KR101562319B1 - 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매트 터치 센서 영역에 인접하여 깊이 촬영 모듈을 설치하여 구해진 깊이 정보를 이용하여 가상의 퍼팅 게임을 구현할 수 있도록 한 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 퍼팅이 이루어지는 영역에 대한 깊이 영상을 얻는 깊이 카메라 모듈;상기 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 배경 깊이 영상 계산부;상기 퍼팅이 이루어지는 영역에 대한 깊이 영상에서 객체를 검출하고 검출된 객체에서 포인터를 추출하는 매트 터치 판단부;상기 매트 터치 판단부에서 추출된 포인터 위치의 깊이 값을 기준으로 공간 좌표를 계산하는 공간좌표 계산부;특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하고, 퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석하는 객체 궤적 분석부;를 포함하는 것이다.

Description

깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법{System and Method for analyzing putting motion using Depth Information}

본 발명은 가상 퍼팅 구현에 관한 것으로, 구체적으로 매트 터치 센서 영역에 인접하여 깊이 촬영 모듈을 설치하여 구해진 깊이 정보를 이용하여 가상의 퍼팅 게임을 구현할 수 있도록 한 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.

골프 경기의 전체 타수에서 퍼팅 스트로크가 차지하는 비율은 40~50%로 매우 중요하며, 골프의 대표적 4가지 스윙 중 대부분의 골퍼들이 가장 어려움을 느끼는 스트로크이다.

이 때문에 성공적인 퍼팅 스트로크를 위하여 운동학적(kinematic), 운동역학적(kinetic), 심리학적(psychological)인 방법 등으로 많은 연구가 수행되어 왔으며 이를 뒷받침하기 위한 여러 계측 시스템들이 개발되어 쓰이고 있다.

대표적인 계측시스템으로 광학적 방법을 이용하는 적외선 3차원 동작 분석 카메라와 고속 비디오 카메라는 운동학적 연구에 기반이 되었고, 센서기반의 전자기기인 지면 반력기와 관성 측정 시스템은 운동학적과 운동역학적 연구에 활용되었다.

또한, 기계적 방법인 퍼팅 머신을 이용하는 방법이 운동역학적으로 에너지를 분석하고 개발된 퍼터의 성능을 검증하는 연구에 사용되었다.

이러한 장비들은 주로 피험자의 동작 제어와 동작 수행 측면의 연구에 많이 활용되고 있으나 퍼팅 스트로크의 결과인 볼의 위치는 주로 성공과 실패로 대별하여 분석하였다.

또한, 인조 퍼팅 매트 위에 얇은 실을 이용하여 직각 좌표계를 구성하고 볼의 위치를 파악하는 방법이 있으나, 재현성이 어렵고, 볼의 위치 파악이 수동이어서 정확성에 한계가 있었으며, 볼의 움직임이 실에 의해 영향을 받는 문제가 있다.

최근에는 골프를 실내에서 즐길 수 있는 스크린 골프장이 많이 개장되어 골퍼들에 의하여 이용되고 있다.

스크린 골프장에는 최신의 전자기술을 활용하여 골프를 즐길 수 있는 제품들이 많이 출시되고 있다.

또한, 스크린 골프장은 단순히 골프 게임을 하는 것에서 벗어나 스윙교정, 골프대회, 실제 야외 라운딩을 위한 집중 훈련 등 다양한 용도로 활용되고 있다.

따라서, 스크린 골프장이 급증하고 이용자도 늘어남에 따라 국내 스크린 골프 시뮬레이터 기업 간의 경쟁도 치열해지고 있다.

앞으로 많은 발전이 필요한 스크린 골프 시뮬레이터는 현재 실제 필드의 느낌을 그대로 구현하는 것과 편리한 조작, 그리고 가격경쟁력 심화 등의 요인으로 인하여 계속 발전하고 있는 추세라고 볼 수 있다.

그러나 스크린 골프는 현재 풀스윙(full swing)을 기반으로 디자인되어 발전되고 있으나, 숏 게임(short game) 및 퍼팅은 현실감이 많이 떨어지거나 구질 예측이 정확하지 않다는 문제가 있다.

