的位置信息和第二球杆轨迹的信息，计算预先准备的高尔夫球杆的头面或通过影像分析等感测到的头面上的撞击位置信息。
即，位置计算部320可以构成为，通过利用第一球的位置和第一球杆轨迹计算第一位置信息，并利用第二球的位置和第二球杆轨迹计算第二位置信息，计算由所述第一位置和所述第二位置特定的撞击位置。
关于如上所述的通过各摄像头和传感处理部计算撞击位置的更具体的内容将在下面进行描述。
另一方面，参照图3所示的流程图对利用本发明的一实施例的传感装置的球杆头的撞击位置传感方法进行说明。
本发明的一实施例的传感装置包括如前所述以立体方式联动的第一摄像头和第二摄像头，每个摄像头获取对以其视角捕捉的被摄体的影像。
即，获取第一摄像头的影像，即第一影像(S110)，并获取第二摄像头的影像，即第二影像(S210)。
在第一影像中检测第一球(S120)，并且在第二影像中也检测第二球(S220)。
传感处理部在持续感测所述第一影像上的第一球或第二影像上的第二球时判断高尔夫球是否被高尔夫球杆击打，即高尔夫球是否被撞击(S130)。
当感测到对高尔夫球的撞击时，传感处理部提取由第一摄像头获取的第一影像的多个帧的影像中撞击时间点之前的预先设定的数量的影像及撞击时间点之后的预先设定的数量的影像并处理每个影像(S140)。
即，传感处理部通过在上述第一影像中检测高尔夫球杆并分析其动作来计算第一影像上的第一球杆轨迹(S150)。
例如，可以通过在第一影像上在多个帧的影像中分别检测高尔夫球杆的规定位置(例如，位于高尔夫球杆的球杆头的趾侧端部的点(如待后述，该点被称为第一基准点)或位于对应于高尔夫球杆的杆身和杆头的边界的杆颈(Hozel)的位置)，并连接检测到的该每个帧上的点来计算所述第一球杆轨迹。
然后，计算从第一影像检测到的第一球(此时，第一球优选为对应于当高尔夫球处于静止的状态时检测到的高尔夫球的客体)的中心点到计算出的所述第一球杆轨迹的垂直距离(S160)。这里，设所述第一球的中心点到计算出的所述第一球杆轨迹的垂直距离为“第一球距离”。
另一方面，当感测到对高尔夫球的撞击时，进行用于在导出对上述第一影像的分析结果的同时导出对第二影像的分析结果的过程。
传感处理部提取由第二摄像头获取的第二影像的多个帧的影像中撞击时间点之前的预先设定的数量的影像及撞击时间点之后的预先设定的数量的影像并处理每个影像(S240)。
即，传感处理部通过在上述第二影像中检测高尔夫球杆并分析其动作来计算第二影像上的第二球杆轨迹(S250)。
例如，可以通过在第二影像上在多个帧的影像中分别检测高尔夫球杆的特定位置(例如，位于高尔夫球杆的球杆头的趾侧端部的点或位于对应于高尔夫球杆的杆身和杆头的边界的杆颈(Hozel)的点的位置)，并连接检测到的该每个帧上的点来计算所述第二球杆轨迹。
这里，所述第二影像上成为第二球杆轨迹的基准点的位于高尔夫球杆的球杆头的趾侧端部的点与上述第一影像上成为第一球杆轨迹的基准点的位于球杆头的趾侧端部的点不是相同的点。
当设上述第一影像上成为第一球杆轨迹的基准点的位于球杆头的趾侧端部的点为第一基准点，设成为所述第二影像上的第二球杆轨迹的基准点的位于高尔夫球杆的球杆头的趾侧端部的点为第二基准点时，所述第一基准点和第二基准点既可为实际球杆头上的相同的点处，也可为彼此不同的位置的点处。
然而，当上述第一基准点和第二基准点分别是位于杆颈的点时为实际高尔夫球杆上的相同的点处。
从第二影像检测到的第二球(此时，第二球优选为对应于当高尔夫球处于静止的状态时检测到的高尔夫球的客体)的中心点到计算出的所述第二球杆轨迹的垂直距离(S260)。这里，设所述第二球的中心点到计算出的所述第二球杆轨迹的垂直距离为“第二球距离”。
如上所述，当分别计算出第一球距离和第二球距离时，传感处理部以距高尔夫球杆的杆面上的基准位置对应于所述第一球距离的位置为所述第一位置，并以所述距杆面上的基准位置对应于所述第二球距离的位置为所述第二位置，计算由所述第一位置和所述第二位置特定的撞击位置(S270)。
参照图4至图7对如上所述的撞击位置的计算的一例进行描述。
图4的(a)示出由本发明的一实施例的传感装置的第一摄像头获取的第一影像，图4的(b)示出由第二摄像头获取的第二影像。
