KR101176109B1 - 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수 열의 센서 시스템을 고정되게 보호하는 설치 프레임을 포함하는 스크린 골프 시스템에 관한 것이다. 본 발명을 활용하면, 바닥에 설치되는 센서 시스템의 물리적 안정성을 도모할 수 있다.

Description

센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템{Screen golf system using sense system protecting device}
본 발명은 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수 열의 센서 시스템을 고정되게 보호하는 설치 프레임을 포함하는 스크린 골프 시스템에 관한 것이다.
스크린 골프연습장은 실내에서 대형스크린을 이용하여 골프장의 배경화면만을 여러 가지로 변경함으로써 골퍼가 퍼팅 또는 티샷 등의 연습 시에 단순히 게임 및 오락을 서비스를 제공한다. 스크린 골프연습장에서는 센서 및 영상기기를 이용하여 자세 교정 및 타구 궤적 등을 측정하는 측정기가 구비되어 사용되고 있다.
스크린 골프연습장에서는 타구된 골프공의 궤적을 정확하게 계산하는 실제 골프장에서 골프를 즐기듯이 골프경기를 할 수 있도록 구성된 골프 시뮬레이션 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 골프 시뮬레이션 시스템은, 골프공을 타격하는 타격구과 타격된 골프공의 방향과 속도 등, 비행궤적을 감지하는 비행궤적감지수단, 영사기에 의해 출력되는 골프장의 3차원 영상이 디스플레이되는 영상스크린, 및 비행궤적감지수단에 의해 감지된 비행궤적에 따라 골프장의 3차원영상을 진행시키는 영상신호를 영사기로 출력하는 제어부를 포함하여 구성된다. 비행 궤적을 감지하기 위해서는 골프 시스템에는 바닥에 다수 열의 센서 시스템이 설치되어 있고, 이러한 센서에 비행되는 골프공의 궤적이 감지되게 된다. 하지만, 바닥에 설치되는 여러 열의 센서 시스템이 사용자가 밟고 지나가거나, 시간의 경과에 따라 뒤틀어 지는 등 위치가 변경되게 되는 문제가 있는데, 이 때문에 센싱에서 오류가 발생할 가능성이 높아지고, 나아가 골프공의 궤적 계산이 정확해 지지 않는 오류가 많았다. 이에 따라 센서 시스템의 물리적 안정성을 도모할 수 있는 스크린 골프 시스템의 개발이 아울러 요청되어 왔다.
본 발명에서는 다수의 면광원의 광이 조사되는 위치에 일정 간격으로 위치되되, 설치하고자 하는 면에 설치프레임이 설치되고, 상기 설치프레임에 각 센서 시스템을 일정 간격으로 설치함에 따라 사이 간격을 유지시키는 것을 특징으로 하는 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템을 제시한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위하여, 스크린 골프 시스템에 있어서, 일정 거리 이격되어 광을 확산시키며 조사하는 제1 면광원 및 적어도 하나 이상의 제2 면광원; 상기 제1 면광원 및 제2 면광원에서 조사되는 광이 차단되는 것을 센싱하도록 상호 일정 거리 이격된 제1 센서 시스템 및 적어도 하나 이상의 제2 센서 시스템; 상기 제1 센서 시스템 및 제2 센서 시스템에서 센싱된 정보를 전송받아 골프공의 비행 궤적을 추론하는 궤적 추산 엔진을 갖는 컴퓨터 시스템을 포함하여 이루어지며,
상기 제1 센서 시스템 및 제2 센서 시스템은, 상기 다수의 면광원의 광이 조사되는 위치에 일정 간격으로 위치되되, 설치하고자 하는 면에 설치프레임이 설치되고, 상기 설치프레임에 각 센서 시스템을 일정 간격으로 설치함에 따라 사이 간격을 유지시키는 것인 것이 바람직하다.
상기 설치프레임은, 설치하고자 하면 면에 설치되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임을 상측으로 커버하되, 중앙부가 통공된 프레임커버; 상기 프레임커버의 중앙 통공을 통해 상측에서 보이도록 설치되고, 상기 센서 설치부가 일정 간격으로 형성되어 상기 각 센서가 설치되는 센서 설치판; 상기 설치된 각 센서의 상측으로 커버하는 센서커버; 및 투명하게 형성되며, 상기 프레임커버의 중앙 통공에 설치되는 전면커버를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 다수의 면광원은, 할로겐등, 적외선등, 백열등, 적색램프, 적색 및 적외선을 포함하는 램프 중 선택된 어느 하나 이상인 것인 것이 바람직하다.
상기 제1 센서 시스템 및 제2 센서 시스템은, 라인 센서인 것인 것이 바람직하다.
본 발명을 활용하면, 바닥에 설치되는 여러 열의 센서 시스템이 센서 시스템의 물리적 위치 안정성을 도모할 수 있으며, 나아가 센싱이 정확하게 유지 되어 타격된 골프공의 궤적을 산출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템에 의한 교차점 확인 상태를 도시한 도면이며,
도 3은 도 2의 각 교차점을 표시한 측면도를 도시한 도면이고,
도 4는 도 2에서 티 위치가 더 표시된 측면도를 도시한 도면이며,
도 5는 도 4의 각 교차점을 표시한 평면도를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 7은 도 6에 있어서 교차점 확인 상태를 도시한 도면이며,
도 8은 도 7의 각 교차점을 표시한 측면도를 도시한 도면이고,
도 9는 도 8의 각 교차점을 표시한 평면도를 도시한 도면이며,
도 10은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 센서 시스템 설치프레임을 도시한 도면이고,
도 11은 도 10의 분해 사시도를 도시한 도면이며,
도 12는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 센서 시스템의 작동 원리를 도시한 도면이고,
도 13은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 감지된 데이터를 표시한 도면이며,
도 14는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 이용한 정보 처리 방법을 도시한 도면이고,
도 15는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 이용한 정보 처리 방법의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 16은 센서 시스템들 사이에 면광원이 설치된 경우의 도 3의 각 교차점을 도시한 도면이고,
도 17은 센서 시스템들 사이에 면광원이 설치된 경우의 도 4의 티 위치 및 각 교차점을 도시한 도면이며,
도 18는 센서 시스템들 사이에 면광원이 설치된 경우의 도 8의 각 교차점을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템에 의한 교차점 확인 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 각 교차점을 표시한 측면도를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에서 티 위치가 더 표시된 측면도를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 각 교차점을 표시한 평면도를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에 있어서 교차점 확인 상태를 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 각 교차점을 표시한 측면도를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 각 교차점을 표시한 평면도를 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 센서 시스템 설치프레임을 도시한 도면이고, 도 11은 도 10의 분해 사시도를 도시한 도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 센서 시스템의 작동 원리를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템의 감지된 데이터를 표시한 도면이며, 도 14는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 이용한 정보 처리 방법을 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 이용한 정보 처리 방법의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 16은 다른 위치에 설치된 면광원에 의한 도 3의 각 교차점을 도시한 도면이고, 도 17은 다른 위치에 설치된 면광원에 의한 도 4의 티 위치 및 각 교차점을 도시한 도면이며
도 18는 다른 위치에 설치된 면광원에 의한 도 10의 각 교차점을 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템(10)은 다수의 면광원(100)과 다수의 센서 시스템(200) 및 컴퓨터 시스템(300)으로 구성된다.
