KR100871595B1 - A system for measuring flying information of globe-shaped object using the high speed camera - Google Patents

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Abstract

A flying information measuring system is provided to prevent overlapping of spherical objects and perform an exact triggering operation when image processing is carried out using a high speed camera. A system for measuring flying information of spherical objects comprises: an image acquisition part including a line scan camera(110) for sensing movements of the spherical objects to check whether there are spherical objects or not and detect initial speeds of the spherical objects, and a first camera(210) and a second camera(240) for acquiring a plurality of images of flying spherical objects by variably generating trigger signals according to the speeds using straight moving speeds of the spherical objects detected by the line scan camera, thereby photographing flight trajectory images of the spherical objects at high speeds at fixed displacement intervals; and a computer processing part(300) for calculating flying positions, flying speeds and rotation amounts of the spherical objects.

Description

고속카메라를 이용한 구형물체의 비행정보 측정 시스템{A SYSTEM FOR MEASURING FLYING INFORMATION OF GLOBE-SHAPED OBJECT USING THE HIGH SPEED CAMERA}Flight information measuring system of spherical object using high speed camera {A SYSTEM FOR MEASURING FLYING INFORMATION OF GLOBE-SHAPED OBJECT USING THE HIGH SPEED CAMERA}

본 발명은 고속카메라를 이용한 구형물체의 비행정보 측정 시스템에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 라인스캔카메라를 이용하여 구형물체의 초기 속도를 정확하게 예측함으로써 고속카메라로 이미지프로세싱을 함에 있어 구형물체간의 겹침이 발생하지 않도록 하고 정확한 트리거링을 가능하게 하는 비행정보 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a flight information measuring system of a spherical object using a high speed camera. More specifically, the overlapping between spherical objects in image processing with a high speed camera is accurately estimated by accurately predicting the initial speed of the spherical object using a line scan camera. The present invention relates to a flight information measurement system that does not occur and enables accurate triggering.

일반적으로 비행하는 구형물체의 비행궤도를 파악하기 위해서는 비행하는 구형물체의 순간 위치 및 속도를 측정한 후, 이를 분석하여 구형물체의 전체적인 비행궤도를 파악하게 된다. 비행하는 구형물체의 비행궤도를 예측하는 시스템의 일례로 골프 시뮬레이션 시스템이 있는데, 이러한 골프 시뮬레이션 시스템은 레이저 장치 또는 2개~4개의 카메라를 이용하여 비행하는 구형물체인 골프공의 순간 속도 및 위치를 측정하였다.In general, in order to determine the flight trajectory of the flying spherical object, the instantaneous position and velocity of the flying spherical object are measured, and then analyzed to determine the overall flight trajectory of the spherical object. An example of a system for predicting flight trajectories of flying spherical objects is a golf simulation system. The golf simulation system uses a laser device or two to four cameras to measure the instantaneous speed and position of a golf ball that is flying spherical objects. Measured.

종래의 레이저 기술을 이용한 골프 시뮬레이션 시스템으로는 본 출원인에 의해 제안된 특허등록 제483666호 "광막을 이용한 원형물체의 비행 속도 및 위치 측정 시스템"이 있다. 이 특허발명은 골프공의 이미지 그림자를 분석하여 위치정보를 산출하고, 수광센서를 일정한 위치에 배열하여 그림자 간의 간섭과 그림자 정보를 2차원으로 분석한 후, 3차원으로 변환함으로써 골프공의 비행궤도에 영향에 미치는 비행정보를 간접적으로 분석하는 방법이다. 그러나 이러한 레이저 기술을 이용한 골프 시뮬레이션 시스템은 광막을 발생시키는 광막발생기와 발생된 광막 및 그림자를 수신하기 위한 수광센서 등의 설치가 난해하고 복잡하다는 문제점이 있었다. Golf simulation system using the conventional laser technology is a patent registration No. 483666 proposed by the present applicant "the flight speed and position measurement system of the circular object using the light curtain". This patent invention analyzes the image shadow of the golf ball to calculate the position information, arranges the light receiving sensor at a certain position, analyzes the interference and shadow information between the shadows in two dimensions, and then converts them into three dimensions to track the flight path of the golf ball. Indirect analysis of flight information that affects However, the golf simulation system using the laser technology has a problem that the installation of a film generator for generating a light film and a light receiving sensor for receiving the generated film and shadow are difficult and complicated.

한편, 카메라를 이용하는 골프 시뮬레이션 시스템은 카메라로 정지 영상을 얻어 골프 클럽의 특성과 골프공의 궤적특성을 분석함으로써 골프공의 실제 궤적에 미치는 파라메타를 계산함으로써 골프공의 초기속도, 궤적각 등 비행 정보를 구하는 방법이다. 이러한 고속카메라를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템의 일례로 공개특허공보 제2002-62125호 "골퍼의 골프공 타격 파라메타를 측정하기 위한 시스템 및 방법"이 있다. 도 1a에 상기 종래 기술의 시뮬레이션 시스템을 도시하였다.On the other hand, a golf simulation system using a camera obtains a still image with a camera and analyzes the characteristics of the golf club and the trajectory of the golf ball to calculate parameters that affect the actual trajectory of the golf ball, thereby allowing flight information such as the initial velocity and trajectory angle of the golf ball. How to get An example of such a golf simulation system using a high speed camera is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2002-62125, "System and method for measuring a golf ball hitting parameter of a golfer." Figure 1a shows a simulation system of the prior art.

상기 시뮬레이션 시스템은 발신부(31)와 수신부(32)로 이루어져 골프공에 접근하는 골프 클럽의 속도를 계측하는 레이저 방식의 트리거장치(30); 거치대의 상 단에 마련되며 제1광원(12) 및 제1카메라(11)를 포함하는 제1카메라부(10); 제1카메라부(10)의 하단에 마련되며 제2광원(22) 및 제2카메라(21)를 포함하는 제2카메라부(20); 및 데이터 처리용 컴퓨터(40)를 포함하여 구성된다. 상기 공개특허는 복수개의 트리거 신호에 의한 복수개의 프레임을 연속적으로 분석하여 골프공의 각종 파라메타를 측정한다. 상기 트리거 신호의 간격은 트리거장치(30)가 계측한 골프 클럽의 속도로부터 예측된다. 예측된 트리거 신호의 간격은 연속적인 정지 영상을 얻는 과정에서 골프공(1)이 상호 겹치지 않도록 적절히 보정된다. 제1카메라(11) 및 제2카메라(21)는 상기 트리거 신호에 따라 일련의 정지 영상을 얻되 명료한 화상을 얻기 위하여 스트로보식의 제1 및 제2광원(12, 22)이 추가로 제공된다.The simulation system is composed of a transmitter 31 and the receiver 32, the laser type triggering device 30 for measuring the speed of the golf club approaching the golf ball; A first camera unit 10 provided at an upper end of the holder and including a first light source 12 and a first camera 11; A second camera unit 20 provided at a lower end of the first camera unit 10 and including a second light source 22 and a second camera 21; And a computer 40 for data processing. The patent discloses a continuous analysis of a plurality of frames by a plurality of trigger signals to measure various parameters of the golf ball. The interval of the trigger signal is estimated from the speed of the golf club measured by the trigger device 30. The interval of the predicted trigger signal is appropriately corrected so that the golf balls 1 do not overlap each other in the process of obtaining a continuous still image. The first camera 11 and the second camera 21 are provided with stroboscopic first and second light sources 12 and 22 to obtain a series of still images according to the trigger signal, but to obtain a clear image. .

그러나 종래의 카메라를 이용하는 시뮬레이션 시스템에서는 스테레오 영상을 획득하여 영상 정보를 3차원 정보로 변환하는 과정이 복잡하여 동시성이 떨어지고, 이미지를 분리하여 추출하고 분석하는데 시간이 많이 소요되었으며, 이러한 처리기술의 미숙으로 상용화가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 골프공의 위치정보를 계산하고도 골프공의 회전정보를 계산하는데 수학적 접근이 어려웠고, 이용자들이 특정한 위치에 특정한 모양의 공을 위치시킨 후 이용하여야 하는 불편한 문제점이 있었다. 더불어, 고속 카메라에서 트리거 영역을 추출하는 데에 어려움이 있어 비행시점을 정확히 예측하기가 어려웠고, 비행시점 예측용 트리거 신호를 발생시킨 후 비행시점을 계산하여 실제 비행시간과 비행궤적을 산출하는 과정에서 많은 오차가 발생하였다. 뿐만 아니라, 고속 카메라 촬영을 위해 스트로브 광원을 사용함으로써 이용자들이 순간 눈부심에 따른 불편을 겪었고, 복잡한 주변센서를 설치하고도 골프 시뮬레이션 시스템에서 골프공의 비행경로를 모두 감지하기가 어렵다는 단점이 있었다.However, in the simulation system using a conventional camera, the process of acquiring stereo images and converting the image information into three-dimensional information is complicated, and the concurrency is poor, and it takes a long time to separate, extract, and analyze the images. There was a difficult commercialization problem. In addition, the mathematical approach is difficult to calculate the golf ball rotation information even after calculating the position information of the golf ball, there is an inconvenience that users have to use after positioning the ball of a specific shape in a specific position. In addition, it was difficult to accurately predict the time of flight because of difficulty in extracting the trigger area from the high-speed camera.In the process of calculating the actual time and flight trajectory by generating the time of flight signal and then calculating the time of flight. Many errors occurred. In addition, by using the strobe light source for high-speed camera shooting, users suffered from the inconvenience of instantaneous glare, and it was difficult to detect all the flight paths of the golf ball in the golf simulation system even if a complex peripheral sensor is installed.

특히, 상기 종래의 시뮬레이션 시스템은 트리거 시간 간격을 설정함에 있어 골프 클럽의 접근 속도를 기초로 예측한다는 점에 큰 문제점이 있다. 왜냐하면 골프 클럽이 골프공에 접근하는 형태 및 타격 상태에 따라 골프 클럽의 속도는 같더라도 골프공이 서로 다른 속도로 진행할 여지가 있기 때문이다. 즉, 골프 입문 초심자의 경우에는 타격 자세가 나빠 숙련자와 동일한 속도로 골프공을 타격하더라도 타격 실수에 의해 골프공의 진행 속도가 현저히 떨어질 우려가 있다. 이와 같은 상황에서 종래 시뮬레이션 시스템과 같이 골프 클럽 속도에만 의지하여 동일한 트리거 신호 간격을 주는 경우 겹치지 않은 골프공의 연속 정지 화상을 얻기는 쉽지 않게 된다. 도 1b에는 트리거 신호 주기의 예측 오류로 인하여 골프공이 상호 겹친 경우의 정지 영상을 도시하였다. 계측 대상물의 겹침이 발생하면 실질적인 비행정보의 분석은 불가능하다. 또한, 종래와 같이 골프 클럽 속도와 골프공의 진행 속도를 관련지어 예측식으로 만든 경우 계측장치와 골프공 간의 간격 등이 변경되는 경우에는 새롭게 예측 파라미터들을 캘리브레이션(calibration) 해야 한다는 문제점도 있다. 도 1에 도시된 종래의 시스템은 제1카메라부(10) 및 제2카메라부(20)가 별도로 장착되어 상호 위치가 기구학적으로 달라질 수 있는 바, 이런 경우에도 추가적인 캘리브레이션이 필요하다는 운용상의 문제점이 있다.In particular, the conventional simulation system has a big problem in that it is based on the approach speed of the golf club in setting the trigger time interval. This is because, depending on the type of golf club approaching the golf ball and the hitting condition, even if the golf club has the same speed, the golf ball may have different speeds. That is, in the case of beginners to golf, even if the hitting posture is bad, even if the golf ball is hit at the same speed as the skilled person, there is a fear that the speed of the golf ball is significantly reduced due to the hitting error. In such a situation, it is difficult to obtain continuous still images of non-overlapping golf balls when the same trigger signal interval is given only by the golf club speed as in the conventional simulation system. FIG. 1B shows a still image when golf balls overlap each other due to a prediction error of a trigger signal period. If the measurement objects overlap, it is impossible to analyze the actual flight information. In addition, when the golf club speed and the speed of the golf ball is made as a predictive equation in the related art, when the distance between the measuring device and the golf ball is changed, there is a problem in that the calibration parameters must be newly calibrated. In the conventional system illustrated in FIG. 1, since the first camera unit 10 and the second camera unit 20 are separately mounted, mutual positions may be changed mechanically. In this case, additional calibration is required. There is this.

결국 종래의 골프공 타격 시뮬레이션 시스템의 경우에는 처리기술의 미숙과 초기 골프공 진행 속도 예측의 문제점 및 과도한 캘리브레이션 필요성 등으로 인하여 대중화되기가 힘들다는 문제점이 있다.As a result, the conventional golf ball hitting simulation system has a problem that it is difficult to popularize due to the immature processing technology, the problem of the initial golf ball progression speed prediction, and the need for excessive calibration.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 카메라 트리거 신호 주기 예측을 실제 속도 신호주기로 전환하여, 구형물체의 초기 진행 속도를 빠른 속도로 계측함으로써 연속되는 정지영상에서 구형물체가 상호 겹치지 않도록 트리거 신호 발생이 가능한 구형물체의 비행정보 측정 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, by switching the existing camera trigger signal period prediction to the actual speed signal period, by measuring the initial speed of the spherical object at a high speed to trigger so that the spherical objects do not overlap each other in a continuous still image The present invention aims to provide a flight information measurement system of a spherical object capable of generating a signal.

