KR101070378B1 - Apparatus and method for measuring initial position and velocity of a object which moves on plane - Google Patents
Apparatus and method for measuring initial position and velocity of a object which moves on plane Download PDFInfo
- Publication number
- KR101070378B1 KR101070378B1 KR1020090078080A KR20090078080A KR101070378B1 KR 101070378 B1 KR101070378 B1 KR 101070378B1 KR 1020090078080 A KR1020090078080 A KR 1020090078080A KR 20090078080 A KR20090078080 A KR 20090078080A KR 101070378 B1 KR101070378 B1 KR 101070378B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- measuring
- sensor
- plane
- initial position
- measuring unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
- G01P3/68—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using optical means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
- A63B69/36—Training appliances or apparatus for special sports for golf
- A63B69/3658—Means associated with the ball for indicating or measuring, e.g. speed, direction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0021—Tracking a path or terminating locations
- A63B2024/0028—Tracking the path of an object, e.g. a ball inside a soccer pitch
- A63B2024/0031—Tracking the path of an object, e.g. a ball inside a soccer pitch at the starting point
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/10—Positions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/10—Positions
- A63B2220/13—Relative positions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/30—Speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
- A63B2220/805—Optical or opto-electronic sensors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
본 발명은 물체의 동적정보의 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 장치는 제1측정부, 제2측정부, 연산부를 포함한다. 제1측정부는 평면에 정지된 물체의 위치 정보를 얻기 위해 배열된 복수의 수광센서를 포함하는 제1센서열 및 상기 제1센서열의 수광센서에 광선을 방사하는 제1광원을 포함한다. 제2측정부는 상기 평면상에서 이동하는 물체의 적어도 두 시점에서의 위치 정보를 측정한다. 연산부는 상기 제1측정부 및 상기 제2측정부에서 얻어진 시간 및 위치 정보로부터 상기 물체의 초기 위치 및 속도를 연산한다.
2차원운동, 센서열, 초기 위치, 속도, 수광센서,
The present invention relates to an apparatus and method for measuring dynamic information of an object, and more particularly, to an apparatus and method for measuring an initial position and velocity of an object moving on a plane.
An apparatus for measuring initial position and speed of an object moving on a plane according to the present invention includes a first measuring unit, a second measuring unit, and a calculating unit. The first measuring unit includes a first sensor string including a plurality of light receiving sensors arranged to obtain position information of a stationary object on a plane, and a first light source that emits light to the light receiving sensors of the first sensor string. The second measuring unit measures position information at least two viewpoints of the object moving on the plane. The calculating unit calculates the initial position and velocity of the object from the time and position information obtained by the first measuring unit and the second measuring unit.
2D motion, sensor train, initial position, speed, light receiving sensor,
Description
본 발명은 물체의 동적 정보의 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring dynamic information of an object, and more particularly, to an apparatus and method for measuring an initial position and velocity of an object moving on a plane.
본 명세서에서는 본 발명의 응용분야의 하나로 평면상에서 이동하는 게이트볼, 골프공의 초기 위치 및 속도를 측정하기 위한 장치와 방법이 제공되나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 장치와 방법은 평면상에서 2차원적으로 움직이는 모든 물체의 초기 위치 및 속도를 측정하는데 이용될 수 있다.In the present specification, as an application of the present invention, an apparatus and a method for measuring an initial position and a velocity of a gate ball and a golf ball moving in a plane are provided, but are not limited thereto. The apparatus and method according to the invention can be used to measure the initial position and velocity of all objects moving in two dimensions on a plane.
최근 컴퓨터 그래픽 기술과 골프공의 속도를 측정하는 기술을 결합하여 실제로 골프장에 나아가지 않고서 골프를 할 수 있는 골프 시뮬레이션 시스템이 개발되어 상용화되고 있다. 통상 '스크린 골프(Screen golf)'라고 불리는 골프 시뮬레이션 시스템은 골프타석에 인접한 일정 공간에서 골프공의 속도 및 비행각도 등에 관한 동적정보(Kinetic data)를 측정하고, 이를 바탕으로 골프공의 비행 궤적을 예상 하여 타석 앞에 설치된 스크린에 3차원 영상으로 출력하는 방식으로서, 최근 들어 국내에서 큰 인기를 얻고 있다.Recently, a golf simulation system has been developed and commercialized by combining computer graphics technology and technology for measuring the speed of a golf ball to play golf without actually going to the golf course. A golf simulation system, commonly called 'screen golf', measures dynamic data (kinetic data) on the golf ball's speed and flight angle in a certain space adjacent to the golf ball, and calculates the flight trajectory of the golf ball. It is expected to output a three-dimensional image on the screen installed in front of the turn at bat, recently gaining a great popularity in Korea.
