KR100930528B1 - Measuring device for putter speed and putter including the same and measuring method for putter speed - Google Patents

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우창헌
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Abstract

PURPOSE: A putter speed measuring device, a putter comprising the same and a method for measuring putter speed are provided to improve convenience of a golfer by displaying accurately measured putter speed on a display device. CONSTITUTION: An image sensing module(200) comprises an image sensor(210) and a lens module(220). The image sensing module is connected to a displacement estimation module(230). The image sensing module is located toward a floor(B). The image sensing module photographs images of the floor continuously. The displacement estimation module finally estimates displacement according to the movement of the putter by comparing the photographed images. The displacement estimation module transfers the finally estimated displacement to a controller(M). The controller calculates the speed of the putter. A display unit(300) displays the calculated speed of the putter.

Description

퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터와 퍼터 속도 측정 방법{MEASURING DEVICE FOR PUTTER SPEED AND PUTTER INCLUDING THE SAME AND MEASURING METHOD FOR PUTTER SPEED}PUTTER SPEED MEASUREMENT AND PUTTER AND PUTTER SPEED MEASUREMENT METHOD THEREOF {MEASURING DEVICE FOR PUTTER SPEED AND PUTTER INCLUDING THE SAME AND MEASURING METHOD FOR PUTTER SPEED}

본 발명은 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터와 퍼터 속도 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 골프 퍼팅 시의 퍼터의 스윙 속도를 광학적 방법으로 측정하도록 하는 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터와 퍼터 속도 측정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a putter speed measuring device and a putter and a method for measuring the putter speed, and more particularly, a putter speed measuring device and a putter including the same to measure the swing speed of the putter during golf putting; It relates to a method of measuring the putter speed.

일반적으로 골프 경기는 티 박스에서 홀 컵까지 드라이버와 아이언, 그리고 퍼터 등의 골프 클럽으로 골프공을 타격하면서 진행이 되는데, 드라이버나 아이언 클럽과 같이 풀 스윙(Full Swing)으로 골프공을 타격하는 경우와 달리 퍼팅(Putting)의 경우 그린(Green) 위에서 홀 컵까지 가볍게 골프공을 밀어서 홀 인시키도록 한다.In general, a golf game is played by hitting a golf ball with a golf club such as a driver, iron, and putter from a tee box to a hole cup. When a golf ball is hit by a full swing like a driver or an iron club Unlike putting, the golf ball is pushed lightly from the green to the hole cup.

즉 퍼팅의 경우 다른 골프 클럽과 달리 퍼터(Putter)의 미세한 속도 조절이 퍼팅 성공에 직결되는 것이다.That is, in the case of putting, unlike other golf clubs, the fine speed control of the putter is directly connected to the putting success.

이와 같이 퍼팅 시의 퍼터의 속도를 미세하게 조절하기 위해 자신의 퍼터 속 도를 수시로 파악하여 지속적으로 연습할 필요가 있는데, 퍼터의 속도를 감지하여 이를 표시하여 줌으로써 골퍼가 자신의 퍼팅 실력을 향상시키도록 할 수 있는 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비한 퍼터에 관한 많은 다양한 제품들이 등장하고 있다.In order to finely adjust the speed of the putter when putting, it is necessary to constantly grasp the speed of the putter and practice continuously.The golfer can improve his putting ability by detecting and displaying the speed of the putter. Many different products related to a putter speed measuring device and a putter having the same have been introduced.

종래에는 퍼터의 속도를 측정하기 위하여 가속도 센서, 자이로 센서 등의 관성 센서나 중력에 대한 유체의 흐름을 이용한 기울기 센서 등을 이용하였었다.Conventionally, inertial sensors such as acceleration sensors and gyro sensors, or tilt sensors using a flow of fluid against gravity have been used to measure the speed of a putter.

이와 같은 센서들은 퍼터에 내장될 수 있고 외부의 기준 장치를 필요로 하지 않는다는 장점이 있지만, 퍼터의 움직임에 대한 가속도, 각속도, 중력에 대한 각도 등 물리량으로부터 간접적으로 퍼터가 움직인 위치 변화를 추정하여 속도를 산출하는 방식이므로, 물리량으로부터 위치 변화를 추정하는 과정에서 적분에 의한 오차 누적이나 추정을 위하여 이용한 모델의 오차 등으로 말미암아 정확한 퍼터의 속도 측정이 근본적으로 어려운 문제점이 있었다.These sensors have the advantage that they can be embedded in the putter and do not require an external reference device.However, by inferring the positional change of the putter indirectly from the physical quantities such as the acceleration of the putter's movement, the angular velocity and the angle to gravity, Since the speed is calculated, accurate putter speed measurement is fundamentally difficult due to error accumulation due to integration or errors in the model used for estimating positional changes from physical quantities.

본 발명은 이미지 센서 및/또는 포토 센서와 같은 광학적 센서에 의한 광학적 측정 방법에 의해 퍼터의 움직임에 따른 위치 변화를 측정하여 변위를 추정하고 이로부터 퍼터의 속도를 산출해 내도록 함으로써 정확한 퍼터 속도를 측정할 수 있고 이를 디스플레이 장치를 통해 표시하도록 하여 골퍼의 편의를 향상시키도록 하는 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터와 퍼터 속도 측정 방법을 제공한다.The present invention measures an accurate putter speed by measuring a change in position according to the movement of the putter by an optical measuring method such as an optical sensor such as an image sensor and / or a photo sensor, thereby estimating displacement and calculating the speed of the putter therefrom. The present invention provides a putter speed measuring device and a putter and a putter speed measuring method including the same, to improve the golfer's convenience by displaying the same through a display device.

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치는, 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈; 및 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부를 포함한다.An apparatus for measuring a putter speed according to an embodiment of the present invention includes an image sensing module configured to continuously photograph an image of a bottom surface as a putter moves; A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; And a controller provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module.

또한 바람직하게는, 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the display unit further comprises a display unit for displaying information on the speed of the putter calculated by the controller.

또한 바람직하게는, 상기 이미지 센싱 모듈은, 2차원 이미지 센서와, 바닥면으로부터 반사된 빛에 의해 상기 2차원 이미지 센서에 상이 맺히도록 하는 렌즈 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the image sensing module may include a two-dimensional image sensor and a lens module configured to form an image on the two-dimensional image sensor by light reflected from the bottom surface.

또한 바람직하게는, 상기 이미지 센싱 모듈은, 1차원 이미지 센서와, 바닥면 으로부터 반사된 빛에 의해 상기 1차원 이미지 센서에 상이 맺히도록 하는 렌즈 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the image sensing module may include a one-dimensional image sensor and a lens module configured to form an image on the one-dimensional image sensor by light reflected from the bottom surface.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치는, 퍼터가 움직임에 따라 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈; 및 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부를 포함한다.On the other hand, the apparatus for measuring the putter speed according to another embodiment of the present invention, the first photosensor for generating a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom surface as the putter moves, and the predetermined distance from the first photosensor A photo sensing module including a second photo sensor spaced apart; A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively; And a controller provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module.

