KR101346848B1 - 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에서 골프공을 검출하여 이를 스크린으로 출력할 수 있도록 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법을 제공한다. 이 골프공 검출방법은 골프공의 수직 발사각을 측정하기 위해 상기 골프공이 상기 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)를 측정함으로써, 골프공의 수직 발사각과 상기 골프공이 상기 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)의 상관 관계를 이용하여 골프공의 수직 발사각을 계산하도록 하여 수평 방향의 센서장치만으로도 골프공을 검출하도록 한다. 이와 같은 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 수직 센서열과 수평 센서열을 사용해서 이루어지는 종래기술과 달리 수평 센서열만의 구성으로 골프공을 검출할 수 있으므로 종래기술에 비해 상대적으로 간단하게 하여 시공과 유지보수를 편리하게 하여 결국 초기 설치비 및 유지보수비용을 낮출 수 있는 장점이 있다.

Description

골프 연습장을 위한 골프공 검출방법{GOLF BALL DETECTING METHOD FOR SIMULATOR FOR INDOOR AND GOLF PRACTICE RANGE}

본 발명은 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 골프장에서 수직 센서열과 수평 센서열을 사용하여 골퍼가 타격한 골프공을 감지하는 종래 방법을 탈피하여 수평 센서열만으로 골퍼가 타격한 골프공의 속도, 수평 각도 및 수직 각도를 측정할 수 있도록 하는 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법에 관한 것이다.

최근 골프에 대한 관심이 높아지면서 실내에서 골프를 즐길 수 있도록 하는 골프연습장이 인기를 얻고 있다. 이와 같은 골프연습장에는 실제로 골프장에서 골프경기와 같은 환경을 제공하기 위한 골프 시뮬레이션 시스템이 설치된다. 이 골프 시뮬레이션 시스템은 소정 크기의 공간을 형성하는 골프연습용 부스의 전면부에 마련되는 스크린에 골프 시뮬레이션 장치에서 제공되는 영상이 투영되고, 골퍼는 골프공을 스크린을 향해 타격하면서 동시에 스크린상에 투영되는 골프 영상을 보면서 골프공이 타격되는 과정을 즐길 수 있도록 함으로써 골퍼가 실제로 골프장에서 골프경기를 진행하는 것과 같은 리얼리티를 제공하도록 하고 있다.

이때, 골퍼가 드라이브로 타격한 골프공은 센서장치에 의해 감지되고, 센서장치와 연결된 제어부(컴퓨터)에서 골프공의 속도, 위치 등을 연산처리한다. 그리고, 전면에 설치된 스크린으로 3차원 영상으로 출력하여 마치 야외에서 실제 골프를 하는 것과 같은 느낌을 제공한다. 따라서, 스크린 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에서 골프공을 검출하여 이를 스크린으로 출력할 수 있도록 하는 장치는 매우 중요한 부분을 담당하게 된다.

이와 같이 골퍼가 타격한 골프공을 검출과 관련하여 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1026518호 "스크린 골프연습장용 센서장치"는 발광적외선다이오드와 수광적외선다이오드를 한조로 구성한 센서들로 구성한 X축 감지부 및 Y축 감지부로 구성한 스크린 골프연습장용 센서장치에 있어서, 상기 Y축 감지부는 바닥에 수평상태로 X축 감지부와 평행하게 설치하되, 상기 Y축 감지부의 센서를 구성하는 발광 및 수광적외선다이오드는 정면에서 볼 때 지면과 예각으로 조사되게 하여 골프공을 감지할 수 있도록 하며, 상기 X축 감지부와 Y축 감지부의 센서들은 측면에서 볼 때 골퍼가 서 있는 쪽으로 지면과 예각으로 조사되게 설치한 것으로서, 시공을 단시간에 간편하게 행할 수 있으므로 시공에 따른 불편해소와 더불어 시공비용을 줄일 수 있으며, 사용상에 있어서, 왼쪽이나 오른쪽 방향에 구분없이 사용이 가능하고, 시각적 불안감이 없어 안정된 자세로 스윙이 가능하여 연습효과를 배가할 수 있으며, 벙커샷 궤적의 감지에러 발생을 없앨 수 있는 효과를 기대하는 기술을 제안하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래기술은 골프공을 감지하기 위해 발광 적외선 다이오드와 수광 적외선 다이오드를 한조로 구성한 센서들로 구성한 X축 감지부 및 Y축 감지부를 설치해야 하므로, 여전히 검출장치의 구성이 복잡하고, 시공이 어려워 시공비용이 상승하는 원인이 되고, 추후 유지보수의 측면에서도 어려운 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에서 골퍼가 타격한 골프공을 검출하기 위한 검출장치의 구성을 종래기술에 비해 상대적으로 간단하게 하여 시공을 편리하게 하고 유지보수를 편리하게 할 수 있도록 하는 새로운 형태의 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 골프장에서 수직 센서열과 수평 센서열을 사용하여 골퍼가 타격한 골프공을 감지하는 종래 방법을 탈피하여 수평 센서열만으로 골퍼가 타격한 골프공의 속도, 수평 각도 및 수직 각도를 측정할 수 있도록 함으로써, 종래기술에 비해 상대적으로 간단하게 하여 시공을 편리하게 하고 유지보수를 편리하게 할 수 있도록 하는 새로운 형태의 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 골퍼가 타격한 골프공을 발광 센서와 수광 센서로 이루어지는 수평 센서를 통해 검출하되, 골프공이 수광 센서의 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)를 측정하고, 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)와 골프공의 수직 발사각(θ)과의 상관 관계를 이용하여 골프공의 수직 발사각(θ)을 연산하여 이루어지되, 골프공의 수직 발사각(θ)의 연산은 골프공이 골프공의 출발점부터 수광 센서의 빔폭에 해당하는 부분까지의 시간(T1, T2)을 측정하는 단계와, 골프공과 수광 센서와의 거리(D)만큼 움직인 평균 시간{Ty = (T1 + T2) / 2}을 연산하는 단계와, 골프공의 속도(Vy = D / Ty)를 연산하는 단계와, 수광 센서의 빔폭에서 이동된 거리(P)만큼 움직이는 시간(dT = T2 - T3)을 연산하는 단계와, 수광 센서의 빔폭에서 이동된 거리(P = Vy * dT)를 연산하는 단계 및, 수광 센서의 빔폭에서 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)와 골프공의 수직 발사각(θ)의 상관 관계