이러한 골프 시뮬레이션 시스템에서 가장 중요한 기술적 요소는 골프공의 동적정보를 정확히 측정하는 것인데, 골프공의 3차원 운동의 동적 정보를 측정하는 장치와 방법에 관하여 많은 특허출원 및 등록이 행하여졌으며, 특히 2차원 운동의 동적 정보 측정 장치 및 방법에 관하여 한국등록특허 제 10-0761789호(발명의 명칭:골프 퍼팅 시뮬레이터용 센싱 장치와 이 장치를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이터)에 개시되어 있다.The most important technical element of this golf simulation system is to accurately measure the dynamic information of the golf ball. Many patent applications and registrations have been made regarding the device and method for measuring the dynamic information of the three-dimensional motion of the golf ball. An apparatus and method for measuring dynamic information of an exercise are disclosed in Korean Patent No. 10-0761789 (name of the invention: a sensing device for a golf putting simulator and a golf putting simulator using the device).
도 1은 상기 한국등록특허의 원리를 설명하는 도면이다. 골프 퍼팅 시뮬레이터용 센싱 장치는 적어도 2개의 발광장치(1,2)와 적어도 2개의 반사장치(3,4) 및 적어도 2개의 수광장치(5,6)로 구성되어 있다. 두 개의 발광 장치(1,2)는 평행하게 광선을 발광하고, 두 개의 반사장치(3,4)에서 광선을 각각 반사시켜 두 개의 수광장치(5,6)가 각각 광선을 수광하도록 구성된다. 1 is a view for explaining the principle of the Korean patent. The sensing device for a golf putting simulator is composed of at least two
방향 측정방법에 관하여 살펴보면 수광장치(5,6)의 온오프 신호를 이용해 반사 거울(3,4)로 향하는 첫 번째 광선과 두 번째 광선을 골프공(7)이 각각 통과하는 시간 간격을 측정해 이를 t1이라고 하고, 반사거울(3)에서 반사되어 수광장치(5)로 향하는 광선을 통과하는 시점으로부터 반사거울(3)로 향하는 첫 번째 광선을 골프공(7)이 통과하는 시점 사이의 시간 간격을 측정해 이를 t2라고 한다. 이러한 정의를 전제로 일정하게 정해진 고정점에 골프공을 정치시키고 골프공을 각도별로 굴려 t2/t1와 이동 각도와의 상관방정식을 구한다. 실제로 플레이를 할 때에는 t2/t1을 측정하여 미리 구해놓은 상관방정식에 대입해 이동 각도를 구하여 퍼팅의 방향을 측정한다.As for the direction measurement method, the time interval between the golf ball 7 passing the first light beam and the second light beam toward the
골프공의 진행속도는 미리 측정해놓은 두 개의 발광장치(1,2)의 거리에 골프공의 이동 각도의 탄젠트 값을 곱하고 측정된 t1을 나누어 구한다.The advancing speed of the golf ball is obtained by multiplying the distances of the two
그런데 종래의 골프 퍼팅 시뮬레이션용 센싱 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional golf putting simulation sensing device has the following problems.
첫째, 플레이 시에도 공의 초기 위치를 미리 구하여진 상관방정식의 기준이 된 초기 위치에 계속 고정시키고 사용해야 하는 문제점이 있다. 이는 실제 플레이 시 정확히 기준점에 공을 위치시키기 어려워 오차의 원인이 될 수 있으며, 항상 같은 위치에서 타격하는 것은 사용자의 입장에서 번거러운 일이기도 하다.First, even during play, there is a problem that the initial position of the ball must be fixed and used at the initial position, which is the basis of the correlation equation, obtained in advance. This may cause errors because it is difficult to position the ball exactly at the reference point during the actual play, and it is also cumbersome for the user to always hit the same position.