따라서, 좀더 정교한 훈련과 준비 과정으로서의 골프 시뮬레이터의 기능을 고려할 때, 퍼팅 기능을 현실감 있게 구현하는 것이 요구된다.

한국공개특허번호 10-2011-0043148호 한국공개특허번호 10-2012-0010016호

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 퍼팅 분석 및 구현 시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로, 매트 터치 센서 영역에 인접하여 깊이 촬영 모듈을 설치하여 구해진 깊이 정보를 이용하여 가상의 퍼팅 게임을 구현할 수 있도록 한 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 깊이 정보를 이용하여 헤드의 이동 궤적으로부터 헤드가 바깥쪽에서 안쪽으로 타점위치를 지나가는지, 안쪽에서 바깥쪽으로 지나가는지 등을 판단하고, 퍼팅 방향 및 각도, 헤드의 속도와 공을 타점하는 위치로부터 공이 굴러간 거리를 판단하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 사용자가 퍼팅 잔디의 빠르기, 경사도 등을 설정하면 설정 환경에 맞게 퍼팅한 공의 방향, 각도, 거리 등을 알려줄 수 있도록 한 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 카메라뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 다양한 속도 모드로 재생하고, 모든 화면을 합쳐서 겹친 모드로 보여주고, 골프공이 굴러가는 또는 굴러오는 방향뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 다양한 속도 모드로 재생할 수 있도록 한 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템은 퍼팅이 이루어지는 영역에 대한 깊이 영상을 얻는 깊이 카메라 모듈;상기 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 배경 깊이 영상 계산부;상기 퍼팅이 이루어지는 영역에 대한 깊이 영상에서 객체를 검출하고 검출된 객체에서 포인터를 추출하는 매트 터치 판단부;상기 매트 터치 판단부에서 추출된 포인터 위치의 깊이 값을 기준으로 공간 좌표를 계산하는 공간좌표 계산부;특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하고, 퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석하는 객체 궤적 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공간좌표 계산부는, 퍼팅 동작시의 퍼터 헤드 영역 추출을 위하여, 공과 클럽 헤드를 라벨링 하고, 라벨링된 헤드의 모양을 보고 클럽 헤드의 중심점을 찾아 찾아낸 클럽 헤드의 중심점을 클럽이 움직이는 상태에 따라 계속 추적하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 공간좌표 계산부는, 영상을 얻기 위하여 특정 개수에 해당되는 화면을 축적하고 축적된 영상에서의 평균값 이외에 중간값 또는 최빈치값을 사용하여 공간 좌표를 계산하는 것을 특징으로 한다.

그리고 깊이 카메라 모듈과 퍼팅이 이루어지는 영역의 위치 또는 거리가 바뀔 경우에는 배경 깊이 영상 계산부가 다시 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 과정을 다시 실행하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 공간좌표 계산부는, 화면의 프레임율을 바탕으로 포인터의 수평방향의 속도 및 방향성, 수직방향의 속도 및 방향성, 깊이 카메라 모듈과 퍼팅이 이루어지는 영역과의 거리를 검출하여 골프 공의 이동 방향 및 속도를 검출하는 것을 특징으로 한다.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 방법은 깊이 카메라 모듈을 통하여 배경 영상을 획득하고, 공을 놓고 퍼터를 공 뒤에 위치하는 시점부터 퍼팅을 마치는 시점까지의 깊이 영상을 획득하는 단계;깊이 동영상의 각 화면에서 배경 영상에서의 깊이 값과 비교를 통하여 다른 값을 갖는 공과 퍼터 헤드 영역을 추출하는 단계;라벨링된 헤드의 모양을 보고 클럽 헤드의 중심점을 검출하고, 검출된 클럽 헤드의 중심점을 클럽이 움직이는 상태에 따라 계속 추적하는 단계;매 화면마다 포인터의 골프공의 수평, 수직, 깊이 값을 획득하고, 헤드가 공하고 충돌하여 라벨링 된 두 개의 객체가 서로 충돌하게 되면 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 단계;특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하는 단계;퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 단계에서, 공의 중심점을 계속 저장하여 공의 초기 속도를 구하고 실제 측정된 거리(S)와 보정된 계산치(Sγ)를

(α=그린스피드 계수)를 이용하여 보정하고, α>1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 느린 경우)이고, α<1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 빠른 경우)인 것을 특징으로 한다.