图4的(a)所示的第一影像110中示出了从顶棚向垂直下方观察的第一球112和球杆头114，图4的(b)所示的第二影像210中示出从高尔夫球垫的侧面的侧面侧倾斜地向下观察的第二球212和球杆头214。
虽然在图4的(a)和图4的(b)中可以从人观察的观点分别识别球和球杆头，但从计算机观察的观点无法知道哪个是球，哪个是球杆头，因而可以在影像中通过检测高尔夫球的算法来检测球，并通过检测高尔夫球杆的算法来检测高尔夫球杆。
图5的(a)中示出在图4的(a)所示的第一影像110中分别检测第一球112和第一球杆轨迹122的结果，图5的(b)中示出在图4的(b)所示的第二影像210中分别检测第二球212和第二球杆轨迹222的结果。
图5的(a)所示的第一球杆轨迹122表示以第一影像110上的高尔夫球杆的球杆头114的趾侧端部的点为第一基准点115检测的结果，图5的(b)所示的第二球杆轨迹222表示以第二影像210上的高尔夫球杆的球杆头214的趾侧端部的点为第二基准点215检测的结果。
这里，所述第一基准点115和第二基准点215可如图所示为彼此不同的位置的点。
所述第一基准点115可以视作第一摄像头所观察的视角的光轴与球杆头的趾侧端部相交的点，所述第二基准点215可以视作第二摄像头观察的视角的的光轴与球杆头的趾侧端部相交的点。
例如，当对第一影像110进行霍夫变换(Hough Transform)等处理时，高尔夫球杆的杆身113部分进行直线变换，直线变换后的该端点可以被得出为光轴与球杆头的趾侧端部相交的点，即第一基准点115，并且，当对第一影像的多个帧分别如上所述地得出第一基准点并将其连接起来时，可以得到如图5的(a)所示的第一球杆轨迹122。
此外，当对第二影像210进行霍夫变换(Hough Transform)等处理时，高尔夫球杆的杆身213部分进行直线变换，直线变换后的其端点可以被得出为光轴与球杆头的趾侧端部相交的点，即第二基准点215，并且，当对第二影像的多个帧分别如上所述地得出第二基准点并将其连接起来时，可以得到如图5的(b)所示的第二球杆轨迹222。
如上述在第一影像110中得到第一球112和第一球杆轨迹122，并在第二影像210中得到第二球212和第二球杆轨迹222后，可以利用其计算撞击位置，对此将参照图6和图7进行描述。
图6的(a)将图5的(a)所示的客体间的关系进一步简化而示出，图6的(b)将图5的(b)所示的客体间的关系进一步简化而示出。
如图6的(a)所示，可以求第一球112的中心点C1到第一球杆轨迹122的垂直距离，设其为第一球距离131。
第一球杆轨迹122呈圆弧形态，当求出第一球的中心点C1与呈圆弧的第一球杆轨迹122之间的最短距离时，可以求出第一球的中心点C1到第一球杆轨迹122的垂直距离，即第一球距离131。
另一方面，同样地，在图6的(b)中，可以求第二球212的中心点C2到第二球杆轨迹222的垂直距离，设其为第二球距离231。
第二球杆轨迹222呈圆弧的形态，当求出第二球的中心点C2与呈圆弧的第二球杆轨迹222之间的之间的最短距离时，可以计算第二球的中心点C2到第二球杆轨迹222的垂直距离，即第二球距离231。
利用上述第一球距离131和第二球距离231可以计算撞击位置。
图7是用于说明利用上述第一球距离131和第二球距离231计算杆面上的撞击位置的图。
图7所示的杆面304可以是由传感处理部通过第一影像和/或第二影像检测的球杆头的面的大小和形状假定的，也可以是由通过预先存储的球杆的种类的特征的数据和第一摄像头及第二摄像头的校准信息等所决定的假定的。
就从影像检测杆面而言，例如，由于高尔夫球杆的球杆头的面的部分对光的反射度非常大，因而可以通过在第一影像和第二影像中特定其面部分来检测，并且可以通过从检测到的该结果计算大小和形状等来假定为如图7所示的杆面304。
此外，通过按高尔夫球杆的不同种类(一号木杆、木杆、各种铁杆等)预先存储关于面的大小等的信息，而后利用单独的传感器识别进行高尔夫击球时用户使用的高尔夫球杆的种类来提取对所识别的该高尔夫球杆的面的大小等信息，由此可以假定为如图7所示的杆面304。
本发明并非专注于求高尔夫球杆的杆面的方法，而是以在能够通过以往的方法或待日后开发的任意方法求杆面的大小等的前提下准确地求出那样求出的杆面上的撞击位置的方法为特征。
因此，将省略关于求杆面的具体方法的说明。