또 한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치는, 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제1 변위 추정 모듈; 퍼터가 움직임에 따라 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제2 변위 추정 모듈; 및 상기 제1 변위 추정 모듈 및 제2 변위 추정 모듈에서 각각 산출된 값에 가중치를 적용하여 융합 알고리즘에 의해 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부를 포함한다.In addition, the apparatus for measuring the putter speed according to another embodiment of the present invention, the image sensing module for continuously photographing the image of the bottom surface as the putter moves; A first displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; A photo sensing module including a first photosensor for generating a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom surface as the putter moves, and a second photosensor spaced apart from the first photosensor by a predetermined distance; A second displacement estimation module for comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively, and estimating the displacement of the putter; And a controller configured to calculate a speed of the putter by a fusion algorithm by applying weights to the values calculated by the first displacement estimation module and the second displacement estimation module, respectively.

또한 바람직하게는, 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the display unit further comprises a display unit for displaying information on the speed of the putter calculated by the controller.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼터는, 샤프트 및 퍼터 헤드; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 촬상하도록 장착되어 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈; 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부; 및 상기 샤프트 및 퍼터 헤드 중 어느 하나에 장착되며 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 포함한다.On the other hand, the putter according to an embodiment of the present invention, the shaft and the putter head; An image sensing module mounted on one of an inner space and an outer space of the shaft or the putter head to continuously photograph an image of the bottom surface as the putter moves; A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; A control unit provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module; And a display unit mounted on one of the shaft and the putter head and displaying information on the speed of the putter calculated by the controller.

또 한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 퍼터는, 샤프트 및 퍼터 헤드; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 향하도록 장착되어 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈; 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부; 및 상기 샤프트 및 퍼터 헤드 중 어느 하나에 장착되며 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 포함한다.On the other hand, the putter according to another embodiment of the present invention, the shaft and the putter head; A first photosensor mounted at one of the inner space and the outside of the shaft or the putter head toward the bottom to generate a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom; and a predetermined distance from the first photosensor A photo sensing module including a second photo sensor spaced apart; A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively; A control unit provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module; And a display unit mounted on one of the shaft and the putter head and displaying information on the speed of the putter calculated by the controller.

또 한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 퍼터는, 샤프트 및 퍼터 헤드; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 촬상하도록 장착되어 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상 하는 이미지 센싱 모듈; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제1 변위 추정 모듈; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 향하도록 장착되어 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제2 변위 추정 모듈; 상기 제1 변위 추정 모듈 및 제2 변위 추정 모듈에서 각각 산출된 값에 가중치를 적용하여 융합 알고리즘에 의해 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부; 및 상기 샤프트 및 퍼터 헤드 중 어느 하나에 장착되며 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 포함한다.On the other hand, the putter according to another embodiment of the present invention, the shaft and the putter head; An image sensing module mounted on one of the inner space and the outer space of the shaft or the putter head to continuously photograph an image of the bottom surface as the putter moves; A first displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; A first photosensor mounted at one of the inner space and the outside of the shaft or the putter head toward the bottom to generate a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom; and a predetermined distance from the first photosensor A photo sensing module including a second photo sensor spaced apart; A second displacement estimation module for comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively, and estimating the displacement of the putter; A control unit configured to calculate a speed of the putter by a fusion algorithm by applying weights to the values calculated by the first displacement estimation module and the second displacement estimation module, respectively; And a display unit mounted on one of the shaft and the putter head and displaying information on the speed of the putter calculated by the controller.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 방법은, 퍼터가 움직임에 따라 이미지 센싱 모듈에 의해 바닥면의 이미지가 연속적으로 촬상되는 단계; 상기 촬상한 이미지를 비교하여 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계; 및 상기 변위 추정 모듈에서 추정된 변위에 따라 상기 퍼터의 속도를 산출하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method for measuring the putter speed according to an embodiment of the present invention, the step of continuously imaging the image of the bottom surface by the image sensing module as the putter moves; Estimating the displacement of the putter by the displacement estimation module by comparing the captured images; And calculating a speed of the putter according to the displacement estimated by the displacement estimation module.

또한 바람직하게는, 상기 변위 추정 단계는, 시간 t1에서 촬상된 이미지의 분할된 복수개의 서브이미지에 대해 시간 t2에서 촬상된 이미지의 대응되는 서브이미지 각각을 비교하여 각 서브 이미지의 차이에 따른 에러값을 산출하는 단계와, 각 서브이미지의 에러값 중에서 최소값에 해당하는 서브이미지의 변위를 시간 t1으 로부터 시간 t2까지의 이미지의 이동에 대한 변위로 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the displacement estimating may include comparing each of the corresponding sub-images of the image captured at time t2 with respect to the plurality of divided sub-images of the image captured at time t1, and an error value according to the difference of each sub-image. And estimating the displacement of the subimage corresponding to the minimum value among the error values of each subimage as a displacement for the movement of the image from time t1 to time t2.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 방법은, 퍼터가 움직임에 따라 제1포토센서 및 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서가 각각 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 단계; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계; 및 상기 변위 추정 모듈에서 추정된 변위에 따라 상기 퍼터의 속도를 산출하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method for measuring the putter speed according to another embodiment of the present invention, the first photo sensor and the second photo sensor is spaced apart from the first photo sensor by a predetermined interval as the putter moves to the amount of light reflected from the bottom surface, respectively Generating a predetermined signal accordingly; Estimating the displacement of the putter by the displacement estimation module by comparing signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively; And calculating a speed of the putter according to the displacement estimated by the displacement estimation module.

또한 바람직하게는, 상기 변위 추정 단계는, 상기 제1포토센서가 발생시키는 신호와 상기 제2포토센서가 발생시키는 신호의 차이에 따른 에러값을 산출하는 단계와, 상기 에러값이 최소값이 되도록 하는 경우의 변위를 추정 변위로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the displacement estimating may include calculating an error value according to a difference between a signal generated by the first photosensor and a signal generated by the second photosensor, and allowing the error value to be a minimum value. Determining the displacement of the case as the estimated displacement.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 방법은, 퍼터가 움직임에 따라 이미지 센싱 모듈에 의해 바닥면의 이미지가 연속적으로 촬상되는 단계; 상기 촬상한 이미지를 비교하여 제1 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계; 퍼터가 움직임에 따라 제1포토센서 및 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서가 각각 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 단계; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 제2 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계; 및 상기 제1 변위 추정 모듈 및 제2 변위 추정 모듈에서 각각 산출된 값에 가중치를 적용하여 융합 알고리즘에 의해 상기 퍼터의 속도가 산출되는 단계를 포함한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a method for measuring a putter speed includes: continuously photographing an image of a bottom surface by an image sensing module as the putter moves; Estimating the displacement of the putter by a first displacement estimation module by comparing the captured images; Generating a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom surface of the first photosensor and the second photosensor spaced apart from the first photosensor by a predetermined distance as the putter moves; Estimating the displacement of the putter by a second displacement estimation module by comparing signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively; And calculating a velocity of the putter by a fusion algorithm by applying weights to the values calculated in the first displacement estimation module and the second displacement estimation module, respectively.

또한 바람직하게는, 상기 산출된 퍼터의 속도에 관한 정보가 디스플레이부에 표시되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the method may further include displaying information on the calculated speed of the putter on the display unit.

