KR101353361B1 - 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기, 이를 이용한 골프 보조장치, 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정방법 및 이를 이용한 골프 보조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 이미지 화소 수를 이용하여 거리를 측정할 수 있으므로 기기의 휴대 및 거리 측정이 용이하고, 골프 보조장치의 경우 골프장의 그린에서 퍼팅 거리를 간편하고 용이하게 연산할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히, 본 발명의 일 실시예는 대상물의 이미지를 촬상하는 촬상부; 촬상된 대상물의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 화소 수 추출부; 특정 거리에 대응하는 대상물의 화소 수 정보에 기반하여 기준 상수값을 결정하는 상수값 결정부; 및 결정된 기준 상수값에 기반하여 대상물의 실 거리를 연산하는 거리 연산부;를 포함하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기를 포함한다.

Description

이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기, 이를 이용한 골프 보조장치, 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정방법 및 이를 이용한 골프 보조방법{MEASUREMENT APPARATUS FOR DISTANCE USING IMAGE PIXEL OF SUBJECT, MEASUREMENT METHOD USING THE SAME MEASUREMENT APPARATUS, GOLF SUPPORTING APPARATUS AND GOLF SUPPORTING METHOD USING THE SAME MEASUREMENT APPARATUS}
본 발명은 특정 대상물과의 거리를 측정할 수 있는 거리 측정기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 촬상된 이미지 정보로부터 추출된 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기, 이를 이용한 골프 보조장치, 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정방법 및 이를 이용한 골프 보조방법에 관한 것이다.
과거에는 필름을 사용하여 카메라에 맺힌 물체를 검출하여 인화 및 현상을 하였다. 그러나 최근에는 디지털카메라가 보편화되어 필름카메라를 찾아보기 힘들다. 디지털카메라에 사용되는 기술은 흔히 DSLR로 불리는 일안 리플렉스 렌즈를 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 촬상소자를 필름 대용으로 이용하여 디지털화한 파일로 저장하는 기술이다.
일반적인 촬상소자는 그 크기에 따라 필름사이즈를 기준으로 DSLR의 경우 2:3 비율로 구성되어 있다. 그러나 최근의 간편한 디지털카메라의 경우 3:4 비율로 구성되는 경우도 있다.
최근에는 스마트폰 자체에 일반 디지털카메라의 기능을 포함하고 카메라의 화소도 800만 화소를 넘는 스마트폰이 등장하여 디지털카메라 시장에 영향을 주고 있다.
일반적으로 촬상소자는 크기에 따라 화질에 영향을 주지만 작은 촬상소자로도 고밀도 화소의 구현이 가능하여 장기적으로 볼 때 일반적인 디지털카메라 시장을 잠식할 가능성도 배제할 수 없다.
한편, 골프장과 같은 곳은 흔히 GPS로 비거리를 측정하거나 레이저방식으로 거리를 측정하고 있으나 대부분 가격이 비싸고 GPS로 측정하는 기기는 오차를 보정하기 위해 각 골프장에 대한 사전 정보가 필요한 방식이기 때문에 번거로운 단점이 있다. 또한, 레이저 방식은 특정 지점을 타깃으로 레이저를 쏘아 반사되어 돌아오는 시간을 가지고 거리를 측정하지만 골프의 거리측정에서 가장 중요한 골프공을 측정할 수는 없는 단점이 있다.
따라서, 상기의 단점들을 보완할 수 있으면서, 휴대가 간편하고 거리 측정이 용이한 거리 측정기 또는 골프 보조장치의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대가 간편하고 거리 측정이 용이한 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기와 이를 이용한 거리 측정방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 골프장의 그린에서 퍼팅 거리를 간편하고 용이하게 연산할 수 있는 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치 및 이를 이용한 골프 보조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 대상물의 이미지를 촬상하는 촬상부; 촬상된 대상물의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 화소 수 추출부; 특정 거리에 대응하는 대상물의 화소 수 정보에 기반하여 기준 상수값을 결정하는 상수값 결정부; 및 결정된 기준 상수값에 기반하여 대상물의 실 거리를 연산하는 거리 연산부;를 포함하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
촬상부는 스마트폰 또는 디지털 카메라에 장착된 이미지 센서 모듈일 수 있다.
