KR101645693B1

KR101645693B1 - 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101645693B1
Application number: KR1020150027045A
Authority: KR
Inventors: 안종균
Original assignee: 주식회사 파온테크
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-08-04

Abstract

본 발명은 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속 카메라를 통해 시간에 따라 촬영되고 서로 다른 위치에 골프공이 존재하는 퍼팅 이미지들을 오버레이하고, 획득된 오버레이 퍼팅 이미지에 가상의 격자(무늬) 이미지를 오버레이한 후, 가상 격자상의 가상의 접점 검출 윈도우에 의해 생기는 골프공의 퍼팅매트의 중앙선쪽 내측 접점의 위치 변화에 따른 방향과 속도를 측정하여 퍼팅 시뮬레이션을 수행하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치 및 방법{Apparatus and method for simulation golf putting using virtual cross stripes}

최근 스크린 골프의 등장으로 골퍼들의 수가 급격하게 증가하고 있으며, 골퍼들의 수가 증가함에 따라 다양한 골프 연습 장치들이 개발되어 상용화되고 있다.

일반적으로, 골프는 다양한 모양과 크기의 헤드를 갖고 있는 골프채를 사용하여 일정 타수 이내에서 정해진 거리 내에 있는 홀컵 안에 골프공을 넣는 것으로, 드라이브 및 아이언을 이용하여 홀컵을 포함하는 일정 영역을 가지는 그린 위에 골프공을 올린 후, 상기 그린 위에서는 퍼터(또는 "퍼팅채"라 함)를 이용하여 퍼팅에 의해 홀컵으로 골프공을 넣는 게임이다.

퍼팅이란 상술한 바와 같이 그린 위에서 퍼터로 골프공을 가볍게 때려 홀컵에 넣는 기술로서, 그린의 기울기나 평활도 등 여러 조건에 따라 골프공의 타격 방향과 세기(속도)를 신중하게 계산하여 정확도를 높여야 하는 중요한 기술이다.

이러한 퍼팅은 높은 정확도가 요구되므로 골프공을 홀컵에 정확하게 굴려줄 수 있도록 골프공의 퍼팅 방향과 세기를 조절하기 위한 많은 연습을 필요로 한다.

많은 골프 연습자들은 연습장 일측에 설치된 퍼팅 연습용 그린이나, 가정에서 퍼팅 연습기를 이용하여 퍼팅 연습을 하여 퍼팅라인에 따른 골프공의 타격 방향 및 세기(골프공의 속도와 관련)를 연습한다.

퍼팅 연습을 위한 골프 연습기가 대한민국 등록특허 10-1189665(2012.10.04.)에 "퍼팅 연습기인 카메라를 이용한 골프 퍼팅 결과 분석 시스템 및 방법"(이하 "특허문헌"이라 함)이라는 명칭으로 개시된 바 있다.

상기 특허문헌은 카메라를 통해 퍼팅 시의 공의 경로를 촬영하고, 촬영되는 영상에서 공을 감지하고, 공의 중심점을 검출한 후 시간에 따른 공의 중심점들에 의한 방향 및 속도를 측정하고, 측정된 속도에 의해 타격된 공의 세기를 계산하며, 계산된 방향, 세기, 미리 저장되어 있는 그린 데이터의 공의 방향에 대한 그린의 기울기 및 평활도를 반영한 골프공의의 경로 및 거리를 계산한 후, 가상의 그린에 적용시키는 시뮬레이션을 수행한다.

상술한 바와 같이 종래 카메라를 이용한 퍼팅 연습기는 골프공의 중심점을 검출하여 그 이동 방향 및 세기를 판단하여야 하나, 빛에 따라 골프공에 명암부분이 생겨 중심점을 찾는데 많은 시간을 소요하는 문제점이 있었으며, 그 명암으로 인한 오차가 발생하여 정확한 퍼팅 시뮬레이션을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래 퍼팅 연습기는 골프공의 암부를 제거하기 위해 다수의 조명을 적용할 수 있는 다수의 조명을 설치하는 경우, 조명을 설치하기 위한 공간이 요구되고, 생산단가가 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 퍼팅 연습기는 오차를 줄이고 정확한 공의 중심점 검출을 위해 고가의 프로세서를 적용하는 경우, 고가의 프로세서 적용으로 인한 생산단가가 증가하는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1189665호