(P : 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리, D : 골프공과 수광 센서와의 거리, θ : 골프공의 수직발사각, Pi : 수광 센서의 빔폭이 이루는 각도의 1/2)
를 이용하여 상기 골프공의 수직 발사각(θ)을 연산하는 단계로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법에 따르면, 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에서 골퍼가 타격한 골프공을 검출하기 위한 검출장치의 구성에 있어서, 수직 센서열과 수평 센서열을 사용해서 이루어지는 종래기술과 달리 수평 센서(30)열만의 구성으로 골프공을 검출할 수 있으므로 종래기술에 비해 상대적으로 간단하게 하여 시공과 유지보수를 편리하게 하여 결국 초기 설치비 및 유지보수비용을 낮출 수 있는 장점이 있다.

도 1은 골프공 검출 원리를 설명하기 위한 도면;
도 2는 골프공 검출방법을 설명하기 위한 도면;
도 3은 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리와 골프공의 수직 발사각의 상관 관계를 보여주는 그래프이다.

도 1은 골프공 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에서 골프공의 측정은 일반적인 골프 시뮬레이션 시스템(대한민국 등록특허공보 제10-1026518호 "스크린 골프연습장용 센서장치")과 같이 적외선 발광부와 수광부를 적용하는 발광 센서(32)와 수광 센서(34)를 설치하고, 발광 센서(32)의 빛이 골프공에 반사되어 돌아오는 것을 수광 센서(34)로 감지하여 이루어진다.

이때, 종래기술은 발광 센서(32)와 수광 센서(34)가 골프공의 타격위치(골프공의 출발점)에 대해 수평방향과 수직방향으로 열을 구성하여 센서장치를 구성하여 타격되는 골프공을 검출하도록 하였다. 반면, 본 발명에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 골프공의 타격위치(골프공의 출발점)에 대해 수평 방향의 센서장치만으로 열을 구성하여 골프공을 검출할 수 있도록 하는 것을 특징을 한다. 즉, 본 발명에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 골프공의 수직 발사각(θ)을 측정하기 위해 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)를 측정함으로써, 골프공의 수직 발사각(θ)과 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)의 상관 관계를 이용하여 골프공의 수직 발사각(θ)을 계산하도록 하여 수평 방향의 센서장치만으로도 골프공을 검출하도록 하는 것이다.

이와 같은 본 발명은 골프공의 운동궤적을 수학적으로 표현하기 위해 필요한 골프공의 발사 속도, 평면 방향 각도, 수직 방향 각도를 종래기술에 비해 상대적으로 간단한 구성을 통해 정확히 측정하도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 일반적으로 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에 적용되는 장치에 그대로 구현될 수있다. 즉, 본 발명에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 변조된 적외선을 조사하는 발광 센서(32)와 골프공으로부터 반사되어 돌아오는 신호를 감지하는 수광 센서(34)로 이루어지는 센서장치, 수광 센서(34)의 신호를 디지털 신호처리하고 연산하기 위한 제어부 및 전원부 등을 구비하여 이루어지는 골프 시뮬레이션 시스템에 그대로 적용될 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 및 도 3에 의거하여 상세히 설명하며, 각 도면에서 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템 및 골프공 검출장치, 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 각종 프로그램 기술 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 적용하는 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 골프공 검출방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리와 골프공의 수직 발사각의 상관 관계를 보여주는 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 골프공의 수직 발사각(θ)을 측정하기 위해 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)를 측정함으로써, 골프공의 수직 발사각(θ)과 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)의 상관 관계를 이용하여 골프공의 수직 발사각(θ)을 계산하도록 하여 수평 방향의 센서장치만으로도 골프공을 검출하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 먼저, 도 2에서 보는 바와 같이, 골퍼가 타격한 골프공을 발광 센서와 수광 센서로 이루어지는 수평 센서를 통해 검출하되, 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)를 측정하고, 도 3에서 보는 바와 같은 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)와 골프공의 수직 발사각(θ)과의 상관 관계를 이용하여 골프공의 수직 발사각(θ)을 연산하여 이루어진다.