그리고 그린 스피드를 적용하여 초기 속도를 보정한 값을 v₀라 하고, 공을 퍼팅한 후 지난 시간을 t라 하고 그린에서의 마찰계수를 고려한 가속도를 a라 하면 시간 t일 때의 공의 위치,

을 이용하여 특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.

그리고 퍼팅 스윙을 분석하는 단계에서, 사용자가 퍼팅 잔디의 빠르기, 경사도를 설정하면 설정 환경에 맞게 퍼팅공의 방향, 각도, 거리를 화면에 표시하고, 화면 표시는 카메라뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 서로 다른 다수의 속도 모드로 재생하거나, 모든 화면을 합쳐서 겹친 모드로 표시하거나, 골프공이 굴러가는 또는 굴러오는 방향뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 서로 다른 다수의 속도 모드로 재생하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 매트 터치 센서 영역에 인접하여 깊이 촬영 모듈을 설치하여 구해진 깊이 정보를 이용하여 가상의 퍼팅 게임을 구현할 수 있다.

둘째, 깊이 정보를 이용하여 헤드의 이동 궤적으로부터 헤드가 바깥쪽에서 안쪽으로 타점위치를 지나가는지, 안쪽에서 바깥쪽으로 지나가는지 등을 판단하고, 퍼팅 방향 및 각도, 헤드의 속도와 공을 타점 하는 위치로부터 공이 굴러간 거리를 판단하여 정밀한 퍼팅 분석 및 가상 퍼팅 상황을 구현할 수 있다.

셋째, 사용자가 퍼팅 잔디의 빠르기, 경사도 등을 설정하면 설정 환경에 맞게 퍼팅한 공의 방향, 각도, 거리 등을 알려줄 수 있도록 하여 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

넷째, 카메라뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 다양한 속도 모드로 재생하고, 모든 화면을 합쳐서 겹친 모드로 보여주고, 골프공이 이동하는 방향뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 다양한 속도 모드로 재생할 수 있어 시스템의 활용도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 방법을 나타낸 플로우 차트
도 3은 골프 매트 및 깊이 카메라 영상 구성도
도 4는 퍼팅 동작시의 동작 상태를 나타낸 구성도
도 5는 퍼팅 동작시의 퍼터 헤드 영역 추출 과정을 나타낸 구성도
도 6은 골프 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 방법을 나타낸 구성도
도 7a와 도 7b는 특정 시점에서의 공의 위치와 최종 도착 위치를 계산하는 방법을 나타낸 그래프

이하, 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명은 깊이 정보를 이용하여 헤드의 이동 궤적으로부터 헤드가 바깥쪽에서 안쪽으로 타점위치를 지나가는지, 안쪽에서 바깥쪽으로 지나가는지 등을 판단하고, 퍼팅 방향 및 각도, 헤드의 속도와 공을 타점하는 위치로부터 공이 굴러간 거리를 판단하는 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템은 도 1에서와 같이, 매트 터치 센서 영역에 대한 깊이 영상을 얻는 깊이 카메라 모듈(10)과, 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 배경 깊이 영상 계산부(11)와, 상기 매트 터치 센서 영역에 대한 깊이 영상에서 객체를 검출하고 검출된 객체에서 포인터를 추출하는 매트 터치 판단부(12)와, 상기 매트 터치 판단부(12)에서 추출된 포인터 위치의 깊이 값을 기준으로 공간 좌표를 계산하는 공간좌표 계산부(13)와, 특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하고, 퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석하는 객체 궤적 분석부(14)를 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템을 이용한 퍼팅 분석 과정은 다음과 같다.