본 발명에 따른 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터와 퍼터 속도 측정 방법은 이미지 센서 및/또는 포토 센서와 같은 광학적 센서에 의한 광학적 측정 방법에 의해 퍼터의 움직임에 따른 위치 변화를 측정하여 변위를 추정하고 이로부터 퍼터의 속도를 산출해 내도록 함으로써 정확한 퍼터 속도를 측정할 수 있고 이를 디스플레이 장치를 통해 표시하도록 하여 골퍼의 편의를 향상시키도록 하는 효과가 있다. The apparatus for measuring the putter speed according to the present invention, and the method for measuring the putter and the putter speed having the same, estimates displacement by measuring a change in position according to the movement of the putter by an optical measuring method using an optical sensor such as an image sensor and / or a photo sensor. And by calculating the speed of the putter from this it is possible to measure the accurate putter speed and to display it on the display device has the effect of improving the comfort of the golfer.

본 발명에 따른 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터와 퍼터 속도 측정 방법에 관한 실시예를 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.An embodiment of an apparatus for measuring a putter speed according to the present invention, an embodiment of a putter and a method for measuring the putter speed thereof will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 몇 가지 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치가 장착된 퍼터에 관하여 설명한다. 도 1 내지 도 4는 본 발명의 각 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치를 구비하는 퍼터에 관한 개념을 나타내는 도면들이다.First, a putter equipped with a putter speed measuring device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 to 4 are diagrams showing the concept of a putter having a putter speed measuring apparatus according to each embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치를 구비하는 퍼터(100)는 샤프트(110)와 퍼터 헤드(120)를 포함하고, 상기 샤프 트(110) 내부에 마련되는 홀(111)에 장착되는 이미지 센싱 모듈(200)과, 상기 샤프트(110) 상에 구비되는 디스플레이부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the putter 100 including the apparatus for measuring the putter speed according to the exemplary embodiment of the present invention includes a shaft 110 and a putter head 120 and is provided in the shaft 110. It may be configured to include an image sensing module 200 mounted in the hole 111 and the display unit 300 provided on the shaft 110.

여기서 상기 디스플레이부(300)는 반드시 샤프트(110) 상에 구비될 필요는 없고 퍼터 헤드(120)의 상단부에 구비되도록 하는 것도 가능하다.The display unit 300 is not necessarily provided on the shaft 110, but may be provided at an upper end of the putter head 120.

상기 이미지 센싱 모듈(200)은 이미지 센서(210)와 렌즈 모듈(220)을 포함하는데, 상기 이미지 센싱 모듈(200)은 바닥면(B)의 이미지, 즉 바닥면(B)으로부터 반사되어 오는 빛으로부터 바닥면(B)의 이미지를 촬상하도록 구비된다.The image sensing module 200 includes an image sensor 210 and a lens module 220. The image sensing module 200 is an image of the bottom surface B, that is, light reflected from the bottom surface B. It is provided to pick up the image of the bottom surface B from the.

상기 이미지 센서(210)는 CMOS나 CCD 등의 고체이미지센서로 구현될 수 있고, 1차원 이미지 센서로써 구현되거나 2차원 이미지 센서로써 구현되는 것도 가능하다.The image sensor 210 may be implemented as a solid state image sensor such as a CMOS or a CCD, or may be implemented as a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor.

상기 렌즈 모듈(220)은 바닥면(B)으로부터 진행되는 빛을 굴절시켜서 상기 이미지 센서(210)에 상이 맺히도록 하는 적어도 하나 이상의 렌즈(Lens) 또는 그 조합으로 이루어진 모듈이다.The lens module 220 is a module including at least one lens (Lens) or a combination thereof that refracts the light traveling from the bottom surface B to form an image on the image sensor 210.

따라서 퍼터(100)가 움직이는 경우 이미지 센싱 모듈(200)은 바닥면(B)의 이미지를 연속적으로 촬상하고 연속된 이미지 프레임의 차이 등으로부터 변위를 추정하여 상기 디스플레이부(300)에 표시되도록 함으로써 퍼터의 속도가 측정되는 것이다.Therefore, when the putter 100 is moved, the image sensing module 200 continuously captures an image of the bottom surface B and estimates the displacement from the difference of the continuous image frames to display on the display unit 300. The speed of is to be measured.

그런데 도 1에 도시된 바와 같이 이미지 센싱 모듈(200)이 반드시 샤프트(110) 내부의 홀(111) 속에 구비될 필요는 없다.However, as illustrated in FIG. 1, the image sensing module 200 may not necessarily be provided in the hole 111 inside the shaft 110.

도 2에 도시된 실시예에서는 퍼터의 샤프트(110)의 외부에 이미지 센싱 모 듈(200)이 장착되는 경우를 나타내고 있다. 도 2에서 이미지 센싱 모듈(200)의 설치 위치에 관한 부분을 제외한 나머지 부분들에 관하여는 도 1에 도시된 실시예와 실질적으로 동일하다.2 illustrates a case in which the image sensing module 200 is mounted outside the shaft 110 of the putter. 2 except for the installation position of the image sensing module 200 is substantially the same as the embodiment shown in FIG.

도 2에 도시된 바와 같이 샤프트(110)에 외장되는 이미지 센싱 모듈(200)은 아래 방향으로 향하도록 구비되어 바닥면(B)의 이미지를 촬상하도록 구비된다.As shown in FIG. 2, the image sensing module 200 which is external to the shaft 110 is provided to face downward and is configured to capture an image of the bottom surface B. FIG.

도 2에서는 이미지 센싱 모듈(200)이 샤프트(110)에 외장되어 바닥면(B)을 향하도록 설치된다는 의미를 표현한 것이고 샤프트(110)의 어느 쪽에 설치되어 어떻게 바닥면(B)을 향하도록 설치될 수 있는지 여부는 매우 다양하게 결정될 수 있다.In FIG. 2, the image sensing module 200 is installed on the shaft 110 to face the bottom surface B and is installed on either side of the shaft 110. It can be determined in various ways.

예컨대 도 2에서처럼 퍼터 헤드(120)의 앞 부분 쪽으로 이미지 센싱 모듈(200)이 바닥면(B)을 향하도록 설치될 수도 있는데, 이미지 센싱 모듈(200)과 바닥면(B) 사이를 퍼터 헤드(120)가 가로막지 못하도록 설치된 것이다. 만약 이미지 센싱 모듈(200)이 설치된 위치에서 바닥면(B)과의 사이를 퍼터 헤드(120)가 가로막는 경우라면 퍼터 헤드(120)에 소정 크기의 구멍을 뚫어 그 구멍을 통해 바닥면(B)이 촬상되도록 하는 것도 가능하다.For example, as shown in FIG. 2, the image sensing module 200 may be installed to face the bottom surface B toward the front of the putter head 120, and the image sensing module 200 and the bottom surface B may be interposed between the putter head (B). 120 is installed so as not to block. If the putter head 120 blocks the bottom surface B from the position where the image sensing module 200 is installed, a hole having a predetermined size is drilled into the putter head 120 and the bottom surface B through the hole. It is also possible to make this image pick up.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서는 이미지 센싱 모듈(200)이 퍼터 헤드(120)에 장착되는 경우에 관하여 도시하고 있다.3 and 4 illustrate a case in which the image sensing module 200 is mounted on the putter head 120.