다수의 면광원(100)은 광을 넓게 확산시키며 조사하는 것으로, 하나의 면광원(100)이 다수의 센서 시스템(200)에 동시에 광을 조사하여 타격된 골프공(1)을 측정하게 된다.
이러한 면광원(100)은 일 실시 예로 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)이 구성되고, 이 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 상호 일정 거리 이격되어 광을 확사시키며 조사하게 된다.
그리고 센서 시스템(200) 역시 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)으로 구성되며, 이 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)은 상호 일정 거리 이격되어 배치된다.
이러한 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)은 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)에서 조사되는 광이 차단되는 것을 센싱하게 된다.
다시 말해, 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)은 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)에서 조사되는 광을 받고 있으며, 골프공의 타격 시, 이동되는 골프공(1)에 의해 광이 차단되는 것을 센싱하는 것이다.
이때, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 각각 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사하는 것으로, 동일한 면광원에서 조사되는 광을 이용하여 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)을 작동시킬 수 있어 종래 다수의 광원이 필요하지않게 된다.
이러한 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)의 센싱된 정보는 궤적 추산 엔진을 갖는 컴퓨터 시스템(300)에 의해 골프공(1)의 비행 궤적을 추론하여 산출되는 것이다.
물론, 이 컴퓨터 시스템(300)은 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)간의 이격 거리를 포함한 설치 위치정보와 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)간의 이격 거리를 포함한 설치 위치정보 및 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)과 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)의 배치정보를 가지고 있다.
이와 같은 위치정보와 배치정보를 기본으로, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)과 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 의해 센싱된 정보를 궤적 추산 엔진을 통해 타격된 골프공의 비행 궤적이 산출되는 것이다.
여기서, 컴퓨터 시스템(300)의 궤적 추산 엔진을 살펴보면, 비행하는 골프공의 각 검출 정보를 갖는 것으로, 상기 실시 예에 따라 제1 검출 정보와 제2 검출 정보, 제3 검출 정보 및 제4 검출 정보를 포함한다.
먼저, 제1 검출 정보는 제1 면광원(110)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출 결과를 나타내고, 제2 검출 정보는 제1 면광원(110)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출 결과를 나타낸다.
그리고 제3 검출 정보는 제2 면광원(120)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출 결과를 나타내며, 제4 검출 정보는 제2 면광원(120)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출 결과를 나타내는 것이다.
이러한 각 검출 정보는 타격된 골프공(1)의 위치를 산출하기 위한 것으로, 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 의해 두 개의 교차점(B1, B2)을 확인하게 된다.
도 2 내지 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 제1 교차점(B1)은 제1 검출 정보와 제3 검출 정보를 이용하여 제1 센서 시스템(210)에 센싱된 골프공(1)의 위치를 산출하고, 제2 교차점(B2)은 제2 검출 정보와 제4 검출 정보를 이용하여 제2 센서 시스템(220)에 센싱된 골프공(1)의 위치를 산출하게 된다.
이 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)을 확인하기 위해서는, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 위치와 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)의 위치는 물론, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 광이 골프공(1)에 의해 차단되는 것이 센싱되는 거리(S)와 센싱된 양단부 위치(S1, S2), 골프공의 최초 타격점에서 센서 시스템(210)의 거리를 이용하여 교차되는 두 직선의 방정식을 확인하고, 이 두 방정식을 이용하여 교차점을 확인하게 된다.
다시 말해, 제1 교차점(B1)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 X축 거리(g1), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2) 및 거리(Sl1)가 필요하고,
제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S2)를 연결하는 직선의 방정식은,
L1S2 :
Figure 112010005163257-pat00001
에 의해, x = g1t, y = S2t, z = h-ht 이다.
그리고 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S1)를 연결하는 직선의 방정식은,
L2S1 :
Figure 112010005163257-pat00002
에 의해, x = g1k, y = (S1-l)k+l, z = h-hk 이다.
이에 따라, 제1 교차점(B1)은,
Figure 112010005163257-pat00003
로 확인된다.
그리고 제2 교차점(B2)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제2 센서 시스템(220)의 X축 거리(g2), 센싱된 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4) 및 거리(Sl2)가 필요하고,
제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S4)를 연결하는 직선의 방정식은,
L1S4 :
Figure 112010005163257-pat00004
에 의해, x = g2t, y = S4t, z = h-ht 이다.
그리고 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S3)를 연결하는 직선의 방정식은,
L2S3 :
Figure 112010005163257-pat00005
에 의해, x = g2k, y = (S3-l)k+l, z = h-hk 이다.
이에 따라, 제2 교차점(B2)은,
Figure 112010005163257-pat00006
로 확인된다.
이와 같이 확인된 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간의 거리는,
Figure 112010005163257-pat00007
이고,
제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2)의 센싱시간(t1)과 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4)의 센싱시간(t2)을 계산한 후,
제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동시간(Δt)는 확인할 수 있다.
Δt = t2 - t1
이에 따라, 골프공의 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동속도는,
Figure 112010005163257-pat00008
이다.