둘째, 골프공보다 상대적으로 큰 직경의 공을 사용하게 될 경우 골프용 시뮬레이션 시스템의 크기를 유지한다면 유효한 데이터가 발생할 수 있는 방향각의 범위가 크게 제한받게 되며 이러한 제한을 극복하고자 발광장치(1,2) 사이의 간격 및 시스템의 크기를 크게 하는 것은 제한적이므로 다양한 크기의 물체에 광범위하게 응용되기 어렵다.Second, if a ball having a larger diameter than the golf ball is used, if the size of the golf simulation system is maintained, the range of the direction angle at which valid data can be generated is greatly limited. 2) It is difficult to broadly apply to objects of various sizes because the space between them and the size of the system are limited.
본 발명은 상기와 같은 골프 퍼팅 시뮬레이션용 센싱 장치의 문제점을 개선하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치를 자동으로 감지하고 공의 운동방향과 속력을 오차없이 간단하게 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to improve the problems of the golf putting simulation sensing device as described above. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for automatically detecting the initial position of an object moving on a plane and simply measuring the direction and speed of the ball without error.
본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 장치는 제1측정부, 제2측정부, 연산부를 포함한다. 제1측정부는 평면에 정지된 물체의 위 치 정보를 얻기 위해 배열된 복수의 수광센서를 포함하는 제1센서열 및 상기 제1센서열의 수광센서에 광선을 방사하는 제1광원을 포함한다. 제2측정부는 상기 평면상에서 이동하는 물체의 적어도 두 시점에서의 위치 정보를 측정한다. 연산부는 상기 제1측정부 및 상기 제2측정부에서 얻어진 시간 및 위치 정보로부터 상기 물체의 초기 위치 및 속도를 연산한다.An apparatus for measuring initial position and speed of an object moving on a plane according to the present invention includes a first measuring unit, a second measuring unit, and a calculating unit. The first measuring unit includes a first sensor string including a plurality of light receiving sensors arranged to obtain position information of a stationary object on a plane, and a first light source that emits light to the light receiving sensors of the first sensor string. The second measuring unit measures position information at least two viewpoints of the object moving on the plane. The calculating unit calculates the initial position and velocity of the object from the time and position information obtained by the first measuring unit and the second measuring unit.
또한, 상기의 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 장치에 있어서, 상기 제2측정부는 상기 평면과 일정 거리를 두고 상부에 형성되는 제2광원과 상기 제2광원으로부터 광선을 수광하는 수광센서가 배열되는 적어도 두 개의 제2센서열을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the initial position and velocity measuring device of the object moving on the plane, the second measuring unit is a light receiving sensor for receiving the light beam from the second light source and the second light source formed at a predetermined distance from the plane. Preferably includes at least two second sensor arrays arranged.
또한, 상기의 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 장치에 있어서, 상기 물체가 제2센서열 상을 지날 때, 상기 물체에 의하여 제2광원에서 방사된 광선을 수광하지 못하는 수광센서가 적어도 두 개가 존재하도록 상기 제2센서열의 수광센서 간의 간격을 설정함이 바람직하다.In addition, in the initial position and velocity measuring device of the object moving on the plane, the light receiving sensor that does not receive the light emitted from the second light source by the object when the object passes over the second sensor train at least It is preferable to set the interval between the light receiving sensors of the second sensor string so that there are two.
