KR100734593B1

KR100734593B1 - 스크린 골프를 위한 골프공의 동적정보 측정 시스템

Info

Publication number: KR100734593B1
Application number: KR1020060128583A
Authority: KR
Inventors: 유두현
Original assignee: 유두현
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2007-07-02
Also published as: WO2008072825A1; US20090239672A1; CN101309729B; CN101309729A; EP2091618A4; EP2091618A1; JP2009513314A

Abstract

본 발명은 스크린 골프를 위한 골프공의 동적정보 측정 시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면 주로 실내 골프장에 설치되는 스크린 골프 시설에 있어서 골프 타석 앞에 설치된 4개의 서로 다른 광선면에서 골프공과 골프클럽의 각도와 속도를 정확하게 측정하여 그로부터 골프공의 예상 비거리와 낙하지점을 3차원 영상으로 구현할 수 있도록 제공해 주는 공프공의 동적정보 측정시스템에 관한 것이다.

스크린골프, 시뮬레이션

Description

스크린 골프를 위한 골프공의 동적정보 측정 시스템{A measuring system of kinetic data of golf ball for screen golf}

도 1은 종래 골프공의 동적정보 측정 시스템의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 골프공의 동적정보 측정 시스템을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에서 레이져빔이 형성하는 광선면을 형상화한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 ; 세로 프레임 110,120 ; 세로바

130,140,230,240 ; 광센서 그룹 150,160,250,260 ; 광발사기

170,270 ; 연결바 180 ; 세로 거치대

200 ; 가로 프레임 210,220 ; 가로바

300 ; 골프 타석 410,420,430,440 ; 광선면

500 ; 데이터 프로세서 600 ; 골프공
700 ; 클럽헤드

최근 실내 골프 연습장의 공간적인 한계를 극복하기 위한 골프 시뮬레이션 시스템이 개발되어 있다. 즉, 골프타석에 인접한 일정 공간에서 골프공의 속도 및 비행각도 등에 관한 동적정보(Kinetic data)를 측정하고, 이를 바탕으로 골프공의 비행궤적을 예상하여 타석 앞에 설치된 스크린에 3차원 영상으로 출력하는 것이다.

이때, 골프공의 예상 비행궤적을 출력하는 제어부에는 실제 골프장의 필드와 동일한 영상이 입력되어 있어서 플레이어는 마치 실제 필드에서 골프를 치는 것과 같은 시각적인 효과를 얻을 수 있다. 이러한 골프 시뮬레이션 시스템은 통상 '스크린 골프(Screen golf)'로 명명된다.

스크린 골프를 구현하는 시스템에서 가장 중요한 기술적 요소는 골프공의 비행궤도와 낙하지점을 정확하게 예상하는 것이며, 이를 위해서는 한정된 공간 내에서 골프공의 동적정보를 보다 다양하고 정확하게 측정해 내야 한다.

종래에도 골프공의 동적정보를 측정하는 여러가지 장치들이 제안되어 있다. 예컨대 도 1은 미국특허 제6,302,802호(등록일자; 2001.10.16.)에 소개된 광학센서네트(Optical sensor net)가 설치된 휴대용 골프연습 시스템(10)을 나타낸 것이다. 상기 휴대용 골프연습 시스템(10)은 첫번째 다리(12) 및 두번째 다리(14)로 이루어진 L 자형 프레임과, 상기 첫번째 다리(12) 끝단에 설치된 제1 발광체(16)와, 상기 두번째 다리(14) 끝단에 설치된 제2 발광체(18)와, 상기 첫번째 다리(12)를 따라 분포되어 제2 발광체(18)에서 발사되는 비평행 광선(Non-parallel light rays)을 수신하는 첫번째 디텍터 세트와, 상기 두번째 다리(14)를 따라 분포되어 제1 발광체(16)에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 두번째 디텍터 세트와, 상기 디텍터 세트(Detector set)에 연결되어 골프공과 골프클럽의 상대적인 운동정보를 검출하는 데이터 프로세서(22)로 이루어진다.

이때, 상기 제1 및 제2 발광체(16,18)는 각각 비평행 광선을 발사하여 실질적으로 하나의 평면으로 이루어지는 비대칭적인 광학센서네트(20)를 형성한다. 골프 플레이어가 타격지역에서 골프공을 타격하면, 골프공과 골프클럽이 상기 광학센서네트(20)를 통과하면서 일부 디텍터에서는 광선의 수신이 차단된다. 이때, 데이터 프로세스(22)는 골프공과 골프클럽에 의해서 광선이 차단된 각 디텍터의 위치와 차단시간을 측정하고, 이를 근거로 하여 골프공과 골프클럽의 상대적인 운동정보를 검출하여 골프공의 비행경로를 예상한다. 데이터 프로세스(22)가 예상하는 공프공의 비행궤적은 3차원 영상으로 가공되어 타격지역 앞에 설치된 스크린에 디스플레이 된다.