한편, 도 4 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 컴퓨터 시스템(300)은 최초 골프공이 놓여 지는 티 위치(B0)를 설정할 수 있는 것으로, 이 티 위치(B0)는 스크린 골프 시스템을 설치할 때, 그 위치가 고정되며, 상기 티 위치(B0)에 관한 정보는 상기 컴퓨터 시스템(300)에 저장되어 있어, 향후의 계산에 활용된다. 그 높이는 센서 시스템(200)의 높이와 동일하게 설정될 수 있으며, 이 경우 계산이 상대적으로 간단해 지나, 다른 높이로 설치되어도 위치 정보(가로 위치 정보, 세로 위치 정보, 높이 위치 정보)가 있다면 본 발명 사상을 실시하는데는 무방할 것이다.
그리고 이 티 위치(B0)에서 상기 제1 교차점(B1)간의 거리와 각도 및 시간을 확인하고, 골프공의 수평각과 편각 및 속도를 계산하여 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간의 수평각과 편각 및 속도와 비교하여 비행 궤적이 산출됨에 따라 골프공의 훅과 슬라이스 등을 확인할 수 있다.
다시 말해, 티 위치(B0)를 확인할 수 있다면, 제1 센서 시스템(210)에 의한 제1 교차점(B1)만 확인해도 타격된 골프공의 비행 궤적을 산출할 수 있는 것이다.
이때, 티 위치(B0)에서 제1 교차점(B1)까지의 시간은 골프공의 타격 시점을 측정함에 따라 확인되는 것으로, 골프공 타격 시, 타구음을 센싱하는 음향센서(700)를 구비하여 최초 타격 시점(t0)을 측정하고, 이 타격 시점(t0)을 제1 교차점(B1)의 시간과 비교하여 위치를 확인할 수 있다.
다시 말해, 티 위치(B0)는 최초 설치시 설정됨에 따라 확인 가능하고, 이 티 위치(B0)에서의 골프공 타격시점은 음향센서(700)에 의해 측정되며, 타격된 골프공이 제1 센서 시스템(210)에 의해 측정되는 제1 교차점(B1)까지의 시간을 측정함에 따라 거리와 속도를 확인할 수 있는 것이다.
즉, 티 위치(B0)와 제1 교차점(B1)간 이동시간(Δt)는,
Δt = t1 - t0
이에 따라, 골프공의 티 위치(B0)와 제1 교차점(B1)간 이동속도는,
Figure 112010005163257-pat00009
이다.
이와 같은, 티 위치(B0)와 제1 교차점(B1) 및 제2 교차점(B2)의 각 정보를 통해 타구의 비행 궤적을 산출함에 따라 골프공의 슬라이스나 훅(hook)의 변동을 모델링 할 수 있는 것이다.
그리고 티 위치(B0)와 제1 교차점(B1)간 궤적과 제1 교차점(B1) 및 제2 교차점(B2)간 궤적 및 티 위치(B0)와 제2 교차점(B2)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각의 변화없이 수직각의 변화만 있다면, 슬라이스나 훅(hook)이 없다는 것을 알 수 있다.
또한, 궤적 추산 엔진에는 경우에 따라 임의의 풍속 및 풍향을 더 부가하여 사용자에게 표시하고, 그 풍속과 풍향에 의한 골프공의 변형량을 추가하여 비행 궤적이 산출될 수 있다.
이는, 실외 골프장에서 발생되는 바람을 부가한 것으로, 실제 골프경기에서 더욱 용이하게 적응할 수 있어 실력을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 산출된 정보는 컴퓨터 시스템(300)에서 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간의 거리와 의 비행 수평각과 편각 및 속도를 계산하여 비행 궤적이 산출된다.
그리고 이 비행 궤적은 별도의 시뮬레이션에 적용하여 비거리와 최종 도달 위치를 알 수 있는 기본 정보가 되어 골퍼에게 정확한 데이터를 제공할 수 있다.
이때, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120) 또는 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)의 위치가 재설정될 경우, 그에 따른 위치정보와 배치정도는 실시간으로 수정됨이 당연하다.
그리고 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 그 설치 위치가 다양하게 변경될 수 있는 것으로, 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사한다.
또한 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 다른 위치는 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사할 수 있다.
그리고 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제2 센서 시스템(220)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사한다.
한편, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 다른 위치에 설치될 수 있는 것으로, 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사한다.
또한 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제2 센서 시스템(220)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제2 센서 시스템(220)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220)에 동시에 광을 조사한다.
이러한 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 위치 변경에 따른 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 좌표값은 변경되어 상기 직선 방정식에 대입됨이 당연하다.
이때, 도 16에서 도시한 바와 같이, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)이 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상측에 위치되어 타격된 골프공의 제1 교차점(B1) 및 제2 교차점(B2)을 검출할 수 있다. 상기 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)이 도 3에서와 같이 상기 제1 센서 시스템(210)과 상기 제2 센서 시스템(220)의 공통된 어느 일측면이 아니라, 상기 제1 센서 시스템(210)과 상기 제2 센서 시스템(220)의 사이 상측에 위치되면 상기 제1 센서 시스템(210)과 상기 제2 센서 시스템(220)에 고르게 광을 조사할 수 있는 장점이 있다.
그리고 도 17에서 도시한 바와 같이, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)이 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상측에 위치되어 티 위치(B0)와 타격된 골프공의 제1 교차점(B1) 및 제2 교차점(B2)을 검출할 수 있다.
한편, 도 6에서 도시한 바와 같이, 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템(10)은 다수의 면광원(100)과 다수의 센서 시스템(200) 및 컴퓨터 시스템(300)으로 구성되되, 면광원(100)은 일정 거리 이격되어 광을 확산시키며 조사하도록 적어도 2개 이상으로 구성된다.
그리고 센서 시스템(200)은 다수의 면광원(100)에서 조사되는 광이 차단되는 것이 센싱되도록 상호 일정 거리 이격되어 적어도 3개 이상으로 구성된다.
다시 말해, 면광원(100)은 제1 면과원(110)과 제2 면광원(120)으로 구성되고, 센서 시스템(200)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)으로 구성된다.
이 제1 면과원(110)과 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230) 중 적어도 두 개 이상에 동시에 광을 조사하는 것으로, 본 발명에서는 제1 면과원(110)과 제2 면광원(120) 각각이 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230) 모두에 광을 조사하게 된다.