도 2에서와 같이, 깊이 카메라 모듈(10)로 배경 영상을 획득하고(S201), 공을 놓고, 퍼터를 공 뒤에 위치하는 시점부터 퍼팅을 마치는 시점까지의 깊이 영상을 획득한다.(S202)

그리고 깊이 동영상의 각 화면에서 배경 영상에서의 깊이 값과 비교를 통하여 다른 값을 갖는 공과 퍼터 헤드 영역을 추출한다.(S203)

이어, 라벨링된 헤드의 모양을 보고 클럽 헤드의 중심점을 검출하고(S204), 검출된 클럽 헤드의 중심점을 클럽이 움직이는 상태에 따라 계속 추적한다.(S205)

그리고 매 화면마다 포인터의 골프공의 수평, 수직, 깊이 값을 획득하고(S206), 헤드가 공하고 충돌하여 라벨링된 두 개의 객체가 서로 충돌하게 되면 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장한다.(S207)

이어, 특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산한다.(S208)

그리고 퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석한다.(S209)

이와 같은 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 골프 매트 및 깊이 카메라 영상 구성도이고, 도 4는 퍼팅 동작시의 동작 상태를 나타낸 구성도이다.

그리고 도 5는 퍼팅 동작시의 퍼터 헤드 영역 추출 과정을 나타낸 구성도이다.

본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템은 골프매트의 일부 또는 전부가 촬영될 수 있는 곳에 깊이 카메라를 설치한다.

그리고 도 3에서와 같이, 카메라에 비치는 영상은 매트를 제외하고는 어떠한 물체도 놓지 않은 상태에서 깊이카메라로 배경 영상을 얻는다.

이어, 공을 놓고, 퍼터를 공 뒤에 위치하는 시점부터 퍼팅을 마치는 시점까지의 깊이 영상을 얻는다.

도 4에서와 같이, 깊이 동영상의 각 화면에서 배경 영상에서의 깊이 값과 비교를 통하여 다른 값을 갖는 공과 퍼터 헤드 영역을 추출한다.

공의 위치를 1, 공이 포함된 배경 영상에서 변화가 생긴 부분을 2라고 한다면, 퍼팅 동작시의 퍼터 헤드 영역 추출 과정을 도 5에서와 같이 나타낼 수 있다.

이와 같이, 공과 클럽 헤드를 라벨링 하면, 라벨링된 헤드의 모양을 보고 클럽 헤드의 중심점을 찾을 수 있다.

이렇게 찾아낸 클럽 헤드의 중심점을 클럽이 움직이는 상태에 따라 계속 추적해 나간다.

또한, 안정적인 영상을 얻기 위하여 특정 개수에 해당되는 화면을 축적할 수 있다. 축적한 경우에는 평균값 이외에 중간값 또는 최빈치값 등이 사용될 수 있다.

또한 촬영 모듈과 터치 센서 영역의 위치 또는 거리가 바뀔 경우에는 배경 깊이 영상 계산부가 다시 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 과정을 다시 실행한다.

그리고 골프 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 과정과 특정 시점에서의 공의 위치와 최종 도착 위치를 계산하는 과정은 다음과 같다.

도 6은 골프 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 방법을 나타낸 구성도이고, 도 7a와 도 7b는 특정 시점에서의 공의 위치와 최종 도착 위치를 계산하는 방법을 나타낸 그래프이다.

또한, 중심점 이외에 타격 방향으로 공의 가장 가까운 지점 또는 가장 먼 지점을 설정할 수도 있다.

매 화면마다 포인터의 골프공의 수평, 수직, 깊이 값을 얻을 수 있다. 즉, 화면의 프레임율을 바탕으로 포인터의 수평방향의 속도 및 방향성, 수직방향의 속도 및 방향성, 촬영 모듈 또는 터치 센서 영역과의 거리를 알 수 있다.

이와 같은 골프공의 이동 방향 및 속도 검출을 위한 방법의 하나는 깊이 영상 촬영 모듈로부터 얻어진 깊이 영상의 이전 프레임과 현재 프레임을 연속적으로 비교하여 골프공의 이동 방향, 이동속도, 이동 거리를 검출하는 방법이 사용될 수 있다.

