KR100508272B1 - Swing speed and locus measuring system using spreading beam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 확산 빔을 이용한 야구 배트 또는 골프 클럽 등과 같은 회전체의 스윙 속도 및 궤적 측정 장치에 관한 것으로서, 스윙 방향과 수직이지 않은 방향으로 빔을 발생시키는 빔 발생 장치를 포함한 빔 송신부, 상기 빔을 감지하는 복수개의 빔 감지 센서를 포함하여 구성된 빔 수신부 및 상기 빔 수신부에서 전달된 데이터를 이용 스윙의 궤적 및 속도를 계산하는 데이터 처리 장치를 포함하여 구성된다. 상기 빔 송신부에 의해 형성된 빔을 가로지르며 배트 지나갈 때, 특정 위치에서 배트에 의해 빔이 가려져 오프 상태가 되는 레이저 감지 장치 센서의 위치 정보를 이용, 일정 시간 간격으로 회전체의 궤적 및 속도가 계산된다. The present invention relates to an apparatus for measuring swing speed and trajectory of a rotating body such as a baseball bat or golf club using a diffusion beam, and includes a beam transmitter including a beam generator for generating a beam in a direction not perpendicular to a swing direction. And a beam receiver configured to include a plurality of beam sensing sensors for sensing, and a data processing apparatus for calculating a trajectory and a speed of a swing using data transmitted from the beam receiver. When the bat passes across the beam formed by the beam transmitter, the trajectory and the speed of the rotating body are calculated at predetermined time intervals using the position information of the laser sensing device sensor, which is blocked by the bat at a specific position and turned off. .
Description
본 발명은 확산 빔을 이용한 배트 또는 골프 클럽 등의 스윙 속도 및 궤적 측정 장치로서, 자세하게는 팬 빔 레이저 또는 발광 다이오드를 이용하여 야구 배트 또는 테니스 라켓 등의 스윙 운동을 측정하는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swing speed and trajectory measuring device of a bat or golf club using a diffusion beam, and more particularly, to a device for measuring swing motion of a baseball bat or tennis racket using a fan beam laser or a light emitting diode.
야구, 테니스 또는 골프 등과 같은 구기 운동에 있어서, 선수의 스윙 속도 내지 스윙 패턴을 측정하고 기록하는 장치는 선수들의 훈련과 기량향상을 위해 요구되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여, 스윙 속도를 측정하는 스포츠 보조 기구들이 개발되어 왔는데, 근래 들어 레이저를 이용한 장치들의 개발이 이루어져오고 있다. In ball game, such as baseball, tennis or golf, a device for measuring and recording the swing speed or swing pattern of the player has been required for the training and improvement of the player. In response to this demand, sports aids for measuring swing speed have been developed, and in recent years, development of devices using laser has been made.
이러한 장치들은 주로 레이저의 직진성과 반사특성을 주로 이용한 것들로서, 레이저가 볼에 반사되는 특성을 이용 볼의 속도를 측정하는 형태의 것들이 주류를 이루고 있다.These devices mainly use the straightness and reflection characteristics of the laser, and the main type is the type of measuring the speed of the ball by using the characteristic of the laser reflected on the ball.
미국 등록특허 제4,583,733호에는 서로 다른 방향으로 발사되는 3개의 레이저로 구성되고, 스윙 시 배트에 반사되는 상기 레이저를 측정하여 스윙 속도를 계산하는 구성이 개시되어 있다. U.S. Patent No. 4,583,733 discloses a configuration consisting of three lasers which are fired in different directions and calculating a swing speed by measuring the laser reflected by the bat when swinging.
또한 미국 등록특허 제5,634,855호에는 골프 클럽의 스윙 속도를 측정하기 위하여, 한 쌍의 레이저 발사 장치와 이에 대응되는 한 쌍의 레이저 수신 장치로 구성된 스윙 속도 측정 장치가 개시되어 있다. 스윙 시 상기 클럽이 적어도 2곳 이상의 레이저 송신 장치와 수신 장치 사이를 통과하는 순간의 시각이 측정됨으로써, 레이저 송신 장치들 간의 간격 및 측정된 시각을 통해 스윙 속도를 계산하도록 구성되어 있다. In addition, US Patent No. 5,634,855 discloses a swing speed measuring device composed of a pair of laser launching device and a pair of laser receiving devices corresponding to the swing speed of the golf club. The time at which the club passes between at least two laser transmitters and receivers during the swing is measured so that the swing speed is calculated from the intervals and measured times between the laser transmitters.