이러한 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)의 센싱된 정보는 궤적 추산 엔진을 갖는 컴퓨터 시스템(300)에 의해 골프공(1)의 비행 궤적을 추론하여 산출되는 것이다.
다시 말해, 컴퓨터 시스템(300)은 각 면광원(100)의 설치 위치정보와 각 센서 시스템(200)간의 이격 거리 및 각 면광원(100)과 각 센서 시스템(200)의 배치정보를 가지며, 골프공의 타격 시, 각 면광원(100)과 각 센서 시스템(200)에 의해 센싱된 정보를 궤적 추산 엔진을 통해 타격된 골프공의 비행 궤적이 산출된다.
이와 같은, 제1 면과원(110) 및 제2 면광원(120)과 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)을 구비한 스크린 골프 시스템(10)의 궤적 추산 엔진을 살펴보면, 이 궤적 추산 엔진은 비행하는 골프공의 각 검출 정보를 가지게 된다.
이러한 궤적 추산 엔진의 각 검출 정보는 제1 검출 정보와 제2 검출 정보, 제3 검출 정보, 제4 검출 정보, 제5 검출 정보 및 제6 검출 정보를 포함한다.
먼저 제1 검출 정보는 제1 면광원(110)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출 결과를 나타내고, 제2 검출 정보는 제1 면광원(110)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출 결과를 나타낸다.
그리고 제3 검출 정보는 제1 면광원(110)에 대한 제3 센서 시스템(230)의 검출결과를 나타내며, 제4 검출 정보는 제2 면광원(120)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출 결과를 나타낸다.
또한 제5 검출 정보는 제2 면광원(120)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출 결과를 나타내고, 제6 검출 정보는 제2 면광원(120)에 대한 제3 센서 시스템(230)의 검출 결과를 나타낸다.
이러한 각 검출 정보는 타격된 골프공(1)의 위치를 산출하기 위한 것으로, 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 의해 세 개의 교차점(B1, B2, B3)을 확인하게 된다.
먼저, 도 7 내지 9에서 도시한 바와 같이, 제1 교차점(B1)은 제1 검출 정보와 제4 검출 정보를 이용하여 제1 센서 시스템(210)에 센싱된 골프공(1)의 위치를 산출하게 된다.
그리고 제2 교차점(B2)은 제2 검출 정보와 제5 검출 정보를 이용하여 제2 센서 시스템(220)에 센싱된 골프공(1)의 위치를 산출하게 되며, 제3 교차점(B3)은 제3 검출 정보와 제6 검출 정보를 이용하여 제3 센서 시스템(230)에 센싱된 골프공(1)의 위치를 산출하게 된다.
이 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2) 및 제3 교차점(B3)을 확인하기 위해서는, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 위치와 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)의 위치는 물론, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 광이 골프공(1)에 의해 차단되는 것이 센싱되는 거리(Sl1, Sl2, Sl3)와 센싱된 양단부 위치(S1, S2, S3, S4, S5, S6), 골프공의 최초 타격점에서 각 센서 시스템(210, 220, 230)의 거리를 이용하여 교차되는 두 직선의 방정식을 확인하고, 이 두 방정식을 이용하여 교차점을 확인하게 된다.
다시 말해, 제1 교차점(B1)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 X축 거리(g1), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2) 및 거리(Sl1)가 필요하고,
제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S2)를 연결하는 직선의 방정식은,
L1S2 :
Figure 112010005163257-pat00010
에 의해, x = g1t, y = S2, z = h-ht 이다.
그리고 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S1)를 연결하는 직선의 방정식은,
L2S1 :
Figure 112010005163257-pat00011
에 의해, x = g1k, y = (S1-l)k+l, z = h-hk 이다.
이에 따라, 제1 교차점(B1)은,
Figure 112010005163257-pat00012
로 확인된다.
그리고 제2 교차점(B2)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제2 센서 시스템()의 X축 거리(g2), 센싱된 제2 센서 시스템()의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4) 및 거리(Sl2)가 필요하고,
제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S4)를 연결하는 직선의 방정식은,
L1S4 :
Figure 112010005163257-pat00013
에 의해, x = g2t, y = S4t, z = h-ht 이다.
그리고 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S3)를 연결하는 직선의 방정식은,
L2S3 :
Figure 112010005163257-pat00014
에 의해, x = g2k, y = (S3-l)k+l, z = h-hk 이다.
이에 따라, 제2 교차점(B2)은,
Figure 112010005163257-pat00015
로 확인된다.
또한 제3 교차점(B3)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제3 센서 시스템(230)의 X축 거리(g3), 센싱된 제3 센서 시스템(230)의 Y축 시작위치(S5), 종료위치(S6) 및 거리(Sl3)가 필요하고,
제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S6)를 연결하는 직선의 방정식은,
L1S6 :
Figure 112010005163257-pat00016
에 의해, x = g3t, y = S6t, z = h-ht 이다.
그리고 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S5)를 연결하는 직선의 방정식은,
L2S5 :
Figure 112010005163257-pat00017
에 의해, x = g3k, y = (S5-l)k+l, z = h-hk 이다.
이에 따라, 제3 교차점(B3)은,
Figure 112010005163257-pat00018
로 확인된다.
이와 같이 확인된 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간의 거리는,
Figure 112010005163257-pat00019
이고,
제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간의 거리는,
Figure 112010005163257-pat00020
이며,
제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2)의 센싱시간(t1)과 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4)의 센싱시간(t2) 및 제3 센서 시스템(230)의 Y축 시작위치(S5), 종료위치(S6)의 센싱시간(t3)을 계산한 후,
제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동시간(Δt1)을 확인할 수 있다.
Δt1 = t2 - t1
그리고 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 이동시간(Δt2)을 확인할 수 있다.
Δt2 = t3 - t2
이에 따라, 골프공의 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동속도는,
Figure 112010005163257-pat00021
이고,
제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 이동 속도는,
Figure 112010005163257-pat00022
이다.
이에 따라 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적을 알 수 있다.
이때, 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각과 수직각의 변화를 측정할 수 있다.
수평각 측정은,
Sl1의 중심
Figure 112010005163257-pat00023
Sl2의 중심
Figure 112010005163257-pat00024
이에 따라,
Figure 112010005163257-pat00025
이고,
Figure 112010005163257-pat00026
수평각도
Figure 112010005163257-pat00027
이다.