그런데 상기와 같은 종래의 골프공 동적정보 측정 시스템에서는 골프공과 골 프클럽에 대한 운동정보가 광학센서네트(20)라는 하나의 평면상에서 모두 측정되기 때문에 오차범위가 크고, 따라서 정확한 동적정보를 취득하는 데는 한계가 있었다. 특히, 골프공의 비행각도를 측정하기 위해서는 반드시 골프공을 특정한 위치에서 타격해야 하고, 단지 골프공에 의해서 광선이 차단되는 시간을 통하여 골프공의 속도를 측정하기 때문에 속도에 대한 오차범위가 큰 문제가 있었다.

이에 본 발명은 스크린 골프를 위한 시뮬레이션 시스템에 있어서, 골프공의 타격 위치에 상관없이 골프공의 비행각도를 정확히 측정할 수 있고, 동시에 골프공의 속도에 대한 오차 범위를 크게 줄일 수 있는 골프공의 동적정보 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 골프공 동적정보 측정 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에서 레이져빔이 형성하는 광선면을 형상화한 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 골프공 동적정보 측정시스템은 첨부한 도 2에 나타낸 바와 같이, 골프 타석(300) 앞에서 타석(300)을 향하여 지면과 30°~ 70°의 각도(θ)를 유지하도록 나란히 설치된 제1 세로바(110) 및 제2 세로바(120)로 이루어지는 세로 프레임(100)과, 상기 세로 프레임(100)의 하단에서 각각 수평으로 나란히 설치된 제1 가로바(210) 및 제2 가로바(220)로 이루어지는 가로 프레임(200)과, 상기 제1 및 제2 세로바(110,120)를 따라 일렬로 설치된 제1 세로 광센서 그룹(130) 및 제2 세로 광센서 그룹(140)과, 상기 제1 및 제2 가로바(210,220)를 따라 일렬로 설치된 제1 가로 광센서 그룹(230) 및 제2 가로 광센서 그룹(240)과, 상기 세로 프레임(100)의 상단에서 상기 제1 및 제2 가로 광센서 그룹(230,240)을 향하여 각각 라인형 레이져빔을 발사하는 제1 세로 광발사기(150) 및 제2 세로 광발사기(160)와, 상기 가로 프레임(200)의 끝단에서 제1 및 제2 세로 광센서 그룹(130,140)을 향하여 각각 라인형 레이져빔을 발사하는 제1 가로 광발사기(250) 및 제2 가로 광발사기(260)와, 상기 광센서 그룹(130,140,230,240)에 연결된 데이터 프로세서(500)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2 세로 광발사기(150,160)와 제1 및 제2 가로 광발사기(250,260)에서 발사되는 라인형 레이져빔은 도 3과 같이 골프 타석(300)을 향하여 지면과 30°~ 70°의 각도(θ)를 유지하면서 서로 평행하는 4개의 광선면(410,420,430,440)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 세로 광발사기(150)과 제1 가로 광센서 그룹(230) 사이에는 제1 광선면(410)이 형성되고, 제1 가로 광발사기(250)과 제1 세로 광센서 그룹(130) 사이에는 제2 광선면(420)이 형성되며, 제2 세로 광발사기(160)와 제2 가로 광센서 그룹(240) 사이에는 제3 광선면(430)이 형성되고, 제2 가로 광발사기(260)과 제2 세로 광센서 그룹(140) 사이에는 제4 광선면(440)이 형성된다.

본 발명에서 상기 세로 프레임(100)과 가로 프레임(200)은 전체적으로 L 자형을 구성하며, 상기 광선면(410,420,430,440)은 이들 세로 프레임(100)과 가로 프레임(200) 사이에서 각각 삼각형 형태로 형성된다. 세로 프레임(100)과 가로 프레 임(200) 사이의 각도는 특별한 제한은 없으나, 바람직하기로는 90°인 것이 가장 좋다.

또한, 제1 세로바(110) 및 제2 세로바(120)와 지면 사이의 각도(θ)는 상기 광선면(410,420,430,440)과 지면 사이의 각도(θ)를 결정하는 요인이 된다. 상기 각도(θ)는 특별한 제한은 없으나, 30°~ 70°일 때 공프공의 동적정보를 가장 효과적으로 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 제1 및 제2 세로 광발사기(150,160)가 제1 및 제2 세로바(110,120)의 상단을 연결하는 세로 연결바(170) 상에 설치된다. 그리고, 제1 및 제2 가로 광발사기(250,260)은 제1 및 제2 가로바(210,220)의 끝단을 연결하는 가로 연결바(270) 상에 설치된다.

