KR100664482B1 - 스윙순간 포착을 위한 센서 기술을 이용한 일체형 골프스윙분석기 및 스윙 센싱 및 자동재생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 스윙순간 포착을 위한 전선을 동반한 센서 설치를 피하고, 설치하기 용이하고 휴대하기 편리한 골프스윙분석기를 위해, 설치가 용이한 재귀반사판과, 이와 연동하는 센서 회로가 내장된 것을 특징으로 하는 일체형 골프스윙분석기를 제공하며, 이의 정상적인 동작을 위한 동작 방식들을 제공한다.

스윙분석기, 골프, 센서, 반사판, 레이저빔

Description

스윙순간 포착을 위한 센서 기술을 이용한 일체형 골프스윙 분석기 및 스윙 센싱 및 자동재생 방법{APPARATUS FOR ANALYZING GOLF SWING USING SENSOR TECHNOLOGY FOR CAPTURING SWING MOTION AND METHOD FOR SENSING SWING TIMING AND REPLAYING SWING MOTION AUTOMATICALLY}

도 1은 센서 회로를 탑재한 일체형 스윙분석시스템과 반사판의 설치 예를 나타내는 개략도이다.

도 2는 골프채의 샤프트 부분과 센싱용 레이저 빔의 교차를 보여주는 개략도이다.

도 3은 두 개의 레이저 빔과 직각으로 만나는 반사판을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4는 입사광이 재귀반사판에서 반사되는 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 센서 회로 출력을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 골프 스윙 분석기 및 골프 스윙 센싱 및 자동재생 방법에 관한 것 으로, 특히 스윙 순간 포착을 위한 센서 기술 적용이 용이한 일체형 골프스윙분석기 및 센싱 및 자동재생 방법에 관한 것이다.

골프 스윙을 연습할 때, 연습자 스스로 자신의 스윙 모습을 분석할 수 있는 스윙 자동재생 방식이 호응을 얻고 있으며, 이러한 스윙 자동재생을 구현하는 여러 형태의 장치들과 스윙 센싱 방식들이 개발되고 있다.

기존 스윙분석기의 주요한 구성은, 운동자의 모습을 촬영하는 카메라, 영상을 저장하는 시스템, 그리고 촬영된 영상을 보여주는 모니터로 구성되어 있다. 이러한 기존의 스윙분석기에서, 연습자가 골프공을 타격한 후 자신의 스윙 모습을 재생하기 위해서는 타인이 레코딩 시작과 종료를 위해서 시스템 조작을 해 주거나, 전선을 동반한 센서를 설치하여 골프공이 타격되는 순간을 포착하고 이를 이용해서 타격 순간 전후로 일정시간 동안 저장된 영상을 자동 재생하는 방식이 사용되고 있다.

연습자 스스로 자신의 스윙 모습을 분석할 수 있는 자동재생 방식을 구현하기 위해서는 센서의 설치가 필수적이다. 그러나 기존 시스템에서는 센서 설치를 위해서 전선 및 회로를 동반한 센서 모듈이 연습매트 아래 또는 위에 설치되어야 하고, 따라서 이미 건설된 골프 연습장에서는 설치가 어렵다.

기존 스윙분석시스템에서 자동 재생을 위해 타격 시점을 센싱하는 방식들을 보다 구체적으로 살펴보면, 타격되어 날아가는 골프공을 연습매트 앞에서 광학적으로 센싱하거나, 드라이브를 위한 티 아래에 매설된 광센서를 이용하여 골프공이 타격되는 순간 드라이브 티 위의 골프공이 사라지면서 빛이 들어오는 것을 센싱하거 나, 골프공이 타격되는 순간의 소리를 이용한 센싱 방식들로 나누어 볼 수 있다.