그리고, 결정된 기준 상수값은 사용자의 입력신호 또는 사물 인식 프로그램에 기반하여 복수의 대상물에 대응하는 복수의 데이터 세트로부터 선택된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 전술한 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기 구성에서 대상물을 골프공 또는 폴대 등으로 하는 경우 골프공이 위치한 제1 위치와 폴대가 위치한 제2 위치에서의 경사도를 측정하기 위한 중력 센서;를 더 포함하여 구성될 수 있는 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
그리고, 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치는 중력 센서를 통해 제1 위치의 경사도 및 제2 위치의 경사도에 각 대응하는 경사도 정보를 수신하고 경사도 정보에 기반하여 골프공의 퍼팅 방향각을 연산하는 퍼팅 연산부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서, 촬상부가 대상물의 이미지를 촬상하는 단계(S110); 화소 수 추출부가 촬상된 대상물의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 단계(S120); 거리 연산부가 상수값 결정부로부터 결정된 기준 상수값을 수신하는 단계(S130); 및 거리 연산부가 결정된 기준 상수값에 기반하여 대상물의 실 거리를 연산하는 단계(S140);를 포함하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
거리 연산부의 기준 상수값 수신단계(S130)에서, 기준 상수값은 특정 거리에 대응하는 대상물의 화소 수 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
그리고, 본 발명의 목적은, 촬상부가 골프공 또는 폴대의 이미지를 촬상하는 단계(S210); 화소 수 추출부가 촬상된 골프공 또는 촬상된 폴대의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 단계(S220); 거리 연산부가 상수값 결정부로부터 결정된 기준 상수값을 수신하는 단계(S230); 및 거리 연산부가 결정된 기준 상수값에 기반하여 골프공 또는 폴대의 실 거리를 연산하는 단계(S240);를 포함하는 거리 측정기를 이용한 골프 보조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
거리 연산부의 실 거리 연산단계(S240) 이후에, 중력 센서를 통해 골프공이 위치한 제1 위치와 폴대가 위치한 제2 위치에서의 경사도에 각 대응하는 경사도 정보를 수신하는 단계(S250); 및 퍼팅 연산부가 경사도 정보에 기반하여 골프공의 퍼팅 거리를 연산하는 단계(S260)을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이미지 화소 수를 이용하여 거리를 측정할 수 있으므로 기기의 휴대 및 거리 측정이 용이한 효과가 있다.
또한, 골프 보조장치의 경우 골프장의 그린에서 퍼팅 거리를 간편하고 용이하게 연산할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 일반 디지털카메라의 기능을 유지하면서도 거리를 정확하게 측정할 수 있으므로 비용이 저렴한 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 거리 측정기의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치의 일 실시예에 따라 경사면의 실 거리 및 보정 거리를 구하는 방법을 설명하기 위한 개략도,
도 3은 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명인 거리 측정 방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기, 이를 이용한 골프 보조장치, 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정방법 및 이를 이용한 골프 보조방법의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 아래에 예시되는 일 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 각 요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되거나 생략되어 있을 수 있다.
<거리 측정기>
도 1은 본 발명인 거리 측정기의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기의 구성은 촬상부(20), 화소 수 추출부(30), 상수값 결정부(40) 및 거리 연산부(50)를 포함한다.
본 발명인 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기는 촬상부(20)가 촬상한 대상물(10)의 이미지 정보로부터 화소 수 추출부(30)가 화소 수 정보를 추출하고 추출된 화소 수 정보 및 기준 상수값에 기반하여 거리 연산부(50)가 대상물(10)까지의 실 거리를 연산함으로써 거리 측정을 수행하게 된다.