제1 세로 광발사기(150)와 제2 세로 광발사기(160) 사이, 제1 가로 광발사기(250)와 제2 가로 광발사기(260) 사이, 제1 세로바(110)와 제2 세로바(120) 사이 및 제1 가로바(210)와 제2 가로바(220) 사이의 간격(R1)은 모두 동일하게 구성한다. 상기 간격(R1)은 각각 제1 광선면(410)과 제3 광선면(430) 사이 및 제2 광선면(420)과 제4 광선면(430) 사이의 간격(R1)을 결정한다. 상기 간격(R1)은 특별한 제한은 없으나 바람직하기로는 10 ~ 20 Cm 인 것이 가장 효과적이다.

그리고, 제1 세로바(110)와 제1 세로 광발사기(150) 사이, 제2 세로바(120)와 제2 세로 광발사기(160) 사이, 제1 가로바(210)와 제1 가로 광발사기(250) 사이, 제2 가로바(220)와 제2 가로 광발사기(260) 사이의 간격(R2)는 서로 동일하게 구성한다. 상기 간격(R2)는 제1 광선면(410)과 제2 광선면(420) 사이 및 제3 광선면과 제4 광선면(440) 사이의 간격을 결정한다. 상기 간격(R2)는 특별한 제한은 없으나 바람직하기로는 7 ~ 12 mm 인 것이 효과적이다.

본 발명에서 광센서 그룹(130,140,230,240)은 각각 세로바(110,120) 및 가로바(210,220) 상에 다수개의 광센서가 약 1.5 ~ 2.5 Cm의 간격으로 일렬 비치된 것으로서, 각각 대응하는 광발사기(150,160,250,260)에서 발사되는 레이져빔을 수신한다. 이때, 상기 광발사기(150,160,250,260)에서 발사되는 레이져빔은 외부 산란광이나 노이즈의 영향을 받지 않도록 10 ~ 30 Kz의 펄스빔 형태로 발사되고, 광센서 그룹(130,140,230,240)은 상기 펄스빔만 수신하도록 구성할 수 있다. 그리고 상기 펄스빔의 주파수 범위는 플레이어가 사용하는 골프 클럽의 종류에 따라 데이터 프로세서(500)에 미리 설정할 수 있다. 상기 광센서 그룹(130,140,230,240)은 데이터 프로세서(500)에 연결된다.

이하, 도 3을 이용하여 본 발명에 대한 작용 및 효과를 설명한다.

플레이어가 타석(300)에서 골프공(600)을 타격하면, 골프공(600)은 직선(A)을 그리면서 제1 광선면(410)에서 제4 광선면(440)을 차례로 통과한다. 이때, 데이터 프로세스(500)는 각 광센서 그룹(130,140,230,240)에서 레이져빔이 차단된 광센서의 일련번호를 인식하여 제1 광센서 그룹(130,230)으로부터 골프공(600)의 중심이 제1 및 제2 광선면(410,420) 사이를 지나는 한점(A1)을 파악하고, 제2 광센서 그룹(140,240)으로부터 골프공(600)의 중심이 제3 및 제4 광선면(430,440) 사이를 지나는 한점(A2)를 파악한다.

다음으로 데이터 프로세스(500)는 골프공(600)이 상기 점 A1과 점 A2 사이의 거리와 이를 통과하는데 소요된 시간을 바탕으로 골프공(600)의 속도를 연산한다. 또한, 상기 점 A1과 점 A2를 연결하는 직선(A)을 벡터값으로 환산하여 골프공의 비행궤적에 대한 가로 각도와 세로 각도를 구한다. 이때, 가로 광센서 그룹(230,240) 중에서 레이져빔이 차단된 광센서의 위치 변화는 직선(A)의 가로 각도를 산출하는데 이용되고, 세로 광센서 그룹(130,140) 중에서 레이져빔이 차단된 광센서의 위치 변화는 직선(A)의 세로 각도를 연산하는데 사용된다.

한편, 클럽헤드(700)은 곡선(B)를 그리면서 제1 광선면(410)에서 제4 광선면(440)을 차례로 통과한다. 데이터 프로세스(500)는 클럽헤드(700)에 대해서도 동일한 방법으로 클럽헤드(700)의 중심이 제1 및 제2 광선면(410,420) 사이를 지나는 한점(B1)과 제3 및 제4 광선면(430,440) 사이를 지나는 한점(B2)를 파악하고, 클럽헤드(700)이 상기 B1과 B2를 통과하는 회전속도와 회전각도를 산출한다.

