KR101865576B1

KR101865576B1 - 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR101865576B1
Application number: KR1020160007912A
Authority: KR
Inventors: 주상현; 김세환; 고봉경
Original assignee: 주식회사 골프존뉴딘홀딩스
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR20170088049A; CN108495691A; CN108495691B; US20190015699A1; WO2017126850A1; US10486024B2; TWI638679B; JP2019508094A; TW201726209A

Abstract

본 발명은 사용자의 야구 연습 또는 야구 게임을 위한 야구 연습 장치에 있어서 투구 또는 타격된 볼의 운동에 대한 이미지를 취득하여 그 취득된 이미지를 분석함으로써 볼이 어떤 운동을 하는지에 대한 정확하고 빠른 운동 모델을 산출해 내어 투구 또는 타격에 따른 볼의 운동 파라미터 산출 등 야구 연습 또는 야구 게임의 진행에 필요한 여러 가지 다양한 정보를 상당히 정확하고 빠르게 산출할 수 있는 이미지 처리 방식의 센싱장치 및 센싱방법, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법{APPARATUS FOR BASE-BALL PRACTICE, SENSING DEVICE AND SENSING METHOD USED TO THE SAME AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 볼 피칭장치에서 발사되는 볼을 사용자가 배트로 타격하는 방식의 야구 연습 장치 또는 소정 크기의 실내 공간에서 볼 피칭장치에 의해 발사되는 볼을 사용자가 배트로 타격하고 이를 센싱장치가 센싱하여 그 센싱 결과에 따른 시뮬레이션 영상을 구현하는 소위 스크린 야구 시스템과 같은 야구 연습장치 및 이에 이용되는 센싱장치, 센싱방법, 상기 야구 연습 장치의 제어방법에 관한 것이다.

최근 야구 인구가 증가하면서, 넓은 야구 경기장에서 실제 야구 플레이를 하기 어려운 한계를 극복하고 좁은 실내 공간에서도 야구 경기의 현장감을 느끼면서 가상으로 야구 플레이를 할 수 있도록 하는 소위 스크린 야구 시스템이 등장하게 되었다.

통상적으로 스크린 야구 시스템은 실내에 소정 크기의 공간에서 사용자가 배팅을 할 수 있는 타석과 가상의 야구장을 디스플레이할 수 있는 스크린을 설치하고, 그 스크린 뒷면에 설치되는 피칭머신이 타석 쪽으로 볼을 피칭하면 타석에서 볼을 타격할 준비를 하고 있는 사용자는 피칭머신으로부터 피칭된 볼을 타격하고, 이때 센싱장치가 피칭된 볼 및 사용자에 의해 타격된 볼의 움직임을 센싱하여 그 센싱 결과에 기초하여 스트라이크인지 볼인지 여부의 판정과 상기 스크린 상에 타격된 볼의 궤적에 대한 시뮬레이션 영상을 구현한다.

상기한 센싱장치와 관련하여, 종래의 스크린 야구 시스템 등에서는 투구된 볼 또는 타격된 볼이 지나가는 길목에 다수의 발광센서 및 수광센서에 의해 구성되는 광센서 장치 복수개 설치하고 볼이 그 광센서 장치를 지나갈 때 발광센서에서 조사되어 볼에 의해 반사된 광을 수광함으로써 복수개의 광센서 장치 각각에서 볼의 좌표 정보를 얻어서 이를 기초로 투구 또는 타구에 대한 볼의 속도, 방향 등의 파라미터를 산출하였었다.

그리고, 사용자가 배트를 들고 타격을 하는 경우에는 별도의 센서장치로써 사용자의 스윙 여부나 타격 여부를 감지하였었다.

한국특허출원 제10-2015-0041844호, 한국특허출원 제10-2015-0041861호, 한국특허출원 제10-2014-0054105호, 미국등록특허 제5443260호, 일본등록특허 제4743763호 등 다수의 선행기술문헌에서 상기한 기술 내용에 대해 개시하고 있다.