본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 방법은 복수의 수광센서가 배열된 제1센서열 및 상기 제1센서열의 수광센서에 광선을 방사하는 제1광원을 포함하는 제1측정부와 평면상에서 이동하는 물체의 적어도 두 시점에서의 위치 정보를 측정하는 제2측정부 및 상기 제1측정부 및 상기 제2측정부에서 얻어진 정보로부터 연산을 수행하는 연산부로 구성되어 상기 제1측정부 내 임의의 위치로부터 상기 평면을 따라 이동하여 상기 제2측정부를 통과하는 물체의 초기 위치 및 속도를 측정하는 방법으로서, 상기 제1측정부에서 측정된 정보를 이용하여 상기 제1센서열에 형성된 정지된 물체의 그림자의 중심점과 상기 제1광원을 지나는 제1직선방정식을 구하는 단계, 상기 제2측정부에서 측정된 서로 다른 시점에서의 두 개의 위치 좌표와 시간 정보를 이용하여 상기 두 개의 위치 좌표에 해당하는 두 개의 점을 지나는 직선의 제2직선방정식과 상기 물체의 이동 방향 및 속력을 구하는 단계, 상기 제1직선방정식과 상기 제2직선방정식의 교점을 구해 상기 물체의 초기 위치를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An initial position and velocity measuring method of an object moving on a plane according to the present invention includes a first measurement including a first sensor array in which a plurality of light receiving sensors are arranged and a first light source that emits light to the light receiving sensors of the first sensor array. The first measurement unit comprises a second measuring unit for measuring position information at at least two viewpoints of an object moving on a plane and a plane, and an arithmetic unit which performs calculations from information obtained by the first measuring unit and the second measuring unit. A method of measuring an initial position and a velocity of an object moving along the plane from an arbitrary position in a part and passing through the second measuring part, the stop formed in the first sensor string using information measured by the first measuring part. Obtaining a first linear equation passing through the center point of the shadow of the object and the first light source, the two positions at different points of time measured by the second measuring unit Obtaining a second linear equation of a straight line passing through two points corresponding to the two position coordinates and a moving direction and a speed of the object by using a table and time information, wherein the first linear equation and the second linear equation Obtaining the intersection point, characterized in that it comprises the step of obtaining the initial position of the object.
본 발명에 의하면, 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치와 속도를 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 방법과 장치가 제공된다. 특히, 본 발명에 의하면 물체의 초기 위치를 이동 후 얻어지는 정보로 알 수 있으므로 물체를 정확히 위치시키는 작업을 하지 않아도 간편하게 속도를 측정할 수 있는 기반을 제공한다.According to the present invention, there is provided a method and apparatus that can easily and accurately measure the initial position and velocity of an object moving on a plane. In particular, according to the present invention, since the initial position of the object can be known by the information obtained after the movement, it provides a basis for easily measuring the speed without the task of accurately positioning the object.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이해를 돕기 위해 평면상에서 이동하는 물체를 구의 형상을 가진 공으로 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 장치와 방법은 평면상에서 2차원적으로 움직이는 모든 물체의 초기 위치 및 속도를 측정하는데 이용될 수 있다.To help understand, describe an object moving on a plane as a ball shaped like a sphere. However, the apparatus and method according to the invention can be used to measure the initial position and velocity of all objects moving in two dimensions on a plane.
도 2는 본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 장치의 개략도이고 도 3은 도 2에 도시된 실시예를 좌표 평면상에 도시한 개략도이다. FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for measuring initial position and velocity of an object moving on a plane according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment shown in FIG. 2 on a coordinate plane.