상술한 종래 기술들에 있어서, 복수 개의 레이저 발사 장치를 사용하여 각각의 레이저 발사 장치와 수신 장치를 지나는 순간의 속도를 측정함으로써 스윙 속도를 측정한다는 기술적인 공통점들이 있다. In the above-described prior arts, there is a technical common point that a swing speed is measured by measuring a speed at the moment passing through each laser firing device and a receiving device using a plurality of laser firing devices.
그렇지만 상기한 것과 같은 종래의 방식은 복수개의 레이저 발사 장치를 필요로 하게 되고, 스윙의 연속적인 궤적을 추적하는 것은 불가능한 문제점이 있다. However, the conventional method as described above requires a plurality of laser firing devices, and it is impossible to track a continuous trajectory of the swing.
즉 레이저 발사 장치가 사용되는 부분에서 레이저가 반사 또는 가려지는 순간의 시각을 기록하는 것이기 때문에, 사용된 레이저 발사 장치의 숫자에 해당하는 만큼의 궤적을 얻을 수밖에 없다. 더군다나, 복수개의 레이저 발사 장치를 사용한다고 하더라도, 종래의 방식을 통해서는 스윙의 높이 내지 진행 각도 등을 정확하게 측정하는 것이 사실상 어렵다. That is, since the time at which the laser is reflected or obscured is recorded at the portion where the laser firing device is used, the trace corresponding to the number of the laser firing devices used is inevitably obtained. Furthermore, even when using a plurality of laser firing apparatuses, it is practically difficult to accurately measure the height of the swing, the traveling angle, and the like through the conventional method.
상술한 것과 같은 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명에서는 종래 기술에 비해 적은 수의 확산형 빔 발사 장치를 사용함으로써, 스윙 속도 및 스윙 궤적의 연속적인 측정이 가능한 스윙 속도 및 궤적 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to overcome the problems of the prior art as described above, the present invention provides a swing speed and trajectory measuring device capable of continuously measuring the swing speed and the swing trajectory by using a smaller number of diffuse beam launchers than the prior art. It aims to provide.
본 발명에서 개시된 확산 빔을 이용한 스윙의 속도 및 궤적 측정 장치는 적어도 하나의 빔 발생 장치를 포함하는 빔 송신부, 복수개의 빔 감지 센서를 포함하고, 이를 이용해 상기 확산 빔을 감지하는 빔 수신부, 그리고 상기 빔 수신부에 연결된 데이터 처리 장치를 포함하여 구성된다. The swing speed and trajectory measuring apparatus using the spreading beam disclosed in the present invention includes a beam transmitting unit including at least one beam generating device, a plurality of beam sensing sensors, and a beam receiving unit detecting the spreading beam by using the beam transmitting unit. And a data processing device connected to the beam receiver.
상술한 본원 발명의 구성에 있어서, 상기 빔 송신부는 빔의 진행 방향이 스윙의 진행 방향을 가로지르도록 하여 빔을 방사한다. 상기 빔 송신부에서 발생된 빔을 가로지르며 스윙이 지나갈 때, 상기 스윙에 의해 확산 빔이 가려져 수신되지 않는 부분에 위치하는 빔 감지 센서의 상태에 관한 데이터가 일정 시간 간격으로 상기 데이터 처리 장치로 전달되고, 상기 데이터 처리 장치는 일정 시간 간격으로 얻어진 상기 빔 감지 센서의 상태에 관한 데이터를 이용하여 시간에 따른 스윙의 궤적 및 스윙의 속도를 계산하게 된다. In the above-described configuration of the present invention, the beam transmitter emits the beam so that the traveling direction of the beam crosses the traveling direction of the swing. When the swing passes across the beam generated by the beam transmitter, data about the state of the beam detection sensor positioned at a portion where the diffusion beam is not received by the swing is transmitted to the data processing apparatus at predetermined time intervals. The data processing apparatus calculates a swing trajectory and a swing speed over time by using data regarding the state of the beam detection sensor obtained at predetermined time intervals.