상기한 바와 같은 광센서 기반의 센서장치를 이용하는 경우, 상당히 많은 발광센서 및 수광센서를 이용하여야 하므로 센서장치에 대한 비용이 상당히 높아지는 것은 별론, 센서장치에 대한 파손 및 오작동 등의 가능성이 높아 유지 및 보수가 상당히 어려우며, 그럼에도 불구하고 볼 운동에 대한 정확한 해석에 한계가 있으므로 볼 운동에 대한 시뮬레이션의 정확도가 매우 낮다는 문제점이 있었다.

야구 연습 장치에서 투구 또는 타격된 볼의 운동에 대한 이미지를 취득하여 그 취득된 이미지를 분석함으로써 볼이 어떤 운동을 하는지에 대한 여러 가지 다양한 정보를 산출할 수 있는 이미지 처리 방식의 센싱장치가 등장하였다.

이미지 처리 방식의 센싱장치의 경우 다수 프레임의 이미지를 처리하여 투구 또는 타격에 따른 볼의 운동에 대해 정확한 분석을 할 수 있다는 장점은 있지만, 처리하여야 할 이미지와 그 이미지의 처리에 의해 발생되는 데이터가 상당히 방대하기 때문에 효과적이고 신속한 처리가 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 본 발명은 영상을 기반으로 사용자가 타석에서 볼을 타격하는 방식으로 공격할 수도 있고 볼을 피칭하는 방식으로 수비할 수도 있는 가상 환경 및 플레이 방식을 제공하는 야구 연습 장치와 이와 같은 야구 연습 장치에서 상기 사용자가 공격을 하는 경우와 수비를 하는 경우 각각에 대해 볼 운동에 대한 센싱 프로세스를 각각 마련하여 어느 경우에나 정확하고 빠르게 센싱 정보를 산출할 수 있도록 하는 센싱장치 및 센싱방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치는, 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치로서, 볼이 운동하는 것에 대한 이미지를 지속적으로 촬영하는 카메라 유닛; 및 상기 카메라 유닛에 의해 촬영되는 이미지 각각에 대해 미리 설정된 트리거 영역을 추출 및 분석하여 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키며, 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱 프로세스를 진행하여 상기 운동하는 볼에 대한 센싱 정보를 산출하는 센싱처리유닛을 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 센싱처리유닛은, 상기 사용자가 타석에서 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격할 때 상기 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼 및 상기 발사된 볼이 타격되었을 때 타격된 볼 중 적어도 하나에 대한 볼의 운동을 센싱하는 타자모드와, 상기 사용자가 볼을 피칭함에 따라 피칭되어 운동하는 볼의 운동을 센싱하는 투수모드를 선택적으로 실행하도록 구성되며, 상기 야구 연습 장치의 제어장치로부터 전송되는 신호에 따라 상기 타자모드를 실행할지 상기 투수모드를 실행할지 결정하여 그 결정된 모드에 따른 프로세스를 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 센싱처리유닛은, 상기 타자모드가 실행될 때, 상기 트리거 영역을 추출하여 분석함에 따라 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하고, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되면 운동하는 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽 방향을 향하는 제1 방향인지 여부를 판단하며, 상기 볼의 진행 방향이 상기 제1 방향인 경우 상기 트리거를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 센싱처리유닛은, 상기 투수모드가 실행될 때, 상기 트리거 영역을 추출하여 분석함에 따라 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하고, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되면 운동하는 볼의 진행 방향이 상기 타석 반대쪽 방향을 향하는 제2 방향인지 여부를 판단하며, 상기 볼의 진행 방향이 상기 제2 방향인 경우 상기 트리거를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치의 센싱방법은, 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 타석에서 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격하는 방식으로 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서, 상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하는 단계; 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계; 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 트리거를 발생시키는 단계는, 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석하여 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되고, 상기 운동하는 볼의 진행 방향을 분석하여 미리 설정된 방향으로 볼이 진행하는 경우에 상기 