또한, 본 발명은 2대의 고속카메라를 이용하는 스테레오방식으로 구형물체의 3차원 상 위치를 빠른 속도로 계산해 낼 수 있는 비행정보 측정 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a flight information measuring system that can calculate the three-dimensional image position of the spherical object at high speed in a stereo method using two high-speed camera.

또한, 본 발명은 구형물체의 진행속도 뿐만 아니라 진행방향을 초기에 예측하고, 취득된 정지화상에서 당해 진행영역만을 확대하여 분석함으로써 정확하게 비행정보를 산출해 낼 수 있는 비행정보 측정 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a flight information measuring system that can calculate the flight information accurately by initially predicting the traveling speed as well as the traveling direction of the spherical object, and by expanding and analyzing only the moving area in the acquired still image.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구형물체(500)의 비행정보를 측정하기 위한 시스템에 있어서, 구형물체(500)의 이동을 감지하여 구형물체(500)의 유무 및 초기 속도를 검출하는 라인스캔카메라(110); 상기 라인스캔카메라(110)가 검출한 구형물체(500)의 직선이동 속도를 이용하여 속도에 따라 트리거 신호를 가변적으로 발생시켜 일정한 변위간격으로 구형물체(500)의 비행궤도상을 고속으로 촬영함으로써 비행중인 구형물체(500)의 영상을 복수로 획득하는 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)가 구비된 영상획득부(200)와; 상기 영상획득부(200)를 통하여 획득된 비행중인 구형물체(500) 영상을 분석하여 구형물체(500)의 비행위치, 비행 속도 및 회전량을 계산하는 컴퓨터처리부(300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a system for measuring flight information of a spherical object 500, the line for detecting the presence and initial speed of the spherical object 500 by detecting the movement of the spherical object 500 Scan camera 110; By using the linear movement speed of the spherical object 500 detected by the line scan camera 110 to generate a trigger signal variably according to the speed to shoot the flight trajectory image of the spherical object 500 at a constant displacement interval at high speed An image acquisition unit (200) provided with a first camera (210) and a second camera (240) for acquiring a plurality of images of the spherical object (500) in flight; And a computer processor 300 which analyzes the image of the spherical object 500 in flight acquired through the image acquisition unit 200 and calculates the flight position, the flight speed and the rotation amount of the spherical object 500. It provides a flight information measuring system of a sphere 500 characterized in that.

상기 측정 시스템에는 제1카메라(210), 제2카메라(240) 및 라인스캔카메라(110)를 위한 적어도 1개 이상의 광원을 더 포함하되, 상기 제1카메라(210), 제2카메라(240), 라인스캔카메라(110) 및 상기 광원은 동일선상에 하나의 구조물로 배치되는 것이 특징이다.The measurement system further includes at least one light source for the first camera 210, the second camera 240 and the line scan camera 110, the first camera 210, the second camera 240 The line scan camera 110 and the light source are arranged in one structure on the same line.

또한, 상기 광원은 구형물체의 비행궤도상에 지속적으로 빛을 조사하도록 되어 있고, 제1카메라(210)를 위한 제1광원부(220), 제2카메라(240)를 위한 제2광원부(230)를 포함하되, 제1카메라(210)와 제2카메라(240)가 동일한 간격으로 유격되어 있으며, 카메라 간격이 높이변위상수에 영향을 받는 스테레오기법을 이용하는 것이 특징이다.In addition, the light source is continuously irradiated with light on the flight trajectory of the spherical object, the first light source 220 for the first camera 210, the second light source 230 for the second camera 240 It includes, but the first camera 210 and the second camera 240 is spaced at the same interval, the camera spacing is characterized by using a stereo technique that is affected by the height displacement constant.

상기 컴퓨터처리부(300)는 상기 영상획득부(200)로부터 전송되는 구형물체(500)의 다수 영상 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 디지털입출력부(310)와; 디지털 데이터로 변환된 구형물체(500)의 영상이미지의 중심점을 각각 계산하고, 구형물체 영상이미지의 중심점과 해당 구형물체 영상을 촬영한 카메라를 연결하는 다수의 가상라인을 설정한 후, 각 라인의 가상 교차점을 계산하여 구형물체(500)의 순간 비행 위치를 파악하며, 파악된 구형물체(500)의 순간 비행 위치간의 영상 획득 신호주기를 이용하여 구형물체(500)의 비행 속도를 계산하는 중앙처리기(320);를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The computer processing unit 300 includes a digital input / output unit 310 for converting a plurality of image data of a spherical object 500 transmitted from the image acquisition unit 200 into digital data; Calculate the center points of the image images of the spherical object 500 converted to digital data, set a plurality of virtual lines connecting the center point of the spherical object image image and the camera photographing the spherical object image, and then The central processor calculates the virtual intersection point to determine the instantaneous flight position of the spherical object 500, and calculates the flight speed of the spherical object 500 using the image acquisition signal period between the identified instantaneous flight positions of the spherical object 500. It is preferable to comprise a (320).

더욱이, 상기 중앙처리기(320)에서 구형물체(500) 영상이미지의 중심점과 해당 구형물체 영상을 촬영한 카메라를 연결하는 가상라인을 설정하는 과정에서 카메라의 촬영 특성값에 따라 카메라 위치에 대한 교정이 이루어지는 것이 더욱 유리하다.In addition, in the process of setting a virtual line connecting the center point of the spherical object 500 image to the camera photographing the spherical object image, the central processor 320 corrects the camera position according to the photographing characteristic value of the camera. It is more advantageous to achieve.

한편, 상기 구형물체(500)의 표면에는 교차점이 형성되는 식별 가능한 마커라인(510)이 적어도 두 개 이상 형성되고, 상기 컴퓨터처리부(300)는 영상획득부(200)를 통하여 획득된 다수의 구형물체(500) 영상에 포함된 마커라인(510)과 각 마커라인(510)간의 교차점 위치를 분석하여 교차점의 변위에 따른 구형물체의 3차원 피치각, 요우각 및 롤각을 계산해 내는 것이 특징이다.Meanwhile, at least two identifiable marker lines 510 having intersections are formed on a surface of the spherical object 500, and the computer processing unit 300 includes a plurality of spherical shapes obtained through the image acquisition unit 200. The three-dimensional pitch angle, yaw angle and roll angle of the spherical object according to the displacement of the intersection point are calculated by analyzing the position of the intersection point between the marker line 510 and each marker line 510 included in the image of the object 500.

또한, 상기 비행정보 측정 시스템에는 디스플레이부(400)가 더 포함되고, 상기 컴퓨터처리부(300)는 구형물체(500)의 비행위치, 비행속도 및 회전량을 이용하여 구형물체(500)의 비행궤도를 계산하고 이를 디스플레이부(400)에 출력하는 것이 특징이다.In addition, the flight information measuring system further includes a display unit 400, the computer processing unit 300 is a flight trajectory of the spherical object 500 using the flight position, the flight speed and the rotation amount of the spherical object 500. It calculates and outputs it to the display unit 400.

추가적으로, 상기 비행정보 측정 시스템에는 제2라인스캔카메라(114)가 라인스캔카메라(110)와 구형물체(500)의 진행방향으로 더 포함되고, 상기 컴퓨터처리부(300)는 상기 라인스캔카메라(110,114) 들이 검출한 구형물체(500)의 통과 좌표를 이용하여 구형물체(500)의 초기 비행방향을 예측하며, 영상획득부(200)로부터 전송된 촬상화상 중 상기 진행방향에 해당하는 영역을 확대하여 비행위치, 비행 속도 및 회전량을 계산하는 것이 바람직하다.In addition, the flight information measuring system further includes a second line scan camera 114 in the traveling direction of the line scan camera 110 and the spherical object 500, and the computer processing unit 300 is the line scan camera 110, 114 ) Predicts the initial flight direction of the spherical object 500 by using the passing coordinates of the spherical object 500 detected by them, and enlarges the area corresponding to the moving direction among the captured images transmitted from the image acquisition unit 200. It is desirable to calculate the flight position, flight speed and rotation amount.

본 발명의 구형물체 비행정보 측정 시스템의 제공에 따라, 빠르고 정확하게 구형물체의 비행정보 취득이 가능하다. 특히, 본 발명의 시스템은 구형물체를 직접적인 대상으로 하여 초기 상태를 계측하고, 그에 따라 정지영상을 위한 트리거 신호를 발생시키는 바, 다양한 타격 조건에서도 정보 취득의 실패 없이 원활한 운용이 가능하다. 또한, 구형물체의 비행방향을 미리 예측하여 당해 부분만 확대하여 해석함으로써 구형물체의 비행궤도 계측 정확도가 획기적으로 향상된다.According to the provision of the spherical object flight information measuring system of the present invention, it is possible to obtain flight information of the spherical object quickly and accurately. In particular, the system of the present invention measures the initial state by directly targeting the spherical object, and accordingly generates a trigger signal for the still image, it is possible to operate smoothly without failing to acquire information even under various hitting conditions. In addition, the flight trajectory measurement accuracy of the spherical object is remarkably improved by predicting the flight direction of the spherical object in advance and expanding only the portion.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 구형물체 비행정보 측정 시스템의 사시도이고, 도 3은 마커라인이 형성된 구형물체의 사시도이며, 도 4는 라인스캔카메라 트리거 신호의 처리 개념도이다. 또 한, 도 5는 비행물체가 비행하는 과정에서 카메라로부터 획득된 단일 영상을 좌표로 나타낸 개념도이고, 도 6은 2개의 고속카메라에서 촬영된 영상이미지에 나타나는 구형물체를 동일 축 상으로 옮겨 놓은 개념도이며, 도 7은 제1카메라 및 제2카메라에 의해 획득된 스테레오 영상에서 구형물체의 위치를 나타내는 상태도를 나타낸다. 한편, 도 8은 본 발명에 따른 마커라인을 포함하는 구형물체의 모양이 촬영 시점에 따라 x, y, z 축을 기준으로 회전하는 것을 나타내는 개념도이고, 도 9는 구형물체의 비행정보 측정 시스템 블록 구성도이며, 도 10은 이중 라인스캔카메라를 활용한 비행방향 예측방법 설명도이고, 도 11은 본 발명에 따른 구형물체의 비행정보 측정 시스템의 동작 흐름도를 표시한다. 종래 기술과 다르지 않은 부분으로서 필요하지 않은 사항은 설명에서 제외하나, 본 발명의 기술적 사상과 그 보호범위가 이에 제한되는 것은 아니다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a perspective view of a spherical object flight information measuring system of the present invention, FIG. 3 is a perspective view of a spherical object having a marker line, and FIG. 4 is a conceptual view of a line scan camera trigger signal processing. In addition, FIG. 5 is a conceptual diagram showing coordinates of a single image obtained from a camera during the flight of a flying object, and FIG. 6 is a conceptual diagram in which spherical objects appearing on video images captured by two high-speed cameras are moved on the same axis. 7 is a state diagram illustrating the position of a spherical object in the stereo images obtained by the first camera and the second camera. On the other hand, Figure 8 is a conceptual diagram showing that the shape of the spherical object including the marker line according to the present invention is rotated based on the x, y, z axis according to the shooting time point, Figure 9 is a block configuration of the flight information measurement system of the spherical object 10 is an explanatory view of a flight direction prediction method using a double line scan camera, and FIG. 11 shows an operation flowchart of a flight information measuring system of a spherical object according to the present invention. Matters that are not required as a part that is not different from the prior art are excluded from the description, but the technical spirit and protection scope of the present invention are not limited thereto.

먼저 도 2를 이용하여 본 발명의 구형물체 비행정보 측정 시스템을 자세히 설명한다. 본 발명의 비행정보 측정 시스템은 라인스캔카메라(110)를 포함하며, 구형물체(500)의 비행시작 여부와 비행 시작 속도를 계측하고, 영상획득부(200)의 고속촬영을 위한 트리거 신호를 발생하는 초기속도계측부(100); 상기 초기속도계측부(100)의 트리거 신호에 따라 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)를 이용하여 정해진 시간 간격으로 일련의 고속 정지화상을 얻는 영상획득부(200); 취득된 정지화상을 전달받아 영상처리를 함으로써 비행하는 구형물체(500)의 3차원 상 위치와 궤적을 구하고, 위치를 미분하여 속도를 구하며, 구형물체(500)의 회전량을 계산하는 컴퓨터처리부(300); 및 디스플레이부(400)를 포함하여 구성된다.First, the spherical object flight information measuring system of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2. Flight information measuring system of the present invention includes a line scan camera 110, and measure the flight start and flight start speed of the spherical object 500, and generates a trigger signal for high-speed shooting of the image acquisition unit 200 Initial velocity measurement unit 100; An image acquisition unit 200 obtaining a series of high speed still images at predetermined time intervals using a first camera 210 and a second camera 240 according to a trigger signal of the initial speed measurement unit 100; Computer processing unit for obtaining the three-dimensional image position and the trajectory of the spherical object 500 to fly by receiving the acquired still image, the speed is determined by differentiating the position, and the amount of rotation of the spherical object 500 ( 300); And a display unit 400.