바람직하게는, 본원 발명에 따른 스윙 속도 및 궤적 측정 장치에 있어서, 상기 빔 송신부는 합성 빔을 형성하도록 빔의 일부가 합쳐지도록 배치된 두 개의 빔 발생 장치에 의해 구성된다. 그리고 상기 빔 수신부의 빔 감지 센서는 합성 팬 빔만을 감지함으로써, 상기 스윙에 의해 빔이 수신되지 않는 상기 빔 수신부 상의 영역이 적어도 두 곳 이상 발생하게 되고, 상기 빔이 수신되지 않는 영역의 빔 감지 센서에 관한 데이터에 의해 스윙의 궤적을 파악하게 된다. Preferably, in the swing speed and trajectory measuring device according to the present invention, the beam transmitting unit is constituted by two beam generating devices arranged so that a part of the beams are combined to form a composite beam. The beam detection sensor of the beam receiver detects only a composite fan beam, thereby generating at least two areas on the beam receiver where the beam is not received by the swing, and the beam detection sensor of the area where the beam is not received. The trajectory of the swing is determined by the data of.
바람직하게는 상기 빔은 팬 빔 레이저로서, 상기 빔 발사 장치는 팬 빔 발사 장치이다. Preferably the beam is a fan beam laser and the beam firing device is a fan beam firing device.
또한 본원 발명에 있어서, 복수의 팬 빔 레이저 발생장치를 사용하여 복수의 평행한 팬 빔 레이저를 발생시키고, 상기 복수의 팬 빔 레이저는 각 팬 빔 레이저를 감지하도록 복수의 층으로 배열된 복수의 레이저 수신부에 의해 감지된다.Also in the present invention, a plurality of parallel fan beam lasers are generated using a plurality of fan beam laser generators, the plurality of fan beam lasers, a plurality of lasers arranged in a plurality of layers to sense each fan beam laser. It is detected by the receiver.
본원 발명에 따른 스윙 궤적 및 속도 측정 장체에 있어서 상기 팬 빔 레이저 발생 장치는 원통형 렌즈(cylindrical lens)를 포함하여 구성된다. 더 나아가 상기 원통형 렌즈(cylindrical lens)를 반원형 단면을 가질 수 있다. In the swing trajectory and velocity measuring device according to the present invention, the fan beam laser generating device includes a cylindrical lens. Furthermore, the cylindrical lens may have a semi-circular cross section.
또한 본원 발명에 있어서, 발광다이오드 (LED; Light Emitting Diode)에 의해 발생하는 확산 빔을 이용하여 스윙 속도 및 궤적 추적 장치를 구성하는 것이 가능하다.In addition, in the present invention, it is possible to configure a swing speed and trajectory tracking device by using a diffusion beam generated by a light emitting diode (LED).
또한 상기 확산 빔은 특정 주파수로 광변조되고, 상기 빔 검출 센서에서 검출된 빔 중, 상기 특정 주파수로 광변조된 빔만을 사용하여 빔 검출 센서의 상태에 관한 데이터로 이용함으로써, 주변 광원에 의한 잡음을 감소시킬 수 있다. In addition, the diffusion beam is optically modulated at a specific frequency, and the noise caused by the ambient light source is used as data relating to the state of the beam detection sensor using only the beam modulated at the specific frequency among the beams detected by the beam detection sensor. Can be reduced.
도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하고자 한다. 1 to 8, specific embodiments of the present invention will be described.
도 1은 팬 빔 레이저 발생 원리를 간략하게 도시하고 있다. 레이저 다이오드 등에 의해 발생한 단일빔의 입사광이 원통형 렌즈 (cylindrical lens)를 통과하게 되면, 도면의 a와 b로 표시된 선으로 이루어지는 면제에 걸쳐 팬 빔이 형성되게 된다. 이 때, 사용되는 원통형 렌즈의 구면 곡률에 따라 도 1(a) 또는 도 1(b)에 도시된 것과 같이 팬 빔의 폭이 결정되며, 거의 180 도의 폭을 가지는 팬 빔을 형성하는 것도 가능하다. 1 briefly illustrates the principle of fan beam laser generation. When the incident light of the single beam generated by the laser diode or the like passes through the cylindrical lens, the fan beam is formed over the exemption consisting of the lines indicated by a and b in the figure. At this time, the width of the fan beam is determined as shown in Fig. 1 (a) or 1 (b) according to the spherical curvature of the cylindrical lens used, it is also possible to form a fan beam having a width of approximately 180 degrees. .