따라서 본 발명의 목적은 고속 카메라를 통해 시간에 따라 촬영되고 서로 다른 위치에 골프공이 존재하는 퍼팅 이미지들을 오버레이하고, 획득된 오버레이 퍼팅 이미지에 가상의 격자(무늬) 이미지를 오버레이한 후, 가상 격자상의 가상의 접점 검출 윈도우에 의해 생기는 골프공의 퍼팅매트의 중앙선쪽 내측 접점의 위치 변화에 따른 방향과 속도를 측정하여 퍼팅 시뮬레이션을 수행하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치는:골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 디스플레이 하는 모니터; 일정 넓이를 가지고 길게 형성되고 상기 넓이의 중앙을 따라 길게 형성되는 중앙선과 상기 중앙선의 일측 끝부분에 배치되어 골프공을 놓도록 표시되는 퍼팅위치를 포함하는 퍼팅매트의 일정 구간인 골프공 시뮬레이션 구간을 촬영하는 카메라; 및 상기 골프공 시뮬레이션 구간을 통과하는 골프공을 촬영하여 시간에 따른 골프공을 포함하는 퍼팅 이미지들을 획득하고, 획득된 퍼팅 이미지들을 오버레이하여 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하며, 상기 오버레이 퍼팅 이미지에 상기 골프공 시뮬레이션 구간에 대응하는 영역에 대해 격자무늬가 형성되는 격자 이미지를 오버레이하여 상기 격자 이미지 상에 오버레이된 골프공들의 내측 접점의 검출에 의한 격자상의 골프공 위치를 검출하고 검출된 격자상의 골프공의 위치에 의해 상기 골프공의 방향 및 속도를 측정한 후, 측정된 방향 및 속도에 따른 골프공을 해당 시뮬레이션 그린에 적용하여 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어모듈은, 상기 카메라를 통해 촬영되는 영상을 입력받아 캡처하여 복수의 퍼팅 이미지를 획득하여 출력하는 영상 입력부; 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 상기 모니터로 출력하여 표시시키는 디스플레이부; 및 상기 퍼팅이미지들을 오버레이하여 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하고, 상기 오버레이 퍼팅 이미지에 상기 격자 이미지를 오버레이하여 상기 격자 이미지 상에 오버레이된 골프공들의 내측 접점의 검출에 의한 격자상의 골프공 위치를 검출하고 검출된 격자상의 골프공의 위치에 의해 상기 골프공의 방향 및 속도를 측정한 후, 측정된 방향 및 속도에 따른 골프공을 해당 시뮬레이션 그린에 적용하여 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 상기 퍼팅위치에 골프공의 배치 및 배치된 골프공의 타격을 검출하는 타격 검출부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 타격 검출부를 통해 골프공의 타격 검출 시 상기 측정된 골프공의 방향 및 속도에 따른 상기 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 골프공 시뮬레이션 구간은 골프공 퍼팅위치를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라를 통해 입력되는 상기 골프공 시뮬레이션 구간의 골프공 퍼팅위치를 포함하는 영상으로부터 캡처된 퍼팅 이미지에 의해 골프공의 타격 여부를 검출하고, 타격 검출 시 상기 측정된 골프공의 방향 및 속도에 따른 상기 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 카메라는 상기 퍼팅매트의 중앙선에 대응하는 상기 모니터 상단부 중앙에서 상기 퍼팅매트의 상부로 연장되는 연장바의 끝단에 설치되어 상기 골프공 시뮬레이션 구간을 촬영하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 카메라는 상기 퍼팅위치에 대향하고 상기 퍼팅매트의 중앙선에 대응하는 상기 모니터 상단부 중앙에 구비되어 상기 퍼팅위치를 포함하는 골프공 시뮬레이션 구간을 촬영하되, 상기 카메라의 양 측부에 구비되어 상기 중앙선을 중심으로 엇갈리도록 진행하는 골프공의 내측으로 빛을 조사하는 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 오버레이 퍼팅이미지에 격자 이미지의 오버레이 후, 상기 오버레이된 오버레이 퍼팅 이미지 및 격자 이미지의 수평면에 수직하는 가상의 접점 검출 윈도우에 의해 상기 오버레이 버팅 이미지의 각 골프공의 접점을 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 카메라의 수평선상의 양 옆에 배치되어 상기 중앙선을 기준으로 대칭되는 방향으로 굴러가는 골프공의 중앙선 기준 내측 부분을 조사하는 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법은: 제어부가 골프공의 타격을 검출하는 타격 검출 과정; 골프공이 타격되면 제어부가 카메라를 통해 촬영되는 중앙선과 골프공을 놓는 퍼팅위치를 포함하는 퍼팅매트의 일정 구간인 골프공 시뮬레이션 구간에 대한 영상으로부터 일정 시간 다수의 퍼팅 이미지를 캡처하고 골프공을 포함하는 적어도 둘 이상의 퍼팅 이미지를 획득하는 퍼팅 이미지 획득과정; 획득된 상기 퍼팅 이미지들을 오버레이하여 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하는 오버레이 퍼팅 이미지 생성 과정; 상기 오버레이 퍼팅 이미지에 상기 골프공 시뮬레이션 구간에 대응하는 영역에 대해 격자무늬가 형성되는 격자 이미지를 오버레이하는 격자 이미지 오버레이 과정; 상기 격자 이미지 상에 오버레이된 골프공들의 내측 접점을 검출하고 검출된 내측 접점에 의한 골프공의 격자상의 위치를 검출하며, 검출된 골프공들의 격자상의 위치에 의해 상기 골프공의 방향 및 속도를 측정하는 방향 및 속도 측정 과정; 및 측정된 방향 및 속도에 따른 골프공을 해당 시뮬레이션 그린에 적용하여 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 모니터에 표시하는 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상 생성 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타격 검출 과정은, 상기 제어부가 타격 검출부를 통해 퍼팅위치에 골프공이 놓였는지를 판단하는 골프공 퍼팅위치 놓임 판단 단계; 및 상기 제어부가 상기 타격 검출부를 통해 상기 퍼팅위치에 놓인 골프공이 터치되는지를 판단하는 골프공 터치 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타격 검출 과정은, 상기 제어부가 카메라를 통해 퍼팅위치를 포함하는 골프공 시뮬레이션 구간의 영상으로부터 퍼팅위치에 골프공이 놓이는지를 판단하는 골프공 퍼팅위치 놓임 판단 단계; 및 상기 제어부가 상기 퍼팅위치에 골프공이 놓임이 검출된 후 입력되는 영상을 분석하여 상기 퍼팅위치에서 골프공이 이동되는지를 검사하여 골프공의 터치 여부를 판단하는 골프공 터치 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타격 검출 과정은, 상기 골프공 퍼팅위치 놓임 판단 단계에서 퍼팅위치에 골프공이 놓이면 상기 제어부가 조명부를 제어하여 카메라의 수평선상의 양 옆에 배치되어 상기 중앙선을 기준으로 대칭되는 방향으로 굴러가는 골프공의 중앙선 기준 내측 부분을 조사하는 조명 조사 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방향 및 속도 측정 과정은, 오버레이된 상기 격자 이미지의 그리드 평면에 수직하고 중앙선에 평행한 접점 검출 윈도우를 오버레이된 상기 오버레이 퍼팅 이미지의 골프공 이미지로 이동하여 접점 검출 윈도우와 골프공 이미지가 접하는 접점에서 수직으로 내린 격자상의 위치를 골프공의 위치로 결정하는 골프공 위치 검출 단계; 상기 검출된 골프공들의 위치에 의해 형성되는 선과 상기 중앙선의 각도에 의해 골프공의 방향을 결정하는 골프공 방향 결정 단계; 및 상기 검출된 접점과 접점 사이의 거리에 의해 골프공의 속도를 계산하는 골프공 속도 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 카메라를 통해 촬영되는 퍼팅 영상에서 골프공의 일측 부분만을 인식하여 시간에 따른 골프공의 위치를 파악하므로 골프공의 중심점을 찾지 않아도 되므로 빠르게 골프공의 위치를 파악할 수 있고, 가상의 격자무늬를 이용하므로 보다 빠르게 골프공의 방향 및 속도를 측정할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 골프공의 내측에 의해서만 골프공의 위치를 찾으므로 골프공의 내측면에서만 암부가 발생하지 않도록 두 개의 조명부만을 구비하면 되므로 장치의 구성을 단순화할 수 있고 생산단가를 낮출 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 고도의 연산을 요구하는 골프공 중심점을 찾지 않아도 되므로 고가의 프로세서 및 프로세스를 적용되지 않아도 되므로 생산단가를 낮출 수 있으며, 장치를 소형화할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치가 적용된 골프 퍼팅 연습기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치가 적용된 골프 퍼팅 연습기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법의 골프공의 위치, 방향 및 세기 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 은 본 발명의 제1실시예에 따른 골프공 내측 접점 인식 방법과 방향 및 속도를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 오버레이 퍼팅 이미지와 가상 격자무늬 이미지에 오버레이에 의한 접점, 방향 및 속도 측정하기 위한 제1방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 오버레이 퍼팅 이미지와 가상 격자무늬 이미지에 오버레이에 의한 접점, 방향 및 속도 측정하기 위한 제2방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 장치에서의 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치가 적용된 골프 퍼팅 연습기의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 골프 퍼팅 연습기는 퍼팅매트(10)와, 골프공 리턴기(20)와, 모니터(30), 카메라(151) 및 제어모듈(100)을 포함하는 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치(200)를 포함한다.

퍼팅매트(10)는 일정 넓이로 길게 형성되되 그 상단부는 인조잔디 등으로 형성되고 넓이의 중심에서 길이방향을 따라 중앙선(2) 형성되며, 중앙선(2)의 일측 끝 부분에 골프공을 놓는 퍼팅위치(1)를 포함한다. 퍼팅매트(10)의 양측에서 길이 방향으로 가이드 프레임(4)이 더 구성될 수도 있을 것이다.

골프공 리턴기(20)는 퍼팅매트(10)의 타단 끝단부에는 타격된 골프공을 인입받아 퍼팅위치(1) 방향으로 토출하도록 구성된다. 상기 토출 방식으로는 경사에 의한 자연 토출 방식 및 모터 등에 의한 기계식 토출 방식 등이 적용될 수 있을 것이다.

골프 퍼팅 시뮬레이션 장치(200)의 모니터(30)는 퍼팅매트(10)의 타단 끝단부에서 수평면에 대해 30도 내지 90도 사이의 각도로 배치되어 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 표시한다. 상기 모니터(30)는 도 1의 모니터 프레임(5)에 의해 일정 각도로 기울어지도록 배치될 수도 있고, 퍼팅위치(1)에 놓인 공을 퍼팅하는 골퍼가 디스플레이되는 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 잘 볼 수 있는 위치에 별도로 구성될 수도 있을 것이다. 그러나 왼손잡이 및 오른손잡이 골퍼들이 모두 잘 볼 수 있고, 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 도 1과 같이 퍼팅매트(10)의 타단 끝단부에서 일정 각도로 기울어지도록 배치되는 것이 바람직할 것이다.

골프 퍼팅 시뮬레이션 장치(200)의 카메라(151)는 퍼팅매트(10)의 중앙선(2)의 연장선상에 위치되는 것이 바람직하며, 퍼팅된 골프공의 영향을 받지 않는 곳에 배치되어 퍼팅매트(10)의 일정 구간(이하 "골프공 시뮬레이션 구간"이라 함)(11)을 촬영하되, 특히 퍼팅되는 골프공의 내측부분이 명확하게 촬영될 수 있도록 구성될 것이다.

도 1을 예를 들면, 카메라(151)는 모니터(30)의 상단부에 설치되되, 퍼팅매트(10)의 중앙선(2)의 연장선상에 대응하는 위치에 설치되어 골프공 시뮬레이션 구간(11)을 촬영한다.

제어모듈(100)은 퍼팅매트(10)의 가이드 프레임(4)의 상단, 바깥쪽 측면 등에 구성되거나 독립적으로 구성될 수도 있으며, 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 제어모듈(100)의 상세 구성 및 동작은 하기 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.

상술한 바와 같이 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치(200)는 모니터(30), 카메라(151) 및 제어모듈(100)을 포함하며, 실시예에 따라 조명부(161)를 더 포함한다.

조명부(161)는 도 1과 같이 카메라(151)의 양 옆에 구성되어 퍼팅매트(10)의 중앙선(2)을 기준으로 전방 대각 방향으로 빛을 조사하도록 구성되어 퍼팅매트(10)를 구르는 골프공의 내측면(중앙선(2) 쪽 면을 의미)에 빛을 조사하여 골프공의 내측 음영을 제거한다.

상기 조명부(161)의 광원으로는 적외선(Infrared Ray: IR) LED가 적용될 수 있을 것이다.

제어모듈(100)은 제어부(110), 저장부(120), 입력부(130), 디스플레이부(140), 영상 입력부(150), 조명 구동부(160)를 포함하며, 실시예에 따라 타격 검출부(170)를 더 포함할 수 있을 것이다.

저장부(120)는 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치(200)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램 영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시 영역, 골프 퍼팅 시뮬레이션을 위한 전국 골프장의 그린 데이터 등의 데이터를 저장하는 데이터 영역을 포함한다. 상기 그린 데이터는 각 그린의 형상, 전체 넓이, 경사도, 평활도 및 지형 데이터 등의 데이터를 포함할 것이다.

입력부(130)는 골프장 선택, 골프장의 그린 등의 선택 및 다양한 파라미터들을 설정할 수 있도록 하는 복수의 키들을 구비하는 키입력장치, 상기 모니터(30)의 화면과 일체로 구성되어 터치되는 위치에 대응하는 위치데이터를 출력하는 터치패드, 사용자 인터페이스 수단을 표시하는 소형 디스플레이 장치와 상기 소형 디스플레이 장치의 화면에 일체로 구성되어 터치되는 부분에 대응하는 위치데이터를 출력하여 다양한 정보들을 입력할 수 있도록 하는 터치스크린 및 적외선 리모콘(미도시)으로부터 송신되는 조작 데이터를 수신하는 적외선 수신부 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

디스플레이부(140)는 모니터(30)와 연결되고, 제어부(110)의 제어를 받아 모니터(30)에 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치(200)의 동작 상태를 표시하고, 사용자의 선택에 따른 골프장의 그린을 표시하며, 사용자의 골프공 퍼팅에 따라 시뮬레이션된 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 표시한다.

영상 입력부(150)는 카메라(151)를 구동하여 카메라(151)를 통해 촬영되는 영상을 입력받고, 제어부(110)의 제어를 받아 입력되는 영상을 캡처하여 골프 퍼팅 이미지를 획득하여 제어부(110)로 출력한다.

조명 구동부(160)는 조명부(161)와 연결되고 제어부(110)의 제어를 받아 조명부(161)를 온 또는 오프하며, 온 시 조명부(161)의 조명을 구동하기 위한 구동전류를 조명부(161)로 공급한다.

타격 검출부(170)는 퍼팅위치(1)에 골프공의 존재 여부를 검출하여 골프공 검출 신호를 제어부(110)로 출력한다. 상기 타격 검출부(170)는 적외선 센서 등의 광센서로 구성될 수도 있고, 초음파 센서로 구성될 수도 있으며, 골프공의 무게를 이용한 압력 센서로 구성될 수도 있을 것이다.

제어부(110)는 제어모듈(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(110)는 골프 퍼팅 시뮬레이션을 위해 퍼팅위치(1)에 놓인 골프공이 사용자, 즉 골퍼에 의해 퍼팅되면 골프공의 퍼팅 방향 및 속도를 검출하고, 검출된 골프공의 퍼팅 방향 및 속도에 의한 골프공의 세기를 반영하여 선택된 그린 상에서의 골프공이 진행하는 궤적 및 거리를 시뮬레이션 한 후, 시뮬레이션 된 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부(140)를 통해 모니터(30)에 표시한다. 제어부(110)의 상세 동작은 후술할 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치가 적용된 골프 퍼팅 연습기의 구성을 나타낸 도면이다.

상기 도 1의 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치의 제1실시예에서는 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)이 도 1과 같이 형성되도록 카메라(151)가 모니터(30)의 상단부에서 퍼팅위치(1) 방향을 촬영하도록 구성되었다.

그러나 제2실시예에서는 카메라(151)가 모니터(30)의 상단부 중앙에서 퍼팅매트(10)의 상부로 연장되는 연장바(40)의 끝단 밑면에 설치되어 퍼팅매트(10)의 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)을 수직으로 촬영할 수 있도록 구성된다. 상기 연장바(40)는 도 1의 카메라(151)의 위치와 동일한 위치에 카메라(151)가 위치될 수 있도록 접히는 복수의 관절(미도시)들을 포함할 수도 있을 것이다. 그리고 연장바(40)가 연장되었을 때 카메라(151)가 고정된 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)을 촬영하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 만일 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)이 가변되는 경우 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)의 크기 및 퍼팅위치(1)에서 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)까지의 거리가 정의되어야 할 것이다. 이때의 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)은 퍼팅위치(1)를 포함하도록 구성될 수도 있으나, 골퍼의 타격을 방해하지 않도록 퍼팅위치(1)를 포함하지 않는 것이 바람직할 것이다. 단, 이 경우 가상 격자무늬 이미지에 도 7 및 도 8의 (나)와 같이 퍼팅위치(1)에 일치하는 가상 퍼팅위치를 포함하는 것이 바람직할 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 은 본 발명의 제1실시예에 따른 골프공 내측 접점 인식 방법과, 방향 및 속도를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 오버레이 퍼팅 이미지와 가상 격자무늬 이미지에 오버레이에 의한 방향 및 속도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 골프공 내측 접점 인식 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 4, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

제어부(110)는 퍼팅위치(1)에 골프공이 놓이고, 놓인 골프공이 타격되는지를 모니터링한다(S111). 상기 골프공이 퍼팅위치(1)에 놓이는지의 여부를 검출하고, 상기 퍼팅위치(1)에 놓인 골프공이 타격되는지를 검출하는 방법으로는 도 1의 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치에서와 같이 구성된 카메라(151)를 통해 촬영되는 영상에 의해 검출하는 카메라 검출 방식과, 상술한 바와 같이 타격 검출부(170)를 통해 검출하는 센서 검출 방식 중 어느 하나로 구성될 수 있을 것이다. 상기 골프공이 퍼팅 위치(1)에 놓일 때, 제어부(110)는 조명 구동부(160)를 통해 조명부(161-1, 161-2)를 구동하여 도 7 및 도 8에서와 같이 중앙선(2)을 기준으로 대각방향으로 빛(적외선)을 조사하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 제어부(110)는 타격 검출 시 조명부(161-1, 161-2)를 온시켜 빛을 조사하도록 구성될 수도 있을 것이다.

골프공의 타격이 검출되면 제어부(110)는 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)을 촬영하기 시작하고(S113), 일정 시간 단위로 퍼팅 영상을 캡처하여 퍼팅 이미지를 생성한다(S115). 상기 시간은 골프 퍼팅 시뮬레이션 영역(11)을 통과하는 골프공이 적어도 3번 이상 캡처될 수 있는 시간이 될 것이다.

퍼팅 이미지가 생성되면 제어부(110)는 캡처된 퍼팅 이미지들을 오버레이하여 제1실시예에 따라 도 6의 (가)와 같은 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하거나, 제2실시예에 따라 도 7 및 도 8의 (가)와 같은 오버레이 퍼팅 이미지를 생성한다(S117). 또한, 상기 제어부(110)는 불필요한 이미지의 오버레이를 피하기 위해 상기 캡처된 퍼팅 이미지들 중 골프공을 포함하는 퍼팅 이미지들만을 분류한 후, 분류된 퍼팅 이미지들만을 오버레이하여 오버레이 이미지를 생성할 수도 있을 것이다.

도 6 및 도 7의 (가)에서는 중앙선(2)을 기준으로 양측으로 골프공을 표시하였으나, 실질적으로는 한 방향에 대한 골프공들(예: 실선 골프공 또는 점선 골프공)을 포함하는 오버레이 퍼팅 이미지가 생성될 것이다.

오버레이 퍼팅 이미지가 생성되면 제어부(110)는 상기 오버레이 퍼팅 이미지에 도 7의(나) 및 도 8의 (나)와 같은 격자 이미지를 오버레이하여 도 6의 (나), 도 7 및 도 8의 (다)와 같은 이미지(이하 "시뮬레이션 이미지"라 함)를 생성한다(S119).

시뮬레이션 이미지가 생성되면 제어부(110)는 시뮬레이션 이미지에서 격자 상에서의 각 골프공의 위치를 판단한다(S121).

격자상에서의 각 골프공의 위치가 판단되면 제어부(110)는 격자 및 이미지 캡처 속도, 즉 카메라의 촬영속도를 이용하여 골프공의 위치에 따른 방향 및 속도를 계산한다(S123).

상기 위치 판단 및 위치 판단에 따른 골프공의 방향 및 속도 계산 방법은 후술할 도 5에서 상세히 설명한다.

상기와 같이 골프공의 방향 및 속도가 계산되면 제어부(110)는 계산된 방향 및 속도를 해당 골프장의 그린(데이터)에 적용하여 골프공 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성한 후 모니터(30)에 표시한다(S125).

도 5는 본 발명에 따른 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법의 골프공의 위치, 방향 및 세기 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 제어부(110)는 시뮬레이션 이미지의 퍼팅위치(1) 및 중앙선(2)을 기준으로 골프공이 좌측에 있는지 우측에 있는지를 판단하고, 그 판단 결과가 좌측인지를 검사한다(S221, S223).

판단결과, 골프공이 중앙선 기준 좌측 방향으로 구르고 있는 것으로 판단되면 제어부(110)는 오버레이 퍼팅 이미지의 적어도 하나 이상의 골프공의 우측과 그리드 영역의 y축에 접하는 접점을 검출한다(S225).

상기 골프공의 위치 판단을 위한 접점은 제1실시예의 경우, 도 6의 (나)와 같이 격자 이미지의 격자의 퍼팅매트(10) 길이방향(y축 방향)의 가로선에 평행하고, z축 방향으로 형성되는 접점 검출 윈도우(51)가 골프공 내측에 접하는 점이며, 상기 골프공의 위치는 상기 접점에서 격자면(xy평면)으로 수직으로 내린 위치(52)가 될 것이다. 그리고 제2실시예의 경우, 상기 골프공의 위치는 도 7 및 도 8의 (다)에서 보이는 바와 같이 격자 이미지의 격자의 퍼팅매트(10) 길이방향(y축 방향)의 가로선에 평행한 제1실시예의 접점 검출 윈도우(51)에 대응하는 접점 검출 선(53)이 골프공 내측에 접하는 접점(54)을 해당 골프공의 위치로 간주할 것이다.

시뮬레이션 이미지 상에서 접점이 검출되면 제어부(110)는 접점들을 연결하는 직선을 생성한다(S227).

직선이 생성되면 제어부(110)는 생성된 직선과 그리드의 중앙선(2)간에 형성되는 각도(또는 중앙선에서 접점까지의 거리에 의해 골프공의 방향을 판단한다(S233).

방향이 판단되면 제어부(110)는 그리드에 의해 계산되는 접점들 간의 거리 및 촬영 속도에 의한 골프공의 속도를 계산한다(S235).

반면, 골프공이 중앙선을 기준으로 우측 방향으로 진행한 것으로 판단되면 골프공의 좌측 내측면을 기준으로 접점을 검출하고(S229), 좌측 접점들을 연결하는 직선을 생성한(S231) 후, 골프공의 방향 및 속도를 계산한다(S233, S235).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

2: 중앙선 10: 퍼팅매트
20: 골프공 리턴기 30: 모니터
100: 제어모듈 110: 제어부
120: 저장부 130: 입력부
140: 디스플레이부 150: 영상 입력부
151: 카메라 160: 조명 구동부
161: 조명부 170: 타격 검출부

Claims

골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 디스플레이 하는 모니터;
일정 넓이를 가지고 길게 형성되고 상기 넓이의 중앙을 따라 길게 형성되는 중앙선과 상기 중앙선의 일측 끝부분에 배치되어 골프공을 놓도록 표시되는 퍼팅위치를 포함하는 퍼팅매트의 일정 구간인 골프공 시뮬레이션 구간을 촬영하는 카메라; 및
상기 골프공 시뮬레이션 구간을 통과하는 골프공을 촬영하여 시간에 따른 골프공을 포함하는 퍼팅 이미지들을 획득하고, 획득된 퍼팅 이미지들을 오버레이하여 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하며, 상기 오버레이 퍼팅 이미지에 상기 골프공 시뮬레이션 구간에 대응하는 영역에 대해 격자무늬가 형성되는 격자 이미지를 오버레이하여 상기 격자 이미지 상에 오버레이된 골프공들의 내측 접점의 검출에 의한 격자상의 골프공 위치를 검출하고 검출된 격자상의 골프공의 위치에 의해 상기 골프공의 방향 및 속도를 측정한 후, 측정된 방향 및 속도에 따른 골프공을 해당 시뮬레이션 그린에 적용하여 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어모듈은,
상기 카메라를 통해 촬영되는 영상을 입력받아 캡처하여 복수의 퍼팅 이미지를 획득하여 출력하는 영상 입력부;
골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 상기 모니터로 출력하여 표시시키는 디스플레이부; 및
상기 퍼팅이미지들을 오버레이하여 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하고, 상기 오버레이 퍼팅 이미지에 상기 격자 이미지를 오버레이하여 상기 격자 이미지 상에 오버레이된 골프공들의 내측 접점의 검출에 의한 격자상의 골프공 위치를 검출하고 검출된 격자상의 골프공의 위치에 의해 상기 골프공의 방향 및 속도를 측정한 후, 측정된 방향 및 속도에 따른 골프공을 해당 시뮬레이션 그린에 적용하여 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제2항에 있어서,
상기 퍼팅위치에 골프공의 배치 및 배치된 골프공의 타격을 검출하는 타격 검출부를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 타격 검출부를 통해 골프공의 타격 검출 시 상기 측정된 골프공의 방향 및 속도에 따른 상기 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제2항에 있어서,
상기 골프공 시뮬레이션 구간은 골프공 퍼팅위치를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 카메라를 통해 입력되는 상기 골프공 시뮬레이션 구간의 골프공 퍼팅위치를 포함하는 영상으로부터 캡처된 퍼팅 이미지에 의해 골프공의 타격 여부를 검출하고, 타격 검출 시 상기 측정된 골프공의 방향 및 속도에 따른 상기 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 모니터에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제2항에 있어서,
상기 카메라는 상기 퍼팅매트의 중앙선에 대응하는 상기 모니터 상단부 중앙에서 상기 퍼팅매트의 상부로 연장되는 연장바의 끝단에 설치되어 상기 골프공 시뮬레이션 구간을 촬영하여 출력하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제2항에 있어서,
상기 카메라는 상기 퍼팅위치에 대향하고 상기 퍼팅매트의 중앙선에 대응하는 상기 모니터 상단부 중앙에 구비되어 상기 퍼팅위치를 포함하는 골프공 시뮬레이션 구간을 촬영하되,
상기 카메라의 양 측부에 구비되어 상기 중앙선을 중심으로 엇갈리도록 진행하는 골프공의 내측으로 빛을 조사하는 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오버레이 퍼팅이미지에 격자 이미지의 오버레이 후, 상기 오버레이된 오버레이 퍼팅 이미지 및 격자 이미지의 수평면에 수직하는 가상의 접점 검출 윈도우에 의해 상기 오버레이 버팅 이미지의 각 골프공의 접점을 검출하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제1항에 있어서,
상기 카메라의 수평선상의 양 옆에 배치되어 상기 중앙선을 기준으로 대칭되는 방향으로 굴러가는 골프공의 중앙선 기준 내측 부분을 조사하는 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치.
제어부가 골프공의 타격을 검출하는 타격 검출 과정;
골프공이 타격되면 제어부가 카메라를 통해 촬영되는 중앙선과 골프공을 놓는 퍼팅위치를 포함하는 퍼팅매트의 일정 구간인 골프공 시뮬레이션 구간에 대한 영상으로부터 일정 시간 다수의 퍼팅 이미지를 캡처하고 골프공을 포함하는 적어도 둘 이상의 퍼팅 이미지를 획득하는 퍼팅 이미지 획득과정;
획득된 상기 퍼팅 이미지들을 오버레이하여 오버레이 퍼팅 이미지를 생성하는 오버레이 퍼팅 이미지 생성 과정;
상기 오버레이 퍼팅 이미지에 상기 골프공 시뮬레이션 구간에 대응하는 영역에 대해 격자무늬가 형성되는 격자 이미지를 오버레이하는 격자 이미지 오버레이 과정;
상기 격자 이미지 상에 오버레이된 골프공들의 내측 접점을 검출하고 검출된 내측 접점에 의한 골프공의 격자상의 위치를 검출하며, 검출된 골프공들의 격자상의 위치에 의해 상기 골프공의 방향 및 속도를 측정하는 방향 및 속도 측정 과정; 및
측정된 방향 및 속도에 따른 골프공을 해당 시뮬레이션 그린에 적용하여 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상을 생성하여 모니터에 표시하는 골프 퍼팅 시뮬레이션 영상 생성 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법.
제9항에 있어서,
상기 타격 검출 과정은,
상기 제어부가 타격 검출부를 통해 퍼팅위치에 골프공이 놓였는지를 판단하는 골프공 퍼팅위치 놓임 판단 단계; 및
상기 제어부가 상기 타격 검출부를 통해 상기 퍼팅위치에 놓인 골프공이 터치되는지를 판단하는 골프공 터치 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법.
제9항에 있어서,
상기 타격 검출 과정은,
상기 제어부가 카메라를 통해 퍼팅위치를 포함하는 골프공 시뮬레이션 구간의 영상으로부터 퍼팅위치에 골프공이 놓이는지를 판단하는 골프공 퍼팅위치 놓임 판단 단계; 및
상기 제어부가 상기 퍼팅위치에 골프공이 놓임이 검출된 후 입력되는 영상을 분석하여 상기 퍼팅위치에서 골프공이 이동되는지를 검사하여 골프공의 터치 여부를 판단하는 골프공 터치 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 타격 검출 과정은,
상기 골프공 퍼팅위치 놓임 판단 단계에서 퍼팅위치에 골프공이 놓이면 상기 제어부가 조명부를 제어하여 카메라의 수평선상의 양 옆에 배치되어 상기 중앙선을 기준으로 대칭되는 방향으로 굴러가는 골프공의 중앙선 기준 내측 부분을 조사하는 조명 조사 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법.
제9항에 있어서,
상기 방향 및 속도 측정 과정은,
오버레이된 상기 격자 이미지의 그리드 평면에 수직하고 중앙선에 평행한 접점 검출 윈도우를 오버레이된 상기 오버레이 퍼팅 이미지의 골프공 이미지로 이동하여 접점 검출 윈도우와 골프공 이미지가 접하는 접점에서 수직으로 내린 격자상의 위치를 골프공의 위치로 결정하는 골프공 위치 검출 단계;
상기 검출된 골프공들의 위치에 의해 형성되는 선과 상기 중앙선의 각도에 의해 골프공의 방향을 결정하는 골프공 방향 결정 단계; 및
상기 검출된 접점과 접점 사이의 거리에 의해 골프공의 속도를 계산하는 골프공 속도 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 격자무늬를 이용한 골프 퍼팅 시뮬레이션 방법.