도 2를 참조하면, 제1측정부(10)는 제1광원(11)과 제1센서열(12)을 포함하여 구성된다. 공(40)이 초기에 위치하게 되는 방향으로 제1광원(11)이 광선을 방사하며, 공(40)을 기준으로 제1광원(11)과 반대편에 제1광원(11)의 광선을 수광하는 제1센서열(12)이 평면에 설치된다. 제1센서열(12)는 제1광원(11)에서 방사된 광선을 정지된 공(40)이 차단하여 생기는 그림자 정보를 얻기 위해 평면과 평행한 방향으로 일정 간격 이격되어 배열된 다수의 수광센서(13)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the
제2측정부(20)는 공(40)이 이동하는 경로에 위치하며, 움직이는 공(40)이 제2측정부(20)를 통과할 때 적어도 두 시점에서의 공(40)의 위치 좌표에 대한 정보를 측정한다. 제2측정부(20)의 위치 센싱 방법에 따라 다양한 센서가 고려될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서를 사용하여 공의 압력이 측정되는 점의 위치 좌표를 측정할 수도 있으며, 공의 이동 영상을 촬영하여 이미지 프로세싱에 의해 공의 위치를 측정할 수도 있고, 적외선 센서 등의 광센서를 이용해 온오프 신호의 변화로 공이 지나가는 지점의 위치 좌표를 측정할 수도 있다. 이하, 광센서를 이용한 제2측정부(20)의 구성을 설명하기로 한다.The
도 2에서와 같이 수광센서(24,25)를 이용하여 제2측정부(20)를 구성할 경우, 제2광원(21)이 더 포함되어야 한다. 이 경우, 제2측정부(20)는 평면의 상부에 위치하는 제2광원(21) 및 수광센서(24,25)를 일정 간격으로 이격하여 배치한 제2센서열(22,23)을 구비한다. 제2측정부(20)를 통과하는 공은 각각의 제2센서열(22,23) 위를 통과하게 되고, 그에 따라 각각의 시점에서의 위치 정보를 추출할 수 있다.When the
제2센서열(22,23)은 도 2 및 도 3에서와 같이 수광센서(24,25)가 일정 간격으로 이격되어 일렬로 배치되어 있다. 공이 제2센서열(22,23) 위에 위치하는 경우 제2광원(21)에서 방사된 광선을 가려 형성된 그림자에 의해 공의 밑에 위치하게 되는 수광센서(24,25)에서 오프 신호가 발생되며, 최대로 많은 수의 수광센서(24,25)에 오프 신호가 발생한 때 공의 중심점이 제2센서열(22,23) 상에 위치한 것이라 볼 수 있으므로, 그 시점에서의 정보를 통해 공(40)의 중심점 좌표를 얻을 수 있다. 또한, 수광센서(24,25)의 간격은 다양하게 고려될 수 있으나 간격을 작게 하여 많은 수광센서에 오프 신호가 발생될수록 더 정확한 위치 정보를 얻을 수 있으므로, 공(40)이 제2센서열(22,23) 위를 통과할 때 적어도 두 개의 수광센서(24,25)에서 오프 신호가 발생하도록 간격을 설정함이 바람직하다.In the
제1측정부(10)와 제2측정부(20)는 위와 같이 정지한 공 및 움직이는 공의 좌표 정보를 측정하게 되며, 이러한 정보는 연산부(30)로 전송된다. 연산부(30)는 측정된 좌표 정보를 토대로 이하의 연산을 수행한다.The
도 4은 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치와 속도를 구하는 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 제2센서열(22,23)을 통과하는 공(40)의 중심점 좌표를 측정하는 방법에 관한 개략도이다. 도 5(a)는 공이 제2센서열(22,23)을 통과할 때 시간의 경과에 따른 통과상태를 나타내는 그림이고, 도 5(b)는 각 시점에 따른 오프된 수광센서의 수를 나타내는 표이다.4 is a flowchart illustrating a method of obtaining an initial position and a velocity of an object moving on a plane, and FIG. 5 is a schematic diagram of a method of measuring the center point coordinates of the
도 3 내지 도 5를 참조하여 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치와 속도를 구하는 방법을 설명한다. 도 3을 참조하면, 초기에 제1측정부(10) 내의 평면에 위 치한 공(40)은 이동하여 제2측정부(20)의 각각의 제2센서열(22,23)을 통과하게 된다. 공(40)은 정지해 있을 때, 제1광원(11)으로부터 방사된 광선을 가려 제1센서열(12)에 그림자를 형성시키고, 이동 시에는 제2광원(21)으로부터 방사된 광선을 가려 각각의 제2센서열(22,23)에 그림자를 형성시키게 된다. 제1센서열(12) 및 각각의 제2센서열(22,23)의 수광센서(13,24,25)에서 측정된 그림자 정보는 연산부(30)에 입력된다. 이후, 제1측정부(10)에서 측정된 정보를 이용하여 제1센서열(12)에 형성된 정지된 공(40)의 그림자의 중점과 제1광원(11)을 지나는 제1직선방정식을 구하는 단계(S10), 제2측정부(20)에서 측정된 서로 다른 시점에서의 두 개의 위치 좌표와 시간 정보를 이용하여 이 두 개의 위치 좌표에 해당하는 두 개의 점을 지나는 직선의 제2직선방정식과 공(40)의 이동 방향 및 속력을 구하는 단계(S20), 제1직선방정식과 제2직선방정식의 교점을 구해 공(40)의 초기 위치를 구하는 단계(S30)를 연산부(30)에서 수행하여 평면상에서 이동하는 공의 초기 위치 및 속도를 측정한다.A method of obtaining an initial position and a velocity of an object moving on a plane will be described with reference to FIGS. 3 to 5. Referring to FIG. 3, initially, the