영상획득부(200)는 구형물체(500)가 비행하는 방향을 모두 촬영할 수 있도록 도 2와 같이 통상 시스템이 설치되는 공간의 중앙 천정에 배치된다. 바람직하게는 구형물체(500)의 시작위치 직상방에 배치되는 것이 유리하다.The image acquisition unit 200 is disposed on the central ceiling of the space where the system is normally installed, as shown in FIG. Preferably, it is advantageous to be disposed directly above the starting position of the spherical object 500.

영상획득부(200)의 중앙에 배치되는 라인스캔카메라(100)는 라인필터를 이용하여 컴퓨터처리부(300)의 제어에 따라 일정한 시간 간격으로 구형물체(500)의 출발 지역을 스캐닝하고 있다고, 일정 크기의 신호가 들어오면 신호의 폭을 계산하여 단방향 속도를 구하고, 속도에 따른 신호주기를 이용하여 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)가 정지화상을 찍도록 트리거 신호를 발생한다. 자세한 설명은 작동 설명은 하단에서 추가될 것이다.The line scan camera 100 disposed at the center of the image acquisition unit 200 scans the starting area of the spherical object 500 at regular time intervals under the control of the computer processing unit 300 using a line filter. When a signal having a magnitude is input, the width of the signal is calculated to obtain a unidirectional speed, and a trigger signal is generated so that the first camera 210 and the second camera 240 take a still picture by using the signal period according to the speed. Detailed explanations will be added at the bottom of the description.

상기 영상획득부(200)에는 구형물체(500)의 비행경로를 촬영할 수 있도록 소정의 간격으로 이격 설치된 제1카메라(210) 및 제2카메라(240) 사이로 상기 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)가 비행하는 구형물체를 원활히 촬영할 수 있도록 광원을 조사하는 제1광원부(220) 및 제2광원부(230)가 구비된다. 상기 두개의 광원부(220, 230) 사이로는 상기한 라인스캔카메라(110)가 배치된다. 본 발명에서는 상기 제1광원부(220) 및 제2광원부(230)를 상시 조명으로 구성한다. 스트로보 방식에서 상시 조명 형태로 변경하는 이유는 구형물체(500)의 영상신호를 고속 카메라로 촬영하면 노출시간이 적어 영상이 어둡게 나타나는 바, 통상 광원을 마련하게 되나, 스트로보 방식의 경우에는 작동 중에 눈부심이 심하다는 문제점이 있기 때문이다. 본 발명의 실시예에서는 이를 보정해주기 위래 제1광원부(220) 및 제2광원부(230)를 상시 조명으로 구성하여, 구형물체(500) 이동시 순간포착신호가 고루 밝게 보이도록 하는 한편, 이용자의 순간 눈부심을 방지하도록 한다. 상기 제1카메라(210)와 제2카메라(240)의 간격은 2중으로 찍히는 스테레오 영상이 확연히 구별될 수 있도록 600∼800mm 정도의 간격으로 설치하되 주변 설치환경과 간섭되지 않도록 배치시킨다. 상기 설치 간격은 상황에 따라서 달라질 수 있으며, 카메라의 배율과 시스템의 규모 및 특징에 따라 적절히 변형될 수 있음은 당연하다.The first camera 210 and the second camera between the first camera 210 and the second camera 240 spaced at predetermined intervals so that the image acquisition unit 200 can photograph the flight path of the spherical object 500. A first light source unit 220 and a second light source unit 230 are provided to irradiate a light source so that the camera 240 smoothly photographs the flying spherical object. The line scan camera 110 is disposed between the two light sources 220 and 230. In the present invention, the first light source unit 220 and the second light source unit 230 is configured as always lighting. The reason for the change from the strobe method to the constant lighting type is that when the image signal of the spherical object 500 is photographed with a high speed camera, the exposure time is short and the image appears dark. Generally, a light source is provided. This is because there is a serious problem. In the exemplary embodiment of the present invention, the first light source unit 220 and the second light source unit 230 are configured as constant lighting so as to compensate for this, so that when the spherical object 500 moves, the instantaneous capture signal appears evenly bright while the user's moment Prevent glare The distance between the first camera 210 and the second camera 240 is installed at intervals of about 600 to 800 mm so as to clearly distinguish the stereo images taken in double, but not to interfere with the surrounding installation environment. The installation interval may vary depending on the situation, and may be appropriately modified according to the magnification of the camera and the scale and characteristics of the system.

상기 영상취득부(200)는 비행정보 측정 시스템의 측면에 배치되는 컴퓨터처리부(300)와 전기적으로 연결되어 있다. 상기 컴퓨터처리부(300)는 디지털입출력부(310)와 중앙처리기(320)를 포함하여 이루어진다. 상기 디지털입출력부(310)는 중앙처리기(320)의 제어에 따라 제1카메라(210)의 출력 영상신호와 제2카메라(240)의 출력 영상신호를 디지털 데이터로 변환하여 버퍼(미도시)에 전송한다.The image acquisition unit 200 is electrically connected to the computer processing unit 300 disposed on the side of the flight information measuring system. The computer processor 300 includes a digital input / output unit 310 and a central processor 320. The digital input / output unit 310 converts the output image signal of the first camera 210 and the output image signal of the second camera 240 into digital data under a control of the central processor 320 to a buffer (not shown). send.

상기 중앙처리기(320)는 디지털입출력부(310)에 디지털 데이터 입출력을 위한 타이밍 제어신호를 전송하며, 디지털입출력부(310)를 통하여 버퍼에 전송되는 출력신호를 분석하고 계산하여 구형물체의 실질적인 비행정보를 계산한다. 상기 중앙처리기(320)는 디지털 데이터로 변환된 구형물체(500)의 영상이미지 중심점을 각 각 계산하고, 구형물체(500) 영상이미지의 중심점과 해당 구형물체(500) 영상을 촬영한 카메라(210, 240)를 연결하는 다수의 가상라인(도 5 및 도 6 참조)을 설정한 후, 각 가상라인의 가상 교차점을 계산하여 구형물체(500)의 순간 비행 위치를 파악한다. 이 후, 파악된 구형물체(500)의 순간 비행 위치와 영상 획득신호주기를 이용하여 구형물체의 비행 속도를 계산하게 된다. 또한, 중앙처리기(320)는 디지털 데이터로 변환된 구형물체(500)의 영상에 포함된 마커라인(510)과 각 마커라인(510)간의 교차점 위치를 분석하여 구형물체(500)의 회전량을 빠르게 계산한다. 자세한 계산 방법 등은 추후 자세히 설명한다.The central processor 320 transmits a timing control signal for digital data input / output to the digital input / output unit 310, and analyzes and calculates an output signal transmitted to a buffer through the digital input / output unit 310 to substantially fly a spherical object. Calculate the information. The central processor 320 calculates the center points of the image images of the spherical object 500 converted into digital data, respectively, and captures the center point of the spherical object 500 image image and the image of the spherical object 500. After establishing a plurality of virtual lines (see FIGS. 5 and 6) connecting the 240, the virtual intersection point of each virtual line is calculated to determine the instant flight position of the spherical object 500. Thereafter, the flight speed of the spherical object is calculated using the identified instantaneous flight position of the spherical object 500 and the image acquisition signal period. In addition, the central processor 320 analyzes the position of the intersection point between the marker line 510 and each marker line 510 included in the image of the spherical object 500 converted into digital data to determine the amount of rotation of the spherical object 500. Calculate quickly Detailed calculation methods will be described later.

본 발명의 구형물체 비행정보 측정 시스템에는 디스플레이부(400)가 더 포함된다. 상기 디스플레이부(400)는 프로젝터(410)와 상기 프로젝터(410)에서 영사하는 화면을 볼 수 있는 스크린(420)을 포함할 수 있다. 중앙처리기(320)에서 처리된 구형물체(500)의 비행궤적정보를 통하여 구형물체(500)의 비행 위치에 따른 골프장 등의 배경 영상이 조합되고, 조합된 영상은 실시간으로 구형물체(500)의 타격 지점을 제공한다. 이 출원에서는 프로젝터(410)와 스크린(420) 조합을 언급하여 실시예를 기재하고 있으나, 디스플레이부(400)가 이에 국한되는 것은 아니다.The spherical object flight information measuring system of the present invention further includes a display unit 400. The display unit 400 may include a projector 410 and a screen 420 for viewing a screen projected by the projector 410. Background images of a golf course according to the flight position of the spherical object 500 are combined through the flight trajectory information of the spherical object 500 processed by the central processor 320, and the combined image of the spherical object 500 is real-time. Provide a blow point. In this application, an embodiment is described with reference to the combination of the projector 410 and the screen 420, but the display unit 400 is not limited thereto.

도 3에는 본 발명에서 사용하는 구형물체(500)의 예시가 도시되어 있다. 상기 구형물체(500)는 예를 들어 골프공이다. 상기 골프공을 비행하게 하는 것은 사용자가 스윙한 골프 클럽이 될 것이다. 상기 구형물체(500)의 표면에는 비행하는 구형물체(500)의 회전량을 계측하기 위한 마커라인(510)이 교차점이 형성되도록 복수로 구비된다. 본 발명에서 지칭하는 마커라인(510)은 경선으로서 구형물체(500)의 중심점을 중앙으로 하여 구형물체(500)의 표면에 형성되는 원을 이루는 곡선을 말한다. 상기 마커라인(510)은 구형물체(500)의 회전에 따른 식별이 가능하도록 두개 이상 형성하는 것이 바람직한데, 이 출원에서는 수식 계산의 편의성 및 신속성을 위하여 3개 형성하는 것으로 한다. 상기 3개로 정해진 마커라인(510)에 의해 사이드 스핀, 백스핀으로 구분되는 스핀 계산을 요우각(Yaw angle), 피치(Pitch angle), 롤(Roll angle) 등이 3차원 스핀 계산 방법으로 완벽하게 구현 가능해진다.3 shows an example of a spherical object 500 used in the present invention. The spherical object 500 is, for example, a golf ball. Letting the golf ball fly would be a golf club that the user has swinged. The surface of the spherical object 500 is provided with a plurality of marker lines 510 for measuring the amount of rotation of the flying spherical object 500 to form an intersection point. The marker line 510 referred to in the present invention refers to a curve forming a circle formed on the surface of the spherical object 500 with the center point of the spherical object 500 as a meridion. It is preferable to form two or more marker lines 510 so as to be identified according to the rotation of the spherical object 500. In this application, three marker lines 510 are formed for convenience and speed of formula calculation. The spin calculation divided into side spins and back spins by the three marker lines 510 is performed by a yaw angle, a pitch angle, a roll angle, and the like. It can be implemented.

다음으로 도 4 내지 도 8을 이용하여 본 발명의 구형물체(500) 비행정보 계산법을 좀 더 자세히 설명한다. 도 4a는 본 발명이 채용하는 라인스캔카메라(110)의 작동 개념도를 나타내고, 도 4b는 라인스캔카메라 트리거 신호의 처리 개념도를 표시한다. 도 4에 도시한 바와 같이 라인스캔카메라(110)는 구형물체(500)가 출발하는 영역을 촬상한다. 상기 라인스캔카메라(110)는 일차원 선형 구조의 센서를 이용하여 라인(line) 단위로 스캔(scan)함으로써 고속으로 이차원 이미지를 획득하는 방식의 카메라이다. CCD 센서의 구성요소인 픽셀(picxel)이 구형물체(500)가 진행할 것으로 예상되는 방향에 직각이 되도록 일차원 배열로 이루어져 카메라를 형성한다. 상기 라인스캔카메라(110)는 2차원 이미지용 카메라와는 달리 센서의 수가 작아 고속으로 화상처리가 가능하고 저가로 구현 가능하다는 장점이 있다. 특히 화 상데이터의 고속 처리 가능 여부는 본 발명에서 다른 구형물체(500)의 비행정보 측정 분야에서 중요한 인자로 작용한다. 이런 측면에서 본 발명의 라인스캔카메라(110)는 정확하고 원활한 트리거 신호의 발생이라는 측면에서 종래 레이저 방식의 트리거장치에 비해 큰 장점을 갖는다.Next, the spherical object 500 flight information calculation method of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 8. 4A shows an operation conceptual diagram of the line scan camera 110 employed in the present invention, and FIG. 4B shows a processing conceptual diagram of the line scan camera trigger signal. As shown in FIG. 4, the line scan camera 110 captures an area where the spherical object 500 starts. The line scan camera 110 is a camera that acquires a two-dimensional image at high speed by scanning in a line unit by using a sensor having a one-dimensional linear structure. A pixel (picxel), which is a component of the CCD sensor, is formed in a one-dimensional array so as to be perpendicular to the direction in which the spherical object 500 is expected to travel to form a camera. Unlike the two-dimensional image camera, the line scan camera 110 has an advantage that a small number of sensors enables image processing at high speed and low cost. In particular, whether high-speed processing of the image data is an important factor in the field of measurement of flight information of another spherical object 500 in the present invention. In this respect, the line scan camera 110 of the present invention has a great advantage over the conventional laser trigger device in terms of the generation of accurate and smooth trigger signal.