이러한 기존 방식들에서는 모두 센서 설치를 위해서 전선 및 회로를 동반한 센서 모듈을 연습매트 아래 또는 위에 설치해야 하는 설치상의 부담이 있다. 또 기존 방식들에서, 날아가는 골프공을 연습매트 앞에서 광학적으로 센싱하는 경우는 고속으로 날아가는 골프공을 센싱하기 위해서 다량의 센서의 설치가 필요하므로 센서모듈의 부피가 커지고 가격이 비싸지는 단점이 있고, 드라이브 티 아래에 광센서를 매설하는 경우는 드라이브 채를 사용할 때만 센싱이 가능하고 아이언 채나 퍼터를 사용해서 스윙할 때에는 센싱이 불가능한 단점이 있다. 그리고 골프공이 타격되는 순간의 소리를 이용하는 경우에는 인접 타석의 골프공 타격 소리로 인한 센싱 오류의 가능성이 큰 단점이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 종래 센싱 장치 및 방법의 문제를 해결하여, 자동 재생을 위한 센서 회로를 적용함에 있어서 설치가 저렴하고 용이한 일체형 골프 스윙분석시스템으로서, 신규로 건설 중인 골프연습장 및 이미 건설된 골프연습장에도 쉽게 설치가 가능하고 휴대용 스윙분석기에도 효율적으로 적용 가능한 골프 스윙분석 시스템 및 스윙 센싱 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 위해서는 전선 없이 설치 가능한 센싱 방식을 고안하여야 하므로, 본 발명자는 모든 센서 관련 회로들이 일체형 스윙분석기 속에 탑재되면서 이를 구동하는 방식을 고안하였다.

본 발명에 따른 센서 설치가 용이한 일체형 골프스윙분석 시스템은 카메라, LCD 모니터를 포함하는 일체형 스윙분석시스템과 센서동작을 위한 전선을 동반하지 않은 반사판으로 구성된다. 또 본 발명에 따른 센싱 방식은, 골프채 스윙 순간에 골프채의 샤프트 부분이 센서 역할을 하는 레이저 빔을 끊도록 함으로써 스윙 순간을 포착하는 방식으로, 운동자가 골프연습장에서 사용하는 골프채의 종류에 상관없이 센싱이 가능하고, 공 없이 스윙연습을 할 때에도 스윙순간을 포착할 수 있다. 물론, 채의 샤프트 부분이 아니더라도 채의 다른 부분, 예를 들어 헤드나 손잡이 부분이 빔을 끊는 순간을 포착하는 것으로도 본 발명을 구현할 수 있을 것이다. 또 두 개의 레이저 빔을 이용하여 골프채의 상대적 스윙속도를 알 수 있고, 정상적인 정방향 스윙만 인식하도록 조건을 부가하여 스윙인식 실패율을 최소화할 수 있도록 하였다. 아울러, 본 발명의 시스템은 센서 등을 반영구적으로 매설하는 등의 작업이 불필요하므로, 휴대할 수 있게 제작될 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

1. 골프채의 샤프트 부분이 센싱용 레이저 빔을 끊는 방식

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 일체형 스윙분석시스템(10)의 설치 예이다. A 위치에 선 운동자가 매트(18) 위의 골프공(19)을 F 방향으로 타격할 때, 공간 상에서 운동자, 골프공, 스윙분석기와 반사판(16) 사이를 이어주는 두 개의 센싱용 레이저 빔들(L1, L2)이 형성되도록 구성된다. 이러한 센싱용 빔은 임의의 막대기 모양의 채가 스윙될 때 채의 샤프트 부분이 빔을 끊고 지나가는 것을 검출하 는데 적합한 어떤 종류의 빔이라도 무방하다. 또 본 실시예에서는 두 개의 레이저 빔으로 예시하였으나, 본 발명의 시스템 및 방법은 하나의 빔 또는 둘 이상의 빔으로도 구현가능함을 알 수 있을 것이다. 운동자가 스윙을 시작하여 골프채의 샤프트가 스윙분석시스템(10)의 본체와 반사판(16) 사이에 형성된 레이저 빔들을 끊는 순간에 이를 펄스신호로 만들어서 스윙분석시스템(10)에 알려줌으로써 스윙 동작이 이루어졌다는 정보가 얻어지게 된다. 이런 식으로, 스윙 동작이 검출되는 스윙분석시스템(10)이 일정 시간 후(스윙이 완전히 끝난 후) 직전 스윙 순간 동안의 영상을 자동으로 일정 회수 반복 재생하게 함으로써 운동자는 스윙분석시스템(10)의 조작 없이 자신의 직전 스윙모습을 볼 수 있다. 즉 카메라(12)에 의해 레코딩된 영상 중에서 스윙 시점을 기준으로 전후 일정시간 동안 레코딩된 영상이 자동으로 재생된다. 통상적으로, 스윙 검출 시점의 전후 1-2초 정도로 설정해두면 전체 스윙 동작을 볼 수 있게 된다. 그러나 이러한 재생 타이밍은 운동자에 맞게 적절히 조절될 수 있다. 여기서, 운동자의 모션을 레코딩하기 위한 카메라(12)는 영상을 레코딩하는 어떤 타입의 장치라도 무방하고, 마찬가지로, 레코딩된 영상을 재생하기 위한 모니터도 LCD 타입 이외의 어떤 종류라도 무방하다. 이들 카메라(12)와 모니터는 골프 스윙 분석기와 일체로 제작될 수도 있고, 별도 설치도 가능하다. 도 2는 운동자의 스윙순간을 측면에서 바라본 도면으로, 운동자가 골프공을 친 후, 골프채의 샤프트 부분이 C 지점에서 레이저 빔을 끊는 모습을 보여주고 있다.