먼저, 제1측정부(10)에서 측정된 정보를 이용하여 제1센서열(12)에 형성된 정지된 공(40)의 그림자의 중점과 제1광원(11)을 지나는 제1직선방정식을 구하는 단계(S10)에 대해서 설명한다. 이 단계(S10)는 제1센서열(12)에서 그림자 정보를 얻는 단계(S11)와 그림자의 중점 좌표를 연산하는 단계(S12) 및 그림자의 중점과 제1광원(11)을 지나는 제1직선방정식을 구하는 단계(S13)로 이루어진다. 제1광원(11)은 정지된 공(40)을 향해 광선을 방사하고 그에 따라 제1센서열(12)에 공(40)의 그림자가 맺히게 된다. 그림자의 양 끝단(Pa, Pb)의 좌표 정보는 제1센서열(12)에 부착된 수광센서(13)의 온오프 신호로 얻어질 수 있으며(S11), 이 두 점(Pa, Pb)으로부터 그림자의 중점(P1)의 좌표를 구할 수 있다(S12). First, using the information measured by the
그림자의 중점의 좌표를 P1(x1, y1)이라고 하고 제1광원(11)의 좌표를 Pm(xm, ym)이라고 할 때, 점 P1과 점 Pm을 잇는 직선(m)의 제1직선방정식은 다음과 같이 구할 수 있다(S13).When the coordinate of the shadow midpoint is called P 1 (x 1 , y 1 ) and the coordinate of the
다음으로, 움직이는 공의 서로 다른 시점에서의 두 개의 위치 좌표와 시간 정보로부터 이 두 점을 지나는 직선의 제2직선방정식과 상기 공의 이동 방향 및 속력을 구하는 단계(S20)를 설명한다. 이 단계(S20)는 제2측정부(20)로부터 이동하는 공의 위치 정보를 받는 단계(S21), 움직이는 공의 중심점 좌표를 연산하는 단계(S22), 두 시점에서의 중심점 좌표로부터 제2직선방정식을 연산하는 단계(S23), 공의 이동방향 및 속력을 연산하는 단계(S24)로 이루어진다.Next, a step (S20) of obtaining a second linear equation of a straight line passing through these two points and a moving direction and speed of the ball from two position coordinates and time information at different points in time of the moving ball will be described. This step (S20) is a step of receiving the position information of the ball moving from the second measuring unit 20 (S21), calculating the center point coordinates of the moving ball (S22), a second straight line from the center point coordinates at two views Computing the equation (S23), and the step of calculating the movement direction and speed of the ball (S24).
이동하는 공(40)은 제2측정부(20)의 제2센서열(22,23) 위를 통과하게 되고, 공(40)의 밑부분에 형성되는 그림자에 의해 그 부분의 수광센서(24,25)가 가려지게 되므로, 가려진 수광센서의 좌표로 공의 중심점의 좌표를 연산할 수 있다. 도 5를 참조하면, t1 부터 t5 까지의 시간이 흐름에 따라 공(40)은 오프된 수광센서의 수를 2개, 4개, 6개, 4개, 2개로 변화시킨다. 이 중 오프된 수광센서의 수가 가장 많은 시점(t3)에서 공(40)의 중심점이 제2센서열(22)과 가장 근접함을 알 수 있다. 따라서, 오프된 수광센서의 수가 가장 많을 때 양 끝단에 위치한 오프된 수광센서의 좌표값을 얻어(S21) 양 끝점의 중점을 공의 중심점 좌표로 설정한다(S22). 공의 직경은 골프공이나 게이트볼 등의 종류에 따라 결정되고, 수광센서의 간격도 설정되는 값이므로 공의 중심점이 제2센서열(22,23) 상에 위치할 때 최대로 가려지게 되는 수광센서의 수는 미리 계산될 수 있다. 다만, 압력센서 등과 같이 공의 중심점 좌표가 별도의 연산과정(S22) 없이 직접 측정되는 경우도 존재한다. The moving
위와 같은 방법으로 각각의 제2센서열(22,23) 상의 공의 중심점 좌표를 구하여(S22) 이 좌표를 각각 P2(x2, y2), P3(x3, y3)라고 할 때, 점P2 와 점P3를 지나는 제2직선방정식과 공의 이동방향 및 속력은 다음과 같이 계산될 수 있다(S23, S24).The same method to that in each second heat sensor (22, 23), respectively P 2 (x 2, y 2 ) for obtaining the center coordinates of the ball (S22) the coordinates, P 3 (x 3, y 3) At this time, the second linear equation passing through points P 2 and P 3 and the moving direction and speed of the ball can be calculated as follows (S23, S24).