상기 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 이미지 센싱 모듈(200)을 샤프트(110) 내부 또는 외부에 장착함으로써 바닥면(B)으로부터 이미지 센싱 모듈(200)까지의 거리를 확보할 수 있어 초점 거리를 맞출 수 있는데, 퍼터 헤드(120)에 이 미지 센싱 모듈(200)이 장착되는 경우에도 이미지 센싱 모듈(200)의 설치 위치나 퍼터 헤드(120)의 형상 등으로부터 충분 초점 거리를 확보할 수 있도록 하는 것이 가능하다.1 and 2, the image sensing module 200 may be mounted inside or outside the shaft 110 to secure a distance from the bottom surface B to the image sensing module 200. Even if the image sensing module 200 is mounted on the putter head 120, a sufficient focal length can be secured from the installation position of the image sensing module 200 or the shape of the putter head 120. It is possible to.

도 3에 도시된 실시예에서는 이미지 센싱 모듈(200)이 퍼터 헤드(120)의 내부에 마련되는 공간부(121)에 아래 방향을 향하도록 장착되는 것을 특징으로 한다. 이미지 센싱 모듈(200)의 설치 위치에 관한 사항을 제외한 나머지 부분들에 관한 사항은 도 1에 도시된 실시예와 동일하다.In the embodiment shown in FIG. 3, the image sensing module 200 is mounted to face down in the space 121 provided inside the putter head 120. Except for the installation position of the image sensing module 200, the matters related to the remaining parts are the same as those of the embodiment shown in FIG.

이미지 센싱 모듈(200)의 초점 거리를 유지하기 위해 퍼터 헤드(120)의 공간부(121)의 천정 부분이 퍼터 헤드(120)의 하단부로부터 소정 거리 이격되도록 구비됨이 바람직하다.In order to maintain the focal length of the image sensing module 200, the ceiling portion of the space portion 121 of the putter head 120 may be provided to be spaced apart from the lower end of the putter head 120 by a predetermined distance.

도 4에 도시된 실시예에서는 이미지 센싱 모듈(200)이 퍼터 헤드(120)의 외부에 고정되어 아래 방향을 향하도록 장착되는 경우를 나타내고 있다. 이미지 센싱 모듈(200)과 바닥면(B) 사이의 초점 거리 유지를 위해 퍼터 헤드(120)의 형상을 그에 맞도록 하거나 소정의 지지부재를 이용하여 이미지 센싱 모듈(200)과 바닥면(B) 사이의 거리를 적절하게 유지되도록 할 수 있다.4 illustrates a case in which the image sensing module 200 is fixed to the outside of the putter head 120 and mounted downward. In order to maintain the focal distance between the image sensing module 200 and the bottom surface B, the shape of the putter head 120 may be matched thereto, or the image sensing module 200 and the bottom surface B may be formed by using a predetermined support member. The distance between them can be maintained properly.

한편, 도 5를 참조하여 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 따른 퍼터의 퍼터 속도 측정 장치의 구성에 관하여 설명한다.On the other hand, with reference to Figure 5 will be described the configuration of the putter speed measurement apparatus of the putter according to the embodiment shown in Figs.

이미지 센서(210)와 렌즈 모듈(220)을 포함하는 이미지 센싱 모듈(200)은 변위추정모듈(230)과 연결된다.The image sensing module 200 including the image sensor 210 and the lens module 220 is connected to the displacement estimation module 230.

즉 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 바닥면(B)을 향하는 이미지 센싱 모 듈(200)이 바닥면(B)의 이미지를 연속적으로 촬상하고, 상기 변위추정모듈(230)은 그 촬상된 이미지를 비교하여 퍼터의 움직임에 따른 변위를 최종적으로 추정하여 제어부(M)로 전달하면 제어부(M)에서 퍼터의 속도를 산출하여 디스플레이부(300)를 통해 표시되도록 하는 것이다.1 to 4, the image sensing module 200 facing the bottom surface B continuously photographs the image of the bottom surface B, and the displacement estimation module 230 captures the captured image. Comparing the images and finally estimating the displacement according to the movement of the putter to the control unit (M) to calculate the speed of the putter to be displayed on the display unit 300.

여기서 도 5에 도시된 이미지 센싱 모듈(200)의 이미지 센서(210)가 2차원 이미지 센서인 경우에 촬상된 이미지 프레임으로부터 변위를 추정하는 과정에 관하여 도 6을 참조하여 설명한다.Here, a process of estimating the displacement from the image frame photographed when the image sensor 210 of the image sensing module 200 illustrated in FIG. 5 is a two-dimensional image sensor will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 시간(t)이 t1인 경우와 t2인 경우에 각각 촬상된 이미지로서, 도 6의 (a) 내지 (e)는 촬상된 이미지에 대한 복수개로 분할된 서브이미지(Sub-image)를 각각 나타낸 것이고, 각 서브이미지에 대한 시간 t1에서의 이미지를 왼쪽에, 각 서브이미지에 대한 시간 t2 (여기서 t2 > t1 임)에서의 이미지를 오른쪽에 각각 나타낸 것이다.FIG. 6 is an image captured when time t is t1 and t2, respectively. FIGS. 6A to 6E illustrate a plurality of sub-images of a captured image. The images are shown at the time t1 for each sub-image on the left and the images at the time t2 (where t2> t1) for each sub-image on the right.

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치의 이미지 센싱 모듈을 이용한 변위 추정은 기본적으로 시간 t1에서 촬상된 이미지의 분할된 복수개의 서브이미지에 대해 시간 t2에서 촬상된 이미지의 대응되는 서브이미지 각각을 비교하여 각 서브 이미지의 차이에 따른 에러값을 산출하고, 각 서브이미지의 에러값 중에서 최소값에 해당하는 서브이미지의 변위를 시간 t1으로부터 시간 t2까지의 이미지의 이동에 대한 변위로 추정하는 방식이다.Displacement estimation using the image sensing module of the putter speed measuring apparatus according to an embodiment of the present invention basically corresponds to each of the corresponding sub-images of the image captured at time t2 with respect to the plurality of divided sub-images of the image captured at time t1. The error value is calculated according to the difference of each sub-image, and the displacement of the sub-image corresponding to the minimum value among the error values of each sub-image is estimated as the displacement of the image movement from time t1 to time t2. .

도 6에 도시된 서브이미지의 변화에 따라 변위를 추정하는 과정을 설명하기 위해, 이미지 센서에 의해 취득되는 전체 이미지의 크기는 가로 X픽셀, 세로 Y픽셀 이고, 이미지 내의 픽셀은 (x,y)로 표시된다고 정의하고, 여기서 x는 0에서 X-1, y는 0에서 Y-1의 값을 갖는 것으로 정의할 수 있다.In order to explain the process of estimating the displacement according to the change of the sub-image shown in FIG. 6, the size of the entire image acquired by the image sensor is X pixels horizontally and Y pixels vertically, and the pixels in the image are (x, y). Where x is 0 to X-1 and y to 0 to Y-1.

도 6에 도시된 바와 같이 t=t1일 때의 각 서브이미지와 t=t2일 때의 각 서브이미지의 이미지 차이를 각각 계산한다. 두 이미지의 차이에 의해 계산되는 에러값을 E(x,y)로 표시한다면, 도 6의 (a)의 경우 E(0,0), (b)의 경우 E(-1,0), (c)의 경우 E(1,0), (d)의 경우 E(0,-1), 그리고 (e)의 경우 E(0,1)이다.As shown in FIG. 6, an image difference between each subimage when t = t1 and each subimage when t = t2 is calculated. If the error value calculated by the difference between the two images is represented by E (x, y), E (0,0) for FIG. 6 (a), E (-1,0), ( In the case of c), E (1,0), (d), E (0, -1), and (e), E (0,1).