도 4a에 도시하는 바와 같이 구형물체(500)가 일정한 트리거링 주기로 스캔 중인 빔면(111)을 통과하는 경우, 빔면(111)을 지나는 구형물체(500)에 의하여 차단되는 부위의 픽셀은 다른 신호값을 갖게 되고, 상기 데이터 값은 트리거링 주기와 연관되어 구형물체(500)의 초기 비행속도를 계산하는데 사용된다.As shown in FIG. 4A, when the spherical object 500 passes through the scanning beam surface 111 at a constant triggering period, the pixel of the portion blocked by the spherical object 500 passing through the beam surface 111 may have a different signal value. The data value is used to calculate the initial flight speed of the sphere 500 in association with the triggering period.

라인스캔카메라(110)의 신호처리 및 초기 속도 계산 방법은 도 4b에 도시한 것과 같이 진행된다. 예를 들어, 구형물체(500)의 속도를 80m/s로 가정할 때, 구형물체(500)는 8cm/msec로 이동하는 것이 되고, 이 때 구형물체(500)의 대략적 직경(실제로는 골프공의 예)인 4cm를 이동하기 위하여 0.5msec가 소요된다. 실제로 골프공의 지름은 4.5cm이지만 4cm로 제한하는 이유는 골프공의 그림자 영역과 다른 반사파의 영향으로 인한 노이즈 신호로부터 트리거 생성을 제한하기 위함이다. 한편 라인레이트(Line Rate)가 11.7845KHz인 경우 라인레이트 주기는 0.084857ms가 되며, 구형물체(500)가 빔면(111)을 통과하는 동안 9개의 스캔 라인이 액티브(Active)된 상태라면 0.7637msec가 소요된다는 것으로, 대략 52m/s의 속도로 골프공이 날아간다고 예상할 수 있다. 이 때 계산된 속도는 라인스캔카메라(110)가 설치된 빔면(111)에 대하여 직각인 방향에 대한 속도가 된다. 상기와 같이 계산된 구형물체(500)의 속도는 트리거링 주기를 작게 할수록 정확도가 상승한다.The signal processing and initial velocity calculation method of the line scan camera 110 proceeds as shown in FIG. 4B. For example, assuming that the speed of the spherical object 500 is 80 m / s, the spherical object 500 moves at 8 cm / msec, and at this time, the approximate diameter of the spherical object 500 (actually, a golf ball) For example, it takes 0.5msec to move 4cm. In fact, the golf ball is 4.5cm in diameter but limited to 4cm in order to limit the generation of triggers from noise signals caused by the shadow area of the golf ball and other reflected waves. On the other hand, when the line rate is 11.7845 KHz, the line rate period is 0.084857 ms. If nine scan lines are active while the spherical object 500 passes through the beam surface 111, 0.7637 msec is obtained. It can be expected that the golf ball will fly at a speed of approximately 52 m / s. The speed calculated at this time is a speed in a direction perpendicular to the beam plane 111 on which the line scan camera 110 is installed. As the speed of the spherical object 500 calculated as described above decreases the triggering period, the accuracy increases.

상기 구형물체(500)의 초기 비행속도 계산은 실질적으로 초기속도설정부(100)의 신호처리부(130)에서 진행된다(도 9 참조). 라인스캔카메라(110)에서 얻어진 1차원 영상은 카메라링크인터페이스(120)를 통해 빠른 속도로 신호처리부(130)로 전달된다. 각 스캔된 라인별로 센서에 입력되는 신호의 밝기 수치를 계산하고, 물체를 감지한 픽셀수를 카운트하며, 연속되는 라인수를 카운트 하여 구형물체(500)의 출발 여부 및 초기 비행속도를 계산하는 것이다. 예를 들어, 골프공과 같이 45mm 정도의 물체 진행여부를 감지하기 위하여 센서에 입력되는 신호가 연속하여 160DN 이상이고 8 픽셀 이상인 경우 골프공이라고 판정할 수 있다. 연속된 스캔 라인수를 기준으로 물체의 단방향 속도를 계산한다. 상기 계산 결과는 전기적으로 연결된 컴퓨터처리부(300)로 전달된다. 한편, 컴퓨터처리부(300)는 상기 전송된 계산결과를 바탕으로, 고속카메라(210, 240)가 연속된 정지화상을 촬상하는 경우 구형물체(500)가 겹침이 발생하지 않을 수 있는 트리거 간격을 예측한다. 상기 간격은 다시 초기속도설정부(100)로 전달되며, 상기 간격을 바탕으로 트리거부(140)는 고속카메라(210, 240)의 트리거 신호를 발생한다. 상기 신호는 영상취득부(200)로 전송된다.Initial flight speed calculation of the spherical object 500 is substantially performed in the signal processing unit 130 of the initial speed setting unit 100 (see Fig. 9). The one-dimensional image obtained by the line scan camera 110 is transmitted to the signal processor 130 at a high speed through the camera link interface 120. It calculates the brightness value of the signal input to the sensor for each scanned line, counts the number of detected pixels, counts the number of consecutive lines, and calculates whether the spherical object 500 starts or the initial flight speed. . For example, in order to detect the progress of an object of about 45 mm, such as a golf ball, if the signal input to the sensor is more than 160DN and 8 pixels or more continuously, it may be determined as a golf ball. The unidirectional velocity of the object is calculated based on the number of consecutive scan lines. The calculation result is transmitted to the computer processor 300 that is electrically connected. On the other hand, the computer processing unit 300 predicts a trigger interval in which the spherical object 500 may not overlap when the high speed cameras 210 and 240 capture a continuous still image based on the transmitted calculation result. do. The interval is transmitted to the initial speed setting unit 100 again, and the trigger unit 140 generates trigger signals of the high speed cameras 210 and 240 based on the interval. The signal is transmitted to the image acquisition unit 200.

다음으로 도 5 및 도 6을 이용하여 2대의 고속카메라(210, 240)를 포함하는 스테레오 기법에 의한 본 발명의 구형물체(500) 비행궤적과 속도 계산 방법을 자세히 설명한다. 영상취득부(200)의 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)는 전송된 트리거 신호에 따라 연속적으로 정지 화상을 촬상한다. 상기 트리거 신호는 이미 구형물체(500)가 겹치지 않도록 정확한 측정에 의하여 조정된 것인 바, 촬상에 따라 비행 궤적 계산이 가능하도록 명료한 화상을 얻을 수 있다.Next, a method for calculating flight trajectories and speeds of the spherical object 500 of the present invention by a stereo technique including two high speed cameras 210 and 240 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. The first camera 210 and the second camera 240 of the image acquisition unit 200 continuously capture a still image according to the transmitted trigger signal. Since the trigger signal is already adjusted by accurate measurement so that the spherical object 500 does not overlap, a clear image can be obtained to enable flight trajectory calculation according to imaging.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 구형물체(500)가 비행하는 과정에서 카메라로부터 획득된 단일 영상을 좌표로 나타낸 개념도이다. 도 5에 도시된 기준 좌표 Y축은 구형물체(500)의 출발지점으로부터의 거리를 나타내는 것으로 구형물체의 출발지점과 이미지상의 거리를 의미하며, X축은 구형물체(500)의 좌우측 비행 방향을 나타내는 것으로 고속카메라(210, 240)의 폭을 의미하고, Z축은 비행물체(500)의 비행 높이를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 카메라(A, 210, 240)로 촬상된 정지화상에 구형물체(500)의 이미지가 위치하고, 카메라(A, 210, 240)의 절대좌표계 상의 절대 위치와 구형물체(500)의 크기를 안다면 개략적인 이미지의 높이와 방향을 알 수 있어 속도를 산출할 수 있다. 하나의 이미지 영상 신호를 통하여 구형물체(500)의 위치를 파악하는 과정을 설명하면, 이미지영역의 중심점(F)을 계산하고 이 중심점을 카메라(A)와 연결하면 그 직선라인에 구형물체(500)가 위치되는 것을 파악할 수 있게 된다. 또한, 구형물체(500)의 직경(Φ)을 미리 알고 있는 경우, 구형물체(500)의 직경에 따라 이미지(D-E)의 크기가 달라지므로 이를 통하여 구형물체(500)의 높이까지 계산할 수 있게 되고, 구형물체의 상대 위치(X1, Z1)를 파악 할 수 있게 된다.FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a single image obtained from a camera in coordinates while the spherical object 500 is flying according to an embodiment of the present invention. 5, the reference coordinate Y axis represents a distance from the starting point of the spherical object 500 and means a distance on the image from the starting point of the spherical object 500, and the X axis represents a left and right flight direction of the spherical object 500. It means the width of the high-speed camera (210, 240), Z axis represents the flight height of the flying object (500). As shown in FIG. 5, the image of the spherical object 500 is positioned on a still image captured by the cameras A, 210, and 240, and the absolute position and the spherical object ( If you know the size of 500), you can calculate the speed by knowing the height and direction of the rough image. Referring to the process of identifying the position of the spherical object 500 through one image image signal, calculating the center point (F) of the image area and connecting the center point with the camera (A), the spherical object 500 in the straight line Will be located. In addition, when the diameter Φ of the spherical object 500 is known in advance, since the size of the image DE varies according to the diameter of the spherical object 500, the height of the spherical object 500 can be calculated. , The relative position (X1, Z1) of the spherical object can be determined.

하지만 촬상 대상으로 하는 영역이 너무 큰 반면, 높이 변위와 좌우 방향을 결정하는 변위는 너무 미세하여 현재 적용 가능한 카메라로는 미세변위를 산출하여 실제 적용 시 5cm당 1~2 픽셀 정도의 변위차가 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 실제 좌우방향과 높이 산출 시 20% 정도 오차가 나타나는 것으로 알려져 있다. 이를 해결하는 방법으로 본 발명에서는 2대의 고속카메라(210, 240)를 이용하는 스테레오기법을 도입한다.However, while the area to be imaged is too large, the height displacement and the displacement that determine the left and right directions are so fine that the presently applicable camera calculates a micro displacement, resulting in a displacement difference of about 1 to 2 pixels per 5 cm. There is a problem. In addition, it is known that an error of about 20% appears when calculating the actual left and right directions and heights. In order to solve this problem, the present invention introduces a stereo technique using two high-speed cameras 210 and 240.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 2대의 카메라에서 촬영된 영상 이미지에 나타나는 구형물체를 동일 축 상으로 옮겨놓은 개념도로서, 동일 축 상으로 옮기기 위하여 회전(Rotation) 이동 및 병진(translation), 변환(Transform)을 이용하여 표시하였다. 앞 서 설명한 바와 같이, 구형물체(500)의 직경을 미리 알고 있으면 구형물체(500)의 크기를 분석하여 구형물체(500)의 위치를 쉽게 파악할 수 있는데, 이를 위하여 1280ㅧ1024이상의 픽셀을 갖는 정밀한 카메라로 정밀한 계산을 통하여 오차의 범위를 최소화할 수 있으나, 이런 경우 카메라가 매우 고가이므로 범용성이 떨어지게 된다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 2개의 영상이미지를 통하여 스테레오 형태로 구형물체(500)의 정확한 위치를 파악할 수 있도록 하였다.FIG. 6 is a conceptual diagram in which spherical objects appearing in video images captured by two cameras are moved on the same axis, and rotation, translation, and transformation are performed to move on the same axis. It was displayed using (Transform). As described above, if the diameter of the spherical object 500 is known in advance, the size of the spherical object 500 can be easily determined by analyzing the size of the spherical object 500. For this purpose, a precision having pixels of 1280 × 1024 or more The accuracy of the error can be minimized through precise calculations by the camera, but in this case, the camera is very expensive, which leads to a decrease in versatility. Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to determine the exact position of the spherical object 500 in stereo form through two image images.

도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 카메라(A1, 210)(A2, 240)는 구형물체(500) 진행방향의 수직라인(X축)에 대하여 소정의 거리로 이격 설치됨으로써 각각의 영상에 상호 교차이미지로 나타나는데, 2개의 카메라(A1, 210)(A2, 240)의 이미지에서의 구형물체(500)의 중심점(F1)(F2)을 계산한 후, 이 두 중심점(F1)(F2)을 각각 카메라(A1)(A2)와 직렬 연결하면 구형물체가 위치하는 2개의 가상라인이 형성되며, 이 가상라인이 서로 교차되는 지점을 계산하면 구형물체(500)의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다. 이는 인간의 눈이 두개 구비되는 것과 같은 원리이며, 본 발명의 라인스캔카메라(110)의 정확한 트리거링 계산에 유기적으로 결합되어 정확한 비행궤적의 계산을 가능케 한다.As shown in FIG. 6, the two cameras A1 and 210 (A2 and 240) are spaced apart from each other by a predetermined distance with respect to the vertical line (X-axis) in the advancing direction of the spherical object 500. It appears as an intersection image. After calculating the center points F1 and F2 of the spherical object 500 in the images of the two cameras A1 and 210 (A2 and 240), the two center points F1 and F2 are determined. Each of the cameras A1 and A2 is connected in series to form two virtual lines in which the spherical objects are located, and by calculating a point at which the virtual lines cross each other, it is possible to determine the exact position of the spherical object 500. This is the same principle as having two human eyes, and is organically coupled to the accurate triggering calculation of the line scan camera 110 of the present invention to enable accurate calculation of flight trajectories.