그리고 수직각 측정은,
제1 교차점(B1)의 z좌표 B1(z)를 산출함에 있어 아래 수식을 이용한다.
Figure 112010005163257-pat00028
이때, 제1 교차점의 센싱거리(Sl1)와 제1, 제2 면광원의 거리(l) 및 제1, 제2 면광원의 높이(h)는 알고 있음으로, B1(z)을 산출할 수 있다.
그리고 동일한 방법으로, B2의 z좌표 B2(z)를 산출할 수 있다.
이에 따른 수직각도는,
Figure 112010005163257-pat00029
이고,
Figure 112010005163257-pat00030
에 의해
수직각도
Figure 112010005163257-pat00031
이다.
일 실시 예로, 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적이 동일하다면, 골프공의 궤적은 직선임을 알 수 있다.
그리고 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각의 변화로 골프공의 슬라이스나 훅(hook)의 변동을 모델링 할 수 있는 것이다.
또한 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각의 변화없이 수직각의 변화만 있다면, 슬라이스나 훅(hook)이 없다는 것을 알 수 있다.
한편, 궤적 추산 엔진에는 경우에 따라 임의의 풍속 및 풍향을 더 부가하여 사용자에게 표시하고, 그 풍속과 풍향에 의한 골프공의 변형량을 추가하여 비행 궤적이 산출될 수 있다.
이는, 실외 골프장에서 발생되는 바람을 부가한 것으로, 실제 골프경기에서 더욱 용이하게 적응할 수 있어 실력을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 산출된 정보는 컴퓨터 시스템(300)에서 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3) 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간의 거리와 의 비행 수평각과 수직각 및 속도를 계산하여 비행 궤적이 산출된다.
그리고 이 비행 궤적은 별도의 시뮬레이션에 적용하여 비거리와 최종 도달 위치를 알 수 있는 기본 정보가 되어 골퍼에게 정확한 데이터를 제공할 수 있다.
한편, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120) 또는 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)의 위치가 재설정될 경우, 그에 따른 위치정보와 배치정도는 실시간으로 수정됨이 당연하다.
그리고 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 그 설치 위치가 다양하게 변경될 수 있는 것으로, 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
또한, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230) 중 선택된 어느 둘 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
이러한 실시 예로, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 다른 실시 예로, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
또한 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제2 센서 시스템(220)과 제3 센서 시스템(230) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제3 센서 시스템(230)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
한편, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)으로 구획된 각 구역 중 선택된 어느 하나의 구역 상부에 하나의 면광원이 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
일 실시 예로, 제1 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제2 센서 시스템(220)과 제3 센서 시스템(230) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
또한 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제3 센서 시스템(230)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제2 센서 시스템(220)과 제3 센서 시스템(230) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
또한 제1 면광원(110)은 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제3 센서 시스템(230)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
그리고 제1 면광원(110)은 제2 센서 시스템(220)과 제3 센서 시스템(230) 사이 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사하고, 제2 면광원(120)은 제3 센서 시스템(230)의 외측 상부에 위치되어 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)에 동시에 광을 조사한다.
이러한 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)은 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 위치 변경에 따른 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)의 좌표값은 변경되어 상기 직선 방정식에 대입됨이 당연하다.
일 실시 예로, 도 18에서 도시한 바와 같이, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)이 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 사이 상측에 위치되어 타격된 골프공의 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2) 및 제3 교차점(B3)을 검출할 수 있다. 상기 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)이 도 4에서와 같이 상기 제1 센서 시스템(210)과 상기 제2 센서 시스템(220)의 공통된 어느 일측면이 아니라, 상기 제1 센서 시스템(210)과 상기 제2 센서 시스템(220)의 사이 상측에 위치되면 상기 제1 센서 시스템(210)과 상기 제2 센서 시스템(220)에 고르게 광을 조사할 수 있는 장점이 있다.
한편, 다수의 면광원은 적어도 두 개 이상으로 구비되되, 경우에 따라 그 적용 개수가 다르게 적용됨이 당연하다.
그리고 대략 두 개의 센서 시스템에 광을 조사하는 두 개의 면광원이 하나의 구간으로 구획하고, 이러한 다수의 구획간 정보를 이용하여 골프공의 궤적을 산출할 수도 있다.
또한 다수의 센서 시스템(200)은 다수의 면광원(100)의 광이 조사되는 위치에 일정 간격으로 위치되는 것으로, 설치하고자 하는 면에 설치프레임(500)이 고정되고, 설치프레임(500)에 각 센서 시스템(200)을 일정 간격으로 설치함에 따라 사이 간격을 유지시킬 수 있다.
이러한 설치프레임(500)은 도 10과 도 11에서 도시한 바와 같이, 베이스프레임(510)과 프레임커버(520), 센서 설치판(530), 센서커버(540) 및 전면커버(550)로 구성된다.
베이스프레임(510)은 설치하고자 하면 면에 설치되고, 프레임커버(520)는 베이스프레임(510)을 상측으로 커버하되, 중앙부가 통공된다.
그리고 센서 설치판(530)은 프레임커버(520)의 중앙 통공을 통해 상측에서 보이도록 베이스프레임(510) 또는 프레임커버(520)에 설치되고, 센서 설치부(532)가 일정 간격으로 형성되어 각 센서 시스템(200)이 각각 설치된다.
센서커버(540)는 설치된 각 센서 시스템(200)의 상측으로 커버하고, 전면커버(550)는 투명하게 형성되며, 프레임커버(520)의 중앙 통공에 설치되어 면광원(100)의 광을 받을 수 있다.
이는, 다수의 센서 시스템의 간격을 유지하기 위함으로, 사용 시, 외주 충격에 의해 어느 하나의 센서 시스템의 위치가 변경되면, 그에 따른 정확한 산출을 할 수 없기 때문에 다수의 센서 시스템의 간격 유지는 매우 중요하다.
그리고 다수의 면광원은, 할로겐등, 적외선등, 백열등, 적색램프, 적색 및 적외선을 포함하는 램프 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지며, 이 할로겐등, 적외선등, 백열등, 적색램프, 적색 및 적외선을 포함하는 램프는 확산성이 좋아 하나의 면광원을 이용하여 다수의 센서 시스템(200)에 광을 조사할 수 있다.