즉 E(0,0)은 서브이미지 사이의 상대적 변위가 없는 경우이고, E(1,0)은 서브이미지 사이의 상대적 변위가 x방향으로 1 픽셀 이동한 것을 의미한다.That is, E (0,0) means that there is no relative displacement between subimages, and E (1,0) means that the relative displacement between subimages has moved 1 pixel in the x direction.

도 6의 (a) 내지 (e)의 경우에 대한 에러값 중 최소값에 해당하는 변위를 두 이미지 프레임 사이의 변위로 결정한다.The displacement corresponding to the minimum value among the error values for the cases of (a) to (e) of FIG. 6 is determined as the displacement between two image frames.

예컨대 도 6의 (a) 내지 (e)에 대한 각 에러값 중 (c)에 도시된 경우, 즉 E(1,0)의 값이 최소값이라면 시간 t1에서 t2까지 이미지는 x방향으로 1 픽셀 이동한 것으로 추정하게 되는 것이다.For example, when the error value shown in (c) of each of the error values for (a) to (e) of FIG. It is assumed to be one.

이를 좀 더 일반적으로 설명하면, Fn을 시간 n에서의 이미지에 관한 함수라고 하고 Fn(x,y)를 이미지의 (x,y) 위치의 픽셀 값이라고 하며, x = 0, 1, 2 ... X-1, y = 0, 1, 2 ... Y-1 이라고 할 때 두 이미지 사이의 차이에 대한 에러값 E(p,q)는 다음의 식에 의해 정의할 수 있다.More generally, Fn is called a function of the image at time n, and Fn (x, y) is called the pixel value at the (x, y) position of the image, where x = 0, 1, 2 .. When X-1, y = 0, 1, 2 ... Y-1, the error value E (p, q) for the difference between two images can be defined by the following equation.

Figure 112009040072196-pat00001
Figure 112009040072196-pat00001

여기서 D는 양의 정수이고 p와 q는 각각 x방향과 y방향으로의 이동량을 나타내고, - D ≤ p ≤ D, - D ≤ q ≤ D 이다. 여러 가지 (p,q)의 경우에 대하여 E(p,q)를 구하고 이 중 최소값으로부터 이미지 프레임 간의 변위를 결정한다. 즉 변위 추정치 (p,q)는 아래의 식으로부터 주어진다.Where D is a positive integer and p and q represent the amounts of movement in the x and y directions, respectively,-D? P? D and-D? Q? E (p, q) is obtained for various (p, q) cases and the displacement between image frames is determined from the minimum value. In other words, the displacement estimate (p, q) is given by the following equation.

Figure 112009040072196-pat00002
Figure 112009040072196-pat00002

상기 식의 정의에 따르면 도 6의 (a) 내지 (e)의 경우는 D = 1이고 (p,q) ∈ {(0,0), (0,1), (0,-1), (1,0), (-1,0)} 인 경우이다.According to the definition of the formula, in the case of (a) to (e) of FIG. 6, D = 1 and (p, q) ∈ {(0,0), (0,1), (0, -1), ( 1,0), (-1,0)}.

한편, 도 7은 도 5에 도시된 이미지 센싱 모듈(200)의 이미지 센서(210)가 1차원 이미지 센서인 경우, 시간(t)이 t1인 경우와 t2인 경우에 각각 촬상된 이미지로서, 도 7의 (a) 내지 (c)는 촬상된 이미지에 대한 복수개로 분할된 서브이미지(Sub-image)를 각각 나타낸 것이고, 각 서브이미지에 대한 시간 t1에서의 이미지를 왼쪽에, 각 서브이미지에 대한 시간 t2 (여기서 t2 > t1 임)에서의 이미지를 오른쪽에 각각 나타낸 것이다.7 is an image photographed when the image sensor 210 of the image sensing module 200 illustrated in FIG. 5 is the one-dimensional image sensor, when the time t is t1 and t2, respectively. (A) to (c) of FIG. 7 respectively show a plurality of divided sub-images of the captured image, the image at time t1 for each sub-image on the left side, and the sub-image for each sub-image. The images at time t2 (where t2> t1) are shown on the right.

1차원 이미지 센서에 의해 취득되는 이미지의 크기는 가로 X픽셀, 세로 1픽셀이고, 이미지 내의 픽셀은 x로 인덱싱되며, x는 0에서 X-1의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다.The size of the image acquired by the one-dimensional image sensor may be defined as having a horizontal X pixel and a vertical 1 pixel, pixels in the image are indexed by x, and x has a value of 0 to X-1.

상기한 2차원 이미지 센서에 의해 촬상된 이미지 사이의 에러값을 산출하는 것과 마찬가지로 도 7에 도시된 각 서브이미지 사이의 이미지 차이에 따른 에러값(E(x))을 산출한다.Similar to calculating the error value between the images picked up by the two-dimensional image sensor described above, the error value E (x) according to the image difference between each sub-image shown in FIG. 7 is calculated.

즉 도 7의 (a)의 경우 E(0), (b)의 경우 E(-1), 그리고 (c)의 경우 E(1)의 값을 각각 계산해서 이 값들 중 최소값에 해당하는 변위를 시간 t1에서 t2 사이에 이동된 변위로 추정하는 것이다.7 (a), E (0), (b), E (-1), and (c) calculate E (1), respectively, and calculate the displacement corresponding to the minimum of these values. It is estimated by the displacement moved between time t1 and t2.

이를 좀 더 일반적으로 기술하면, Fn을 시간 n의 이미지에 관한 함수라고 정의하고 Fn(x)를 이미지의 x 위치의 픽셀 값이라고 정의하며, x = 0, 1, 2 ... X-1이라고 정의하면 에러값은 다음의 식에 의해 구할 수 있다.More generally, we define Fn as a function of the image at time n, Fn (x) as the pixel value at the x position of the image, and x = 0, 1, 2 ... X-1. If defined, the error value can be obtained by the following equation.

Figure 112009040072196-pat00003
Figure 112009040072196-pat00003

여기서 D는 양의 정수이고 p는 x방향으로의 이동량을 나타내고, - D ≤ p ≤ D이다. 여러 가지 p의 경우에 대하여 E(p)를 구하고 그 중 최소값을 갖는 경우의 p 값을 최종 이동 변위로 결정한다. 즉 변위 추정치 p는 아래의 식으로 주어진다.Where D is a positive integer and p represents the amount of movement in the x direction, where-D? For various p cases, E (p) is obtained and the value of p in case of having the minimum value is determined as the final displacement. That is, the displacement estimate p is given by the following equation.

Figure 112009040072196-pat00004
Figure 112009040072196-pat00004

상기 식의 정의에 따르면 도 7의 (a) 내지 (c)의 경우는 D = 1이고, p ∈ {-1,0,1} 인 경우이다.According to the definition of the formula, (a) to (c) of FIG. 7 is a case where D = 1, and p ∈ {-1,0,1}.

한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치를 구비하는 퍼터에 관하여 나타내고 있다.On the other hand, Figure 8 shows a putter having a putter speed measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 실시예에서는 두 개의 포토 센서(240, 250)를 포함하는 포토 센싱 모듈을 이용하여 변위를 추정하는 경우에 관하여 나타내고 있다.8 illustrates a case of estimating displacement using a photo sensing module including two photo sensors 240 and 250.