한편, 상기 고속카메라(210, 240)의 정확한 위치를 파악하기 위하여 카메라의 특성 값에 따른 보정이 수행될 수 있다. 상기 특성값은 각 픽셀에서의 변위와 높이 및 각 고속카메라(210, 240)의 뒤틀림 교정일 수 있다. 교정에 따라 좀 더 정확한 비행궤적의 측정이 가능해진다.Meanwhile, in order to determine the exact positions of the high speed cameras 210 and 240, correction may be performed according to a characteristic value of the camera. The characteristic value may be displacement and height at each pixel and distortion correction of each of the high speed cameras 210 and 240. Calibration allows more accurate flight trajectory measurements.

다음으로 도 7을 이용하여 본 발명의 컴퓨터처리부(300)의 중앙처리기(320)에서 구형물체(500)의 속도와 위치를 계산하는 과정을 설명한다. 영상취득부(200)에서 촬상된 연속적인 정지화상은 전기적으로 연결된 컴퓨터처리부(300)로 전송된다. 상기 전송은 디지털입출력부(310)를 거친다. 상기 컴퓨터처리부(300)는 통상 접하는 개인용 컴퓨터 단말기일 수 있고, 혹은 시스템용으로 개발된 전용단말기일 수 있다. 양자 모두 전송된 다수의 정지영상을 저장할 저장장치(미도시)를 구비하 고 있다.Next, the process of calculating the speed and position of the spherical object 500 in the central processor 320 of the computer processing unit 300 of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The continuous still image picked up by the image acquisition unit 200 is transmitted to the computer processing unit 300 which is electrically connected. The transmission passes through the digital input / output unit 310. The computer processing unit 300 may be a personal computer terminal normally encountered, or may be a dedicated terminal developed for a system. Both have a storage device (not shown) for storing a plurality of transmitted still images.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)에 의해 획득된 스테레오 영상에서 구형물체(500)의 위치를 나타낸 상태도이다. 먼저, 상기 중앙처리기(320)는 구형물체(500)의 속도를 계산하기 위하여 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)로부터 획득된 첫 번째 구형물체(500) 이미지의 중심점을 구하고, 일정시간 이후 제1, 2카메라(210)(240)로부터 획득된 두 번째 이미지의 중심점을 구하여 구형물체(500)의 상대위치를 측정함으로써 평균시간을 구하게 된다. 즉, 제1카메라(210)와 제2카메라(240) 사이를 통과하는 이미지의 획득시간 당 구형물체(500)의 이동위치를 계산하면 각 축에 대한 이동속도를 구하게 된다.7 is a state diagram showing the position of the spherical object 500 in the stereo image obtained by the first camera 210 and the second camera 240 according to an embodiment of the present invention. First, the central processor 320 obtains a center point of the first spherical object 500 image obtained from the first camera 210 and the second camera 240 in order to calculate the speed of the spherical object 500, After the time, the average time is obtained by measuring the relative position of the spherical object 500 by obtaining the center point of the second image obtained from the first and second cameras 210 and 240. That is, by calculating the moving position of the spherical object 500 per acquisition time of the image passing between the first camera 210 and the second camera 240, the moving speed for each axis is obtained.

본 발명에 따른 구형물체(500)의 비행 정보 측정 시스템은 고속 카메라(210, 240)에서 획득한 구형물체(500)의 영상을 이용하여 스테레오로 구형물체(500)의 상대적인 좌우 위치를 결정하게 된다. 좌우 구형물체의 위치가 확인되면 미리 계산된 카메라 영역의 절대좌표(X, Y, Z, Rotation, Translation)에 카메라가 가지는 왜곡률이나 배율 등의 특성값을 입력함으로써 구형물체의 절대좌표를 환산할 수 있게 된다. 먼저, 카메라에서 바라본 구형물체의 상대적인 위치는 다음과 같이 구해진다.The flight information measuring system of the spherical object 500 according to the present invention determines the relative left and right positions of the spherical object 500 in stereo by using the image of the spherical object 500 obtained from the high speed cameras 210 and 240. . Once the position of the left and right spherical objects is confirmed, the absolute coordinates of the spherical object can be converted by inputting characteristic values such as distortion and magnification of the camera into the absolute coordinates (X, Y, Z, Rotation, Translation) of the camera area. Will be. First, the relative position of the spherical object viewed from the camera is obtained as follows.

X1Areaposition = (AbsoluteXPosition - Camera1XArea) X1Areaposition = (AbsoluteXPosition-Camera1XArea)

X2Areaposition = (AbsoluteXPosition - Camera2XArea) X2Areaposition = (AbsoluteXPosition-Camera2XArea)

Y1Areaposition = (AbsoluteYPosition - Camera1YArea) Y1Areaposition = (AbsoluteYPosition-Camera1YArea)

Y2Areaposition = (AbsoluteYPosition - Camera2YArea) Y2Areaposition = (AbsoluteYPosition-Camera2YArea)

Z1Areaposition = (AbsoluteZPosition - Camera1ZArea) Z1Areaposition = (AbsoluteZPosition-Camera1ZArea)

Z2Areaposition = (AbsoluteZPosition - Camera2ZArea) Z2Areaposition = (AbsoluteZPosition-Camera2ZArea)

여기에서, From here,

X1Areaposition : 제1카메라가 바라보는 영역의 PIXEL(0,0)위치X1Areaposition: PIXEL (0,0) position of the area seen by the first camera

X2Areaposition : 제2카메라가 바라보는 영역의 PIXEL(0,0)위치X2Areaposition: PIXEL (0,0) position of the area seen by the second camera

Y1Areaposition : 제1카메라가 바라보는 영역의 PIXEL(0,0)위치Y1Areaposition: PIXEL (0,0) position of the area seen by the first camera

Y2Areaposition : 제2카메라가 바라보는 영역의 PIXEL(0,0)위치Y2Areaposition: PIXEL (0,0) position of the area seen by the second camera

Z1Areaposition : 제1카메라가 바라보는 영역의 바닥면위치Z1Areaposition: Bottom position of the area seen by the first camera

Z2Areaposition : 제2카메라가 바라보는 영역의 바닥면위치Z2Areaposition: Bottom position of the area seen by the second camera

AbsoluteY : 진행하는 방향선AbsoluteY: Progress Line

AbsoluteX : 진행하는 방향의 높이가 0인선을 직각으로 이은 선AbsoluteX: A line connecting the line with the zero height in the direction of travel

AbsoluteZ : 진행하는 방향의 수직선AbsoluteZ: Vertical line in the direction of progress

Camera1XArea : 절대좌표를 제1카메라가 가지는 상대좌표로 환산한 X좌표Camera1XArea: X coordinate converted from absolute coordinates to relative coordinates of the first camera

Camera2XArea : 절대좌표를 제2카메라가 가지는 상대좌표로 환산한 X좌표Camera2XArea: X coordinate that converted absolute coordinates into relative coordinates of second camera

Camera1YArea : 절대좌표를 제1카메라가 가지는 상대좌표로 환산한 Y좌표Camera1YArea: Y coordinate converted from absolute coordinates to relative coordinates of first camera

Camera2YArea : 절대좌표를 제2카메라가 가지는 상대좌표로 환산한 Y좌표Camera2YArea: Y coordinate converted from absolute coordinates to relative coordinates of second camera

Camera1ZArea : 절대좌표를 제1카메라가 가지는 상대좌표로 환산한 Z좌표Camera1ZArea: Z coordinate converted from absolute coordinates to relative coordinates of first camera

Camera2ZArea : 절대좌표를 제2카메라가 가지는 상대좌표로 환산한 Z좌표 Camera2ZArea: Z coordinate that converted absolute coordinates to relative coordinates of second camera

이다.to be.

한편, 상기의 과정을 통하여 상대적인 위치가 구해진 구형물체(500)의 절대좌표는 다음과 같이 구해진다. On the other hand, the absolute coordinates of the spherical object 500 obtained by the relative position is obtained as follows.

X1 = X1Areaposition + PixelX1Position / 카메라배율X1 = X1Areaposition + PixelX1Position / Camera Magnification

X2 = X1Areaposition + PixelX2Position / 카메라배율X2 = X1Areaposition + PixelX2Position / Camera Magnification

Y1 = Y1Areaposition + PixelY1Position / 카메라배율Y1 = Y1Areaposition + PixelY1Position / Camera Magnification

Y2 = Y1Areaposition + PixelY2Position / 카메라배율Y2 = Y1Areaposition + PixelY2Position / Camera Magnification

Z1 = Z1Areaposition + CalibrationPixelPosition / 카메라배율Z1 = Z1Areaposition + CalibrationPixelPosition / Camera Magnification

Z2 = Z2Areaposition + CalibrationPixelPosition / 카메라배율Z2 = Z2Areaposition + CalibrationPixelPosition / Camera Magnification

여기에서,From here,

PixelX1Position : 첫 번째 구형물체의 PIXEL X위치PixelX1Position: PIXEL X position of the first spherical object

PixelX2Position : 두 번째 구형물체의 PIXEL X위치PixelX2Position: PIXEL X position of the second spherical object

PixelY1Position : 첫 번째 구형물체의 PIXEL Y위치PixelY1Position: PIXEL Y position of the first spherical object

PixelY2Position : 두 번째 구형물체의 PIXEL Y위치PixelY2Position: PIXEL Y position of the second spherical object

CalibrationPixelPosition : 스테레오영상의 구형물체 높이 값CalibrationPixelPosition: Sphere height value of stereo image

이다.to be.

결국, 상기의 과정을 통하여 절대좌표가 구해진 구형물체의 속도는 다음과 같이 구해진다. As a result, the velocity of the spherical object obtained by the absolute coordinates is obtained as follows.

Vx = (X2-X1)/TimeIntervalVx = (X2-X1) / TimeInterval

Vy = (Y2-Y1)/TimeIntervalVy = (Y2-Y1) / TimeInterval

Vz = (Z2-Z1)/TimeIntervalVz = (Z2-Z1) / TimeInterval

상기 과정에서 구해진 Vx, Vy, Vz는 구형물체(500)의 각 방향 초기 속도가 된다.Vx, Vy, and Vz obtained in the above process become initial velocity in each direction of the spherical object 500.

상기 중앙처리기(320)는 상술한 구형물체(500)의 속도뿐만 아니라, 골프 클럽의 속도도 계산할 수 있는데, 골프 클럽의 속도는 상기 구형물체(500)의 속도 계산과정과 동일한 과정을 통하여 획득된다. 또한, 상기의 과정으로 계산되는 골프 클럽과 구형물체는 이미지에 나타나는 형태나 크기를 계산함으로써 구분될 수 있다.The central processor 320 may calculate not only the speed of the spherical object 500 but also the speed of the golf club. The speed of the golf club is obtained through the same process as the speed calculation process of the spherical object 500. . In addition, the golf club and the spherical object calculated by the above process can be distinguished by calculating the shape or size appearing in the image.

상기의 과정을 통하여 계산된 구형물체(500)의 비행 속도와 위치 정보를 통하여 중앙처리기(320)는 구형물체의 3차원 비행궤도를 계산하게 되는데, 구형물체(500)의 비행 초기 위치 좌표와 일정시간 이후의 위치좌표를 이용하여 Vx, Vy, Vz 초기속도를 계산할 수 있으므로 이 값들을 일반적인 공력 수식에 대입하면 구형물체(500)의 3차원 비행궤도를 계산할 수 있게 된다. 종래 장비들의 대부분은 초기 속도만 제공하므로 실제 공력에서 추측되는 각 축의 회전량을 임의로 계산하거나 클럽의 공에 대한 상대적인 각을 이용하여 추측하기 때문에 초기 속도가 결정된 상황에서 클럽의 특징이나 기타 골퍼들의 기교에 의한 반전을 기대할 수 없었다. 하지만 본 발명은 구형물체 자체의 회전량을 계산함으로써 초기 속도 이외의 변수가 구형물체(500)에 미치는 영향까지 정확하게 파악할 수 있도록 제공된다.The central processor 320 calculates a three-dimensional flight trajectory of the spherical object based on the flight speed and the position information of the spherical object 500 calculated through the above process. Since the initial velocity of Vx, Vy, and Vz can be calculated using the position coordinate after time, the three-dimensional flight trajectory of the spherical object 500 can be calculated by substituting these values into a general aerodynamic formula. Most of the conventional equipment provides only the initial speed, so it is possible to calculate the rotation amount of each axis that is estimated in actual aerodynamic force or to estimate it using the relative angle to the ball of the club. Could not expect a reversal. However, the present invention is provided to accurately grasp the influence of the variable on the spherical object 500 other than the initial speed by calculating the amount of rotation of the spherical object itself.