또한 다수의 센서 시스템(200)은 라인 센서로 형성됨이 바람직하다.
이러한 센서 시스템(200)의 작동을 살펴보면, 도 12에서 도시한 바와 같이, 다수의 포토 트랜지스터가 면광원(100)의 광을 받게 되고, 광을 받은 각 포토 트랜지스터는 그 신호를 증폭기(OP AMP)를 통해 증폭시킨 다음, 버퍼(BUFFER)를 통해 컴퓨터 시스템(300)에 전송된다.
이때, 본 발명에서 포토 트랜지스터는 56개가 구비되고, 이 각 포토 트랜지스터는 증폭기(OP AMP)를 각각 통해 신호를 증폭시키며, 버퍼(BUFFER)는 7개가 구비된다.
다시 말해, 8개의 포토 트랜지스터 및 증폭기(OP AMP)의 신호를 하나의 버퍼(BUFFER)에서 임시저장했다가 컴퓨터 시스템(300)으로 전송하게 되는 것이다.
이 컴퓨터 시스템(300)은 각 포토 트랜지스터의 수광 량을 측정하거나 그림 발생으로 인한 광이 변화하는 시점을 체크하여 골프공을 감지할 수 있다.
이러한 센서 시스템(200)에 의해 감지되고, 컴퓨터 시스템(300)에서 처리된 데이터는 도 13에서 도시한 바와 같이, 표시된다.
이 센서 시스템(200)에서 받은 광을 시간단위로 표시한 것으로, 센서 시스템(200)에서 컴퓨터 시스템(300)으로 보내는 신호와 컴퓨터 시스템(300)에서 센서 시스템(200)으로 보내는 신호 및 클럭수를 각 포토 트렌지스터 별로 표시하였다.
이때, 최초 물체가 감지되는 시점부터 데이터가 표시되나 그 표시된 형상은 골프공 형상이 아님을 알 수 있다.
이는, 골프공을 타격할 경우, 골프공이 먼저 센서 시스템(200)에 감지된 후, 클럽이 감지됨에 딸 발생되는 것으로, 골프공과 클럽을 분리하여 파단해야된다.
또한 감지된 부위에 각각의 숫자로 표시되는 것으로, 이 숫자는 그림자의 명암의 세기가 표시되는 것이며, 골프공과 클럽의 그림자가 거의 좌우 대칭으로 효시되는 것은, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120)에 의해 각각 감지된 데이터를 표시한 것이다.
이와 같이, 구성된 면광원을 이용한 스크린 골프 시스템을 이용하여 정보 처리 방법을 살펴보면, 도 14에서 도시한 바와 같이, 배치 정보 확인 단계(S100)와 정보 검출 단계(S200), 교차점 확인 단계(S300) 및 비행정보 확인 단계(S400)로 구성된다.
배치 정보 확인 단계(S100)는 이격된 두 개 이상의 면광원(110, 120)의 설치 위치와 이격된 두 개 이상의 센서 시스템간(210, 220)의 이격 거리 및 각 면광원(110, 120)과 각 센서 시스템(210, 220)의 배치정보를 확인하게 된다.
그리고 정보 검출 단계(S200)는 두 개 이상의 면광원(110, 120)에 의해 조사되는 광을 두 개 이상의 센서 시스템(210, 220)에 의해 센싱하는 것으로, 이 센싱 정보에 의하여 비행하는 골프공(1)의 각 정보를 검출하게 된다.
또한 교차점 확인 단계(S300)는 각 검출 정보와 각 배치 정보를 이용하여 비행하는 골프공(1)에 대한 각 센서 시스템(210, 220)에 센싱된 다수의 면광원(110, 120)의 교차점을 확인하는 것으로, 비행 궤적을 확인하기 위한 기본 정보이다.
비행정보 확인 단계(S400)는 골프공(1)을 타격하는 위치에 가장 근접한 교차점에서 비행방향에 위치된 다른 교차점간의 거리와 시간을 확인하여 비행하는 골프공의 속도과 각도를 산출함에 따라 비행 궤적을 확인하게 된다.
이때 산출된 비행 궤적은 별도의 시뮬레이션에 적용하여 비거리와 최종 도달 위치를 알 수 있는 기본 정보가 되어 골퍼에게 정확한 데이터를 제공할 수 있다.
그리고 정보 검출 단계(S200)를 설명하기 위한 일 실시 예로 면광원(100)과 센서 시스템(200)이 각각 두 개 씩 구비된다.
이러한 정보 검출 단계(S200)는 제1 검출 정보 검출단계(S210)와 제2 검출 정보 검출단계(S220), 제3 검출 정보 검출단계(S230) 및 제4 검출 정보 검출단계(S240)로 구성된다.
제1 검출 정보 검출단계(S210)는 어느 하나의 면광원에 대한 어느 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제1 면광원(110)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출결과를 나타낸다.
그리고 제2 검출 정보 검출단계(S220) 어느 하나의 면광원에 대한 다른 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제1 면광원(110)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출결과를 나타낸다.
제3 검출 정보 검출단계(S230)는 다른 하나의 면광원에 대한 어느 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제2 면광원(120)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출결과를 나타낸다.
또한 제4 검출 정보 검출단계(S240)는 다른 하나의 면광원에 대한 다른 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제2 면광원(120)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출결과를 나타낸다.
이와 같은 제1 검출 정보와 제3 검출 정보를 이용하여 어느 하나의 센서 시스템에 센싱된 정보에 의해 확인되는 제1 교차점(B1)과 제2 검출 정보와 제4 검출 정보를 이용하여 다른 하나의 센서 시스템에 센싱된 정보에 의해 확인되는 제2 교차점(B2)을 교차점 확인 단계(S300)에서 확인한다.
다시 말해, 제1 교차점(B1)은 제1 검출 정보와 제3 검출 정보를 이용하여 제1 센서 시스템(210)에 센싱된 정보에 의해 확인하는 것으로, 상기 제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S2)를 연결하는 직선의 방정식(L1S2) 및 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S1)를 연결하는 직선의 방정식(L2S1)에 의해 확인된다.
