KR101207664B1

KR101207664B1 - 골프 스윙 동작 분석 시스템

Info

Publication number: KR101207664B1
Application number: KR1020100032846A
Authority: KR
Inventors: 이종헌; 김윤혁; 김형수; 강봉수
Original assignee: 재단법인 제주테크노파크; (주)인투비
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2012-12-04
Also published as: KR20110113451A

Abstract

본 발명은 스크린 골프 시스템에 적용되는 골프 스윙 동작 분석 시스템에 관한 것으로서, 스윙 플레이트와, 상기 스윙 플레이트의 전단에 골프공의 진행방향으로 소정거리 이격되어 설치되고 골프공 및 골프채를 감지하는 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서와, 상기 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하고 연산을 수행하는 전자제어 박스와, 상기 전자제어 박스의 출력신호를 입력받아 골프공과 골프채의 상대적인 운동정보를 검출하고 저장된 골프장 영상 데이터와 결합하여 스크린으로 출력되도록 하는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성된 골프 스윙 동작 분석 시스템에 있어서, 상기 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서는, 제1 수평바와 제2 수평바 및 수직바로 이루어진 'ㅗ'자형 프레임과, 상기 제1 수평바의 끝단에 설치된 제1 수평 발광체와, 상기 제2 수평바의 끝단에 설치된 제2 수평 발광체와, 상기 수직바의 끝단에 배향되도록 설치된 제1 수직 발광체 및 제2 수직 발광체와, 상기 제1 수평바를 따라 분포되어 제1 수직 발광체에서 발사되는 비평행 광선(Non-parallel light rays)을 수신하는 제1 수평 광섬유 케이블 그룹과, 상기 제2 수평바를 따라 분포되어 제2 수직 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수평 광섬유 케이블 그룹 등을 포함하여 구성된다.

Description

골프 스윙 동작 분석 시스템{System for Analyzing Golf Swing Motion}

본 발명은 골프 스윙 동작 분석 시스템에 관한 것으로, 스크린 골프 시스템에 적용되어 골프공 및 골프채의 운동정보를 취득하여 골프공의 속도, 비거리 및 방향을 확인할 수 있도록 하는 골프 스윙 동작 분석 시스템에 관한 것이다.

문화산업은 21세기의 최고의 고부가가치산업이라고 불리기도 하고 국가경쟁력의 승부처로 이야기되기도 한다. 다양한 문화 분야 중에서도 스포츠는 그 규모나 관심도에 있어서 타 분야보다도 훨씬 방대하고 최고의 잠재력을 가진 문화영역으로 인정받고 있다. 스포츠는 이제 하나의 산업으로서 선진국가를 중심으로 급성장을 해왔으며, 21세기에는 한 국가의 기간산업으로 발전할 성장 잠재력이 큰 산업이다.

스포츠 중에서 요즘 각광을 받고 있는 것 중에 하나가 골프이다. 국내 골프인구는 90년대 후반에서 2000년도에 정부의 골프 대중화 바람과 국내 프로골퍼들의 해외무대 진출 등을 계기로 크게 증가했다. 많은 프로골퍼들의 LPGA 활동과 PGA 활동은 골프에 대한 인식을 변화시키고 일반인들이 골프에 관심을 가지게 하였다.

게다가 주5일 근무제 도입으로 여가시간이 증가하게 된 것과 소득수준의 향상, 저변 확대 등으로 골프인구는 더욱 크게 증가할 것으로 보인다. 불과 20여년 만에 기하급수적으로 증가한 한국의 골프 인구 300만과 해외에서의 프로골퍼들의 활약상에 힘입어 골프에 대한 인식이 바뀌게 되어 더 이상 사치성 스포츠가 아닌 대중스포츠로서 정착해 나가고 있다.

그러나, 아직도 필드에 나가기에는 비용이 많이 발생되고 실내 골프연습장에서는 타격시 골프공의 비거리와 방향에 대하여 정확하게 알 수가 없으므로 연습 시에 신체에 적합한 스윙연습이 어렵게 되는 문제점이 있다.

최근 실내 골프연습장의 공간적인 한계를 극복하기 위해 가상현실을 이용한 골프 시뮬레이션 기술이 개발되어 적용되고 있다. 이는, 골프타석에 인접한 일정 공간에서 골프공의 속도 및 비행각도 등에 관한 동적 정보(Kinetic data)를 측정하고, 이를 바탕으로 골프공의 탄도를 파악하여 타석 앞에 설치된 스크린에 3차원 영상으로 출력하는 것이다.

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

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

종래에도 골프공의 동적정보를 측정하는 여러가지 장치들이 제안되어 있으며, 예컨대 미국특허 등록번호 제6,302,802호(등록일자; 2001.10.16.), 한국특허 등록번호 제10-0734593호(등록일자; 2007.06.26.) 등이 있다.