상기 포토 센서(240, 250)는 포토트랜지스터(Phototransistor)와 같은 1 pixel 광센서로서 겨냥하는 표면에서 나오는 광량에 비례하는 아날로그 신호를 추력하는 센서로서 구비됨이 바람직하다. 즉 도 8에서 두 개의 포토 센서(240, 250)는 바닥면(B)을 향하도록 설치되어 바닥면(B)으로부터 반사되어 오는 빛을 광량에 따라 특정 신호를 발생시키고 이를 통해 퍼터의 이동에 대한 변위추정이 이루어지는 것이다.The photo sensors 240 and 250 are preferably provided as a 1-pixel optical sensor such as a phototransistor as a sensor for thrusting an analog signal proportional to the amount of light emitted from a surface thereof. That is, in FIG. 8, the two photo sensors 240 and 250 are installed to face the bottom surface B so as to generate a specific signal according to the amount of light reflected from the bottom surface B, and thereby the movement of the putter. Displacement estimation is done.

시간 t에서 제1 포토센서(240)의 출력을 f1(t)라 하고, 제2 포토센서(250)의 출력을 f2(t)라고 하며, 바닥면(B)의 반사율에 관한 함수를 s(x)라고 할 때, 제1 포토센서(240)와 제2 포토센서(250) 각각의 출력은 다음과 같다.The output of the first photosensor 240 at time t is called f 1 (t) and the output of the second photosensor 250 is called f 2 (t). S (x), the output of each of the first photosensor 240 and the second photosensor 250 is as follows.

f1(t) = k * s(v*t)f 1 (t) = k * s (v * t)

f2(t) = k * s(v*t + d)f 2 (t) = k * s (v * t + d)

여기서 k는 상수이고, v는 퍼터의 속도, d는 두 포토센서 사이의 거리이다. 이때 두 신호의 차이를 다음과 같이 정의할 수 있다.Where k is a constant, v is the speed of the putter, and d is the distance between the two photosensors. At this time, the difference between the two signals can be defined as follows.

Figure 112009040072196-pat00005
Figure 112009040072196-pat00005

여기서 τ는 두 신호의 상대적 시간 딜레이(delay)를 나타내고 T는 차이를 비교하기 위한 시간적 구간의 길이를 나타낸다.Where τ represents the relative time delay of the two signals and T represents the length of the temporal interval for comparing the differences.

표면 반사율 함수 s(x)가 상수이거나 주기적이지 않고 충분히 랜덤할 경우 E(τ)는 v*τ = d 일 때 최소값을 가진다. E(τ)가 최소값일 때의 τ로부터 d = v*τ를 결정할 수 있다.If the surface reflectance function s (x) is constant or not periodic and sufficiently random, E (τ) has a minimum when v * τ = d. D = v * τ can be determined from τ when E (τ) is the minimum value.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치 및 이를 구비하는 퍼터는 이미지 센싱 모듈과 포토 센싱 모듈을 동시에 구비할 수 있다.On the other hand, the apparatus for measuring the putter speed according to another embodiment of the present invention and a putter having the same may be provided with an image sensing module and a photo sensing module at the same time.

특히 이미지 센싱 모듈의 이미지 센서가 1차원 이미지 센서이고 포토 센싱 모듈은 두 개의 포토 센서를 구비하는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 이미지 센싱 모듈을 이용한 방법과 포토 센싱 모듈을 이용한 방법이 상호보완적인 것을 알 수 있다.In particular, when the image sensor of the image sensing module is a one-dimensional image sensor and the photo sensing module includes two photo sensors, the method using the image sensing module and the method using the photo sensing module are complementary as shown in FIG. 9. It can be seen that.

도 9에서 가로축은 퍼터를 기준으로하여 퍼터가 움직이는 방향을 나타내는 x축이고, 세로축은 시간축을 나타내고 빗살 무늬는 1차원 센서가 보게 되는 바닥의 이미지이다.In FIG. 9, the horizontal axis represents the x-axis representing the direction in which the putter moves, the vertical axis represents the time axis, and the comb is an image of the floor seen by the one-dimensional sensor.

퍼터의 속도가 0이라면 빗살은 수직방향이고 퍼터의 속도가 빠를수록 수평방향으로 기울어지게 된다. If the speed of the putter is zero, the comb teeth are vertical. The faster the putter, the more the incline is in the horizontal direction.

도 9에서 수평으로 그려진 두 개의 직사각형은 1차원 이미지센서가 t=n과 t=n+1 두 시점에 촬영하게 되는 이미지를 나타낸다.In FIG. 9, the two rectangles drawn horizontally represent an image captured by the one-dimensional image sensor at two time points t = n and t = n + 1.

반면, 수직으로 그려진 두 개의 직사각형은 x1, x2의 두 위치의 두 개의 광센서로부터 취득되는 밝기 신호의 시간적 변화를 나타낸다.On the other hand, the two vertically drawn rectangles represent the temporal change of the brightness signal obtained from two photosensors at two positions x1 and x2.

두 가지 방법 모두 일차원 신호의 상대적 이동을 패턴 비교를 통하여 결정한 다는 점에서 공통점을 가지고 있다. Both methods have a common point in that the relative movement of one-dimensional signals is determined through pattern comparison.

두 가지 방법의 차이는 1차원 이미지센서의 경우에는 공간적 이동을, 2개의 포토센서를 이용하는 경우에는 시간적 이동을 관찰한다는 점이 다르다.The difference between the two methods is that one-dimensional image sensor observes spatial movement and two photoelectric sensors use temporal movement.

두 가지 방법 모두, 비교하는 두 개의 1차원적 신호가 공통적인 부분이 있어야 한다.In both methods, the two one-dimensional signals to be compared must have a part in common.

그런데 도 9에서 예시한 바와 같이 퍼터의 속도가 작을수록 빗살이 수직방향이 되어 1차원 이미지센서를 이용하는 경우에는 공통부분(L1)이 커지고 두 개의 포토센서를 이용하는 경우에는 공통부분(L2)이 작아진다.However, as illustrated in FIG. 9, as the speed of the putter becomes smaller, the comb teeth become vertical, so that the common portion L1 becomes larger when using a one-dimensional image sensor and the common portion L2 becomes smaller when using two photosensors. Lose.

반면, 퍼터의 속도가 커질수록 빗살이 수평방향이 되어 1차원 이미지센서를 이용하는 경우에는 공통부분(L1)이 작아지고 두 개의 포토센서를 이용하는 경우에는 공통부분(L2)이 커진다.On the other hand, as the speed of the putter increases, the comb teeth become horizontal and the common part L1 becomes smaller when using the one-dimensional image sensor, and the common part L2 becomes larger when the two photosensors are used.

극단적인 경우를 고려하면, 속도가 0일 경우 두 개의 포토센서를 이용하는 경우에는 공통부분(L2)이 없어지므로 속도를 추정할 수 없다.Considering the extreme case, when the speed is 0, when the two photosensors are used, the common part L2 disappears and thus the speed cannot be estimated.

반면, 속도가 일정 수준 이상이 되면 1차원 이미지센서를 이용할 경우 공통부분(L1)이 없어져서 속도를 추정할 수 없다.On the other hand, if the speed is above a certain level, the common part (L1) is missing when the one-dimensional image sensor is used, so the speed cannot be estimated.