물론, 제1 교차점(B1)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 X축 거리(g1), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2) 및 거리(Sl1)가 필요하고, 이 각 정보는 제1 검출 정보와 제3 검출 정보에 의해 확인할 수 있다.
그리고 제2 교차점(B2)은 제2 검출 정보와 제4 검출 정보를 이용하여 제2 센서 시스템(220)에 센싱된 정보에 의해 확인하는 것으로, 상기 제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S4)를 연결하는 직선의 방정식(L1S4) 및 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S3)를 연결하는 직선의 방정식(L2S3)에 의해 확인된다.
물론, 제2 교차점(B2)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제2 센서 시스템(220)의 X축 거리(g2), 센싱된 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4) 및 거리(Sl2)가 필요하고, 이 각 정보는 제2 검출 정보와 제4 검출 정보에 의해 확인할 수 있다.
이때, 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)을 이용하여 사이 간 거리는,
Figure 112010005163257-pat00032
이고,
제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2)의 센싱시간(t1)과 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4)의 센싱시간(t2)을 계산한 후,
제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동시간(Δt)는 확인할 수 있다.
Δt = t2 - t1
이에 따라, 골프공의 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동속도는,
Figure 112010005163257-pat00033
이다.
이러한 각 정보는 궤적 추산 엔진을 갖는 컴퓨터 시스템(300)에 의해 비행정보 확인 단계(S400)에서 산출되는 것으로, 골프공의 비행 수평각과 수직각, 편각 및 속도를 계산하여 비행 궤적을 산출하게 된다.
한편, 도 15에서 도시한 바와 같이, 정보 검출 단계(S200)를 설명하기 위한 다른 실시 예로, 면광원(100)은 두 개가 구비되고, 센서 시스템(200)은 세 개가 구비된다.
이러한 정보 검출 단계(S200')는 제1 검출 정보 검출단계(S210')와 제2 검출 정보 검출단계(S220'), 제3 검출 정보 검출단계(S230'), 제4 검출 정보 검출단계(S240'), 제5 검출 정보 검출단계(S250') 및 제6 검출 정보 검출단계(S260')로 구성된다.
제1 검출 정보 검출단계(S210')는 어느 하나의 면광원에 대한 어느 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제1 면광원(110)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출결과를 나타낸다.
그리고 제2 검출 정보 검출단계(S220') 어느 하나의 면광원에 대한 다른 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제1 면광원(110)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출결과를 나타낸다.
제3 검출 정보 검출단계(S230')는 어느 하나의 면광원에 대한 또 다른 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제1 면광원(110)에 대한 제3 센서 시스템(230)의 검출결과를 나타낸다.
또한 제4 검출 정보 검출단계(S240')는 다른 하나의 면광원에 대한 어느 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제2 면광원(120)에 대한 제1 센서 시스템(210)의 검출결과를 나타낸다.
그리고 제5 검출 정보 검출단계(S250')는 다른 하나의 면광원에 대한 다른 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제2 면광원(120)에 대한 제2 센서 시스템(220)의 검출결과를 나타낸다.
또한 제6 검출 정보 검출단계(S260')는 다른 하나의 면광원에 대한 또 다른 하나의 센서 시스템의 검출 결과를 검출하는 것으로, 제2 면광원(120)에 대한 제3 센서 시스템(230)의 검출결과를 나타낸다.
이와 같은 제1 검출 정보와 제4 검출 정보를 이용하여 어느 하나의 센서 시스템에 센싱된 정보에 의해 확인되는 제1 교차점(B1)과 제2 검출 정보와 제5 검출 정보를 이용하여 다른 하나의 센서 시스템에 센싱된 정보에 의해 확인되는 제2 교차점(B2) 및 제3 검출 정보와 제6 검출 정보를 이용하여 또 다른 센서 시스템에 센싱된 정보에 의해 확인되는 제3 교차점(B3)을 교차점 확인 단계(S300)에서 확인한다.
다시 말해, 제1 교차점(B1)은 제1 검출 정보와 제4 검출 정보를 이용하여 제1 센서 시스템(210)에 센싱된 정보에 의해 확인하는 것으로, 상기 제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S2)를 연결하는 직선의 방정식(L1S2) 및 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S1)를 연결하는 직선의 방정식(L2S1)에 의해 확인된다.
물론, 제1 교차점(B1)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 X축 거리(g1), 센싱된 제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2) 및 거리(Sl1)가 필요하고, 이 각 정보는 제1 검출 정보와 제4 검출 정보에 의해 확인할 수 있다.
그리고 제2 교차점(B2)은 제2 검출 정보와 제5 검출 정보를 이용하여 제2 센서 시스템(220)에 센싱된 정보에 의해 확인하는 것으로, 상기 제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S4)를 연결하는 직선의 방정식(L1S4) 및 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S3)를 연결하는 직선의 방정식(L2S3)에 의해 확인된다.
물론, 제2 교차점(B2)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제2 센서 시스템(220)의 X축 거리(g2), 센싱된 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4) 및 거리(Sl2)가 필요하고, 이 각 정보는 제2 검출 정보와 제5 검출 정보에 의해 확인할 수 있다.
또한 제3 교차점(B3)은 제3 검출 정보와 제6 검출 정보를 이용하여 제3 센서 시스템(230)에 센싱된 센싱된 정보에 의해 확인하는 것으로, 상기 제1 면광원(L1)과 센싱 종료위치(S6)를 연결하는 직선의 방정식(L1S6) 및 제2 면광원(L2)과 센싱 시작위치(S5)를 연결하는 직선의 방정식(L2S5)에 의해 확인된다.
이 역시, 제3 교차점(B3)을 확인하기 위해서, 제1 면광원(L1)의 Z축 높이(h), 제1 면광원(L1)과 제2 면광원(L2)의 거리(l), 센싱된 제3 센서 시스템(230)의 X축 거리(g3), 센싱된 제3 센서 시스템(230)의 Y축 시작위치(S5), 종료위치(S6) 및 거리(Sl3)가 필요하고, 이 각 정보는 제3 검출 정보와 제6 검출 정보에 의해 확인할 수 있다.