对图5和图6中第一摄像头的光轴以及第二摄像头的光轴分别与高尔夫球杆头的趾侧端部相交的点处成为计算球杆轨迹的基准点的事项已在前文中述及。
如图7所示，设经过球杆头上的第一基准点115的第一摄像头的光轴为La1，设经过球杆头上的第二基准点215的第二摄像头的光轴为La2。这里，设La1为第一光轴，设La2为第二光轴。
如在前文中图6所述及，已从第一影像求出作为第一球的中心点到第一球杆轨迹(第一基准点成为基准)的垂直距离的第一球距离131，并已从第二影像求出作为第二球的中心点到第二球杆轨迹(第二基准点成为基准)的垂直距离的第二球距离231。
图7中，第一球距离131为距第一光轴La1的距离，第二球距离231为距第二光轴La2的距离。
这里，第一球距离的方向为从第一球杆轨迹到第一球的方向，第二球距离的方向为从第二球杆轨迹到第二球的方向。
用于计算撞击位置的第一位置位于距第一光轴La1第一球距离131上，第二位置位于距第二光轴La2第二球距离231上。
如图7所示，当设连接第一光轴La1到第一球距离131上的点的线为Lp1，设连接第二光轴La2到第二球距离231上的点的线为Lp2时，第一位置所在的Lp1与第二位置所在的Lp2线相互交叉的点处为第一位置和第二位置相交的“撞击位置Pim”。
如上所述，当通过第一影像求出第一球、第一球杆轨迹以及由此计算的第一球距离，并通过第二影像求出第二球、第二球杆轨迹以及由此计算的第二球距离时，可以通过如图7所示的方式计算对应于第一球距离的第一位置和对应于第二球距离的第二位置相交的撞击位置。
通过上面的图4至图7示出了当设成为球杆轨迹的基准的基准点为球杆头的趾侧端部点时计算撞击位置的方法的示例，除了这样的方法外，还有如前已述及的那样特定高尔夫球杆上的杆颈的位置并以其为基准点计算球杆轨迹，并由此计算撞击位置的方法，对此将参照图8至图10进行说明。
图8的(a)中示出在图4的(a)所示的第一影像110中分别检测以第一球112和高尔夫球杆的杆颈位置116为基准计算的第一球杆轨迹124的结果，图8的(b)中示出在图4的(b)所示的第二影像210中分别检测以第二球212和杆颈位置216为基准计算的第二球杆轨迹224的结果。
图8的(a)所示的第一球杆轨迹124表示以第一影像110上的高尔夫球杆的杆颈位置的点为第一基准点116进行检测的结果，图8的(b)所示的第二球杆轨迹224表示以第二影像210上的高尔夫球杆的杆颈位置的点为第二基准点216进行检测的结果。
通过关于高尔夫球杆的影像的分析来检测杆颈的位置的方法是已公知的技术，并且在由本申请人申请专利并授权的韩国授权专利公报第10-1862145号中也已详细述及。
如上所述在第一影像110中获得第一球112和第一球杆轨迹124，并在第二影像210中获得第二球212和第二球杆轨迹224后，可以利用其计算撞击位置，对此将参照图9和图10进行说明。
图9的(a)将图8的(a)所示的客体间的关系进一步简化而示出，图9的(b)将图8的(b)所示的客体间的关系进一步简化而示出。
如图9的(a)所示，可以求第一球112的中心点C1到第一球杆轨迹124的垂直距离，设其为第一球距离132。
第一球杆轨迹124呈圆弧形态，当求出第一球的中心点C1与呈圆弧的第一球杆轨迹124之间的最短距离时，可以计算第一球的中心点C1到第一球杆轨迹122的垂直距离，即第一球距离132。
另一方面，同样地，在图9的(b)中，可以求第二球212的中心点C2到第二球杆轨迹224的垂直距离，设其为第二球距离232。
第二球杆轨迹224呈圆弧形态，当求出第二球的中心点C2与呈圆弧的第二球杆轨迹224之间的最短距离时，可以计算第二球的中心点C2到第二球杆轨迹224的垂直距离，即第二球距离232。
利用上述第一球距离132和第二球距离232可以计算撞击位置。
图10是用于说明利用上述第一球距离132和第二球距离232计算杆面上的撞击位置的图。
关于图10所示的杆面304，由于与通过图7已所述及的相同，因而省略对此的说明。
如图10所示，设经过球杆头上的第一基准点116的第一摄像头的光轴为La1，设经过球杆头上的第二基准点216的第二摄像头的光轴为La2。这里，设La1为第一光轴，设La2为第二光轴。