극단적인 경우가 아니더라도 속도가 느릴 경우 1차원 이미지센서를 이용하는 방법이 유리하고 속도가 빠를 경우에는 두 개의 포토센서를 이용하는 것이 유리하게 된다. Even if the speed is not extreme, it is advantageous to use the 1D image sensor when the speed is slow, and when the speed is high, it is advantageous to use two photosensors.

따라서 도 10에 도시된 바와 같이 이미지 센싱 모듈(200)을 이용한 제1 변위 추정 모듈(230)과 포토 센싱 모듈(제1 포토센서(240) 및 제2 포토센서(250)을 이용 한 제2 변위 추정 모듈(260)에서 각각 변위를 추정하고, 제어부(M)는 제1 변위 추정 모듈(230)에서 추정한 변위와 제2 변위 추정 모듈(260)에서 추정한 변위에 각각 가중치를 적용하여 최종적인 속도를 계산하여 디스플레이부(300)로 표시되도록 하는 것이 가능하다.Accordingly, as shown in FIG. 10, the first displacement estimation module 230 using the image sensing module 200 and the second displacement using the photo sensing module (the first photosensor 240 and the second photosensor 250). The estimation module 260 estimates displacements, respectively, and the controller M applies weights to the displacements estimated by the first displacement estimation module 230 and the displacements estimated by the second displacement estimation module 260, respectively. It is possible to calculate the speed so that it is displayed on the display unit 300.

이와 같이 두 가지 방법을 모두 이용하여 각 방법에 따라 추정된 변위에 가중치를 적용하여 퍼터의 속도를 최종적으로 산출하는 식의 일 예는 다음과 같다.As described above, an example of calculating a putter speed by applying weights to displacements estimated by each method using both methods is as follows.

V = (A * VA + B * VB) / (A + B)V = (A * V A + B * V B ) / (A + B)

여기서 VA는 제1 변위 추정 모듈(230)의 추정치이고 VB는 제2 변위 추정 모듈(260)의 추정치이며, A와 B는 각 추정치에 대한 가중치이다.Where V A is an estimate of the first displacement estimation module 230, V B is an estimate of the second displacement estimation module 260, and A and B are weights for each estimate.

이들 가중치는 각 모듈에서 속도를 추정할 때 계산한 최소 차이값(E)이 작으면 크게, 크면 작게 조절하여 각 모듈에 의한 추정값의 신뢰도를 반영할 수 있으며, 상기 가중치A 및 B는 실험을 통해 통계적으로 얻은 데이터에 근거하여 결정할 수도 있고 시뮬레이션 결과에 의한 데이터에 근거하여 결정할 수도 있는 등 경험적으로 결정될 수 있는 것이다.These weights can be adjusted when the minimum difference value (E) calculated when estimating the speed in each module is small and large so as to reflect the reliability of the estimation value by each module. It can be determined empirically, for example, based on statistically obtained data, or based on data from simulation results.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 각 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치를 구비하는 퍼터에 관한 개념을 나타내는 도면들이다.1 to 4 are diagrams showing the concept of a putter having a putter speed measuring apparatus according to each embodiment of the present invention.

도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 따른 퍼터에 구비되는 퍼터 속도 측정 장치의 제어계통을 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a control system of a putter speed measuring device provided in the putter according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치의 이미지 센싱 모듈의 이미지 센서를 2차원 이미지 센서로 하는 경우 변위 추정 방식의 예를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining an example of a displacement estimation method when the image sensor of the image sensing module of the putter speed measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is a two-dimensional image sensor.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 퍼터 속도 측정 장치의 이미지 센싱 모듈의 이미지 센서를 1차원 이미지 센서로 하는 경우 변위 추정 방식의 예를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining an example of a displacement estimation method when the image sensor of the image sensing module of the putter speed measuring apparatus according to another embodiment of the present invention is a one-dimensional image sensor.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 퍼터의 퍼터 속도 측정 장치에 포토 센싱 모듈이 적용된 경우에 관하여 개략적으로 나타낸 도면이다.8 is a diagram schematically illustrating a case in which a photo sensing module is applied to an apparatus for measuring the putter speed of a putter according to another embodiment of the present invention.

도 9는 1차원 이미지 센서를 이용한 변위 추정 방법과 두 개의 포토 센서를 이용한 변위 추정 방법을 비교하는 그래프를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a graph comparing a displacement estimation method using a one-dimensional image sensor and a displacement estimation method using two photo sensors.

도 10는 1차원 이미지 센서를 이용한 변위 추정 방법과 두 개의 포토 센서를 이용한 변위 추정 방법이 동시에 적용되는 퍼터 속도 측정 장치에 관한 제어계통을 나타내는 블록도이다.FIG. 10 is a block diagram illustrating a control system of a putter speed measuring apparatus to which a displacement estimation method using a one-dimensional image sensor and a displacement estimation method using two photo sensors are simultaneously applied.

Claims (16)