제2직선방정식은 다음과 같은 방법으로 구할 수 있다(S23).The second linear equation can be obtained by the following method (S23).
공(40)의 중심점이 P2에 위치하게 되는 시각과 P3에 위치하게 되는 시각을 각각 타이머를 이용해 측정하여 시간차를 구하고 이를 Δt라고 하면, 점P2와 점P3의 좌표 및 Δt을 이용하여 다음과 같은 식으로 속력(v)를 구할 수 있다(S24).When the center point of the ball (40) to obtain a time difference measured with a timer, the time at which the position in time and P 3 is located at the P 2, respectively called a Δt, using the coordinates and Δt of the point P 2 and the point P 3 The speed v can be obtained as follows (S24).
도 3에서와 같이 y축을 기준으로 시계방향의 각을 양(+)으로 하여 공(40)이 이동하는 방향각을 θ라 한다면, 방향각(θ)은 다음 식으로 구할 수 있다(S24).As shown in FIG. 3, if the direction of movement of the
공의 초기 위치(P0)는 <수학식1>과 <수학식2>를 연립하여 얻어지는 좌표값으로 결정된다(S30).The initial position P 0 of the ball is determined as a coordinate value obtained by combining <
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. Is obvious.
예를 들어, 상기 실시예에서는 제1센서열(12) 및 제2센서열(22,23)의 형상을 직선의 형태로 도시하였으나, 원호의 형상 등으로 다양하게 변형이 가능하다.For example, in the above embodiment, the shape of the
또한, 상기 실시예에서는 제1센서열(12) 및 제2센서열(22,23)의 수광센서가 일정한 간격으로 이격되어 배열된 것으로 설명하였으나, 수광센서 간의 간격은 위치에 따라 간격을 달리하는 등으로 다양한 설정이 가능하다.In addition, in the above embodiment, the light receiving sensors of the
도 1은 종래기술에 따른 골프 퍼팅 시뮬레이터용 센싱 장치의 예시도1 is an illustration of a sensing device for a golf putting simulator according to the prior art
도 2는 본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치 및 속도 측정 장치의 개략도2 is a schematic diagram of an apparatus for measuring initial position and velocity of an object moving on a plane according to the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 실시예를 좌표 평면상에 도시한 개략도3 is a schematic view showing the embodiment shown in FIG. 2 on a coordinate plane;
도 4는 본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치와 속도를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도4 is a flowchart illustrating a method for measuring an initial position and a velocity of an object moving on a plane according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 평면상에서 이동하는 물체의 초기 위치와 속도를 측정하는 방법에 있어서 제2센서열을 통과하는 물체의 중심점 좌표를 측정하는 방법에 관한 개략도FIG. 5 is a schematic diagram of a method for measuring a center point coordinate of an object passing through a second sensor row in a method for measuring an initial position and a velocity of an object moving on a plane according to the present invention; FIG.
<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
10...제1측정부 11...제1광원10 ... First measuring
12...제1센서열 20...제2측정부12 ...