다음으로 도 8을 이용하여 본 발명의 중앙처리기(320)에서의 구형물체(500) 회전량을 구하는 방법에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 마커라인(510, 일례로 타원)을 포함하는 구형물체(500)의 모양이 촬영시점에 따라 X, Y, Z축을 기준으로 회전하는 개념을 나타내는 상태도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 구형물체(500)의 표면에는 교차점이 형성되는 마커라인(510)이 3개 형성되는데, 3차원 구형물체(500) 및 마커라인(510)을 2차원 영상으로 촬영하게 되면 구형물체(500)는 원형이 되고 마커라인(510)은 타원으로 표시되게 된다. 2차원으로 표시된 원형물체에 3개의 타원을 하나의 점을 기준으로 중복하여 그리면 60도와 90도로 나란한 타원의 모형이 존재하고 이 타원을 기준으로 2개의 중복되는 점이 나타난다. 타원은 각각 60도의 각도를 가지고 있으며 어느 조합을 선택하더라도 60도의 각도를 가지고 되는데, 2개의 타원식을 가지고 있다면 나머지 하나의 타원식은 회전벡터와 곱하여 구해낼 수 있다. 회전을 계산하는 방법은 서로 다른 이미지에 나타나는 2개 이상의 점을 이용하여 구에 나타나는 서로 다른 점의 이동경로를 구하면 3차원 회전량을 구할 수 있게 된다. 추가로 서로 다른 이미지의 타원과 점을 이용하여 구형물체의 3차원 축을 구할 수 있으며, 3차원의 축이 연속해서 변환되는 모형으로 3차원 회전량을 계산할 수 있게 된다.Next, a method of obtaining the rotation amount of the spherical object 500 in the central processor 320 of the present invention will be described with reference to FIG. 8. 8 is a state diagram illustrating a concept in which the shape of a spherical object 500 including a marker line 510 (eg, an ellipse) according to an embodiment of the present invention rotates based on the X, Y, and Z axes according to a photographing time point. As shown in FIG. 8, three marker lines 510 having intersection points are formed on the surface of the spherical object 500, and the three-dimensional spherical object 500 and the marker line 510 are photographed in a two-dimensional image. The spherical object 500 becomes a circle and the marker line 510 is displayed as an ellipse. When three ellipses are duplicated based on a single point on a circular object displayed in two dimensions, there is a model of ellipses parallel to 60 degrees and 90 degrees, and two overlapping points appear based on this ellipse. Each ellipse has an angle of 60 degrees, and any combination of angles is 60 degrees. If you have two elliptic equations, the other ellipse can be obtained by multiplying the rotation vector. The method of calculating the rotation is to obtain a three-dimensional rotation amount by obtaining a moving path of different points appearing on a sphere using two or more points appearing on different images. In addition, three-dimensional axes of a sphere can be obtained by using ellipses and points of different images, and a three-dimensional rotation amount can be calculated by a model in which three-dimensional axes are continuously converted.

타원의 방정식에서 2개의 교차점을 찾을 수 있고, 교차점의 변위량(X, Y)좌표는 구형물체(500)의 각각 회전량으로 계산된다. 각각의 이미지에서 찾을 수 있는 2개의 교차점을 사원수(Quaternion)로 변환하면,Two intersection points can be found in the elliptic equation, and the displacement amount (X, Y) coordinates of the intersection points are calculated as the respective rotation amounts of the spherical object 500. By converting the two intersections found in each image into quaternions,

w1 = cos(theta/2)w1 = cos (theta / 2)

x1 = ax * sin(theta/2) x1 = ax * sin (theta / 2)

y1 = ay * sin(theta/2) y1 = ay * sin (theta / 2)

z1 = az * sin(theta/2) z1 = az * sin (theta / 2)

w2 = cos(theta/2)w2 = cos (theta / 2)

x2 = ax * sin(theta/2) x2 = ax * sin (theta / 2)

y2 = ay * sin(theta/2) y2 = ay * sin (theta / 2)

z2 = az * sin(theta/2)z2 = az * sin (theta / 2)

이 되고, 두개의 사원수는 각각의 회전량으로 변환될 수 있다.The two quaternions can be converted into respective rotation amounts.

한편, 피치각, 요우각 및 롤각은 상기 사원수로부터 구해진다. 즉, 상기 구형물체(500)의 마커라인(510, 경선)의 라인이 나타나는 부분은 타원방정식으로 변환이 가능하며, 이러한 타원방정식은 각 시점마다 2∼3개씩 구해진다. 이러한 각각 의 타원방정식을 이용하여 가장 일치하는 2개의 3차원 교점이 구해지고, 교점이 구상에서 회전을 하면 각각의 교점 좌표를 구할 수 있다. 이때 교점은 모두 6개가 나타나고 상위에 있는 첫 번째 교점을 기준으로 회전할 수 있는 범위에서의 교점의 회전각 범위를 기준으로 교점을 추적하여 각각의 3차원 교점좌표를 구할 수 있다. 이 3차원 교점좌표를 사원수(Quaternion)에 대입하면 3차원 회전각을 구할 수 있고, 회전각에 노출시간을 적용하여 분당회전수를 구하면 회전수(Revolutions Per Minute)를 산출할 수 있다.On the other hand, pitch angle, yaw angle and roll angle are calculated | required from the said quaternary number. That is, the portion where the line of the marker line 510 (the meridian) of the spherical object 500 appears can be converted into an elliptic equation, and two or three such elliptic equations are obtained at each time point. By using each of these elliptic equations, two matching three-dimensional intersections are obtained, and each intersection coordinate can be obtained when the intersection rotates in the sphere. In this case, all 6 points appear and each 3D point coordinate can be obtained by tracking the point based on the rotation angle range of the point in the range that can rotate based on the first point above. Substituting the three-dimensional intersection coordinates into a quaternion can obtain a three-dimensional rotation angle, and the revolutions per minute can be calculated by obtaining the revolutions per minute by applying the exposure time to the rotation angle.

이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.If this is expressed as an expression, it is as follows.

Pitch RPM = X축회전각 * 60초 / 360도 / TimeIntervalPitch RPM = X-axis rotation angle * 60 seconds / 360 degrees / TimeInterval

Yaw RPM = Y축회전각 * 60초 / 360도 / TimeIntervalYaw RPM = Y-axis rotation angle * 60 seconds / 360 degrees / TimeInterval

Roll RPM = Z축회전각 * 60초 / 360도 / TimeIntervalRoll RPM = Z-axis rotation angle * 60 seconds / 360 degrees / TimeInterval

도 9는 본 발명에 따른 구형물체의 비행정보 측정 시스템 블록 구성도이다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 중앙처리기(320)는 상기의 과정에서 구해지는 구형물체(500)의 속도 및 위치, 회전량 정보를 통하여 비행궤도를 계산하게 되며, 계산된 구형물체(500)의 비행궤도 정보는 디스플레이장치(400)를 통하여 구형물체의 타격지점을 제공하며 골프장 영상 및 구형물체의 영상이 실시간으로 전송되어, 구형물체의 3차원 이동 영상이 실시간으로 출력된다. 상기 모든 제어는 컴퓨터처리부(300)를 중심으로 진행된다.9 is a block diagram of a system for measuring flight information of a spherical object according to the present invention. As described above, the central processor 320 calculates a flight trajectory through the speed, position, and rotation information of the spherical object 500 obtained in the above process, and calculates the flight trajectory information of the calculated spherical object 500. Provides a hitting point of the spherical object through the display device 400 and the golf course image and the spherical object image are transmitted in real time, and the three-dimensional moving image of the spherical object is output in real time. All of the control proceeds with respect to the computer processing unit 300.

다음으로 도 10을 이용하여 이중 라인스캔카메라(110, 114)를 이용하는 초기 진행방향 예측에 의한 영상정보 정밀 처리 방법에 대하여 설명한다. 본 발명은 라인스캔카메라(110)를 이용하여 구형물체(500)를 대상으로 초기 비행 출발 속도를 측정하고 그에 따라 영상처리가 고속으로 가능하도록 구성되었다. 그러나 라인스캔카메라(110)를 추가로 하나 더 포함하는 경우 좀 더 정확한 비행정보 측정이 가능해 진다. 즉, 도 10에 도시한 바와 같이 구형물체(500)의 대략 진행방향으로 이격하여 추가로 한대의 라인스캔카메라(114)를 더 구비하고, 양 라인스캔카메라(110, 114)의 기하학적 위치와 스캔 라인상에서의 검출된 구형물체(500)의 통과 좌표를 이용하면 3차원 좌표상에서 구형물체(500)의 초기 비행방향을 알 수 있게 된다. 상기 비행방향은 중앙처리기(320)에서 영상획득부(200)로부터 전송된 일련의 정지화상을 이용하여 비행정보을 계산할 때 활용된다. 예를 들어, 비행방향이 도 10에 도시한 것과 같이 검출되었다면 제1라인스캔카메라(110)의 3차원상 배치위치와 제2라인스캔카메라(114)의 3차원상 배치위치 및 L1, L2의 비교에 따라 구형물체(500)의 초기 진행방향이 왼쪽 방향으로 정해진다. 상기 방향각 등의 결과는 중앙처리기(320)에 전달되고, 상기 중앙처리기(320)는 이 결과를 바탕으로 영상획득부(200)로부터 전송되는 정지화상 중 확대하여 이미지프로세싱을 행할 영역을 결정한다. 상기 예의 경우에는 구형물체(500)가 날라갈 것으로 예측되는 왼쪽 영역이 될 것이다. 통상 영상획득용 고속카메라(210, 240)의 해상도는 정해져 있는 바, 구형물체(500)가 있을 것으로 예상되는 일부 영역에 대하여만 확대하여 이미지 프로세싱을 행하는 경우 그 정확도는 일층 향상된다. 즉, 촬상된 정지화상 중 왼쪽 영역만 을 확대하고, 화상데이터를 공지된 각종 이미지 처리법으로 보정한 후, 상기 영역만을 대상으로 구형물체(500)를 검출해 내거나 좌료를 산출하여 비행정보 계산 정확도를 획기적으로 높일 수 있다. 한편, 필요에 따라서 구형물체(500)의 급격한 방향전환이 예정되거나 예상되는 경우에는 상기 과정을 거치지 않고 통상의 이미지프로세싱을 행하도록 옵션 사항으로 정할 수도 있을 것이다.Next, a method of precisely processing image information by initial forward direction prediction using the dual line scan cameras 110 and 114 will be described with reference to FIG. 10. The present invention is configured to measure the initial flight departure speed of the spherical object 500 using the line scan camera 110, and accordingly configured to enable high-speed image processing. However, when an additional line scan camera 110 is included, more accurate flight information measurement is possible. That is, as shown in FIG. 10, the apparatus further includes one line scan camera 114 spaced apart in the substantially traveling direction of the spherical object 500, and scans the geometric positions and scans of both line scan cameras 110 and 114. By using the passing coordinates of the detected spherical object 500 on the line, the initial flight direction of the spherical object 500 can be known on the three-dimensional coordinates. The flight direction is used when the flight information is calculated using a series of still images transmitted from the image acquisition unit 200 in the central processor 320. For example, if the flight direction is detected as shown in FIG. 10, the three-dimensional arrangement position of the first line scan camera 110 and the three-dimensional arrangement position of the second line scan camera 114, and L1 and L2 are described. According to the comparison, the initial traveling direction of the spherical object 500 is determined to the left direction. The result of the direction angle is transmitted to the central processor 320, and the central processor 320 determines the area of the still image transmitted from the image acquisition unit 200 to perform image processing based on the result. . In the case of the above example, the spherical object 500 will be the left region where it is expected to fly. Since the resolutions of the high speed cameras 210 and 240 for image acquisition are generally determined, the accuracy is further improved when the image processing is performed by enlarging only a part of the area where the spherical object 500 is expected to be present. That is, only the left region of the captured still image is enlarged, and the image data is corrected by various known image processing methods, and then the spherical object 500 is detected or the left point is calculated for only the region. It can increase dramatically. On the other hand, if a sudden change of the spherical object 500 is scheduled or expected as needed, it may be set as an option to perform normal image processing without going through the above process.

다음으로, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 구형물체(500)의 비행 정보 측정 시스템이 적용된 3차원 골프 시뮬레이션 시스템의 동작과정에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 구형물체의 비행 정보 측정 시스템이 적용된 골프 시뮬레이션 시스템의 동작과정을 나타낸 흐름도이다. 이해를 돕기 위하여 골프공의 비행궤적을 측정하는 경우에 대하여 구체적으로 예를 들어 설명한다.Next, an operation process of the three-dimensional golf simulation system to which the flight information measuring system of the spherical object 500 according to the above-described embodiment of the present invention is applied will be described. 11 is a flowchart illustrating an operation process of a golf simulation system to which a flight information measuring system of a spherical object is applied according to an embodiment of the present invention. For the sake of understanding, the case of measuring the flight trajectory of the golf ball will be described in detail.

단계 S110 : 먼저, 구형물체 비행정보 측정 시스템의 각 구성부에 전원이 인가되어 시스템이 턴온(Turn On)되면 라인스캔카메라(110)의 라인스캔을 시작하여 45mm정도의 물체 존재여부를 감지하게 된다.Step S110: First, power is applied to each component of the spherical object flight information measuring system so that when the system is turned on, the line scan camera 110 starts the line scan to detect the presence of an object of about 45 mm. .

단계 S120 : 라인스캔카메라(110)의 Line Scan을 시작하여 센서에 입력되는 신호의 밝기값 계산, Pixel수 Count, 연속되는 라인수를 계산한다.Step S120: Line scan of the line scan camera 110 is started to calculate the brightness value of the signal input to the sensor, the number of pixels, and the number of consecutive lines.

단계 S130 : 라인스캔카메라(110)의 Line Scan을 시작하여 45mm정도의 물체 존재여부를 감지하기 위하여 센서에 입력되는 신호가 연속해서 160DN이상이고 8Pixel이상 이었을 때 볼이라고 인지한다.Step S130: Line scan of the line scan camera 110 to detect the presence of an object of about 45mm to recognize whether the signal input to the sensor is continuously more than 160DN and 8Pixel or more.