퍼터의 샤프트 또는 퍼터 헤드에 장착되는 퍼터 속도 측정 장치에 있어서,In a putter speed measuring device mounted on a putter shaft or putter head, 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈;An image sensing module configured to continuously photograph an image of the bottom surface as the putter moves; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈; 및A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; And 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부;A control unit provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module; 를 포함하는 퍼터 속도 측정 장치.Putter speed measuring device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼터 속도 측정 장치.And a display unit for displaying information on the speed of the putter calculated by the control unit. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이미지 센싱 모듈은,The image sensing module of claim 1, wherein the image sensing module comprises: 2차원 이미지 센서와,Two-dimensional image sensor, 바닥면으로부터 반사된 빛에 의해 상기 2차원 이미지 센서에 상이 맺히도록 하는 렌즈 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼터 속도 측정 장치.And a lens module for forming an image on the two-dimensional image sensor by the light reflected from the bottom surface. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이미지 센싱 모듈은,The image sensing module of claim 1, wherein the image sensing module comprises: 1차원 이미지 센서와,One-dimensional image sensor, 바닥면으로부터 반사된 빛에 의해 상기 1차원 이미지 센서에 상이 맺히도록 하는 렌즈 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼터 속도 측정 장치.And a lens module for forming an image on the one-dimensional image sensor by light reflected from a bottom surface. 삭제delete 퍼터의 샤프트 또는 퍼터 헤드에 장착되는 퍼터 속도 측정 장치에 있어서,In a putter speed measuring device mounted on a putter shaft or putter head, 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈;An image sensing module configured to continuously photograph an image of the bottom surface as the putter moves; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제1 변위 추정 모듈;A first displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; 퍼터가 움직임에 따라 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈;A photo sensing module including a first photosensor for generating a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom surface as the putter moves, and a second photosensor spaced apart from the first photosensor by a predetermined distance; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제2 변위 추정 모듈; 및A second displacement estimation module for comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively, and estimating the displacement of the putter; And 상기 제1 변위 추정 모듈 및 제2 변위 추정 모듈에서 각각 산출된 값에 가중치를 적용하여 융합 알고리즘에 의해 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부;A control unit configured to calculate a speed of the putter by a fusion algorithm by applying weights to the values calculated by the first displacement estimation module and the second displacement estimation module, respectively; 를 포함하는 퍼터 속도 측정 장치.Putter speed measuring device comprising a. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼터 속도 측정 장치.And a display unit for displaying information on the speed of the putter calculated by the control unit. 샤프트 및 퍼터 헤드;Shaft and putter head; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 촬상하도록 장착되어 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈;An image sensing module mounted on one of an inner space and an outer space of the shaft or the putter head to continuously photograph an image of the bottom surface as the putter moves; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈;A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부; 및A control unit provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module; And 상기 샤프트 및 퍼터 헤드 중 어느 하나에 장착되며 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부;A display unit mounted on one of the shaft and the putter head and displaying information on the speed of the putter calculated by the controller; 를 포함하는 퍼터.Putter containing. 샤프트 및 퍼터 헤드;Shaft and putter head; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 향하도록 장착되어 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈;A first photosensor mounted at one of the inner space and the outside of the shaft or the putter head toward the bottom to generate a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom; and a predetermined distance from the first photosensor A photo sensing module including a second photo sensor spaced apart; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 변위 추정 모듈;A displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively; 상기 변위 추정 모듈에서 산출된 값에 따라 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부; 및A control unit provided to calculate the speed of the putter according to the value calculated by the displacement estimation module; And 상기 샤프트 및 퍼터 헤드 중 어느 하나에 장착되며 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부;A display unit mounted on one of the shaft and the putter head and displaying information on the speed of the putter calculated by the controller; 를 포함하는 퍼터.Putter containing. 샤프트 및 퍼터 헤드;Shaft and putter head; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 촬상하도록 장착되어 퍼터가 움직임에 따라 바닥면의 이미지를 연속적으로 촬상하는 이미지 센싱 모듈;An image sensing module mounted on one of an inner space and an outer space of the shaft or the putter head to continuously photograph an image of the bottom surface as the putter moves; 상기 이미지 센싱 모듈이 촬상한 이미지를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제1 변위 추정 모듈;A first displacement estimation module for estimating the displacement of the putter by comparing the image picked up by the image sensing module; 상기 샤프트 또는 상기 퍼터 헤드의 내부 공간 및 외부 중 어느 하나에 바닥면을 향하도록 장착되어 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 제1포토센서와, 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 제2포토센서를 포함하는 포토 센싱 모듈;A first photosensor mounted at one of the inner space and the outside of the shaft or the putter head toward the bottom to generate a predetermined signal according to the amount of light reflected from the bottom; and a predetermined distance from the first photosensor A photo sensing module including a second photo sensor spaced apart; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 퍼터가 움직인 변위를 추정하는 제2 변위 추정 모듈;A second displacement estimation module for comparing the signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively, and estimating the displacement of the putter; 상기 제1 변위 추정 모듈 및 제2 변위 추정 모듈에서 각각 산출된 값에 가중치를 적용하여 융합 알고리즘에 의해 상기 퍼터의 속도를 계산하도록 구비되는 제어부; 및A control unit configured to calculate a speed of the putter by a fusion algorithm by applying weights to the values calculated by the first displacement estimation module and the second displacement estimation module, respectively; And 상기 샤프트 및 퍼터 헤드 중 어느 하나에 장착되며 상기 제어부에서 계산된 퍼터의 속도에 관한 정보가 표시되는 디스플레이부;A display unit mounted on one of the shaft and the putter head and displaying information on the speed of the putter calculated by the controller; 를 포함하는 퍼터.Putter containing. 퍼터의 샤프트 또는 퍼터 헤드에 장착되며, 이미지 센싱 모듈과, 변위 추정 모듈을 포함하는 퍼터 속도 측정 장치의 퍼터 속도 측정 방법에 있어서,In the putter speed measurement method of the putter speed measuring device mounted on the putter shaft or putter head, comprising an image sensing module and a displacement estimation module, 퍼터가 움직임에 따라 상기 이미지 센싱 모듈에 의해 바닥면의 이미지가 연속적으로 촬상되는 단계;Continuously imaging an image of a bottom surface by the image sensing module as the putter moves; 상기 촬상한 이미지를 비교하여 상기 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계; 및Comparing the picked-up images and estimating the displacement of the putter by the displacement estimation module; And 상기 변위 추정 모듈에서 추정된 변위에 따라 상기 퍼터의 속도를 산출하는 단계;Calculating a speed of the putter according to the displacement estimated by the displacement estimation module; 를 포함하는 퍼터 속도 측정 방법.Putter speed measurement method comprising a. 제11항에 있어서, 상기 변위 추정 단계는,The method of claim 11, wherein the displacement estimation step, 시간 t1에서 촬상된 이미지의 분할된 복수개의 서브이미지에 대해 시간 t2에서 촬상된 이미지의 대응되는 서브이미지 각각을 비교하여 각 서브 이미지의 차이에 따른 에러값을 산출하는 단계와,Comparing each of the corresponding sub-images of the image captured at time t2 with respect to the plurality of divided sub-images of the image captured at time t1, and calculating an error value according to the difference of each sub-image; 각 서브이미지의 에러값 중에서 최소값에 해당하는 서브이미지의 변위를 시간 t1으로부터 시간 t2까지의 이미지의 이동에 대한 변위로 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼터 속도 측정 방법.And estimating the displacement of the sub-image corresponding to the minimum value among the error values of each sub-image as the displacement for the movement of the image from the time t1 to the time t2. 삭제delete 삭제delete 퍼터의 샤프트 또는 퍼터 헤드에 장착되며, 이미지 센싱 모듈과, 제1 변위 추정 모듈과, 제1포토센서 및 제2포토센서와, 제2 변위 추정 모듈을 포함하는 퍼터 속도 측정 장치의 퍼터 속도 측정 방법에 있어서,A method of measuring the putter speed of a putter speed measuring device mounted on a putter shaft or putter head and including an image sensing module, a first displacement estimation module, a first photosensor and a second photosensor, and a second displacement estimation module. To 퍼터가 움직임에 따라 상기 이미지 센싱 모듈에 의해 바닥면의 이미지가 연속적으로 촬상되는 단계;Continuously imaging an image of a bottom surface by the image sensing module as the putter moves; 상기 촬상한 이미지를 비교하여 상기 제1 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계;Comparing the picked-up images and estimating the displacement of the putter by the first displacement estimation module; 퍼터가 움직임에 따라 상기 제1포토센서 및 상기 제1포토센서와 소정 간격 이격되는 상기 제2포토센서가 각각 바닥면으로부터 반사되는 광량에 따라 소정의 신호를 발생시키는 단계;Generating a predetermined signal according to the amount of light reflected from a bottom surface of the first photosensor and the second photosensor spaced apart from the first photosensor by a predetermined distance as the putter moves; 상기 제1포토센서와 제2포토센서가 각각 발생시키는 신호를 비교하여 상기 제2 변위 추정 모듈에 의해 상기 퍼터가 움직인 변위가 추정되는 단계; 및Estimating a displacement of the putter by the second displacement estimation module by comparing signals generated by the first photosensor and the second photosensor, respectively; And 상기 제1 변위 추정 모듈 및 제2 변위 추정 모듈에서 각각 산출된 값에 가중치를 적용하여 융합 알고리즘에 의해 상기 퍼터의 속도가 산출되는 단계;Calculating a speed of the putter by a fusion algorithm by applying weights to the values calculated in the first displacement estimation module and the second displacement estimation module, respectively; 를 포함하는 퍼터 속도 측정 방법.Putter speed measurement method comprising a. 제11항, 제12항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11, 12 and 15, 상기 산출된 퍼터의 속도에 관한 정보가 디스플레이부에 표시되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼터 속도 측정 방법.The method according to claim 1, further comprising the step of displaying the information on the calculated speed of the putter.
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