첨부도면 도 1은 상기에서 종래 기술로써 제시된 한국특허 등록번호 제10-0734593호에 의한 골프공의 동적정보 측정 시스템을 나타내는 도면이다.

종래 기술에 골프공 동적정보 측정시스템은 첨부한 도 1에 나타낸 바와 같이, 골프 타석(300) 앞에서 타석(300)을 향하여 지면과 30ㅀ~ 70ㅀ의 각도(θ)를 유지하도록 나란히 설치된 제1 세로바(110) 및 제2 세로바(120)로 이루어지는 세로 프레임(100)과, 상기 세로 프레임(100)의 하단에서 각각 수평으로 나란히 설치된 제1 가로바(210) 및 제2 가로바(220)로 이루어지는 가로 프레임(200)과, 상기 제1 및 제2 세로바(110,120)를 따라 일렬로 설치된 제1 세로 광센서 그룹(130) 및 제2 세로 광센서 그룹(140)과, 상기 제1 및 제2 가로바(210,220)를 따라 일렬로 설치된 제1 가로 광센서 그룹(230) 및 제2 가로 광센서 그룹(240)과, 상기 세로 프레임(100)의 상단에서 상기 제1 및 제2 가로 광센서 그룹(230,240)을 향하여 각각 라인형 레이져빔을 발사하는 제1 세로 광발사기(150) 및 제2 세로 광발사기(160)와, 상기 가로 프레임(200)의 끝단에서 제1 및 제2 세로 광센서 그룹(130,140)을 향하여 각각 라인형 레이져빔을 발사하는 제1 가로 광발사기(250) 및 제2 가로 광발사기(260)와, 상기 광센서 그룹(130,140,230,240)에 연결된 데이터 프로세서(500)로 이루어진다.

상기 제1 및 제2 세로 광발사기(150,160)는 제1 및 제2 세로바(110,120)의 상단을 연결하는 세로 연결바(170) 상에 설치되고, 상기 제1 및 제2 가로 광발사기(250,260)는 제1 및 제2 가로바(210,220)의 끝단을 연결하는 가로 연결바(270) 상에 설치된다.

상기와 같은 종래 기술들에서는 상기 광센서 그룹(130,140,230,240)에서 감지된 신호를 상기 데이터 프로세서(500)로 전달하기 위한 전자부품들이 제1 및 제2 세로바(110,120) 및 제1 및 제2 가로바(210,220)에 직접 부착되는 구조를 취하고 있는데, 이 경우 골프타석과 골프채와의 마찰에 의해 발생하는 정전기에 의하여 전자부품이 오동작을 일으킬 수 있으며 심한 경우 전자부품이 파손되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에서는 상기 광센서 그룹(130,140,230,240)으로 광다이오드(Photodiode)가 주로 사용되는데, 광다이오드(Photodiode)가 제1 및 제2 세로바(110,120) 및 제1 및 제2 가로바(210,220)에 직접 부착되는 경우에는 광다이오드 패키지의 에폭시 렌즈가 가지는 집광 특성 때문에 효과적인 정보의 취득이 어렵게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술의 장치들은 주로 오른손으로 타격하는 사람만이 사용할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 왼손으로 타격하는 사람을 위해서는 별도 제작하여야 하는 문제점이 있다. 이 때문에 스크린 골프를 통해 게임을 즐기는 경우에 왼손으로 타격하는 사람이 포함되어 있으면 게임을 같이 즐기기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 골프공 및 골프채를 감지하기 위한 수단으로써 광다이오드(Photodiode)를 사용하지 않고 광섬유 케이블을 이용함으로써 골프공 및 골프채의 운동정보를 정확히 감지할 수 있도록 하는 골프 스윙 동작 분석 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 광섬유 케이블의 신호를 받는 전자부품들을 프레임으로부터 분리시킴으로써 스윙플레이트와 골프채와의 마찰에 의해 발생하는 정전기로부터 전자부품을 보호하여 골프공과 골프채의 운동정보를 정확하게 취득할 수 있도록 하는 골프 스윙 동작 분석 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 광섬유 케이블이 설치되는 프레임을 'ㅗ'자형 프레임으로 구성하여 좌우타자가 모두 사용할 수 있는 골프 스윙 동작 분석 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 'ㅗ'자형 프레임을 슬라이딩 레일을 이용하여 좌우로 이동시킬 수 있도록 구성하여 우타자 타격시 우측으로 이동시켜 타격하고, 좌타자 타격시 좌측으로 이동시켜 타격함으로써, 추가적인 공간적 요구를 최소화할 수 있도록 하는 골프 스윙 동작 분석 시스템을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면,
스윙 플레이트와, 상기 스윙 플레이트의 전단에 골프공의 진행방향으로 소정거리 이격되어 설치되고 골프공 및 골프채를 감지하는 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서와, 상기 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하고 연산을 수행하는 전자제어 박스와, 상기 전자제어 박스의 출력신호를 입력받아 골프공과 골프채의 상대적인 운동정보를 검출하고 저장된 골프장 영상 데이터와 결합하여 스크린으로 출력되도록 하는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성된 골프 스윙 동작 분석 시스템에 있어서,
상기 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서는,
제1 수평바와 제2 수평바 및 수직바로 이루어진 'ㅗ'자형 프레임과,
상기 제1 수평바의 끝단에 설치된 제1 수평 발광체와,
상기 제2 수평바의 끝단에 설치된 제2 수평 발광체와,
상기 수직바의 끝단에 배향되도록 설치된 제1 수직 발광체 및 제2 수직 발광체와,
상기 제1 수평바를 따라 분포되어 제1 수직 발광체에서 발사되는 비평행 광선(Non-parallel light rays)을 수신하는 제1 수평 광섬유 케이블 그룹과,
상기 제2 수평바를 따라 분포되어 제2 수직 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수평 광섬유 케이블 그룹과,
상기 수직바를 따라 분포되어 제1 수평 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제1 수직 광섬유 케이블 그룹과,
상기 수직바를 따라 분포되어 제2 수평 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수직 광섬유 케이블 그룹을 포함하여 구성된다.