도 2는 반원 형태의 단면을 가지는 원통형 렌즈를 이용한 팬 빔 레이저를 도시하고 있다. 반원의 단면 쪽에 해당하는 방향으로는 팬 빔이 형성되지 아니하기 때문에, 도 3에 도시되는 것과 같이 두 개의 반원형 단면을 가지는 원통형 렌즈를 이용하게 되면, a 선 및 d 선으로 표시되는 영역에 해당하는 면적을 가지는 합성 팬 빔을 형성할 수 있다. 합성 팬 빔을 이용하여 합성 팬 빔 영역에서만 볼을 감지하도록 하기 위해서는, 레이저 감지 센서는 특정 강도 (합성 팬 빔 레이저의 강도)에서 반응하도록 조정되어야 할 것이다. 2 illustrates a fan beam laser using a cylindrical lens having a semicircular cross section. Since the fan beam is not formed in the direction corresponding to the cross-sectional side of the semicircle, when using a cylindrical lens having two semi-circular cross-sections as shown in FIG. A composite fan beam having an area can be formed. In order to sense the ball only in the composite fan beam region using the composite fan beam, the laser sensing sensor will have to be adjusted to respond at a certain intensity (the intensity of the synthetic fan beam laser).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스윙 속도 및 궤적 측정 장치의 구성을 도시하고 있는 사시도이다. 4 is a perspective view showing the configuration of a swing speed and trajectory measuring device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 스윙 속도 및 궤적 측정 장치는 크게 팬 빔 레이저 송신부(101)과 팬 빔 레이저 수신부(104)로 구성된다. 팬 빔 레이저 송신부(101)는 스탠드(105) 및 상기 스탠드(105)에 장착된 팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b)로 구성되는데, 스탠드(105)에 장착되는 레이저 팬 빔 발사 장치(101a, 101b)의 숫자는 필요에 따라 조절될 수 있다. 스탠드(105)의 높이 역시 사용자 또는 스포츠 종목에 따라 조절될 수 있다.The swing speed and trajectory measuring device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a fan beam laser transmitter 101 and a fan beam laser receiver 104. The fan beam laser transmitter 101 is composed of a stand 105 and fan beam laser firing apparatuses 101a and 101b mounted to the stand 105, and a laser fan beam launching apparatus 101a to be mounted to the stand 105. The number 101b) can be adjusted as needed. The height of the stand 105 may also be adjusted according to the user or sport.
팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b)는 팬 빔 레이저를 발사하는 장치로서, 레이저 다이오드 등을 사용하는 통상의 레이저 발사 장치에 원통형 렌즈(cylindrical lens)를 장착함으로써 만들어질 수 있다. 필요에 따라서는 다양한 곡률을 가지는 렌즈를 사용하거나 반원형 단면을 가지는 원통형 렌즈를 사용함으로써, 측정 대상 영역을 조절하는 것이 가능하다. The fan beam laser firing apparatuses 101a and 101b are apparatuses for firing a fan beam laser, and can be made by attaching a cylindrical lens to a conventional laser firing apparatus using a laser diode or the like. If necessary, by using a lens having various curvatures or by using a cylindrical lens having a semi-circular cross section, it is possible to adjust the measurement target area.
상기 팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b)에서 발사된 팬 빔을 수신할 수 있는 위치에 복수개의 레이저 감지 센서(D1,....DN)로 구성된 레이저 수신부(104)가 배치되며, 상기 레이저 수신부(104)에서 얻어지는 데이터를 처리할 데이터 처리 장치(106)에 연결된다. 상기 수신부의 레이저 감지 센서로는 보통 사용되는 PIN 포토다이오드 내지 애벌런치 포토다이오드 (Avalanch Photo Diode) 등이 사용될 수 있다.A laser receiver 104 including a plurality of laser detection sensors D 1 ,... D N is disposed at a position capable of receiving the fan beams emitted from the fan beam laser firing apparatuses 101a and 101b. It is connected to the data processing device 106 to process the data obtained from the laser receiver 104. As the laser detection sensor of the receiver, a PIN photodiode or an avalanch photodiode commonly used may be used.