좀 더 구체적으로 보면, 전술한 바와 같이, 골프장의 골프 시뮬레이션 시스템에서 골퍼가 타격한 골프공의 이동경로를 스크린상에 보여주기 위해서는 골프공의 발사 속도, 타격된 골프공의 평면 방향 각도, 수직 방향 각도를 얻어야 한다. 이때, 골프공의 발사 속도 및 타격된 골프공의 수직 방향 각도는 본 실시예를 통헤 얻을 수 있고, 타격된 골프공의 평면 방향 각도는 종래기술(대한민국 등록특허공보 제10-1026518호 "스크린 골프연습장용 센서장치")과 같이 발광부와 수광부로 이루어지는 다수개의 센서를 골프공의 타격위치(골프공의 출발점)에 대해 수평 방향의 센서장치만으로 열을 구성하여 배치하여 구성되는 수평 센서장치를 통해 얻을 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 스크린 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법에서 골프공의 속도(Vy = D / Ty)는 골프공이 골프공의 출발점부터 수광 센서의 빔폭에 해당하는 부분까지의 시간(T1, T2)을 측정하고, 골프공과 수광 센서와의 거리(D)만큼 움직인 평균 시간{Ty = (T1 + T2) / 2}을 연산한 다음 얻을 수 있다.

그리고, 골프공의 수직 발사각(θ)은 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)만큼 움직이는 시간(dT = T2 - T3)을 연산하고, 수광 센서의 빔폭 에서의 이동된 거리(P = Vy * dT)를 연산한 후, 도 3에서 보는 바와 같은 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)와 상기 골프공의 수직 발사각(θ)의 상관 관계를 이용하여 얻게 된다. 수직 발사각(θ)과 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)의 상관관계를 나타내면 다음 수학식 1로 표시된다. 여기서 Pi는 도2에서 표기된 바와 같이 수광 센서의 빔폭이 이루는 각도의 1/2이다.

물론, 이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법은 컴퓨터를 적용하여 이루어지는 골프 시뮬레이션 시스템에 미리 프로그램되어 연산처리를 통해 얻어지게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 적외선 발광빔 20 : 수광센서 빔폭
30 : 수평 센서 θ : 골프공의 수직 발사각
P : 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리
Pi : 수광 센서의 빔폭이 이루는 각도의 1/2
T1 : 골프공이 타격되는 지점에서의 시간
T2 : 골프공이 수광 센서에 도달할 때의 시간
T3 : 골프공이 빔폭에 도달할 때의 시간
dT : 골프공이 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리만큼 움직이는 시간
Vy : 골프공이 빔폭에 도달시 골프공의 속도
Ty : 골프공과 수광센서와의 거리만큼 움직인 평균 시간

Claims (2)

1. 삭제
2. 골퍼가 타격한 골프공을 발광 센서와 수광 센서로 이루어지는 수평 센서를 통해 검출하되, 상기 골프공이 상기 수광 센서의 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)를 측정하고, 상기 골프공이 상기 수광 센서의 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)와 상기 골프공의 수직 발사각(θ)과의 상관 관계를 이용하여 상기 골프공의 수직 발사각(θ)을 연산하여 이루어지되,
   상기 골프공의 수직 발사각(θ)의 연산은
   상기 골프공이 상기 골프공의 출발점부터 상기 수광 센서의 빔폭에 해당하는 부분까지의 시간(T1, T2)을 측정하는 단계와,
   상기 골프공과 수광 센서와의 거리(D)만큼 움직인 평균 시간{Ty = (T1 + T2) / 2}을 연산하는 단계와,
   상기 골프공의 속도(Vy = D / Ty)를 연산하는 단계와,
   상기 수광 센서의 빔폭에서의 이동된 거리(P)만큼 움직이는 시간(dT = T2 - T3)을 연산하는 단계와,
   상기 수광 센서의 빔폭에서의 이동된 거리(P = Vy * dT)를 연산하는 단계 및,
   상기 수광 센서의 빔폭에서의 상기 골프공이 상기 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리(P)와 상기 골프공의 수직 발사각(θ)의 상관 관계
   

   

   
   (P : 수광 센서 빔폭의 절반을 통과하는 거리, D : 골프공과 수광 센서와의 거리, θ : 골프공의 수직발사각, Pi : 수광 센서의 빔폭이 이루는 각도의 1/2)
   를 이용하여 상기 골프공의 수직 발사각(θ)을 연산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 연습장을 위한 골프공 검출방법.
   

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