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따라서, 본 발명은 전자제어박스의 전자부품들과 프레임을 전기적으로 분리함으로써 스윙플레이트와 골프채와의 마찰에 의해 발생하는 정전기로부터 전자부품을 보호하여 골프공과 골프채의 운동정보를 정확하게 취득할 수 있기 때문에 스윙 자세에 대한 교정을 할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 광섬유 케이블이 설치되는 골프스윙 감지센서를 'ㅗ'자형 프레임으로 구성하여 좌타자와 우타자가 모두 사용할 수 있도록 함으로써 스크린 골프 게임을 같이 즐길 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 'ㅗ'자형 프레임을 슬라이딩 레일을 이용하여 좌우로 이동시킬 수 있도록 구성함으로써 우타자 타격시 우측으로 이동시켜 타격하고, 좌타자 타격시 좌측으로 이동시켜 타격할 수 있어서 하나의 스윙 플레이트 만 요구되어 설치시 추가적인 공간적 요구를 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 골프공의 동적정보 측정 시스템을 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 골프 스윙 동작 분석 시스템의 구성을 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 골프스윙 감지센서의 구성을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전자제어 박스의 구성 및 연결상태를 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 골프스윙 감지센서의 하부에 슬라이딩 레일이 설치될 수 있음을 나타내는 도면이다.

본 발명은 우타자 전용의 1인용으로 구성되거나, 우타자 및 좌타자가 겸용으로 사용할 수 있는 2인용으로 구성이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 우타자 및 좌타자가 겸용으로 사용할 수 있는 2인용으로 구성된 경우를 상세히 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 의한 골프 스윙 동작 분석 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

상기 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 골프 스윙 동작 분석 시스템은 서로 밀착되어 나란히 설치되는 우타자 스윙 플레이트(10) 및 좌타자 스윙 플레이트(12)와, 상기 우타자 스윙 플레이트(10) 및 좌타자 스윙 플레이트(12)의 전단에 골프공의 진행방향으로 소정거리 이격되어 설치되고 골프공 및 골프채를 감지하는 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)와, 상기 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하고 연산을 수행하는 전자제어 박스(40)와, 상기 전자제어 박스(40)의 출력신호를 입력받아 골프공과 골프채의 상대적인 운동정보를 검출하고 저장된 골프장 영상 데이터와 결합하여 출력하는 호스트 컴퓨터(50)와, 상기 호스트 컴퓨터(50)의 제어신호에 따라 영상 데이터를 스크린에 디스플레이 시키는 프로젝터(60)와, 플레이어의 스윙동작을 촬영하여 상기 호스트 컴퓨터(50)로 제공하는 카메라(70)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 수평바(31)와 제2 수평바(32) 및 수직바(33)로 이루어진 'ㅗ'자형 프레임(참조번호 미부여)과, 상기 제1 수평바(31)의 끝단에 설치된 제1 수평 발광체(31a)와, 상기 제2 수평바(32)의 끝단에 설치된 제2 수평 발광체(32a)와, 상기 수직바(33)의 끝단에 배향되도록 설치된 제1 수직 발광체(33a) 및 제2 수직 발광체(33b)와, 상기 제1 수평바(31)를 따라 분포되어 제1 수직 발광체(33a)에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제1 수평 광섬유 케이블 그룹(34)과, 상기 제2 수평바(32)를 따라 분포되어 제2 수직 발광체(33b)에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수평 광섬유 케이블 그룹(35)과, 상기 수직바(33)를 따라 분포되어 제1 수평 발광체(31a)에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제1 수직 광섬유 케이블 그룹(36)과, 상기 수직바(33)를 따라 분포되어 제2 수평 발광체(32a)에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수직 광섬유 케이블 그룹(37)을 포함하여 구성된다.