如在前文中图9所述，已从第一影像求出作为第一球的中心点到第一球杆轨迹的垂直距离的第一球距离132，并从第二影像求出作为第二球的中心点到第二球杆轨迹的垂直距离的第二球距离232。
图10中，第一球距离132为距第一光轴La1的距离，第二球距离232为距第二光轴La2的距离。
这里，第一球距离的方向为从第一球杆轨迹到第一球的方向，第二球距离的方向为从第二球杆轨迹到第二球的方向。
用于计算撞击位置的第一位置位于距第一光轴La1第一球距离132上，第二位置位于距第二光轴La2第二球距离232上。
如图10所示，当设连接第一光轴La1到第一球距离132上的点的线为Lp1，设连接第二光轴La2到第二球距离232上的点的线为Lp2时，第一位置所在的Lp1与第二位置所在的Lp2线相互交叉的点处为第一位置和第二位置相交的“撞击位置Pim”。
如上所述，当通过第一影像求出第一球、第一球杆轨迹以及由此计算的第一球距离，并通过第二影像求出第二球、第二球杆轨迹以及由此计算的第二球距离时，可以通过如图10所示的方式计算对应于第一球距离的第一位置和对应于第二球距离的第二位置相交的撞击位置。
如上所述，根据本发明的对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法，所述对高尔夫挥杆的传感装置感测对应于高尔夫挥杆的高尔夫球杆的动作和高尔夫球的动作，其中，利用彼此以立体方式联动而驱动的两台摄像头，通过每个摄像头获取的影像的分析，能够准确地计算在对应于高尔夫挥杆的撞击时高尔夫球撞击在高尔夫球杆的头面的位置。
产业上的利用可能性
本发明的对高尔夫挥杆的传感装置及利用其的球杆头的撞击位置传感方法可以利用于以对高尔夫挥杆时球杆头的分析为基础的高尔夫分析领域或关于虚拟高尔夫模拟系统的领域。

Claims (10)

1.一种对高尔夫挥杆的传感装置，所述高尔夫挥杆是利用高尔夫球杆击打高尔夫球，所述对高尔夫挥杆的传感装置的特征在于，包括：
第一摄像头及第二摄像头，其在彼此不同的位置以包括所述高尔夫球和进行高尔夫挥杆的高尔夫球杆的视角获取影像并且以立体方式联动；以及
传感处理部，其通过分析所述第一摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第一位置信息，并通过分析所述第二摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第二位置信息，并且利用所述第一位置和所述第二位置计算在高尔夫挥杆时球杆头击打高尔夫球的撞击位置。
2.根据权利要求1所述的对高尔夫挥杆的传感装置，其特征在于，
所述传感处理部包括：
影像处理部，其通过分析作为所述第一摄像头获取的影像的第一影像来找出作为影像上的高尔夫球部分的第一球的位置，并通过在所述第一影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第一球杆轨迹，并且通过分析作为所述第二摄像头获取的影像的第二影像来找出作为影像上的高尔夫球部分的第二球的位置，并通过在所述第二影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第二球杆轨迹；以及
位置计算部，其通过利用所述第一球的位置和所述第一球杆轨迹计算所述第一位置信息并利用所述第二球的位置和所述第二球杆轨迹计算所述第二位置信息来计算由所述第一位置和所述第二位置确定的撞击位置。
3.根据权利要求2所述的对高尔夫挥杆的传感装置，其特征在于，
所述位置计算部构成为：
在所述第一影像上计算所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离作为第一球距离，并在所述第二影像上计算所述第二球的中心点到所述第二球杆轨迹的垂直距离作为第二球距离；并且
以距杆面上的基准位置对应于所述第一球距离的位置为所述第一位置，并以所述距杆面上的基准位置对应于所述第二球距离的位置为所述第二位置，计算由所述第一位置和所述第二位置确定的撞击位置。
4.根据权利要求2所述的对高尔夫挥杆的传感装置，其特征在于，
所述影像处理部以在所述第一影像上检测的高尔夫球杆头的趾侧端部与光轴相交的点移动的轨迹计算所述第一球杆轨迹，并以在所述第二影像上检测的高尔夫球杆头的趾侧端部与光轴相交的点移动的轨迹计算所述第二球杆轨迹。