도 5는 상기 스윙 속도 및 궤적 측정 장치의 동작 원리를 도시하고 있다. P1, P2, 그리고 P3는 팬 빔 레이저로 구성된 빔의 장막을 지나는 배트( 또는 라켓이나 클럽)의 궤적을 도시하고 있다. 상기 실시예에서는 합성 팬 빔이 사용하는데, 이 경우 측정 범위는 도 5에서 회색으로 표시된 영역이며, 레이저 감지 센서(D1,.., DN)에는 단일 팬 빔은 감지되지 않고, 합성 팬 빔의 강도 이상만이 감지되도록 하는 정도의 민감도를 가지게 된다.5 shows the operating principle of the swing speed and trajectory measuring device. P 1 , P 2 , and P 3 show the trajectory of the bat (or racket or club) across the curtain of the beam consisting of a fan beam laser. Example This synthesis uses a fan beam, in which case the measurement range is a region shown in gray in Figure 5, the laser sensor (D 1, .., D N ) has not detected a single fan beam, the fan beam synthesis Sensitivity is such that only anomalous intensity of is detected.
팬 빔 레이저를 가로지르며 배트가 통과할 때, 배트에 가려져 팬 빔 레이저가 감지되지 않는 영역이 발생하게 되고, 이 영역에 존재하는 레이저 감지 센서에는 순간적으로 팬 빔 레이저가 감지되지 않게 된다. 상기한 것과 같이 본 실시예의 레이저 감지 센서는 단일 팬 빔 레이저는 감지하지 않고, 합성 팬 빔 레이저의 강도 이상을 감지하는 정도의 민감도를 가지고 있다. When the bat passes through the fan beam laser, an area is hidden that is not detected by the fan beam laser, and the fan beam laser is momentarily not detected by the laser detection sensor existing in the area. As described above, the laser detection sensor of the present embodiment does not detect a single fan beam laser, but has a sensitivity that detects an intensity abnormality of the composite fan beam laser.
예를 들면, 본 실시예에서는 배트가 P1의 위치에 있는 순간 레이저 감지 센서(p1, g1)의 상태가 off가 되며, 배트가 P2의 위치에 있는 순간 레이저 감지 센서(p2, g2)의 상태가 off가 되고, 배트가 P3의 위치에 있는 순간 레이저 감지 센서(p3, g3)의 상태가 off가 된다. 상기한 것과 같이 매 시각에 따른 감지 센서들의 상태에 대한 데이터가 만들어진 후, 상기 데이터는 데이터 처리 장치(106)에 전송된다.For example, in this embodiment, the batt is the state of the moment the laser sensor (p1, g1) at position P 1, and is off, bat the moment the laser sensor in the P 2 position (p2, g2) The state is turned off, and the state of the laser detection sensors p3 and g3 is off at the moment the bat is in the position of P 3 . After data on the state of the sensing sensors according to each time is made as described above, the data is transmitted to the data processing device 106.
도 6을 참조하여 스윙 속도 및 궤적 측정 과정을 살펴보면, 데이터 처리 장치(106)에서는 팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b) 사이의 간격(H)에 대한 정보 및 레이저 송신부(101)과 레이저 수신부(104) 사이의 간격(W)에 대한 정보를 미리 입력 받는다. 배트가 팬 빔을 가로지르며 지나가는 순간, 일정 시간 간격마다 레이저 감지 센서(D1,..., DN)의 상태에 대한 데이터가 데이터 처리 장치(106)에 전송되고, 상기 데이터를 이용하여 배트의 궤적을 계산하게 된다.Referring to FIG. 6, the swing speed and the trajectory measurement process will be described. In the data processing apparatus 106, information about the distance H between the fan beam laser firing apparatuses 101a and 101b and the laser transmitter 101 and the laser receiver ( Information about the interval W between the 104 is received in advance. As soon as the bat passes across the fan beam, data about the state of the laser sensing sensors D 1 ,..., D N are transmitted to the data processing device 106 at regular time intervals, using the bat to use the data. The trajectory of is calculated.
팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b) 사이의 간격(H) 및 레이저 송신부(101)와 레이저 수신부(104) 사이의 간격(W)에 대한 정보, 그리고 특정 순간에 배트에 의해 가려진 적어도 두 곳 이상의 레이저 감지 센서의 위치에 대한 정보가 주어진다면, 산술적인 계산을 통해 배트의 위치를 계산해낼 수 있게 된다. 즉, 배트가 P1의 위치에 있는 순간에, 레이저 감지 센서(p1, q1)의 위치 데이터가 주어진다면, P1의 위치를 계산해낼 수 있는 것이다. 이와 더불어 일정한 시간 간격으로 배트의 위치를 계산하기 때문에 배트의 속도 역시 계산을 통하여 얻어낼 수 있다.본 실시예에서는 P1, P2, P3를 지나는 순간에 레이저 감지 센서에 관한 데이터가 만들어지는 상태를 보여주었지만, 필요에 따라 측정 시간 간격은 다르게 할 수 있다.Information about the spacing H between the fan beam laser firing devices 101a and 101b and the spacing W between the laser transmitter 101 and the laser receiver 104, and at least two or more locations obscured by the bat at a particular moment. Given information about the position of the laser sensor, arithmetic calculations can be used to calculate the position of the bat. In other words, in the batt it can do if at the instant at position P 1, the position data of the laser sensor (p1, q1) is given, calculate the position of P 1. In addition, since the bat's position is calculated at regular time intervals, the bat's speed can also be obtained through calculation. In this embodiment, data about the laser detection sensor is generated at the moment passing P 1 , P 2 , and P 3 . Although the condition is shown, the measurement time interval can be changed as required.
또한 본 실시예에서, 스윙 속도 및 궤적 측정 장치는 나란히 배치된 두 개의 팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b)를 사용하여 구성되었지만, 레이저 발사 장치의 숫자는 필요에 따라 달라 질 수 있다. 이 때 레이저 감지 센서의 민감도는 사용되는 레이저 발사 장치에 따라 다르게 조절되어야할 것이다. Also in the present embodiment, the swing speed and trajectory measuring device is configured using two fan beam laser firing devices 101a and 101b arranged side by side, but the number of the laser firing devices may vary as necessary. In this case, the sensitivity of the laser detection sensor should be adjusted differently depending on the laser firing apparatus used.
도 7은 골프 클럽 스윙의 궤적 측정에 적합하도록 구성된 본원 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 야구 배트의 스윙이 거의 수평 방향으로 이루어지는데 반해, 골프 클럽의 스윙은 수직 방향으로 회전하기 때문에 팬 빔의 방향도 이에 맞추어 구성되었다. 7 illustrates another embodiment of the present invention configured to be suitable for measuring the trajectory of a golf club swing. The swing of the baseball bat is almost horizontal, whereas the swing of the golf club rotates in the vertical direction, so the direction of the fan beam is configured accordingly.
팬 빔 레이저 발사 장치(201)에서 발사된 팬 빔 레이저가 레이저 수신부(204)의 레이저 감지 센서(F1∼FN)에 의해 감지된다. 골프 클럽의 헤드가 상기 팬 빔을 가로지르는 순간에, 골프 클럽에 의해 가려진 레이저 감지 센서와 관련된 정보를 데이터 처리 장치(206)에 전송함으로써 스윙의 궤적 및 속도를 측정할 수 있게 된다. 야구 배트의 스윙 경로가 불규칙 한 것과는 다르게, 골프의 경우에는 타격 대상이 고정되어 있으므로, 스윙은 주로 도 7의 점선으로 표시된 경로를 따르게 된다. 그러므로 하나의 팬 빔 레이저 발사 장치만으로도 골프 클럽의 스윙 속도 측정이 가능하다.The fan beam laser emitted from the fan beam laser firing apparatus 201 is detected by the laser detection sensors F 1 to F N of the laser receiver 204. At the moment the head of the golf club traverses the fan beam, information about the laser detection sensor obscured by the golf club is transmitted to the data processing device 206 to measure the trajectory and speed of the swing. Unlike the irregular swing path of the baseball bat, since the hitting target is fixed in the case of golf, the swing mainly follows the path indicated by the dotted line in FIG. Therefore, the golf club's swing speed can be measured with just one fan beam laser.