상기 전자제어 박스(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제어보드 상에 전원회로, 구동회로, 연산 & 처리장치, 디지털신호 취득 & 타이밍 제어회로, 아날로그/디지털 변환회로, 통신장치 등이 설치되어 구성되며, 각각의 광섬유 케이블 그룹을 통해 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)의 프레임에 연결된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 골프 스윙 동작 분석 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우타자 플레이어에 의해 스윙되는 골프채가 우타자 스윙 플레이트(10) 위에 위치하는 골프공을 타격하면 골프공이 진행하게 되고, 타격된 골프공 및 골프채가 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)를 순차적으로 통과하게 되면 상기 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)에서는 골프공의 위치신호 및 골프채의 각도신호를 전자제어 박스(40)로 제공한다.

이때, 상기 전자제어 박스(40)에서는 입력된 각종 신호를 이용하여 연산을 수행함으로써 골프공의 속도 및 비행각도 등의 동적 정보(Kinetic data)와 비거리 및 방향을 측정하고, 이를 바탕으로 골프공의 탄도를 파악하여 호스트 컴퓨터(50)로 제공한다.

상기 호스트 컴퓨터(50)에서는 골프공의 탄도와 저장된 골프장 영상 데이터와 결합하여 프로젝터(60)로 제공함으로써 타석 앞에 설치된 스크린에 3차원 영상으로 출력되도록 한다.

이때, 상기 카메라(70)에서는 플레이어의 스윙동작을 촬영하여 상기 호스트 컴퓨터(50)로 제공함으로써 플레이어의 요구에 따라 스크린에 표시하여 플레이어가 자신의 스윙동작을 확인하여 교정할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)의 'ㅗ'자형 프레임 하부에 슬라이딩 레일이 설치되어 좌우로 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

이에 따라, 우타자 타격시 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)를 우측으로 이동시켜 타격하고, 좌타자 타격시 제1 골프스윙 감지센서(20) 및 제2 골프스윙 감지센서(30)를 좌측으로 이동시켜 타격할 수 있게 된다.

결국, 2개가 필요했던 상기 우타자 스윙 플레이트(10) 및 좌타자 스윙 플레이트(12)가 하나의 스윙 플레이트 만 요구되어 설치시 추가적인 공간적 요구를 최소화할 수 있게 된다.

상기에서 본 발명의 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

10,12 : 스윙 플레이트 20, 30 : 골프스윙 감지센서
40 : 전자제어 박스 50 : 호스트 컴퓨터
60 : 프로젝터 70 : 카메라

Claims

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스윙 플레이트와, 상기 스윙 플레이트의 전단에 골프공의 진행방향으로 소정거리 이격되어 설치되고 골프공 및 골프채를 감지하는 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서와, 상기 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서로부터 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환하고 연산을 수행하는 전자제어 박스와, 상기 전자제어 박스의 출력신호를 입력받아 골프공과 골프채의 상대적인 운동정보를 검출하고 저장된 골프장 영상 데이터와 결합하여 스크린으로 출력되도록 하는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성된 골프 스윙 동작 분석 시스템에 있어서,
상기 제1 골프스윙 감지센서 및 제2 골프스윙 감지센서는,
제1 수평바와 제2 수평바 및 수직바로 이루어진 'ㅗ'자형 프레임과,
상기 제1 수평바의 끝단에 설치된 제1 수평 발광체와,
상기 제2 수평바의 끝단에 설치된 제2 수평 발광체와,
상기 수직바의 끝단에 배향되도록 설치된 제1 수직 발광체 및 제2 수직 발광체와,
상기 제1 수평바를 따라 분포되어 제1 수직 발광체에서 발사되는 비평행 광선(Non-parallel light rays)을 수신하는 제1 수평 광섬유 케이블 그룹과,
상기 제2 수평바를 따라 분포되어 제2 수직 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수평 광섬유 케이블 그룹과,
상기 수직바를 따라 분포되어 제1 수평 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제1 수직 광섬유 케이블 그룹과,
상기 수직바를 따라 분포되어 제2 수평 발광체에서 발사되는 비평행 광선을 수신하는 제2 수직 광섬유 케이블 그룹을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 동작 분석 시스템.
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