도 6에서와 같이, 헤드가 공하고 충돌하게 된다면 라벨링된 두 개의 객체가 서로 충돌하게 된다. 이때부터 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장한다.

공의 중심점을 계속 저장하면 공의 초기 속도를 알 수 있다. 그리고 골프장과 퍼팅 장소의 마찰력이 다를 수 있기 때문에 다음 식을 이용하여 실제 측정된 거리(S)와 보정되는 계산치(Sγ)를 보정해줄 수 있다.

α>1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 느린 경우)이고, α<1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 빠른 경우)이다.

이를 그린 스피드를 적용하여 초기 속도를 보정한 값을 v₀라 하고, 공을 퍼팅한 후 지난 시간을 t라 하고 그린에서의 마찰계수를 고려한 가속도를 a이라 하면 시간 t일 때의 공의 위치를,

수학식 2를 이용하여 특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산될 수 있다.

도 7a 및 도 7b에서와 같이, 구해진 공의 거리 S와 매 프레임마다 측정된 K값을 바탕으로 중앙에서 오른쪽 또는 왼쪽으로 방향 각도 θ를 구할 수 있다.

그리고 최종적으로 공이 굴러간 거리 S, 방향 각도 θ, 중앙선을 기준으로 오른쪽 또는 왼쪽으로 벌어진 거리 K를 알려준다.

이와 같이 거리와 방향이 나온다면 퍼팅을 구현할 수 있다.

퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅스윙을 분석한다.

헤드의 이동 궤적으로부터 헤드가 바깥쪽에서 안쪽으로 타점위치를 지나가는지, 안쪽에서 바깥쪽으로 지나가는지 등을 판단하고, 퍼팅 방향 및 각도를 알려준다. 헤드의 속도와 공을 타점하는 위치로부터 공이 굴러간 거리를 알려준다.

사용자가 퍼팅 잔디의 빠르기, 경사도 등을 설정하면 설정 환경에 맞게 퍼팅공의 방향, 각도, 거리 등을 알려줄 수 있다.

그리고 카메라뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 다양한 속도 모드로 재생해줄 수 있다. 또한, 모든 화면을 합쳐서 겹친 모드로 보여줄 수 있다.

골프공이 굴러가는 또는 굴러오는 방향뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 다양한 속도 모드로 재생해줄 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템 및 방법은 매트 터치 센서 영역에 인접하여 깊이 촬영 모듈을 설치하여 구해진 깊이 정보를 이용하여 가상의 퍼팅 게임을 구현할 수 있도록 한 것으로, 깊이 정보를 이용하여 헤드의 이동 궤적으로부터 헤드가 바깥쪽에서 안쪽으로 타점위치를 지나가는지, 안쪽에서 바깥쪽으로 지나가는지 등을 판단하고, 퍼팅 방향 및 각도, 헤드의 속도와 공을 타점하는 위치로부터 공이 굴러간 거리를 판단하여 퍼팅 동작을 분석할 수 있다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10. 깊이 카메라 11. 배경 깊이 영상 계산부
12. 매트 터치 판단부 13. 공간 좌표 계산부
14. 객체 궤적 분석부

Claims (9)

1. 퍼팅이 이루어지는 영역에 대한 깊이 영상을 얻는 깊이 카메라 모듈;
   상기 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 배경 깊이 영상 계산부;
   상기 퍼팅이 이루어지는 영역에 대한 깊이 영상에서 객체를 검출하고 검출된 객체에서 포인터를 추출하는 매트 터치 판단부;
   상기 매트 터치 판단부에서 추출된 포인터 위치의 깊이 값을 기준으로 공간 좌표를 계산하는 공간좌표 계산부;
   매 화면마다 포인터의 골프공의 수평, 수직, 깊이 값을 획득하고, 헤드가 공하고 충돌하여 라벨링 된 두 개의 객체가 서로 충돌하게 되면 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하여, 특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하고, 퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석하는 객체 궤적 분석부;를 포함하고,
   객체 궤적 분석부는 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 동작에서,
   공의 중심점을 계속 저장하여 공의 초기 속도를 구하고 실제 측정된 거리(S)와 보정되는 계산치(Sγ)를