도 8은 도 7에 개시된 실시예의 확장된 구성으로서, 복수개의 팬 빔 레이저 발사 장치를 사용함으로써, 골프 클럽의 수직 방향 궤적을 좀 더 정밀하게 측정할 수 있도록 구성되어 있다. 팬 빔 레이저 발사 장치(301)에서는 복수의 층(3층)으로 평행한 팬 빔 레이저를 발생시키고, 상기 복수의 평행한 팬 빔 레이저는 복수의 층(3층)으로 배열된 레이저 감지 센서(G11 ~ GNN)에 의해 감지된다. 골프 클럽의 헤드가 상기 복수의 팬 빔 레이저층을 지나는 순간, 골프 클럽 헤드에 의해 팬 빔 레이저가 가려진 영역에 위치하는 레이저 감지 센서에 대한 정보가 데이터 처리 장치(306)로 전송되고, 스윙의 속도 및 궤적이 측정 기록된다.FIG. 8 is an enlarged configuration of the embodiment disclosed in FIG. 7, and is configured to more accurately measure the vertical track of a golf club by using a plurality of fan beam laser firing devices. The fan beam laser firing apparatus 301 generates a parallel fan beam laser in a plurality of layers (3 layers), and the plurality of parallel fan beam lasers are laser detection sensors (G) arranged in a plurality of layers (3 layers). 11 to G NN ). As soon as the head of the golf club passes the plurality of fan beam laser layers, information about the laser detection sensor located in the area where the fan beam laser is covered by the golf club head is transmitted to the data processing device 306 and the speed of the swing. And the trajectory is measured and recorded.
상술한 실시예에 있어서, 팬 빔 레이저를 사용한 구성을 중심으로 본 원 발명이 설명되었다. 그렇지만, 일정 각도로 확산되는 발광 다이오드 (LED; Light Emitting Diode) 광원을 사용하여, 팬 빔 레이저와 유사한 효과를 얻을 수 있으며 본원 발명의 스윙 속도 및 궤적 측정 장치의 구성에 적용하는 것은 당업자에 있어서 자명하다. 이 때, 발광 다이오드에서 방출된 빔은 팬 빔 레이저와는 다르게 원추형으로 확산되므로, 도 8에 도시된 실시예와 같이 빔 감지 센서가 여러층으로 형성된 경우에 있어서, 소수의 발광 다이오드, 더 나아가 하나의 발광 다이오드를 사용하는 구성만으로 여러층의 빔 감지 센서를 작동시킬 수 있으므로, 스윙의 궤적을 추적하는 것이 가능하다. In the above-described embodiment, the present invention has been described centering on the configuration using the fan beam laser. However, using a light emitting diode (LED) light source diffused at an angle, an effect similar to that of a fan beam laser can be obtained and applied to the configuration of the swing speed and trajectory measuring device of the present invention is apparent to those skilled in the art. Do. In this case, since the beam emitted from the light emitting diode is diffused in a conical shape unlike the fan beam laser, in the case where the beam detection sensor is formed in multiple layers as shown in the embodiment shown in FIG. By using the light emitting diode of the configuration can operate multiple layers of the beam sensor, it is possible to track the trajectory of the swing.
더 나아가, 상기 팬 빔 레이저 또는 발광 다이오드에서 방출되는 빔을 특정 주파수로 변조하고, 빔 검출 센서에서 검출된 빔 중에서 상기 특정 주파수에 해당하는 신호만을 스윙 궤적 및 속도 계산에 사용함으로써, 외부 조명에 의한 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다. Furthermore, by modulating the beam emitted from the fan beam laser or the light emitting diode to a specific frequency, and using only the signal corresponding to the specific frequency among the beams detected by the beam detection sensor for swing trajectory and speed calculation, Noise can be effectively removed.