이와 같이 확인된 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간의 거리는,
Figure 112010005163257-pat00034
이고,
제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간의 거리는,
Figure 112010005163257-pat00035
이며,
제1 센서 시스템(210)의 Y축 시작위치(S1), 종료위치(S2)의 센싱시간(t1)과 제2 센서 시스템(220)의 Y축 시작위치(S3), 종료위치(S4)의 센싱시간(t2) 및 제3 센서 시스템(230)의 Y축 시작위치(S5), 종료위치(S6)의 센싱시간(t3)을 계산한 후,
제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동시간(Δt1)을 확인할 수 있다.
Δt1 = t2 - t1
그리고 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 이동시간(Δt2)을 확인할 수 있다.
Δt2 = t3 - t2
이에 따라, 골프공의 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 이동속도는,
Figure 112010005163257-pat00036
이고,
제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 이동 속도는,
Figure 112010005163257-pat00037
이다.
이에 따라 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적을 알 수 있다.
이때, 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각과 수직각의 변화를 측정할 수 있다.
이때, 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각과 수직각의 변화를 측정할 수 있다.
수평각 측정은,
Sl1의 중심
Figure 112010005163257-pat00038
Sl2의 중심
Figure 112010005163257-pat00039
이에 따라,
Figure 112010005163257-pat00040
이고,
Figure 112010005163257-pat00041
수평각도
Figure 112010005163257-pat00042
이다.
그리고 수직각 측정은,
제1 교차점(B1)의 z좌표 B1(z)를 산출함에 있어 아래 수식을 이용한다.
Figure 112010005163257-pat00043
이때, 제1 교차점의 센싱거리(Sl1)와 제1, 제2 면광원의 거리(l) 및 제1, 제2 면광원의 높이(h)는 알고 있음으로, B1(z)을 산출할 수 있다.
그리고 동일한 방법으로, B2의 z좌표 B2(z)를 산출할 수 있다.
이에 따른 수직각도는,
Figure 112010005163257-pat00044
이고,
Figure 112010005163257-pat00045
에 의해
수직각도
Figure 112010005163257-pat00046
이다.
일 실시 예로, 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적이 동일하다면, 골프공의 궤적은 직선임을 알 수 있다.
그리고 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각의 변화로 골프공의 슬라이스나 훅(hook)의 변동을 모델링 할 수 있는 것이다.
또한 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)간 궤적과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3)간 궤적 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간 궤적 중 두 개 이상을 사용하여 수평각의 변화없이 수직각의 변화만 있다면, 슬라이스나 훅(hook)이 없다는 것을 알 수 있다.
한편, 궤적 추산 엔진에는 경우에 따라 임의의 풍속 및 풍향을 더 부가하여 사용자에게 표시하고, 그 풍속과 풍향에 의한 골프공의 변형량을 추가하여 비행 궤적이 산출될 수 있다.
이는, 실외 골프장에서 발생되는 바람을 부가한 것으로, 실제 골프경기에서 더욱 용이하게 적응할 수 있어 실력을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 산출된 정보는 컴퓨터 시스템(300)에서 제1 교차점(B1)과 제2 교차점(B2)과 제2 교차점(B2)과 제3 교차점(B3) 및 제1 교차점(B1)과 제3 교차점(B3)간의 거리와 의 비행 수평각과 수직각 및 속도를 계산하여 비행 궤적이 산출된다.
그리고 이 비행 궤적은 별도의 시뮬레이션에 적용하여 비거리와 최종 도달 위치를 알 수 있는 기본 정보가 되어 골퍼에게 정확한 데이터를 제공할 수 있다.
한편, 제1 면광원(110)과 제2 면광원(120) 또는 제1 센서 시스템(210)과 제2 센서 시스템(220) 및 제3 센서 시스템(230)의 위치가 재설정될 경우, 그에 따른 위치정보와 배치정도는 실시간으로 수정됨이 당연하다.
1 : 골프공 100 : 면광원
110 : 제1 면광원 120 : 제2 면광원
200 : 센서 시스템 210 : 제1 센서 시스템
220 : 제2 센서 시스템 230 : 제3 센서 시스템
300 : 컴퓨터 시스템 400 : 음향센서
500 : 설치프레임 510 : 베이스프레임
520 : 프레임커버 530 : 센서 설치판
540 : 센서커버 550 : 전면커버
B0 : 티 위치 B1 : 제1 교차점
B2 : 제2 교차점 B3 : 제3 교차점

Claims (4)

  1. 스크린 골프 시스템에 있어서,
    일정 거리 이격되어 광을 확산시키며 조사하는 제1 면광원 및 적어도 하나 이상의 제2 면광원;
    상기 제1 면광원 및 제2 면광원에서 조사되는 광이 차단되는 것을 센싱하도록 상호 일정 거리 이격된 제1 센서 시스템 및 적어도 하나 이상의 제2 센서 시스템;
    상기 제1 센서 시스템 및 제2 센서 시스템에서 센싱된 정보를 전송받아 골프공의 비행 궤적을 추론하는 궤적 추산 엔진을 갖는 컴퓨터 시스템을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 센서 시스템 및 제2 센서 시스템은,
    상기 면광원의 광이 조사되는 위치에 일정 간격으로 위치되되, 설치하고자 하는 면에 설치프레임이 설치되고, 상기 설치프레임에 각 센서 시스템을 일정 간격으로 설치함에 따라 기설정된 사이 간격을 유지시키는 것인 것이며,
    상기 설치프레임은,
    설치하고자 하면 면에 설치되는 베이스프레임;
    상기 베이스프레임을 상측으로 커버하되, 중앙부가 통공된 프레임커버;
    상기 프레임커버의 중앙 통공을 통해 상측에서 보이도록 설치되고, 상기 센서 설치부가 일정 간격으로 형성되어 상기 각 센서가 설치되는 센서 설치판;
    상기 설치된 각 센서의 상측으로 커버하는 센서커버; 및
    투명하게 형성되며, 상기 프레임커버의 중앙 통공에 설치되는 전면커버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 다수의 면광원은,
    할로겐등, 적외선등, 백열등, 적색램프, 적색 및 적외선을 포함하는 램프 중 선택된 어느 하나 이상인 것인 것을 특징으로 하는 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 센서 시스템은,
    라인 센서인 것을 특징으로 하는 센서 시스템 보호 장치를 포함하는 스크린 골프 시스템.
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