단계 S140 : 연속된 라인 수를 기준으로 Line Scan Rate를 기준으로 물체의 단방향 속도를 계산한다.Step S140: The unidirectional velocity of the object is calculated based on the line scan rate based on the number of consecutive lines.

단계 S150 : 라인스캔카메라(110)의 신호가 일정 크기의 물체라면 최초 트리거 신호를 내보내고 45mm폭 이하의 신호가 되는 시점을 기준으로 화면폭 전체에 골프공이 분포될 수 있는 신호폭으로 변환하여 2차 트리거 신호출력하고 1차신호와 2차신호 주기 폭과 동일한 3차 트리거신호를 영상획득부(200)에 전송하게 된다.Step S150: If the signal of the line scan camera 110 is an object of a predetermined size, the second trigger signal is emitted and converted into a signal width at which a golf ball can be distributed over the entire screen width based on the point of time when the signal becomes less than 45 mm wide. The trigger signal is output and a third trigger signal equal to the width of the primary signal and the secondary signal period is transmitted to the image acquisition unit 200.

단계 S210 :라인스캔카메라(110)의 트리거 신호에 따라 영상획득부(200)에 구비된 제1,2카메라(210)(240)는 구형물체의 비행경로를 신호간격에 따라 고속 촬영을 하게 된다. 촬영된 영상 데이터는 디지털입출력부(310)를 통하여 디지털 데이터로 변환된 후 중앙처리기(320)로 전송된다. Step S210: The first and second cameras 210 and 240 provided in the image acquisition unit 200 according to the trigger signal of the line scan camera 110 perform high-speed photography of the spherical object according to the signal interval. . The captured image data is converted into digital data through the digital input / output unit 310 and then transmitted to the central processor 320.

단계 S320 : 중앙처리기(320)는 디지털입출력부(310)를 통하여 전송되는 디지털 영상 데이터를 분석하게 되는데, 먼저 구형물체와 골프 클럽을 구분하고 구분된 구형물체의 속도와 위치, 회전량을 계산하게 된다. Step S320: The central processor 320 analyzes the digital image data transmitted through the digital input / output unit 310. First, the spherical object and the golf club are distinguished, and the speed, position, and rotation amount of the separated spherical object are calculated. do.

단계 S330 : 또한, 중앙처리기(320)는 상기 단계(S320)를 통하여 획득되는 구형물체의 3차원속도 및 위치, 3차원회전량 정보와 구형물체의 초기위치 정보를 공력수식에 대입하여 구형물체의 3차원 비행궤적을 계산하게 된다.Step S330: In addition, the central processor 320 substitutes the three-dimensional velocity and position of the spherical object obtained through the step (S320), the three-dimensional rotation amount information and the initial position information of the spherical object into the aerodynamic equation of the spherical object. The three-dimensional flight trajectory is calculated.

단계 S410 : 중앙처리기(320)에 의해 계산된 구형물체의 비행 궤적정보를 통하여 구형물체의 비행위치에 따른 골프장 배경 영상이 조합되고, 조합된 구형물체 비행 영상은 실시간으로 구형물체의 타격지점을 제공하는 디스플레이장치(400)로 전송되어 구형물체의 비행 영상이 출력되게 된다.Step S410: The golf course background image according to the flight position of the spherical object is combined through the flight trajectory information of the spherical object calculated by the central processor 320, and the combined spherical object flight image provides a hitting point of the spherical object in real time. Is transmitted to the display device 400 is to output the flying image of the spherical object.

단계 S420 : 상기의 과정은 골프 연습자가 골프 연습을 종료할 때까지 반복 하여 진행된다. Step S420: The above process is repeated until the golf practitioner finishes golf practice.

다음으로, 도 12는 본 발명에 따른 구형물체의 비행정보 측정 시스템의 운용테스트를 위한 시범 설치도를 보여준다.Next, Figure 12 shows a pilot installation diagram for the operation test of the flight information measurement system of the spherical object according to the present invention.

본 발명에 따른 고속 카메라를 이용한 구형물체의 비행 정보 측정 시스템은 구형물체의 영상 정보를 획득한 후, 이를 분석하여 구형물체의 속도와 위치 및 회전량을 계산할 수 있으며, 이러한 구형물체의 비행 정보를 통하여 구형물체의 비행궤적을 계산할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 구형물체의 비행 정보 측정 시스템이 적용된 골프 시뮬레이션 시스템을 설명하였지만, 이는 구형물체의 비행 속도와 위치 및 회전량을 측정하여야 하는 다양한 장치에 적용되어 활용될 수 있음은 당연하다.The flight information measuring system of a spherical object using a high speed camera according to the present invention obtains the image information of the spherical object, and then analyzes the spherical object to calculate the speed, position and rotation of the spherical object. It is possible to calculate the flight trajectory of the sphere. Although an embodiment of the present invention has described a golf simulation system to which a flight information measuring system of a spherical object is applied, it can be applied to various devices that need to measure the flight speed, position, and rotation amount of a spherical object.

도 1a는 종래의 골프공 타격 파라미터 측정용 시뮬레이션 시스템 사시도Figure 1a is a perspective view of a conventional simulation system for measuring the golf ball hitting parameters

도 1b는 종래의 시뮬레이션 시스템에 의해 골프공의 겹침 현상이 발생한 경우의 정지영상Figure 1b is a still image when the golf ball overlapping phenomenon by a conventional simulation system

도 2는 본 발명의 구형물체 비행정보 측정 시스템의 사시도2 is a perspective view of a spherical object flight information measurement system of the present invention

도 3은 본 발명에서 적용하는 마커라인이 형성된 구형물체의 사시도Figure 3 is a perspective view of a spherical object formed with a marker line applied in the present invention

도 4는 본 발명의 라인스캔카메라 트리거 신호의 처리 개념도4 is a conceptual diagram of processing a line scan camera trigger signal according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 비행물체가 비행하는 과정에서 카메라로부터 획득된 단일 영상을 좌표로 나타낸 개념도5 is a conceptual diagram showing a single image obtained by the coordinates of the camera during the flight of the flying object according to the present invention in coordinates

도 6은 본 발명에 따른 2개의 고속카메라에서 촬영된 영상이미지에 나타나는 구형물체를 동일 축상으로 옮겨 놓은 개념도6 is a conceptual diagram in which spherical objects appearing in video images captured by two high-speed cameras according to the present invention are moved on the same axis.

도 7은 본 발명에 따른 제1카메라 및 제2카메라에 의해 획득된 스테레오 영상에서 구형물체의 위치를 나타내는 상태도7 is a state diagram showing the position of the spherical object in the stereo image obtained by the first camera and the second camera according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 마커라인을 포함하는 구형물체의 모양이 촬영 시점에 따라 x, y, z 축을 기준으로 회전하는 것을 나타내는 개념도8 is a conceptual view showing that the shape of the spherical object including the marker line according to the present invention is rotated based on the x, y, z axis according to the photographing time point.

도 9는 본 발명에 따른 구형물체의 비행정보 측정 시스템 블록 구성도9 is a block diagram of a system for measuring flight information of a spherical object according to the present invention.

도 10은 본 발명의 이중 라인스캔카메라를 활용한 비행방향 예측방법 설명도10 is an explanatory view of a flight direction prediction method using a double line scan camera of the present invention

도 11은 본 발명에 따른 구형물체의 비행정보 측정 시스템의 동작 흐름도11 is an operation flowchart of a flight information measuring system of a spherical object according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 구형물체의 비행정보 측정 시스템의 시범 설치도12 is a demonstration installation diagram of a flight information measurement system of a spherical object according to the present invention

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

100 : 초기속도설정부 110 : 라인스캔카메라100: initial speed setting unit 110: line scan camera

140 : 트리거부 200 : 영상획득부140: trigger unit 200: image acquisition unit

210 : 제1카메라 220 : 제1광원210: first camera 220: first light source

230 : 제2광원 240 : 제2카메라230: second light source 240: second camera

300 : 컴퓨터처리부 310 : 디지털입출력부300: computer processing unit 310: digital input and output unit

320 : 중앙처리기 400 : 디스플레이부320: central processor 400: display unit

500 : 구형물체 510 : 마커라인500: spherical object 510: marker line

Claims (6)

구형물체(500)의 비행정보를 측정하기 위한 시스템에 있어서,In the system for measuring flight information of the spherical object 500, 구형물체(500)의 이동을 감지하여 구형물체(500)의 유무 및 초기 속도를 검출하는 라인스캔카메라(110);A line scan camera 110 for detecting the presence and the initial speed of the spherical object 500 by detecting the movement of the spherical object 500; 상기 라인스캔카메라(110)가 검출한 구형물체(500)의 직선이동 속도를 이용하여 속도에 따라 트리거 신호를 가변적으로 발생시켜 일정한 변위간격으로 구형물체(500)의 비행궤도상을 고속으로 촬영함으로써 비행중인 구형물체(500)의 영상을 복수로 획득하는 제1카메라(210) 및 제2카메라(240)가 구비된 영상획득부(200)와;By using the linear movement speed of the spherical object 500 detected by the line scan camera 110 to generate a trigger signal variably according to the speed to shoot the flight trajectory image of the spherical object 500 at a constant displacement interval at high speed An image acquisition unit (200) provided with a first camera (210) and a second camera (240) for acquiring a plurality of images of the spherical object (500) in flight; 상기 영상획득부(200)를 통하여 획득된 비행중인 구형물체(500) 영상을 분석하여 구형물체(500)의 비행위치, 비행 속도 및 회전량을 계산하는 컴퓨터처리부(300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템.And a computer processor 300 which analyzes the image of the spherical object 500 in flight acquired through the image acquisition unit 200 and calculates the flight position, the flight speed and the rotation amount of the spherical object 500. Flight information measuring system of a sphere 500 characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 시스템에는 제1카메라(210), 제2카메라(240) 및 라인스캔카메라(110)를 위한 적어도 1개 이상의 광원을 더 포함하되, 상기 제1카메라(210), 제2카메라(240), 라인스캔카메라(110) 및 상기 광원은 동일선상에 하나의 구조물로 배치되는 것이 특징인 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템.The method of claim 1, wherein the measuring system further comprises at least one light source for the first camera 210, the second camera 240 and the line scan camera 110, the first camera 210, The second camera 240, the line scan camera 110 and the light source is a flight information measuring system of the spherical object 500, characterized in that arranged in one structure on the same line. 제 2 항에 있어서, 상기 광원은 구형물체의 비행궤도상에 지속적으로 빛을 조사하도록 상시 조명으로 되어 있고, 제1카메라(210)를 위한 제1광원부(220), 제2카메라(240)를 위한 제2광원부(230)를 포함하되, 제1카메라(210)와 제2카메라(240)가 동일한 간격으로 유격되어 있으며, 카메라 간격이 높이변위상수에 영향을 받는 스테레오기법을 이용하는 것이 특징인 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템.The method of claim 2, wherein the light source is a constant illumination to continuously irradiate light on the flight trajectory of the spherical object, and the first light source unit 220, the second camera 240 for the first camera 210 Including a second light source for the 230, the first camera 210 and the second camera 240 is spaced at the same interval, characterized in that using a stereo technique that the camera interval is affected by the height displacement constant Flight information measuring system of the object (500). 제 1 항에 있어서, 상기 컴퓨터처리부(300)는 The method of claim 1, wherein the computer processing unit 300 상기 영상획득부(200)로부터 전송되는 구형물체(500)의 다수 영상 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 디지털입출력부(310)와; 디지털 데이터로 변환된 구형물체(500)의 영상이미지의 중심점을 각각 계산하고, 구형물체 영상이미지의 중심점과 해당 구형물체 영상을 촬영한 카메라(210, 240)를 연결하는 다수의 가상라인을 설정한 후, 각 가상라인의 가상 교차점을 계산하여 구형물체(500)의 순간 비행 위치를 파악하며, 파악된 구형물체(500)의 순간 비행 위치간의 영상 획득 신호주기를 이용하여 구형물체(500)의 비행 속도를 계산하는 중앙처리기(320);를 포함하여 이루어지는 것이 특징인 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템.A digital input / output unit 310 for converting a plurality of image data of the spherical object 500 transmitted from the image acquisition unit 200 into digital data; Computing the center point of the image image of the spherical object 500 converted to digital data, respectively, and set a plurality of virtual lines connecting the center point of the spherical object image image and the cameras 210 and 240 photographing the spherical object image After that, the virtual intersection point of each virtual line is calculated to determine the instantaneous flight position of the spherical object 500, and the flight of the spherical object 500 using the image acquisition signal period between the identified instantaneous flight positions of the spherical object 500. Flight information measuring system of a spherical object 500, characterized in that comprises; a central processor (320) for calculating the speed. 제 1 항에 있어서, 상기 구형물체(500)의 표면에는 교차점이 형성되는 식별 가능한 마커라인(510)이 적어도 두 개 이상 형성되고, 상기 컴퓨터처리부(300)는 영상획득부(200)를 통하여 획득된 다수의 구형물체(500) 영상에 포함된 마커라인(510)과 각 마커라인(510)간의 교차점 위치를 분석하여 교차점의 변위에 따른 구형물체(500)의 3차원 피치각, 요우각 및 롤각을 계산해 내는 것이 특징인 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템.The method of claim 1, wherein at least two distinguishable marker lines 510 are formed on the surface of the spherical object 500, and the computer processing unit 300 is obtained through the image acquisition unit 200. 3D pitch angle, yaw angle and roll angle of the spherical object 500 according to the displacement of the intersection point by analyzing the position of the intersection point between the marker line 510 and each marker line 510 included in the plurality of spherical object 500 images Flight information measuring system of a sphere 500 characterized in that to calculate the. 제 1 항에 있어서, 상기 비행정보 측정 시스템에는 제2라인스캔카메라(114)가 라인스캔카메라(110)과 함께 구형물체(500)의 진행방향으로 더 포함되고, 상기 컴퓨터처리부(300)는 상기 라인스캔카메라(110,114) 들이 검출한 구형물체(500)의 통과 좌표를 이용하여 구형물체(500)의 초기 비행방향을 예측하며, 영상획득부(200)로부터 전송된 촬상화상 중 상기 진행방향에 해당하는 영역만을 확대하여 비행위치, 비행 속도 및 회전량을 계산하는 것이 특징인 구형물체(500)의 비행정보 측정 시스템.According to claim 1, The flight information measuring system further includes a second line scan camera 114 in the direction of travel of the spherical object 500 with the line scan camera 110, the computer processing unit 300 is The initial flight direction of the spherical object 500 is predicted using the passing coordinates of the spherical object 500 detected by the line scan cameras 110 and 114, and corresponds to the moving direction among the captured images transmitted from the image acquisition unit 200. Flight information measuring system of a sphere 500, characterized in that to calculate the flight position, flight speed and rotation amount by expanding only the area.
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KR (1) KR100871595B1 (en)