2. 일체형 스윙분석시스템과 설치가 편리한 재귀반사판

도 3은 일체형 스윙분석시스템(10) 속에 탑재된 센서모듈과 반사판(16)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 일정 간격(약 2cm) 떨어진 두 개의 레이저 빔이 LD1(레이저 다이오드 1) 과 LD2(레이저 다이오드 2)에서 각각 나아가고, 반사판(16)에 부딪힌 후 되돌아 가면서 확산에 의해서 레이저 빔의 단면적이 넓어지고, 이들은 각각의 레이저 다이오드에 인접한 PD1(광검출기 1) 과 PD2(광검출기 2)에 의해서 감지된다. 종래의 시스템에서는, 이와 같은 동작이 정상적으로 일어나기 위해서 레이저 빔이 반사판(16)에 "입사각 = 90°"를 정확히 유지하면서 입사하여야 하는데, 이는 시스템 설치시 반사판(16)의 각도 조절에 어려움을 주게 되고, 반사판(16) 각도의 약간의 변화에도 시스템이 오동작하는 결과를 낳게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 도 4와 같이 광원(11)에서 나온 레이저 빔이 입사하는 방향으로 반사되는 재귀 반사의 특성을 가지는 반사판(16)을 이용함으로써, 반사판(16)의 설치 각도가 레이저 빔이 입사하는 각도와 정확히 직각을 유지하지 않아도 동작하게 함으로써 설치를 용이하게 하고, 반사판(16)의 각도 변화에 대해서 시스템 오동작 가능성을 현저히 줄였다.

3. 두 개의 레이저 빔에 의한 저렴한 스윙 상대속도 측정

본 발명에 따른 시스템(10)에서의 스윙 속도 측정은, 도 1 및 도 2와 같은 구성에서, 운동자가 스윙할 때 운동자의 키, 위치, 골프채의 종류에 따라서 골프채의 샤프트 부분과 레이저 빔이 교차하는 지점이 달라지므로, 골프채의 절대적 스윙속도 측정은 불가능하지만, 운동자가 같은 골프채를 이용하고 같은 위치에서 스윙 할 때, 이전 스윙속도와 비교할 수 있는 상대적 스윙 속도를 두 개의 레이저 빔을 이용해서 저비용이면서 간편하게 측정할 수 있다.

운동자가 골프공을 타격하는 순간에 골프채의 샤프트 부분이 도 1에서의 레이저 빔 1과 2를 차례대로 끊게 되고, 이를 감지하는 스윙분석 시스템(10) 속의 센서 회로(14)가 도 5에 도시된 SENS1 및 SENS2와 같은 신호를 만들어 준다. 골프채의 상대적 스윙 속도를 알아내기 위해서, 도 5의 SENS1과 SENS2 신호가 0으로 떨어지는 순간들의 간격(INT)을 카운터를 이용해서 측정한 후 화면(17)에 표시한다.

4. 두 개의 레이저 빔에 의한 스윙시점 감지오류 감소

골프공 타격 후 골프채가 나아가는 방향에 설치된 레이저 빔을 골프채의 샤프트가 끊는 시점을 센싱하는 방식이므로, 느린 속도로 골프채를 스윙하는 연습 동작 또는 골프공 타격 후 골프채를 내리면서 골프채의 샤프트가 레이저 빔을 반대 방향으로 끊을 경우 오동작에 의한 불필요한 자동재생을 하게 된다. 이 같은 오류를 막기 위해서, 도 5처럼 SENS1 신호가 0이 되고 난 후 일정시간 간격 내(T1 - T2 사이)에 SENS2 신호가 0으로 떨어질 때만 스윙으로 인식함으로써, 골프채가 일정 속도 이상으로 정방향 스윙을 할 때에만 스윙한 것으로 인식하여 불필요한 센싱에 의한 자동재생을 막아주는 것을 특징으로 한다.