상기와 같은 과정을 통해서 골프공(600)과 클럽헤드(700)의 동적정보를 파악하고, 이를 바탕으로 데이터 프로세스(500)는 골프공(600)의 예상 비거리와 예상 낙하지점을 산출한 후, 예상되는 골프공(600)의 비행궤적을 3차원 영상으로 가공하여 골프타석(300) 앞에 설치된 스크린(도시하지 않음)에 디스플레이한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 도면으로서, 세로 연결바(170)와 가로 연결바(270)를 설치하지 않고, 그 대신에 세로 거치대(180)를 설치한 것이다. 이때, 제1 세로 광발사기(150)와 제2 세로 광발사기(160)은 각각 제1 세로바(110) 및 제2 세로바(120) 끝단에 설치되고, 제1 가로 광발사기(250)와 제2 가로 광발사기(260)은 각각 제1 가로바(210)와 제2 가로바(220) 끝단에 설치된다.

이상 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명이 상기 실시예의 범위로 국한되는 것은 아니다. 예컨대 가로 프레임(100)과 세로 프레임(200)의 구조를 판체 형상으로 구성하여 그 양측 가장자리에 각각 광센서 그 룹(130,140,230,240)을 설치할 수도 있을 것이다. 그러나 이러한 설계변경으로 인하여 본 발명에서 전혀 예상하지 못한 새로운 효과가 나타나지 않는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

이상 설명드린 바와 같이, 본 발명은 스크린 골프를 위한 시뮬레이션 시스템에 있어서, 골프공의 타격 위치에 상관없이 골프공의 비행각도를 정확히 측정할 수 있고, 동시에 골프공의 속도에 대한 오차 범위를 크게 줄일 수 있어서 골프공의 비행궤적과 낙하지점을 정확하게 스크린에 디스플레이할 수 있는 효과가 있다.

Claims

스크린 골프를 위한 골프공의 동적정보 측정 시스템에 있어서,

골프 타석 앞에서 타석을 향하여 지면과 30°~ 70°의 각도를 유지하도록 나란히 설치된 제1 세로바 및 제2 세로바로 이루어지는 세로 프레임과; 상기 세로 프레임의 하단에서 각각 수평으로 나란히 설치된 제1 가로바 및 제2 가로바로 이루어지는 가로 프레임과; 상기 제1 및 제2 세로바를 따라 일렬로 설치된 제1 세로 광센서 그룹 및 제2 세로 광센서 그룹과; 상기 제1 및 제2 가로바를 따라 일렬로 설치된 제1 가로 광센서 그룹 및 제2 가로 광센서 그룹과; 상기 세로 프레임의 상단에서 제1 및 제2 가로 광센서 그룹을 향하여 라인형 레이져빔을 발사하는 제1 세로 광발사기 및 제2 세로 광발사기와; 상기 가로 프레임의 끝단에서 상기 제1 및 제2 가로 광센서 그룹을 향하여 라인형 레이져빔을 발사하는 제1 가로 광발사기 및 제2 가로 광발사기; 로 이루어지되, 상기 제1 및 제2 세로 광발사기와 제1 및 제2 가로 광발사기에서 발사되는 라인형 레이져빔은 서로 평행하는 4개의 광선면을 형성하는 것을 특징으로 하는 골프공의 동적정보 측정 시스템.
제 1항에 있어서, 광발사기에서 발사되는 레이져빔은 10 ~ 30 Kz의 펄스빔으로 발사되고, 광센서 그룹은 이들 펄스빔 만을 수신하는 것을 특징으로 하는 골프공의 동적정보 측정 시스템.
제 1항 또는 제2항에 있어서, 세로 프레임과 가로 프레임 사이의 각도는 90°인 것을 특징으로 하는 골프공의 동적정보 측정 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제1 세로 광발사기와 제2 세로 광발사기 사이, 제1 가로 광발사기와 제2 가로 광발사기 사이, 제1 세로바와 제2 세로바 사이 및 제1 가로바와 제2 가로바 사이의 간격(R1)은 각각 10 ~ 20 Cm 로서 모두 동일한 것을 특징으로 하는 골프공의 동적정보 측정 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제1 세로바와 제1 세로 광발사기 사이, 제2 세로바와 제2 세로 광발사기 사이, 제1 가로바와 제1 가로 광발사기 사이 및 제2 가로바와 제2 가로 광발사기 사이의 간격(R2)는 각각 7 ~ 12 mm 로서 모두 동일한 것을 특징으로 하는 골프공의 동적정보 측정 시스템.