본 발명에 따른 빔을 이용한 스윙 속도 및 궤적 측정 장치는 종래에 이용되는 통상의 레이저 대신 확산 빔을 이용함으로써, 비교적 적은 수의 빔 발생 장치를 가지고도 정확하고 연속적인 스윙의 궤적의 추적 및 기록이 가능하다. The swing speed and trajectory measuring device using the beam according to the present invention uses a diffusion beam instead of a conventional laser, which allows accurate and continuous tracking and recording of the trajectory of a swing even with a relatively small number of beam generating devices. It is possible.
즉 최소 2개의 확산 빔 발생 장치로서 스윙 궤적의 수직 및 수평 위치를 계산하는데 필요한 모든 데이터를 얻는 것이 가능한 것이다(골프의 경우는 1개의 확산 빔 장치만으로 속도 데이터 산출 가능). 그뿐만 아니라 레이저 발생 장치의 추가적 설치 없이도 측정 시간 간격만을 조절함으로써 연속적인 궤적 데이터를 얻을 수 있다. 또한 특정 구간 내의 평균 속도만을 데이터로 얻어내는 종래기술과는 다르게, 측정 시간 간격을 매우 짧게 만들 경우 매 시각에 따른 순간 속도 분포 데이터를 얻어내는 것도 가능하다. That is, it is possible to obtain all the data necessary for calculating the vertical and horizontal positions of the swing trajectory as at least two diffused beam generators (in the case of golf, velocity data can be calculated using only one diffused beam device). In addition, continuous trajectory data can be obtained by adjusting only the measurement time interval without additional installation of the laser generator. In addition, unlike the prior art in which only the average speed within a specific section is obtained as data, it is also possible to obtain instantaneous speed distribution data for each time when the measurement time interval is made very short.
도 1(a) 및 도 1(b)는 서로 다른 구면 곡률을 가지는 원통형 렌즈에 의해 발생한 팬 빔 레이저를 도시하고 있다. 1 (a) and 1 (b) show a fan beam laser generated by cylindrical lenses having different spherical curvatures.
도 2는 반원형 단면을 가지는 원통형 렌즈에 의해 발생한 팬 빔 레이저를 도시하고 있다. 2 shows a fan beam laser generated by a cylindrical lens having a semicircular cross section.
도 3은 두 개의 반원형 단면을 가지는 원통형 렌즈에 의해 발생한 합성 팬 빔 레이저를 도시하고 있다. 3 shows a composite fan beam laser generated by a cylindrical lens having two semicircular cross sections.
도 4는 본원 발명의 제1 실시예에 따른 구성을 도시하는 사시도이다. 4 is a perspective view showing a configuration according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본원 발명의 제1 실시예에 있어서, 스윙의 궤적을 추적하는 원리를 도시하고 있다. 5 shows the principle of tracking the trajectory of a swing in the first embodiment of the present invention.
도 6은 본원 발명의 제1 실시예에 따른 간략한 구성을 도시하고 있는 블록도이다. 6 is a block diagram showing a simplified configuration according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 본원 발명의 제2 실시예에 따른 구성을 도시하는 사시도이다. 7 is a perspective view showing a configuration according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본원 발명의 제3 실시예에 따른 구성을 도시하는 사시도이다. 8 is a perspective view showing a configuration according to a third embodiment of the present invention.
<참조 번호><Reference number>
101, 201, 301: 팬 빔 레이저 송신부 104, 204, 304: 팬 빔 레이저 수신부101, 201, 301: fan beam laser transmitter 104, 204, 304: fan beam laser receiver
101a, 101b: 팬 빔 레이저 발사 장치(101a, 101b) 105: 스탠드 101a and 101b: fan beam laser firing devices 101a and 101b 105: stand
106, 206, 306: 데이터 처리 장치106, 206, 306: data processing unit
D1,..., DN, F1,..., FN, G11,..., GNN : 레이저 감지 센서D 1 , ..., D N , F 1 , ..., F N , G 11 , ..., G NN : Laser Detection Sensor
P1, P2, P3 : 일정 시간 간격에 따른 스윙의 궤적P 1 , P 2 , P 3 : The trajectory of the swing over a certain time interval
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