5.根据权利要求4所述的对高尔夫挥杆的传感装置，其特征在于，
所述位置计算部构成为：
在所述第一影像上将所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第一球距离，并在所述第二影像上将所述第二球的中心点到所述第二球杆轨迹的垂直距离计算为第二球距离；并且
将在垂直于与杆面的趾侧端部相接的所述第一摄像头的光轴的方向上对应于所述第一球距离的所述第一位置和在垂直于与所述杆面的趾侧端部相接的所述第二摄像头的光轴的方向上对应于所述第二球距离的所述第二位置相交的点处计算为所述撞击位置。
6.根据权利要求2所述的对高尔夫挥杆的传感装置，其特征在于，
所述影像处理部以在所述第一影像上检测的对应于高尔夫球杆的杆颈的点移动的轨迹计算所述第一球杆轨迹，并以在所述第二影像上检测的对应于高尔夫球杆的杆颈的点移动的轨迹计算所述第二球杆轨迹。
7.根据权利要求6所述的对高尔夫挥杆的传感装置，其特征在于，
所述位置计算部构成为：
在所述第一影像上将所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第一球距离，并在所述第二影像上将所述第二球的中心点到所述第二球杆轨迹的垂直距离计算为第二球距离；并且
将在垂直于经过预先准备的或从影像检测到的杆面的杆颈位置的所述第一摄像头的光轴的方向上对应于所述第一球距离的所述第一位置和在垂直于经过所述杆面的杆颈位置的所述第二摄像头的光轴的方向上对应于所述第二球距离的所述第二位置相交的点处计算为所述撞击位置。
8.一种球杆头的撞击位置传感方法，该方法是对高尔夫挥杆的传感装置的球杆头的撞击位置的传感方法，所述对高尔夫挥杆的传感装置包括在彼此不同的位置以包括所述高尔夫球和进行高尔夫挥杆的高尔夫球杆的视角获取影像并且以立体方式联动的第一摄像头及第二摄像头，所述高尔夫挥杆利用高尔夫球杆击打高尔夫球，所述球杆头的撞击位置传感方法的特征在于，包括：
通过分析所述第一摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第一位置信息的步骤；
通过分析所述第二摄像头获取的影像来从影像上的球杆轨迹计算第二位置信息的步骤；以及
利用所述第一位置信息和所述第二位置信息计算在高尔夫挥杆时球杆头击打高尔夫球的撞击位置的步骤。
9.根据权利要求8所述的球杆头的撞击位置传感方法，其特征在于，
计算所述第一位置信息的步骤包括：
通过分析作为所述第一摄像头获取的影像的第一影像来检测作为影像上的高尔夫球部分的第一球的步骤；
通过在所述第一影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第一球杆轨迹的步骤；以及
利用所述第一球的位置和所述第一球杆轨迹计算所述第一位置信息的步骤，
计算所述第二位置信息的步骤包括：
通过分析作为所述第二摄像头获取的影像的第二影像来检测作为影像上的高尔夫球部分的第二球的步骤；
通过在所述第二影像上分析高尔夫球杆的动作来计算作为影像上的高尔夫球杆的轨迹的第二球杆轨迹的步骤；以及
利用所述第二球的位置和所述第二球杆轨迹计算所述第二位置信息的步骤。
10.根据权利要求9所述的球杆头的撞击位置传感方法，其特征在于，
利用所述第一球的位置和所述第一球杆轨迹计算所述第一位置信息的步骤包括：
在所述第一影像上将所述第一球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第一球距离，并计算在垂直于与预先准备的或从影像检测到的杆面的趾侧端部相接的所述第一摄像头的光轴的方向上对应于所述第一球距离的所述第一位置信息的步骤，
利用所述第二球的位置和所述第二球杆轨迹计算所述第二位置信息的步骤包括：
在所述第二影像上将所述第二球的中心点到所述第一球杆轨迹的垂直距离计算为第二球距离，并计算在垂直于与所述杆面的趾侧端部相接的所述第二摄像头的光轴的方向上对应于所述第二球距离的所述第二位置信息的步骤，并且
将所述第一位置和所述第二位置相交的点处计算为所述撞击位置。
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