촬상부(20)는 대상물(10)의 이미지를 촬상하는 역할을 한다. 이러한 촬상부(20)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 이미지 센서로 구성된 이미지 센서 모듈과 광축 상에 위치하는 볼록렌즈(미도시)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 이미지 센서 모듈은 스마트폰 또는 디지털 카메라에 구비된 것일 수 있다.
그리고, 이러한 촬상부(20)가 스마트폰 또는 디지털 카메라에 구비되는 경우 촬상부(20)는 중앙부 초점 방식에 의한 촬상이 되도록 하여 이미지의 왜곡을 최소화하고 이미지의 화소 수 정보의 정확도를 높이도록 구성할 수 있다. 아울러, 줌 방식 또한 화소 수 정보의 정확도를 높이기 위해 디지털 줌(digital zoom)이 아닌 광학 줌(optical zoom)을 사용하기 위해 줌 렌즈가 별도 구비될 수 있다. 그러나, 촬상된 이미지가 원거리에 위치하는 경우 스마트폰 등에 일반적으로 장착될 수 있는 광각 렌즈의 곤란함을 극복하고 화소 수 정보의 정확성을 높이기 위해 대상물(10)과 촬상부(20) 사이에 망원 렌즈(미도시)가 더 포함될 수도 있다. 아울러, 본 실시예는 이미지 정보가 디스플레이되는 스크린 패널(미도시)이 더 구비되어 촬상부(20)로부터 이미지 정보를 수신하고 이를 디스플레이할 수도 있다.
화소 수 추출부(30)는 촬상된 대상물(10)의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 역할을 한다. 화소 수 정보는 대상물(10) 이미지 정보를 배경 이미지 정보로부터 추출하는 디지털 화상 처리를 통해 대상물 이미지를 인식하고 인식된 이미지의 화소 수를 추출하는 방식으로 수행될 수 있다. 그리고, 광학 줌을 통해 화소 수가 증가하는 경우에는 줌 비율을 산입하여 추출할 수 있다.
상수값 결정부(40)는 특정 거리에 대응하는 대상물(10)의 화소 수 정보에 기반하여 기준 상수값을 결정하는 역할을 한다. 즉, 대상물(10)의 특정 거리에 대한 화소 수 정보를 미리 획득하여 기준 상수값이 결정될 수 있다. 이는 사용자의 조작(예: 특정 거리에서 촬상부(20)를 통한 촬상)에 의해 특정 거리에 대한 화소 수 정보를 기준 상수값으로 입력받아 결정하거나 대상물(10)의 크기가 특정되어 있는 경우(예: 골프공 등) 메모리(미도시)에 미리 저장되어 있는 화소 수 정보를 읽어들여 결정할 수도 있다.
이러한 기준 상수값은 다양한 대상물(10)의 종류를 고려하여 복수의 대상물(10)에 대응하는 복수의 데이터 세트로 구비될 수 있으며 소정 입력부(예: 터치 스크린 패널)를 통해 사용자 조작 신호를 수신하여 복수의 데이터 세트 중 선택된 대상물(10)의 기준 상수값으로 결정될 수 있다. 또한, 상술하였듯이 대상물(10)의 크기나 모양이 특정되어 있는 경우 사용자의 조작 신호 없이도 대상물(10)의 이미지 정보를 토대로 사물 인식 프로그램에 의해 상기 복수의 데이터 세트에 매칭되는 대상물(10)의 기준 상수값으로 결정할 수도 있다.
거리 연산부(50)는 결정된 기준 상수값에 기반하여 대상물(10)의 실 거리를 연산하는 역할을 한다. 예를 들어, 화소 수가 600만이고 화소 비율이 2000×3000인 경우 기준 100 미터 거리에 있는 대상물(10)의 화소 수가 6000 화소라면 전체 화소 수 600만 화소의 0.001%에 해당하는 면적 비율을 갖게 된다. 반대로, 이러한 면적 비율을 갖는 대상물(10)의 거리는 100 미터가 될 것이며, 이러한 비율로 기준 상수값이 결정될 수 있다.