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937922B1 (en) * 2009-02-12 2010-01-21 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameter of ball
KR100961128B1 (en) * 2009-11-17 2010-06-07 프림포주식회사 System for measuring a movement of a ball
KR101019782B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101019798B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Apparatus and method for sensing moving object and virtual golf simulation device using the same
KR101019902B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101019847B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101019829B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101044729B1 (en) 2009-09-03 2011-06-28 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameter of ball
KR101048090B1 (en) 2011-03-22 2011-07-08 (주) 골프존 Apparatus for virtual golf simulation, and sensing device and method used to the same
KR101059325B1 (en) 2011-02-11 2011-08-24 (주) 골프존 Apparatus and method for virtual golf simulation
KR101078954B1 (en) 2011-03-22 2011-11-01 (주) 골프존 Apparatus for virtual golf simulation, and sensing device and method used to the same
KR101078975B1 (en) 2011-03-22 2011-11-01 (주) 골프존 Sensing device and method used to apparatus for virtual golf simulation
WO2012002734A2 (en) * 2010-06-29 2012-01-05 Golfzon Co., Ltd. Sensing device and sensing processing method for moving object and virtual golf simulation device using the same
KR101182393B1 (en) 2009-09-03 2012-09-12 엔지비스 주식회사 Globe-shaped object
KR101230613B1 (en) 2011-03-09 2013-02-14 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameter of spherical object based on CMOS sensor
WO2013043019A2 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 주식회사 크리에이츠 System and method for photographing moving subject by means of fixed camera, and acquiring projection image of actual movement trajectory of subject based on photographed image
WO2013081322A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 Jung Mi-Ae Method for estimating flight information of spherical object by using circle marker
KR101276054B1 (en) * 2011-06-27 2013-06-17 동서대학교산학협력단 Ball mark tracking system
KR101378779B1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 엔지비스 주식회사 Apparatus and method for capturing hit images of spherical object
US8761441B2 (en) 2010-12-10 2014-06-24 Electronics And Telecommunications Research Institute System and method for measuring flight information of a spherical object with high-speed stereo camera
US8913785B2 (en) 2010-09-30 2014-12-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for calculating motion of object
KR101557328B1 (en) * 2014-05-07 2015-10-05 김희빈 Trajectory measure system for simulation golf
US9208574B2 (en) 2011-11-25 2015-12-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for measuring rotation characteristics of rotating body
KR20160090632A (en) 2015-01-22 2016-08-01 주식회사 인피니전 Flight information estimator and estimation method of the flying objects
KR20160137724A (en) 2015-05-20 2016-12-01 라온피플 주식회사 Apparatus and method for measuring spin of rotating object
KR101757310B1 (en) * 2017-01-26 2017-07-13 주식회사 리얼야구존 A screen baseball system using camera sensors and method using the same
JP2018079315A (en) * 2016-11-15 2018-05-24 ストロークプレイ Flight data measurement device and method for flight object using high speed video camera and computer-readable recording medium which records program for performing the same
KR20180056134A (en) 2016-11-18 2018-05-28 한국전자통신연구원 Module type high speed photographing apparatus, apparatus and method for sensing of ball motion based on high speed photographing
US10122921B2 (en) 2016-03-04 2018-11-06 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for automatically recognizing object by using low-speed camera in dual photographing mode
KR101916336B1 (en) * 2017-06-16 2018-11-12 주식회사 리얼야구존 A screen baseball system using camera sensors and method using the same
KR101944705B1 (en) * 2017-04-13 2019-02-08 주식회사 스트로크플레이 Device and Method for measuring flight data of flying objects using high speed video camera and computer readable recording medium having program the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003117044A (en) 2001-04-26 2003-04-22 Photron Ltd Hit ball diagnosing device
US7292711B2 (en) 2002-06-06 2007-11-06 Wintriss Engineering Corporation Flight parameter measurement system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003117044A (en) 2001-04-26 2003-04-22 Photron Ltd Hit ball diagnosing device
US7292711B2 (en) 2002-06-06 2007-11-06 Wintriss Engineering Corporation Flight parameter measurement system

Cited By (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937922B1 (en) * 2009-02-12 2010-01-21 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameter of ball
US8885042B2 (en) 2009-02-12 2014-11-11 Jeong Yul Kim System and method for measuring flight parameters of a spherical object
WO2010093141A2 (en) * 2009-02-12 2010-08-19 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameters of a spherical object
WO2010093141A3 (en) * 2009-02-12 2010-11-04 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameters of a spherical object
JP2012517603A (en) * 2009-02-12 2012-08-02 エンジビス カンパニー リミテッド Spherical object flight information measurement system and method (SYSTEMMANDMETHODFORMEEASURINGLIGHTPARTAMETERSOFASPHERICALOBJECT)
US20110292203A1 (en) * 2009-02-12 2011-12-01 Jeong Yul Kim System and method for measuring flight parameters of a spherical object
KR101182393B1 (en) 2009-09-03 2012-09-12 엔지비스 주식회사 Globe-shaped object
KR101044729B1 (en) 2009-09-03 2011-06-28 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameter of ball
KR100961128B1 (en) * 2009-11-17 2010-06-07 프림포주식회사 System for measuring a movement of a ball
KR101019782B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101019829B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101019847B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
KR101019902B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Sensing processing device and method for moving object, and virtual golf simulation device using the same
CN103079652A (en) * 2010-06-29 2013-05-01 高夫准株式会社 Sensing device and sensing processing method for moving object and virtual golf simulation device using the same
KR101019798B1 (en) 2010-06-29 2011-03-04 (주) 골프존 Apparatus and method for sensing moving object and virtual golf simulation device using the same
WO2012002734A2 (en) * 2010-06-29 2012-01-05 Golfzon Co., Ltd. Sensing device and sensing processing method for moving object and virtual golf simulation device using the same
WO2012002734A3 (en) * 2010-06-29 2012-06-21 Golfzon Co., Ltd. Sensing device and sensing processing method for moving object and virtual golf simulation device using the same
US8913785B2 (en) 2010-09-30 2014-12-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for calculating motion of object
US8761441B2 (en) 2010-12-10 2014-06-24 Electronics And Telecommunications Research Institute System and method for measuring flight information of a spherical object with high-speed stereo camera
CN103354761B (en) * 2011-02-11 2015-02-18 高夫准株式会社 Virtual golf simulation apparatus and method
KR101059325B1 (en) 2011-02-11 2011-08-24 (주) 골프존 Apparatus and method for virtual golf simulation
WO2012108699A3 (en) * 2011-02-11 2012-10-26 Golfzon Co., Ltd. Virtual golf simulation apparatus and method
US9242158B2 (en) 2011-02-11 2016-01-26 Golfzon Co., Ltd. Virtual golf simulation apparatus and method
CN103354761A (en) * 2011-02-11 2013-10-16 高夫准株式会社 Virtual golf simulation apparatus and method
KR101230613B1 (en) 2011-03-09 2013-02-14 엔지비스 주식회사 System and method for measuring flight parameter of spherical object based on CMOS sensor
KR101078954B1 (en) 2011-03-22 2011-11-01 (주) 골프존 Apparatus for virtual golf simulation, and sensing device and method used to the same
KR101078975B1 (en) 2011-03-22 2011-11-01 (주) 골프존 Sensing device and method used to apparatus for virtual golf simulation
KR101048090B1 (en) 2011-03-22 2011-07-08 (주) 골프존 Apparatus for virtual golf simulation, and sensing device and method used to the same
WO2012128572A2 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 (주) 골프존 Virtual golf simulation device, and sensing device and method used in same
WO2012128572A3 (en) * 2011-03-22 2012-11-22 (주) 골프존 Virtual golf simulation device, and sensing device and method used in same
JP2014512903A (en) * 2011-03-22 2014-05-29 ゴルフゾン カンパニー リミテッド Sensing device and sensing method used in virtual golf simulation device
KR101276054B1 (en) * 2011-06-27 2013-06-17 동서대학교산학협력단 Ball mark tracking system
WO2013043020A3 (en) * 2011-09-23 2013-05-30 주식회사 크리에이츠 System and method for photographing moving subject by means of multiple cameras, and acquiring actual movement trajectory of subject based on photographed images
CN103842037A (en) * 2011-09-23 2014-06-04 可利爱驰有限公司 System and method for photographing moving subject by means of fixed camera, and acquiring projection image of actual movement trajectory of subject based on photographed image
WO2013043020A2 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 주식회사 크리에이츠 System and method for photographing moving subject by means of multiple cameras, and acquiring actual movement trajectory of subject based on photographed images
WO2013043019A2 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 주식회사 크리에이츠 System and method for photographing moving subject by means of fixed camera, and acquiring projection image of actual movement trajectory of subject based on photographed image
CN103889519A (en) * 2011-09-23 2014-06-25 可利爱驰有限公司 System and method for photographing moving subject by means of multiple cameras, and acquiring actual movement trajectory of subject based on photographed images
JP2014527879A (en) * 2011-09-23 2014-10-23 クリエイツ インコーポレイテッドCreatz Inc. Method and system for photographing a moving subject with a plurality of cameras and obtaining an actual movement locus of the subject based on the taken image
WO2013043019A3 (en) * 2011-09-23 2013-05-30 주식회사 크리에이츠 System and method for photographing moving subject by means of fixed camera, and acquiring projection image of actual movement trajectory of subject based on photographed image
US9208574B2 (en) 2011-11-25 2015-12-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for measuring rotation characteristics of rotating body
WO2013081322A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 Jung Mi-Ae Method for estimating flight information of spherical object by using circle marker
KR101246975B1 (en) * 2011-12-01 2014-02-27 정미애 Method for estimating flight information of sphere-shaped body using circle type marker
KR101378779B1 (en) * 2012-07-27 2014-03-27 엔지비스 주식회사 Apparatus and method for capturing hit images of spherical object
KR101557328B1 (en) * 2014-05-07 2015-10-05 김희빈 Trajectory measure system for simulation golf
KR20160090632A (en) 2015-01-22 2016-08-01 주식회사 인피니전 Flight information estimator and estimation method of the flying objects
KR101649181B1 (en) * 2015-01-22 2016-08-18 주식회사 인피니전 Flight information estimator and estimation method of the flying objects
KR20160137724A (en) 2015-05-20 2016-12-01 라온피플 주식회사 Apparatus and method for measuring spin of rotating object
US10122921B2 (en) 2016-03-04 2018-11-06 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for automatically recognizing object by using low-speed camera in dual photographing mode
US10564250B2 (en) 2016-11-15 2020-02-18 Strokeplay Device and method for measuring flight data of flying objects using high speed video camera and computer readable recording medium having program for performing the same
KR101871937B1 (en) * 2016-11-15 2018-07-02 주식회사 스트로크플레이 Device and Method for measuring flight data of flying objects using high speed video camera and computer readable recording medium having program the same
JP2018079315A (en) * 2016-11-15 2018-05-24 ストロークプレイ Flight data measurement device and method for flight object using high speed video camera and computer-readable recording medium which records program for performing the same
KR20180056134A (en) 2016-11-18 2018-05-28 한국전자통신연구원 Module type high speed photographing apparatus, apparatus and method for sensing of ball motion based on high speed photographing
KR101757310B1 (en) * 2017-01-26 2017-07-13 주식회사 리얼야구존 A screen baseball system using camera sensors and method using the same
KR101944705B1 (en) * 2017-04-13 2019-02-08 주식회사 스트로크플레이 Device and Method for measuring flight data of flying objects using high speed video camera and computer readable recording medium having program the same
KR101916336B1 (en) * 2017-06-16 2018-11-12 주식회사 리얼야구존 A screen baseball system using camera sensors and method using the same

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