트리거를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 트리거를 발생시키는 단계는, 상기 추출된 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 상기 이미지 또는 상기 추출된 트리거 영역을 분석하여 볼 진행 방향이 상기 타석 쪽을 향하는 방향인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 볼 진행 방향이 상기 타석 쪽을 향하는 방향인 경우, 상기 트리거를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계는, 상기 트리거 발생을 기준으로 미리 설정된 시점에 취득된 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 단계와, 상기 트리거 발생시를 기준으로 그 이전 또는 그 이후 또는 그 이전 및 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 상기 촬영된 이미지로부터 수집하는 단계와, 상기 레퍼런스 이미지를 이용하여 상기 수집된 이미지 각각에서 볼 검출 및 상기 검출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표 데이터를 산출하는 단계와, 상기 볼의 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼 및 상기 사용자에 의해 타격되어 운동하는 볼 중 적어도 하나에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센싱장치의 센싱방법은, 스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 마운드에서 상기 스크린을 향하여 볼을 피칭하는 방식으로 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서, 상기 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하는 단계; 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계; 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 트리거를 발생시키는 단계는, 상기 추출된 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 상기 이미지 또는 상기 추출된 트리거 영역을 분석하여 볼 진행 방향이 상기 스크린 쪽을 향하는 방향인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 볼 진행 방향이 상기 스크린 쪽을 향하는 방향인 경우, 상기 트리거를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계는, 상기 트리거 발생을 기준으로 미리 설정된 시점에 취득된 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 단계와, 상기 트리거 발생시를 기준으로 그 이전 또는 그 이후 또는 그 이전 및 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 상기 촬영된 이미지로부터 수집하는 단계와, 상기 레퍼런스 이미지를 이용하여 상기 수집된 이미지 각각에서 볼 검출 및 상기 검출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표 데이터를 산출하는 단계와, 상기 볼의 좌표 데이터를 이용하여 상기 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 센싱장치의 센싱방법은, 스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서, 상기 사용자가 타석에서 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격하는 경우에 볼 운동의 센싱 프로세스를 진행하는 타자모드 및 상기 사용자가 상기 스크린을 향하여 볼을 피칭하는 경우에 볼 운동의 센싱 프로세스를 진행하는 투수모드 중 어느 하나의 모드를 상기 야구 연습 장치의 제어장치로부터의 신호에 따라 실행하는 단계; 상기 타자모드 및 투수모드 중 어느 하나의 모드가 실행됨에 따라, 카메라 유닛에 의한 이미지 촬영이 진행되는 단계; 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계; 상기 트리거 영역 내에서 볼의 검출 및 볼의 진행 방향 검출에 의해 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 트리거 영역은 상기 타자모드의 경우에 미리 설정되는 제1 트리거 영역 및 상기 투수모드의 경우에 미리 설정되는 제2 트리거 영역 을 포함하며, 상기 타자모드 실행시, 상기 트리거 영역을 추출하는 단계는 상기 제1 트리거 영역을 추출하는 단계를 포함하고, 상기 트리거를 발생시키는 단계는, 상기 추출된 제1 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와, 상기 제1 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 상기 이미지 또는 상기 추출된 제1 트리거 영역을 분석하여 볼 진행 방향이 상기 타석 쪽 방향을 향하는 제1 방향인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 볼 진행 방향이 상기 제1 방향인 경우, 상기 타자모드에서 상기 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 제1 