   

   (α=그린스피드 계수)를 이용하여 보정하고, α>1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 느린 경우)이고, α<1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 빠른 경우)인 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공간좌표 계산부는,
   퍼팅 동작시의 퍼터 헤드 영역 추출을 위하여, 공과 클럽 헤드를 라벨링 하고, 라벨링된 헤드의 모양을 보고 클럽 헤드의 중심점을 찾아 찾아낸 클럽 헤드의 중심점을 클럽이 움직이는 상태에 따라 계속 추적하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공간좌표 계산부는,
   영상을 얻기 위하여 특정 개수에 해당되는 화면을 축적하고 축적된 영상에서의 평균값 이외에 중간값 또는 최빈치값을 사용하여 공간 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 깊이 카메라 모듈과 퍼팅이 이루어지는 영역의 위치 또는 거리가 바뀔 경우에는 배경 깊이 영상 계산부가 다시 깊이 영상에서 배경 깊이 부분을 추출하는 과정을 다시 실행하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 공간좌표 계산부는,
   화면의 프레임율을 바탕으로 포인터의 수평방향의 속도 및 방향성, 수직방향의 속도 및 방향성, 깊이 카메라 모듈과 퍼팅이 이루어지는 영역과의 거리를 검출하여 골프 공의 이동 방향 및 속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 시스템.
6. 깊이 카메라 모듈을 통하여 배경 영상을 획득하고, 공을 놓고 퍼터를 공 뒤에 위치하는 시점부터 퍼팅을 마치는 시점까지의 깊이 영상을 획득하는 단계;
   깊이 동영상의 각 화면에서 배경 영상에서의 깊이 값과 비교를 통하여 다른 값을 갖는 공과 퍼터 헤드 영역을 추출하는 단계;
   라벨링된 헤드의 모양을 보고 클럽 헤드의 중심점을 검출하고, 검출된 클럽 헤드의 중심점을 클럽이 움직이는 상태에 따라 계속 추적하는 단계;
   매 화면마다 포인터의 골프공의 수평, 수직, 깊이 값을 획득하고, 헤드가 공하고 충돌하여 라벨링 된 두 개의 객체가 서로 충돌하게 되면 공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 단계;
   특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하는 단계;
   퍼터 헤드가 이동하는 3차원 좌표와 골프공이 움직이는 3차원 좌표로부터 퍼팅 스윙을 분석하는 단계;를 포함하고,
   공의 움직임을 추적하여 중심점을 저장하는 단계에서,
   공의 중심점을 계속 저장하여 공의 초기 속도를 구하고 실제 측정된 거리(S)와 보정되는 계산치(Sγ)를

   

   (α=그린스피드 계수)를 이용하여 보정하고, α>1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 느린 경우)이고, α<1(현재 퍼팅장소가 적용할 그린스피드보다 빠른 경우)인 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 방법.
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8. 제 6 항에 있어서, 그린 스피드를 적용하여 초기 속도를 보정한 값을 v₀라 하고, 공을 퍼팅한 후 지난 시간을 t라 하고 그린에서의 마찰계수를 고려한 가속도를 a라 하면 시간 t일 때의 공의 위치를
   

   

   (

   

   =처음속도, a=가속도, t=시간)을 이용하여 특정 시점에서의 공의 위치와 최종적으로 공이 도착하는 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 방법.
9. 제 6 항에 있어서, 퍼팅 스윙을 분석하는 단계에서,
   사용자가 퍼팅 잔디의 빠르기, 경사도를 설정하면 설정 환경에 맞게 퍼팅공의 방향, 각도, 거리를 화면에 표시하고,
   화면 표시는 카메라뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 서로 다른 다수의 속도 모드로 재생하거나, 모든 화면을 합쳐서 겹친 모드로 표시하거나,
   골프공이 굴러가는 또는 굴러오는 방향뷰 관점에서 퍼팅 스윙하는 동영상을 서로 다른 다수의 속도 모드로 재생하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보를 이용한 퍼팅 분석 방법.
   
   
   
   

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