<거리 측정기를 이용한 골프 보조장치>
거리 측정기를 골프 보조장치로 활용하는 경우에는 대상물(10)은 골프공 또는 폴대 또는 OB(Out of Bounds) 표식 말뚝 등 골프장에 존재하는 특유한 대상물(10)일 수 있으며, 측정되는 거리는 예를 들어 필드에서 골프공과 홀 사이의 거리일 수 있다.
본 발명의 골프 보조장치로서의 일 실시예는 특히, 홀이 위치하는 그린(Green)에서 골프공을 퍼팅하는 경우 골프공과 폴대가 위치하는 홀 사이의 거리를 측정하는 기능을 수행할 수 있다.
상술한 거리 측정기의 일 실시예는 그린에서의 경사도를 고려한 것이 아니므로 수평 직선 거리만을 알 수 있다. 따라서, 경사도를 고려하여 보정된 거리를 구할 수 있는 골프 보조장치의 일 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치의 일 실시예에 따라 경사면의 실 거리 및 보정 거리를 구하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실제로 그린은 골프공이 위치하는 P1과 홀이 위치하는 P2 사이에서 각 θ와 같은 경사각을 갖는 경사면이다. 따라서, 상술한 거리 측정기로서 L1의 실 거리가 연산 된다면 이는 수평 거리이므로 각 θ를 측정하여 경사도 정보를 획득하고 보정 거리 L2 = L1/cosθ 와 같은 계산으로 연산하여 퍼팅을 위한 정확한 퍼팅 거리를 연산하여야 한다.
도 3은 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 골프 보조장치의 일 실시예는 전술한 거리 측정기 일 실시예 구성을 모두 가지면서, 이에 더해 중력 센서(60)와 퍼팅 연산부(70)를 더 포함한다.
중력 센서(60)는 골프공 또는 폴대와 같은 대상물(10)이 있는 위치에서 경사각 정보를 얻는 역할을 한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 골프공이 위치한 제1 위치(P1)와 폴대가 위치한 제2 위치(P2)에서의 경사도를 측정함으로써 경사도 정보를 획득할 수 있다.
퍼팅 연산부(70)는 중력 센서(60)를 통해 제1 위치(P1)의 경사도 및 제2 위치(P2)의 경사도에 각 대응하는 경사도 정보를 수신하고 경사도 정보에 기반하여 보정 거리 L2 = L1/cosθ를 연산함으로써 골프공의 퍼팅 거리를 연산하는 역할을 한다.
여기서, L2는 경사도 정보를 고려하여 P1과 P2 사이에서 보정된 보정 거리이지만 이러한 경사도 정보는 P1과 P2 사이의 경사도 정보이므로 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조장치를 사용하는 사용자는 골프채의 크기와 무게, 노면 잔디의 마찰계수, 기상 등을 고려하여 퍼팅 방향을 결정해야 한다. 그러나, 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프장치의 일 구성인 중력 센서를 이용하여 폴대와 골프공 사이 임의의 위치에서의 경사도 정보를 복수로 획득하는 경우 좀 더 정확한 퍼팅 방향 결정이 가능하므로 본 발명인 골프 보조장치를 이용해 퍼팅 거리를 연산함으로써 보다 정확한 퍼팅이 가능하다.
<거리 측정 방법>
도 4는 본 발명인 거리 측정 방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 4를 참조하면, 우선 촬상부(20)가 대상물(10)의 이미지를 촬상한다(S110).
다음, 화소 수 추출부(30)가 촬상된 대상물(10)의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출한다(S120).
다음, 거리 연산부(50)가 상수값 결정부(40)로부터 결정된 기준 상수값을 수신한다(S130). 여기서, 기준 상수값은 특정 거리에 대응하는 대상물(10)의 화소 수 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
마지막으로 거리 연산부(50)가 결정된 기준 상수값에 기반하여 대상물(10)의 실 거리를 연산함으로써(S140) 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정방법의 일 실시예가 수행될 수 있다.
<골프 보조방법>
도 5는 본 발명인 거리 측정기를 이용한 골프 보조방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하면, 우선 촬상부(20)가 골프공 또는 폴대의 이미지를 촬상한다(S210).