트리거를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 투수모드 실행시, 상기 트리거 영역을 추출하는 단계는 상기 제2 트리거 영역을 추출하는 단계를 포함하고, 상기 트리거를 발생시키는 단계는, 상기 추출된 제2 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와, 상기 제2 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 상기 이미지 또는 상기 추출된 제2 트리거 영역을 분석하여 볼 진행 방향이 상기 스크린 쪽 방향을 향하는 제2 방향인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 볼 진행 방향이 상기 제2 방향인 경우, 상기 투수모드에서 상기 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 제2 트리거를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치의 제어방법은, 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치의 제어방법으로서, 상기 야구 연습 또는 야구 게임을 위한 영상을 구현하는 제어장치에 의해 가상의 투수가 볼을 투구하는 영상을 구현하는 단계; 상기 가상의 투수의 볼 투구 영상과 동기화되어 볼 피칭장치가 타석 쪽으로 볼을 발사하도록 제어하는 단계; 센싱장치가, 상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하고, 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계; 상기 센싱장치가, 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱장치가 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하여 센싱 정보를 산출하는 단계; 및 상기 제어장치가 상기 센싱장치로부터 상기 센싱 정보를 전달받아 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자가 볼을 타격한 경우의 시뮬레이션 영상 또는 상기 사용자가 볼을 타격하지 않은 경우의 야구 연습 및 야구 게임 진행에 관한 영상을 구현하는 단계를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 센싱장치가 미리 설정하는 상기 트리거 영역은, 상기 각 이미지 상의 일측에 위치하는 1번 트리거 영역과 타측에 위치하는 2번 트리거 영역을 포함하며, 상기 트리거를 발생시키는 단계는, 상기 1번 트리거 영역 내에서 볼이 검출되고 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽 방향을 향하는 제1 방향인 경우 상기 트리거를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 트리거가 발생된 경우, 상기 센싱장치는 상기 2번 트리거 영역을 추출하여 그 추출된 상기 2번 트리거 영역 내에서 볼이 검출되고 볼의 진행 방향이 상기 타석 반대쪽 방향을 향하는 제2 방향인 경우 상기 사용자에 의해 타격된 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 야구 연습 장치의 제어방법은, 스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치의 제어방법으로서, 상기 야구 연습 또는 야구 게임을 위한 영상을 구현하는 제어장치에 의해 가상의 포수, 가상의 타자 및 가상의 심판에 관한 영상을 구현하는 단계; 센싱장치가, 상기 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하고, 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계; 상기 센싱장치가, 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱장치가 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하여 센싱 정보를 산출하는 단계; 및 상기 제어장치가 상기 센싱장치로부터 상기 센싱 정보를 전달받아 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자가 피칭한 볼에 대해 상기 가상의 포수, 타자 및 심판이 대응하는 것에 관한 영상을 구현하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치는, 스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치로서, 사용자의 타격이 이루어지는 타석을 향하여 볼을 발사하는 볼 피칭장치; 상기 볼 피칭장치에서 발사된 볼, 상기 사용자에 의해 타격된 볼 또는 상기 사용자에 의해 피칭된 볼이 운동하는 것에 대한 이미지를 지속적으로 촬영하여 수집하고 상기 각 수집된 이미지를 분석하여 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하여 상기 운동하는 볼에 대한 센싱 정보를 산출하는 센싱장치; 및 상기 센싱장치에 의해 산출되는 정보를 전달받아 상기 전달받은 정보에 기초하여 상기 야구 연습 또는 야구 게임의 진행을 위한 영상을 구현하는 제어장치를 포함하며, 상기 제어장치는, 가상의 투수를 포함하는 수비팀에 관한 영상을 구현하고 상기 사용자가 상기 타석에서 상기 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격하는 방식으로 게임이 진행되는 