이상에서, 본 발명의 시스템 및 방법을 골프분야를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 야구 등과 같이 막대기 모양의 바아를 이용하여 스윙을 연습하는 것이 요구되는 어떤 분야에도 적용 가능할 것이다.

본 발명에 따른 골프 스윙분석기 및 스윙 검출 방식은 자동 재생을 위한 센서기술의 적용을 용이하게 함으로써, 종래의 시스템에 비해 센서의 설치 위치가 덜 제한적이고, 신규 건설 중인 골프연습장 및 이미 설치된 골프연습장에 스윙분석기의 설치를 저렴하고 용이하게 하며, 휴대용 스윙분석기에도 자동 재생기능을 위한 센서기술의 적용을 용이하게 한다.

또 본 발명의 센서 모듈 및 센싱 방식은 다음과 같은 부가적인 장점들이 있다. 첫째, 골프채의 상대적 스윙속도를 저렴하게 알 수 있으며, 둘째, 골프채의 정상적인 정방향 스윙만 인식하도록 하는 조건을 부가하여 스윙인식 실패율을 낮출 수 있으며, 셋째, 드라이브채 및 아이언채를 포함해서 사용하는 골프채에 상관없이 센싱이 가능하고, 넷째, 공 없이 스윙연습을 할 때에도 스윙 순간을 센싱할 수 있다.

Claims (8)

1. 운동자를 레코딩하기 위한 카메라와, 레코딩된 영상을 재생하기 위한 모니터와, 골프 스윙 모션을 센싱하기 위한 센서 모듈을 포함하는 골프 스윙분석 장치에 있어서,

   상기 스윙 분석장치가 지면으로부터 일정 높이만큼 이격되어 일체형으로 설치되고, 상기 센서 모듈로부터 지면을 향하여 아래로 센싱용 빔이 발사되며, 상기 센싱용 빔이 도달되는 지면상의 위치에 센싱용 빔을 반사하기 위한 반사판이 설치됨으로써, 스윙 동작시 스윙되는 채의 샤프트 부분이 상기 빔을 끊고 지나갈 때 스윙 동작이 검출되도록 하여, 스윙 동작의 검출을 용이하게 하며,

   상기 센서 모듈이 두 개의 레이저 빔을 발사하고, 상기 두 개의 레이저 빔들이 끊어지는 순서와 빔들이 끊어지는 시간 간격을 측정하여, 상기 빔들이 끊어지는 순서가 정방향의 스윙을 나타내고 상기 시간 간격이 미리 설정된 시간 간격을 초과하지 않는 경우에, 상기 검출된 스윙시점 전후로 미리 설정된 시간 간격만큼 레코딩된 영상을 자동 재생시키는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 반사판이 재귀 반사판인 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 센서 모듈이 제1 및 제2 레이저 다이오드(LD1, LD2)와 제1 및 제2 광 검출기(PD1, PD2)를 포함하고, 상기 제1 레이저 다이오드(LD1)와 제1 광검출기(PD1), 그리고 상기 제2 레이저 다이오드(LD2)와 제2 광검출기(PD2)는 각각 동일 측면에서 서로 이웃하게 나란히 배열되며, 상기 두 개의 레이저 빔은 각각 상기 제1 레이저 다이오드(LD1)와 제2 레이저 다이오드(LD2)에서 발사되며, 상기 제1 레이저 다이오드(LD1)에서 나온 레이저 빔이 상기 반사판에서 반사되어 상기 제1 광검출기(PD1)에 의해서 감지되고, 제2 레이저 다이오드(LD2)에서 나온 레이저 빔이 상기 반사판에서 반사되어 상기 제2 광검출기(PD2)에 의해서 감지되는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석장치.
5. 삭제
6. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 채의 샤프트 부분이 상기 두 개의 레이저 빔을 순차적으로 끊을 때, 빔들이 끊어지는 시간 간격을 측정하여, 같은 위치에 선 운동자가 같은 채를 사용할 때 이전 스윙과의 상대적 스윙 속도를 알 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석장치.
7. 삭제
8. 삭제

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