다음, 화소 수 추출부(30)가 촬상된 골프공 또는 촬상된 폴대의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출한다(S220).
다음, 거리 연산부(50)가 상수값 결정부(40)로부터 결정된 기준 상수값을 수신한다(S230). 여기서, 예를 들어 대상물(10)이 폴대인 경우 폴대의 기준 상수값을 사용자의 입력을 통해 결정하거나 사물 인식 프로그램에 기반하여 배경 이미지 정보와 대비되는 대상물 이미지 정보로부터 폴대를 자동인식하여 폴대의 기준 상수값을 수신할 수 있다.
마지막으로 거리 연산부(50)가 결정된 기준 상수값에 기반하여 골프공 또는 폴대의 실 거리를 연산함으로써(S240) 거리 측정기를 이용한 골프 보조 방법의 일 실시예가 수행될 수 있다.
다만, 거리 연산부(50)의 실 거리 연산단계(S240) 이후에, 중력 센서(60)를 통해 골프공이 위치한 제1 위치(P1)와 폴대가 위치한 제2 위치(P2)에서의 경사도에 각 대응하는 경사도 정보를 수신하고(S250), 이후 퍼팅 연산부(70)가 경사도 정보에 기반하여 골프공의 퍼팅 거리를 연산함으로써(S260) 보다 정확한 퍼팅이 가능한 거리 측정기를 이용한 골프 보조 방법의 변형예가 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
P1: 제1 위치
P2: 제2 위치
L1: 실 거리
L2: 보정된 거리
10: 대상물
20: 촬상부
30: 화소 수 추출부
40: 상수값 결정부
50: 거리 연산부
60: 중력 센서
70: 퍼팅 연산부

Claims (9)

  1. 대상물의 이미지를 촬상하는 촬상부;
    상기 촬상된 대상물의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 화소 수 추출부;
    특정 거리에 대응하는 상기 대상물의 화소 수 정보에 기반하여 기준 상수값을 결정하는 상수값 결정부;
    상기 결정된 기준 상수값에 기반하여 상기 대상물의 실 거리를 연산하는 거리 연산부; 및
    상기 대상물은 골프공 또는 폴대이고, 상기 골프공이 위치한 제1 위치와 상기 폴대가 위치한 제2 위치에서의 경사도를 측정하기 위한 중력 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬상부는 스마트폰 또는 디지털 카메라에 장착된 이미지 센서 모듈인 것을 특징으로 하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 결정된 기준 상수값은 사용자의 입력신호 또는 사물 인식 프로그램에 기반하여 복수의 대상물에 대응하는 복수의 데이터 세트로부터 선택된 것을 특징으로 하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중력 센서를 통해 상기 제1 위치의 경사도 및 상기 제2 위치의 경사도에 각 대응하는 경사도 정보를 수신하고 상기 경사도 정보에 기반하여 상기 골프공의 퍼팅 방향각을 연산하는 퍼팅 연산부;를 더 포함하는 이미지 화소 수를 이용한 거리 측정기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 촬상부가 골프공 또는 폴대를 포함하는 대상물의 이미지를 촬상하는 단계(S210);
    화소 수 추출부가 상기 촬상된 대상물의 이미지 정보로부터 화소 수 정보를 추출하는 단계(S220);
    거리 연산부가 상수값 결정부로부터 결정된 기준 상수값을 수신하는 단계(S230);
    상기 거리 연산부가 상기 결정된 기준 상수값에 기반하여 상기 대상물의 실 거리를 연산하는 단계(S240);
    중력 센서를 통해 상기 대상물 중 골프공이 위치한 제1 위치와 상기 대상물 중 폴대가 위치한 제2 위치에서의 경사도에 각 대응하는 경사도 정보를 수신하는 단계(S250); 및
    퍼팅 연산부가 상기 경사도 정보에 기반하여 상기 골프공의 퍼팅 거리를 연산하는 단계(S260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정기를 이용한 골프 보조 방법.
  9. 삭제
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