21...제2광원 22,23...제2센서열21 ... 2nd
13,24,25...수광센서 30...연산부13, 24, 25 ... Receiving
40...공40 ball
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090078080A KR101070378B1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Apparatus and method for measuring initial position and velocity of a object which moves on plane |
PCT/KR2009/006391 WO2011025089A1 (en) | 2009-08-24 | 2009-11-02 | Apparatus and method for measuring initial position and speed of object moving on plane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090078080A KR101070378B1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Apparatus and method for measuring initial position and velocity of a object which moves on plane |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110020461A KR20110020461A (en) | 2011-03-03 |
KR101070378B1 true KR101070378B1 (en) | 2011-10-05 |
Family
ID=43628166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090078080A KR101070378B1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Apparatus and method for measuring initial position and velocity of a object which moves on plane |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101070378B1 (en) |
WO (1) | WO2011025089A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101388400B1 (en) * | 2012-05-25 | 2014-05-19 | (주)디엠비에이치 | putting device the compensation function, with starting point |
WO2014178601A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 주식회사 베스컨 | Putting practice device |
CN113189661A (en) * | 2020-07-31 | 2021-07-30 | 宜科(天津)电子有限公司 | Movement detection device based on front and back induction areas |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100553036B1 (en) * | 2004-01-19 | 2006-02-16 | (주) 골프존 | Optical Sensing Apparatus for Golf Simulator and Manufacturing Method therefore |
KR100907327B1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-07-13 | (주)디엠비에이치 | Method and apparatus for measuring velocity of a moving object |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100508272B1 (en) * | 2003-06-09 | 2005-08-17 | 김성일 | Swing speed and locus measuring system using spreading beam |
-
2009
- 2009-08-24 KR KR1020090078080A patent/KR101070378B1/en not_active IP Right Cessation
- 2009-11-02 WO PCT/KR2009/006391 patent/WO2011025089A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100553036B1 (en) * | 2004-01-19 | 2006-02-16 | (주) 골프존 | Optical Sensing Apparatus for Golf Simulator and Manufacturing Method therefore |
KR100907327B1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-07-13 | (주)디엠비에이치 | Method and apparatus for measuring velocity of a moving object |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110020461A (en) | 2011-03-03 |
WO2011025089A1 (en) | 2011-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6621836B2 (en) | Depth mapping of objects in the volume using intensity variation of light pattern | |
JP2010519552A (en) | System and method for position detection by a single sensor | |
TWI635252B (en) | Methods and system for inspecting a 3d object using 2d image processing | |
JP6863185B2 (en) | Distance measuring device, distance measuring method and program | |
CN109426818B (en) | Device for identifying an object outside a line of sight | |
JP2002509780A (en) | Golf swing analyzer and method | |
KR100907327B1 (en) | Method and apparatus for measuring velocity of a moving object | |
CN109313263A (en) | Method for running laser distance measuring instrument | |
KR101070378B1 (en) | Apparatus and method for measuring initial position and velocity of a object which moves on plane | |
JP6862751B2 (en) | Distance measuring device, distance measuring method and program | |
RU2016102620A (en) | ESTABLISHING THE BORDER BLOCKING BOUNDARIES IN ANATOMICALLY INTELLECTUAL ECHOCARDIOGRAPHY | |
KR101527255B1 (en) | Method of measuring physical quantities of object by using single light source and planar sensor unit and virtual golf system utilizing same | |
JPH11510905A (en) | Remote position detecting device and detecting method | |
KR20030077379A (en) | A System for Measuring Flying Position and Velocity of Globe-Shaped Object Using the Light Fan Screen | |
KR100388945B1 (en) | Method for finding the position of virtual impact point at a virtual firing range by using infrared | |
KR20120058802A (en) | Apparatus and method for calibrating 3D Position in 3D position/orientation tracking system | |
CN102346020B (en) | Three-dimensional information generation device and method for interactive interface | |
RU2649420C2 (en) | Method of remote measurement of moving objects | |
KR101388400B1 (en) | putting device the compensation function, with starting point | |
CN207600393U (en) | Pattern projection module, three-dimensional information obtain system and processing unit | |
JP6279935B2 (en) | Displacement measuring device | |
KR101921709B1 (en) | System for object tracking using muli-camera unit | |
TW201610764A (en) | Accurately positioning instruments | |
ES2588852T3 (en) | Method to indicate a point in a measurement space | |
KR101019104B1 (en) | Apparatus and method for measuring velocity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140725 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |