KR101698007B1 - 골프장 그린의 비접촉식 측정장치 - Google Patents

골프장 그린의 비접촉식 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 케이싱(10) 내에 케이싱(10)의 관성 변화를 측정하기 위한 관성측정부(20), 가변적으로 회전되어 거리측정을 위한 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 구비한 거리측정부(30), 거리측정부(30)를 진수평으로 회전시키기 위한 회전 구동부(40), 회전 구동부(40)의 구동을 제어하며 거리측정부(30)에 의하여 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터와 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터를 생성하기 위한 제어부(50), 및 제어부(50)에 의하여 생성되는 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 출력하기 위하여 케이싱(10)의 외부에 구비되는 출력부(60)로 이루어지는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)가 제공된다.

Description

골프장 그린의 비접촉식 측정장치{Non-contacting clinometer for a golf green}
본 발명은 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 골프공의 위치로부터 그린의 목표지점, 예를 들면, 홀컵까지의 거리와 높이 뿐만 아니라 홀컵 주위나 그린의 임의 지점의 좌우 경사를 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 관한 것이다.
골프 경기에 있어서 그린에서 퍼팅을 할 때 골프공의 주어진 위치로부터 홀컵까지의 거리, 홀컵의 높이 및 경로상의 경사각 등을 고려하여 퍼팅전략을 수립할 필요가 있다. 즉, 골프 경기에 있어서 퍼팅시 홀컵 주위나 경로상의 좌우경사도와 홀컵까지의 고저는 퍼팅의 방향과 거리를 결정하는 중요한 요소이며, 이에 대한 정확한 파악 및 스트로크가 홀인의 여부를 결정하게 된다. 또한 그린의 홀컵 가까이로 골프공을 안착시키기 위한 어프로치에서 골프공의 주어진 위치로부터 그린까지의 거리와 그린의 고도 등을 고려하여 골프 클럽을 조절할 필요가 있다.
이러한 요건들을 확인하기 위하여 일반적으로 목측 또는 감각적으로 대략 확인하여 퍼팅의 방향과 거리 또는 아이언클럽을 선택하거나 스윙방향을 조절하는 경우가 일반적이다. 그러나 이러한 경우 목측에 따른 오차와 많은 시행착오를 거치게 되며, 그에 따라 기량 향상의 장애를 초래하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 디지털화된 장비가 개발된 바 있으나, 디지털화된 장비의 고가 및 가격대비 부정확성 등으로 인하여 보편화를 이루지 못하고 있으며, 이에 대한 대안으로 대한민국 등록실용신안 제443304호는 추를 이용하여 대략적인 그린의 경사도를 측정할 수 있는 장치를 개시하고 있다.
그러나, 등록실용신안 제443304호에 의하면, 경사각가늠부 내에 위치하는 그린의 지면에 대한 경사각을 정확히 알 수 있는 것이 아니라, 대략적으로 경사도를 알 수 있는 것으로서, 퍼팅시 방향과 거리를 판단함에 있어서 정밀성을 제공하지 못하며, 페어웨이에서 골프공의 위치로부터 그린 내에 위치한 홀컵까지의 고도를 알 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 대한민국 특허출원 제10-2010-136993호가 개시되었으며, 상기 특허출원은 파지홈을 구비하고 있으나 파지홈으로 이물질이 들어가거나 우천에 따른 빗물 등의 유입으로 지침계가 원활하게 회전하지 못하여 본래의 기능을 제대로 수행하지 못할 뿐만 아니라, 지침계의 파지에 따른 지침의 변형을 초래함과 동시에 뾰족한 지침의 파지에 따른 불편함이 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2013-64467호를 출원하였다.
상기 특허출원에 의하면, 골프장 그린의 경사 측정기구에 있어서, 중량부재(210)가 중심축선에 대하여 편심내재되어 회전축(220)을 중심으로 자유회전하며 수평선(H)과 수직선(V)이 표시된 회전부재(200), 회전축(220)에 의하여 회전 부재(200)가 자유회전하기 위한 수용공간(112)을 가지는 제1 케이싱(110), 및 제1 케이싱(110)의 수용공간(112)의 외주연에 대응하여 결합되며, 원주 둘레로 제1 회전눈금(122)이 표시되며, 수평 가늠선(h)과 수직 가늠선(v)이 표시되어 있는 제2 케이싱(120)으로 이루어지며, 제1 케이싱(110)과 제2 케이싱(120) 사이의 가압에 의하여 회전부재(200)가 제1 케이싱(110)와 제2 케이싱(120)에 대하여 밀착 정지되는 골프장 그린의 경사 측정기구가 제공된다.
상기 특허출원에 의하면 측정에 따른 이물질의 유입등을 방지할 수 있으며, 홀컵 주위의 좌우경사 및 고저 등을 비접촉식으로 측정할 수 있으나, 측정을 위해 도입된 기구적 운동방식과 소형화에 따른 조밀한 각도눈금간격을 가지고 있다. 따라서 보다 정확한 측정값을 얻기 위해서는 사용자의 숙련과 어느 정도의 수학적 계산을 해야하는 등 일정한 한계를 가지고 있다.
한편, 그린의 경사를 측정하기 위한 기존의 장치들은 일반적으로 접촉식 경사계로 이루어져 있다. 이러한 접촉식 경사계에 의하면 기포, 구슬이나 중력센서를 이용하고 있지만, 반드시 지면에 접촉하여 사용하여야 하기 때문에 매우 국소적인 그린의 경사 파악에 활용된다. 그에 따라 전반적인 그린의 경사를 파악하는 것은 사실상 불가능할 뿐만 아니라 고저에 대한 정보도 확인할 수 없으며, 다른 플레이어에게 불편함을 주는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 골프장 그린에 있어서 골프장 그린의 측정의 편의성, 정확성 및 유용성이 향상된 골프장 그린의 비접촉식 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 케이싱(10) 내에 케이싱(10)의 관성 변화를 측정하기 위한 관성측정부(20), 가변적으로 회전되어 거리측정을 위한 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 구비한 거리측정부(30), 거리측정부(30)를 진수평으로 회전시키기 위한 회전 구동부(40), 회전 구동부(40)의 구동을 제어하며 거리측정부(30)에 의하여 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터와 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터를 생성하기 위한 제어부(50), 및 제어부(50)에 의하여 생성되는 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 출력하기 위하여 케이싱(10)의 외부에 구비되는 출력부(60)로 이루어지는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)가 제공된다.
여기서, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)는 서로 외측으로 소정의 각도(
Figure 112016057972607-pat00001
)로 회전축(42)의 중심점에 대하여 대칭적으로 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 회전 구동부(40)는 레이저 송수신기(32)를 진수평으로 회전시키기 위한 스텝핑 모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 회전 구동부(40)는 레이저 송수신기(32)를 진수평으로 회전시키기 위한 회전 진자로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(50)는 관성측정부(20)에 의하여 측정되는 관성변화에 대응하여 회전 구동부(40)의 구동을 제어하여 한 쌍의 레이저 송수신기(32)가 진수평 선상에 위치하도록 하며, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)에 의하여 각각 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터와 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)의 위치(Pc)까지의 거리 데이터이며, 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터는 홀컵(C) 주위의 좌우 경사도 및 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)의 위치(Pc)까지의 고저 높이에 관한 데이터인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일면에 의하면, 케이싱(10) 내에 케이싱(10)의 관성 변화를 측정하기 위한 관성측정부(20), 케이싱(10)에 고정되어 거리측정을 위한 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 구비한 거리측정부(30), 한 쌍의 레이저 송수신기(32)에 의하여 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 생성하기 위한 제어부(50), 및 제어부(50)에 의하여 생성되는 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 출력하기 위하여 케이싱(10)의 외부에 구비되는 출력부(60)로 이루어지는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치가 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면, 골프장 그린에 관한 정보를 간편하고 정확하게 획득할 수 있다.
도 1은 대한민국 특허출원 제10-2013-64467호에 따른 골프장 그린의 경사측정 기구의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 개략적인 투시 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 있어서 레이저 거리측정부와 투시부 사이의 관계를 나타내기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 있어서 홀컵 주위의 좌우측 높이가 동일한 경우 홀컵 주위의 포인트로 거리 측정을 위한 레이저 빔이 조사된 경우를 예시한 개략도이다.
도 5는 도 4에 있어서 홀컵 주위의 좌우측 높이가 동일한 경우 한 쌍의 레이저 송수신기가 홀컵 주위의 포인트로 조사되는 평면상에서 바라본 개략도이다.
도 6은 도 4에 있어서 홀컵 주위의 좌우측 높이가 동일한 경우 YZ 평면상에서 바라본 개략도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 있어서 홀컵 주위의 좌우 경사가 존재하는 경우 홀컵 주위의 포인트로 거리 측정을 위한 레이저 빔이 조사된 경우를 예시한 개략도이다.
도 8은 도 7에 있어서 홀컵 주위의 좌측이 우측보다 높은 경우 한 쌍의 레이저 송수신기가 홀컵 주위의 포인트로 조사되는 평면상에서 바라본 개략도이다.
도 9은 홀컵 주위에 좌우 경사가 존재하는 경우 홀컵 주위의 좌우 단면을 나타낸 개념도이다.
도 10는 본 발명의 바람직한 변형예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 개략적인 투시 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 개략적인 투시 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 있어서 레이저 거리측정부와 투시부 사이의 관계를 나타내기 위한 개념도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치에 있어서 홀컵 주위의 포인트로 거리 측정을 위한 레이저 빔이 조사된 경우를 예시한 개략도이다. 참고적으로, 도 3에 있어서, γ는 사용자의 의도에 관계없이 골프장 그린의 비접촉식 측정장치가 Z축에 대하여 회전한 각도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)에 의하면, 케이싱(10) 내에 케이싱(10)의 관성 변화를 측정하기 위한 관성측정부(20), 가변적으로 회전되는 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 구비한 거리측정부(30), 거리측정부(30)를 진수평으로 회전시키기 위한 회전 구동부(40), 회전 구동부(40)의 구동을 제어하며 거리측정부(30)에 의하여 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 생성하기 위한 제어부(50), 및 제어부(50)에 의하여 생성되는 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 출력하기 위하여 케이싱(10)의 외부에 구비되는 출력부(60)로 이루어진다. 도면 중의 미설명 부호 70은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)의 동작을 스위칭하기 위한 스위치(70)이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)에 의하면, 홀컵(C)이나 홀컵 주위를 관측하기 위한 투시창(80)을 케이싱(10)의 전후면에 더 구비하는 것이 바람직하다. 투시창(80)에는 홀컵 주위의 좌우 경사(또는 전후 경사) 측정이나 홀컵(C)의 거리 측정에 필요한 기준을 제공하기 위한 기준선(82)이 구비된다. 기준선(82)은 수평 기준선(82a)과 수직 기준선(82b)으로 이루어진다. 기준선(82)의 수직 기준선(82b)의 연장선과 동일한 선상에 회전 구동부(40)의 회전축(42)이 위치되는 것이 바람직하다.
관성측정부(20)는 케이싱(10)의 관성 변화, 보다 바람직하게는 기준선(82)인 수평 기준선(82a)과 수직 기준선(82b)의 중심 위치 변화가 진수평 축인 X축과 이에 수직한 직교 좌표축(전면 또는 후면 투시창(80)의 수평 기준선과 수직 기준선의 교차점이 원점인 Y축 및 Z축)의 원점에 대한 각도 변화로 측정되는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 변형예에 의하면, 관성측정부(20)에 의한 관성변화가 케이싱(10)의 내부 임의의 기준점(예를 들면, 전후면의 투시창(80)의 중심을 연결하는 중심점을 원점으로 하는 기준점)을 원점으로 하는 진수평 축인 X축과 이에 수직한 직교 좌표축(Y축 및 Z축)의 원점에 대한 각도 변화로 측정되어도 좋다. 도면상에서 설명의 편의를 위하여 X, Y 및 Z 축의 원점은 각 축이 평행이동된 상태에서 도시하기로 한다.
예를 들면, 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)로부터 홀컵(C)까지의 경사를 측정하고자 할 때, 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb) 상에 서 있는 사용자에 의하여 파지된 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)의 투시창(80)을 통하여 홀컵(C)의 주위가 조준되도록 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)를 투사각(
Figure 112016057972607-pat00002
)로 기울인 상태에서 스위치(70)를 누르면, 제어부(50)는 관성측정부(20)로 하여금 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)의 위치(Pm)와 홀컵(C)의 위치(Pc) 사이를 연결하는 선(Line1)과 진수평면(도 8의 XZ 평면)에 대한 상기 선(Line1)의 정사영된 선(Line2) 사이의 각(
Figure 112016057972607-pat00003
)이 측정되도록 제어신호를 발생한다.
거리측정부(30)는 투시창(80)의 수평 기준선(82a)과 수직 기준선(82b)의 교차점의 수직 연장선 상이나 케이싱(10)의 내부에서 (가상의) 수평 기준선(82a)과 (가상의) 수직 기준선(82b)의 교차점의 수직 연장선 상에 구비되는 회전축(42)에 대하여 대칭적으로 회전되는 한 쌍의 거리 측정기로 이루어진다. 거리측정부(30)는 홀컵(C) 주위의 거리 측정 등을 위한 레이저 송수신기(32)로 이루어진다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)는 서로 외측으로 소정의 각도(
Figure 112016057972607-pat00004
), 바람직하게는 서로 외측으로 향하도록 레이저 빔이 투사되는 전면 케이스의 수직면에 대하여 3 내지 6°의 각도로 회전축(42)의 중심점에 대하여 대칭적으로 구비된다.
이와 같이, 거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)가 서로 외측으로 향하여 조사되도록 구비됨으로써 홀컵(C)으로부터 소정의 거리에서 홀컵(C) 주위를 측정하고자 할 때 레이저 송수신기(32)로부터 조사되는 레이저빔(L1, L2: L)은 상대적으로 넓게 홀컵(C)의 주위에 위치한 관측점인 포인트(P1, P2; 도 4와 도 5 참조)를 가질 수 있다. 여기서, 관측점인 포인트(P1, P2)란 홀컵(C)의 주위에 레이저빔(L1, L2; L)이 도달한 포인트이다.
거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)는 회전축(42)에 대하여 좌우 대칭으로 구비되어 회전되도록 하기 위한 연결축(34)의 단부에 구비된다.
회전 구동부(40)는 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 회전축(42)을 중심으로 진수평(도 2 내지 도 8의 X축 참조)으로 회전시키기 위한 구동부로 이루어진다. 회전 구동부(40)는 거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)를 진수평으로 회전시키기 위한 모터, 바람직하게는 스텝핑 모터로 이루어진다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자에 의하여 홀컵 주위를 관측하기 위하여 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)가 진수평(X 축 참조)에 대하여 γ의 각도로 기울어진 경우, 관성측정부(20)에 의하여 진수평에 대하여 기울어진 γ의 각이 측정되며, 제어부(50)는 측정된 값인 기울어진 γ의 각에 대응하여 회전 구동부(40)를 구동하여 거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)가 진수평(X 축 참조)과 동일한 축상에 위치되도록 한다. 따라서 사용자가 투시창(80)을 통하여 홀컵(C) 주위를 측정하기 위하여 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)가 진수평((X 축 참조)에 대하여 기울어지더라도 거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)는 항상 동일한 진수평(X 축 참조) 선상에 위치하게 된다.
제어부(50)는 관성측정부(20)에 의하여 측정되는 관성변화에 대응하여 회전 구동부(40)의 구동을 제어하여 거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)가 진수평 선상에 위치하도록 하며, 거리측정부(30)의 레이저 송수신기(32)에 의하여 각각 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 생성한다. 여기서, 홀컵의 위치 정보란 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 사용자의 볼 위치(Pb; 도 4 참조)로부터 홀컵(C)의 위치(Pc: 도 4 참조)까지의 거리 데이터이며, 홀컵의 경사도 정보란 홀컵(C) 주위의 좌우 경사도(도 9 참조) 및 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)의 위치(Pc)까지의 고저 높이에 관한 데이터이다.
출력부(60)는 제어부(50)에 의하여 생성되는 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 출력하기 위하여 케이싱(10)의 외부에 구비되는 디스플레이로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골프장 그린의 비접촉식 측정장치의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 4(도면 상의 X, Y 및 Z 좌표축의 원점은 설명의 편의를 의하여 도면상의 좌측에 도시하였음)에 도시된 바와 같이, 수평면(도면상의 XZ 평면)에 대하여 소정의 경사각(
Figure 112016057972607-pat00005
)으로 경사진 경사면(INS) 상에 홀컵(C)이 위치한 경사면(INS)의 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb; 한 쌍의 레이저 송수신기(32)들을 연결하는 중심점으로부터 연직한 지면의 위치)로부터 수직하게 일정 높이에 위치한 위치(Pm; 사용자가 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100)를 파지하고 있는 위치로서 한 쌍의 레이저 송수신기(32)들을 연결하는 중심점)에서 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)로 거리 측정을 위한 레이저 빔(L1, L2; L)이 조사된 경우를 예시하기로 한다.
도 4는 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)의 수직 높이(Y 축 방향의 높이
Figure 112016057972607-pat00006
,
Figure 112016057972607-pat00007
)가 홀컵(C)의 수직 높이
Figure 112016057972607-pat00008
와 동일한 경우로서, 이에 대하여 한 쌍의 레이저 송수신기(32)가 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)로 조사되는 평면상에서 바라본 개략도는 도 5와 같으며, YZ 평면상에서 바라본 개략도는 도 6과 같다. 설명의 편의를 위하여 도 5와 도 6을 같이 참조하면서 설명하기로 한다. 도 4 내지 6에 있어서, 홀컵의 위치는 Pc로 표기되어 있으며, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)들을 연결하는 중심점(Pm)으로부터 지면상의 홀컵(C)의 중심 위치(Pc)를 지나는 선은 Line1으로 표기되어 있으며, 진수평면(XZ 평면) 상에서 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 시작하여 상기 선(Line1)과 교차되는 선(Line 2)의 접점은 Pe로 표기되며, 홀컵(C)의 중심위치(Pc)에서 연직방향으로 연장되어 선(Line 2)과 교차되는 교점은 Pn로 표기되며, 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)와 홀컵 위치(Pc)를 연결하는 선은 Line3로 표기되며, 각도
Figure 112016057972607-pat00009
는 진수평면(XZ 평면) 상의 선(Line2)과 경사면(INS) 상의 선(Line3) 사이의 각이며, 각도
Figure 112016057972607-pat00010
는 진수평면(XZ 평면) 상의 선(Line2)과 레이저 빔 조사면 상의 선(Line1) 사이의 각이며, 높이
Figure 112016057972607-pat00011
은 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)와 한 쌍의 레이저 송수신기(32)들을 연결하는 중심점(Pm) 사이의 거리(수직 높이)이며, 거리
Figure 112016057972607-pat00012
는 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)와 교점(Pn) 사이의 거리이며, 거리
Figure 112016057972607-pat00013
는 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)와 홀컵 위치(Pc) 사이의 경사면(INS) 선상의 거리이며, 높이
Figure 112016057972607-pat00014
는 교점(Pn)과 홀컵 위치(Pc) 사이의 거리(수직 높이)로서 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)의 수직 높이(Y 축 방향의 높이
Figure 112016057972607-pat00015
,
Figure 112016057972607-pat00016
)의 평균값이며, 거리
Figure 112016057972607-pat00017
는 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 연결하는 연결선에 수직한 법선에 대하여 각 레이저 송수신기(32)로부터 각 레이저 송수신기(32)가 홀컵(C) 주위의 조사되는 각 포인트(P1, P2)까지의 거리를 각각 정사영한 거리(
Figure 112016057972607-pat00018
,
Figure 112016057972607-pat00019
)의 평균값으로서 한 쌍의 레이저 송수신기(32)들을 연결하는 중심점(Pm)과 홀컵 위치(Pc) 사이의 거리이다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 송수신기(32)에 의하여 레이저 빔(L1, L2; L)이 전면에 대하여 서로 외측으로 소정의 각도(
Figure 112016057972607-pat00020
)로 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)에 대하여 조사되며, 레이저 송수신기(32)로부터 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)까지 레이저 빔(L1, L2; L)의 거리(
Figure 112016057972607-pat00021
;
Figure 112016057972607-pat00022
과
Figure 112016057972607-pat00023
의 평균값)가 측정된다. 여기서,
Figure 112016057972607-pat00024
과
Figure 112016057972607-pat00025
는 각 레이저 송수신기(32)로부터 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)까지의 측정 거리이다.
한 쌍의 레이저 송수신기(32)의 중심점 사이의 거리가 Lo라 할 때, 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2) 사이의 거리
Figure 112016057972607-pat00026
로 주어지며, 레이저 송수신기(32) 사이의 중심점(Pm)으로부터 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)까지의 최단 거리
Figure 112016057972607-pat00027
로 주어진다.
한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 진수평면(XZ 평면)에 대한 홀컵(C)의 수직 높이(홀컵 위치(Pc)와 교점(Pn) 사이의 거리)
Figure 112016057972607-pat00028
로 주어지며, 사용자가 서 있는 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)이 위치하는 진수평면(XZ 평면)의 거리(관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)와 교점(Pn) 사이의 거리)
Figure 112016057972607-pat00029
로 주어진다. 여기서,
Figure 112016057972607-pat00030
은 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 한 쌍의 레이저 송수신기(32)들을 연결하는 중심점(Pm)의 거리로서, 사용자에 의하여 사전에 제어부(50)에 입력되어 저장되는 것이 바람직하며, 필요에 따라 중심점(Pm)으로부터 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)까지 레이저 송수신기(32)를 연직으로 조사하여 측정하여 제어부(50)에 입력되어도 좋다.
한편, 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)와 홀컵 위치(Pc) 사이의 경사면(INS) 상의 거리
Figure 112016057972607-pat00031
로 주어진다.
전술한 바와 같이 홀컵(C)의 주위의 포인트(P1, P2)가 좌우 경사를 가지고 있지 않을 경우, 사용자는 홀컵(C)이 사용자가 서 있는 위치의 진수평면(XZ 평면)에 대하여 수직으로 위치한 높이(
Figure 112016057972607-pat00032
), 진수평면(XZ 평면) 상에서 사용자가 서 있는 관측 위치인 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)까지의 진수평면(XZ 평면)의 거리(
Figure 112016057972607-pat00033
), 및 사용자의 볼 위치(Pb)와 홀컵 위치(Pc) 사이의 경사면상의 거리(
Figure 112016057972607-pat00034
)를 제어부(50)는 위의 연산을 통하여 출력부(60)에 디스플레이한다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 홀컵(C) 주위에 좌우 경사가 존재하는 경우, 예를 들면 좌측이 우측보다 높은 경우에 대하여 설명하기로 한다. 홀컵 주위에 좌우 경사가 존재하는 도 7 내지 도 8에 있어서 이에 대응되어 좌우 경사가 존재하지 않는 도 4 내지 도 6과의 차이점을 위주로 설명하기로 하며, 혼동이 되지 않는 범위 내에서 동일한 작용을 위한 부호는 동일한 참조번호로 나타내기로 하며, 홀컵 주위에 좌우 경사가 존재함에 따라 레이저 송수신기(32)에 의하여 조사되는 홀컵(C) 주위의 포인트는 P1´과 P2´로 표기하여, 도 4 내지 도 6의 포인트 P1과 P2와 구분하기로 하며, 도 8에 있어서 포인트 P1과 P2는 도 7에 있어서 홀컵 주위에 좌우경사(X 축의 경사)가 존재하지 않는다고 가정할 경우 홀컵 주위에 레이저 빔(L1, L2; L)이 조사되는 가상의 포인트이다. 도 7과 도 8에 있어서, 사용자가 홀컵 방향으로 보았을 때 홀컵의 좌측이 우측보다 높은 경사로 되어있기 때문에, 홀컵(C) 주위의 좌측에 레이저 빔(L1)이 경사면에 도달되는 포인트 P1´까지의 거리(
Figure 112016057972607-pat00035
)는 홀컵(C) 주위의 우측에 레이저 빔(L2)이 경사면에 도달되는 포인트 P2´까지의 거리(
Figure 112016057972607-pat00036
)보다 작게 된다.
마찬가지로, 레이저 빔(L1, L2; L)에 의하여 레이저 송수신기(32)로부터 포인트(P1´, P2´)로 도달하는 거리는 각각
Figure 112016057972607-pat00037
과
Figure 112016057972607-pat00038
로 표기하여, 도 4 내지 도 6의
Figure 112016057972607-pat00039
및
Figure 112016057972607-pat00040
과 구분하기로 한다. 또한, 거리
Figure 112016057972607-pat00041
,
Figure 112016057972607-pat00042
는 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 연결하는 연결선에 수직한 법선에 대하여 각 레이저 송수신기(32)로부터 각 레이저 송수신기(32)가 홀컵(C) 주위의 조사되는 각 포인트(P1´, P2´)까지의 거리를 각각 정사영한 거리이며, 거리
Figure 112016057972607-pat00043
는
Figure 112016057972607-pat00044
과
Figure 112016057972607-pat00045
의 평균값이다.
한편, 도 9에 있어서, 도면부호 Line4는 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)를 연결하는 선이며,
Figure 112016057972607-pat00046
는 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)들 사이의 거리이며, 각도
Figure 112016057972607-pat00047
는 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)를 연결하는 선(Line4)과 진수평면(XZ 평면) 사이의 각이다.
마찬가지로 홀컵(C) 주위의 각 포인트(P1, P2)에 대한 진수평면(XZ 평면) 상의 각 높이차
Figure 112016057972607-pat00048
로 주어진다. 여기서, 각 포인트(P1, P2)의 진수평면에 대한 수직 높이
Figure 112016057972607-pat00049
과
Figure 112016057972607-pat00050
는 전술한
Figure 112016057972607-pat00051
의 식을 각 레이저 송수신기(32)에 대하여 각각 적용하여 첨자로 구분하기로 한다. 한편, 홀컵(C) 주위의 포인트(P1, P2)들 사이에 대한 진수평면상의 정사영 거리
Figure 112016057972607-pat00052
이므로 홀컵 주위의 좌우 경사각
Figure 112016057972607-pat00053
로 주어진다.
홀컵이 좌우 경사면 상에 존재할 경우에도, 전술한 바와 같이 레이저 송수신기가 진수평면에 대하여 수평으로 위치한 상태에서 측정되는 홀컵 주위의 정보를 바탕으로 관측 위치으로부터 홀컵까지의 거리, 홀컵의 진수평면(XZ 평면)에 대한 높이, 홀컵의 좌우 경사각
Figure 112016057972607-pat00054
를 제어부(50)는 출력부(60)로 하여금 디스플레이하도록 한다.
따라서 본 발명에 의하면 사용자로 하여금 그린에서 퍼팅시 간편하게 홀컵 주위의 퍼팅을 위한 정보를 획득하도록 하도록 함으로써 보다 정확한 퍼팅을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 변형예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)가 진수평면에 대하여 평행하게 위치하도록 하기 위하여, 스테핑 모터 대신에 한 쌍의 레이저 송수신기(32)가 회전축(42´)에 대하여 자유로이 회전이 되어 진수평면에 대하여 평행이 되도록 하기 위한 암(44)을 구비한다.
즉, 본 발명의 변형예에 의하면, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)는 암(44)의 양단부에 구비되며, 암(44)의 중심에는 회전축(42´)이 구비된다. 회전축(42´)은 케이싱(10)의 내측면에 대하여 지지대(46)를 매개하여 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 변형예(미도시)에 의하면, 한 쌍의 레이저 송수신기가 케이싱에 대하여 고정되도록 구비된다. 본 발명의 다른 변형예에 있어서 한 쌍의 레이저 송수신기가 케이싱에 대하여 고정되는 구성만 다를 뿐 전술한 실시예와 동일한 구성을 가진다. 이 때, 레이저 송수신기가 케이싱에 대하여 고정됨에 따른 레이저 빔의 경로는 좌표 변환에 의하여 변환되며 그에 따라 전술한 결과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 변형예에 의하면, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)에 의하여 조사되는 빔을 홀컵 주위의 경사각에 맞추어 조사하여 각 레이저 송수신기(32)로부터 거리 값을 측정하게 된다. 이 때, 제어부는 홀컵 주위의 퍼팅을 위한 정보는 홀컵 주위가 가상의 일정한 평면을 이룬다는 가정하에서 연산이 이루어지도록 한다.
10: 케이싱
20: 관성측정부
30: 거리측정부
32: 레이저 송수신기
34: 연결축
40: 회전 구동부
42: 회전축
44: 암
50: 제어부
60: 출력부
70: 스위치
80: 투시창
82: 기준선

Claims (7)

  1. 케이싱(10) 내에 케이싱(10)의 관성 변화를 측정하기 위한 관성측정부(20);
    가변적으로 회전되어 거리측정을 위한 한 쌍의 레이저 송수신기(32)를 구비한 거리측정부(30);
    거리측정부(30)를 진수평으로 회전시키기 위한 회전 구동부(40);
    회전 구동부(40)의 구동을 제어하며 거리측정부(30)에 의하여 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터와 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터를 생성하기 위한 제어부(50); 및
    제어부(50)에 의하여 생성되는 홀컵의 위치 정보와 홀컵의 경사도 정보를 출력하기 위하여 케이싱(10)의 외부에 구비되는 출력부(60)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100).
  2. 제1항에 있어서, 한 쌍의 레이저 송수신기(32)는 서로 외측으로 소정의 각도(
    Figure 112016057972607-pat00055
    )로 회전축(42)의 중심점에 대하여 대칭적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 구동부(40)는 레이저 송수신기(32)를 진수평으로 회전시키기 위한 스텝핑 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 구동부(40)는 레이저 송수신기(32)를 진수평으로 회전시키기 위한 회전 진자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100).
  5. 제3항에 있어서, 제어부(50)는 관성측정부(20)에 의하여 측정되는 관성변화에 대응하여 회전 구동부(40)의 구동을 제어하여 한 쌍의 레이저 송수신기(32)가 진수평 선상에 위치하도록 하며,
    한 쌍의 레이저 송수신기(32)에 의하여 각각 측정된 거리와 관성측정부(20)에 의하여 측정된 관성 변화로부터 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터와 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100).
  6. 제5항에 있어서, 홀컵의 위치 정보에 관한 데이터는 사용자의 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)의 위치(Pc)까지의 거리 데이터이며, 홀컵의 경사도 정보에 관한 데이터는 홀컵(C) 주위의 좌우 경사도 및 볼 위치(Pb)로부터 홀컵(C)의 위치(Pc)까지의 고저 높이에 관한 데이터인 것을 특징으로 하는 골프장 그린의 비접촉식 측정장치(100).
  7. 삭제
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PCT/KR2017/006003 WO2017217698A1 (ko) 2016-06-16 2017-06-09 골프장 그린의 비접촉식 측정장치
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