공격모드 또는 상기 사용자가 타격 연습을 할 수 있도록 하는 타격연습모드와, 가상의 포수, 타자, 심판에 관한 영상을 구현하고 상기 사용자가 상기 타석에서 볼을 피칭하는 방식으로 게임이 진행되는 수비모드 또는 상기 사용자가 볼을 피칭하는 연습을 할 수 있도록 하는 피칭연습모드 중 어느 하나를 선택적으로 실행하거나 교대로 실행하도록 구성되고, 실행되는 모드에 대해 상기 센싱장치로 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 센싱장치는, 상기 공격모드 또는 타격연습모드에 대응하여 볼 운동의 센싱 프로세스를 진행하는 타자모드 및 상기 수비모드 또는 피칭연습모드에 대응하여 볼 운동의 센싱 프로세스를 진행하는 투수모드 중 어느 하나의 모드를 상기 제어장치로부터의 신호에 따라 실행하도록 구성되며, 상기 타자모드 및 투수모드 중 어느 하나의 모드가 실행됨에 따라, 상기 카메라 유닛에 의해 촬영되는 이미지 각각에 대해 미리 설정된 트리거 영역을 추출 및 분석하여 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키며, 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱 프로세스를 진행하여 상기 운동하는 볼에 대한 센싱 정보를 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법은, 투구 또는 타격된 볼의 운동에 대한 이미지를 취득하여 그 취득된 이미지를 분석함으로써 볼이 어떤 운동을 하는지에 대한 정확하고 빠른 운동 모델을 산출해 내어 투구 또는 타격에 따른 볼의 운동 파라미터 산출 등 야구 연습 또는 야구 게임의 진행에 필요한 여러 가지 다양한 정보를 상당히 정확하고 빠르게 산출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 영상을 기반으로 사용자가 타석에서 볼을 타격하는 방식으로 공격할 수도 있고 볼을 피칭하는 방식으로 수비할 수도 있도록 하는 야구 연습 장치를 제공함으로써 사용자로 하여금 야구에 있어서 공격과 수비 등 다양한 플레이를 할 수 있도록 하며, 이와 같은 야구 연습 장치에서 상기 사용자가 공격을 하는 경우와 수비를 하는 경우 각각에 대해 본 발명에 따른 센싱장치 및 센싱방법은, 볼 운동에 대한 센싱 프로세스를 각각 마련하여 어느 경우에나 정확하고 빠르게 센싱 정보를 산출할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치로서 가상 야구 시뮬레이션 시스템, 즉 소위 스크린 야구 시스템이 구현된 예를 나타낸 것으로서, 도 1은 공격모드의 경우, 도 2는 수비모드의 경우에 대해 각각 나타내고 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 야구 연습 장치의 구성에 관하여 나타낸 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 구성을 갖는 야구 연습 장치에 있어서 센싱장치의 센싱방법과 제어장치에 의한 제어방법에 관하여 나타낸 있는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치의 카메라유닛 중 하나의 카메라에서 촬영하고 있는 영상을 가정하여 나타낸 도면으로서, 다수 프레임의 이미지 상에서 나타나는 볼 이미지를 한꺼번에 나타내어 센싱장치가 볼을 검출하고 트리거 영역을 추출 및 분석하여 볼 운동 모델 산출을 위한 프로세스를 개시하는 트리거 발생에 관하여 설명하기 위한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센싱장치가 두 개의 트리거 영역을 각각 설정해 놓고 분석하는 경우에 관하여 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치의 카메라유닛 중 하나의 카메라에서 촬영하고 있는 영상을 가정하여 나타낸 도면으로서, 다수 프레임의 이미지 상에서 나타나는 볼 이미지를 한꺼번에 나타내어 센싱장치가 볼을 검출하고 트리거 영역을 추출 및 분석하여 볼 운동 모델 산출을 위한 프로세스를 개시하는 트리거 발생에 관하여 설명하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법에 관한 좀 더 구체적인 내용을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 "야구 연습 장치"는, 단순히 타격 연습을 할 수 있도록 피칭머신이 볼을 피칭하고 타석에서 사용자가 그 피칭된 볼을 타격하는 방식의 야구 연습 시스템은 물론, 실내에 소정 크기의 공간에서 사용자가 배팅을 할 수 있는 타석과 가상의 야구장을 디스플레이할 수 있는 스크린을 설치하고 피칭머신이 타석 쪽으로 볼을 피칭하면 타석에서 볼을 타격할 준비를 하고 있는 사용자는 피칭머신으로부터 피칭된 볼을 타격하며 센싱장치가 피칭된 볼 및 사용자에 의해 타격된 볼의 움직임을 센싱하여 그 센싱 결과에 기초하여 스크린 상에 타격된 볼의 궤적에 대한 시뮬레이션 영상을 구현하는 가상 야구 시뮬레이션 시스템 등을 모두 포함하는 개념으로 정의하고 이하 본 발명에 대한 구체적인 설명을 하도록 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치에 관하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치로서 가상 야구 시뮬레이션 시스템, 즉 소위 스크린 야구 시스템이 구현된 예를 나타낸 것으로서, 도 1은 사용자가 볼을 타격하는 방식의 공격모드에서 플레이하는 경우를 나타내고 도 2는 사용자가 볼을 피칭하는 방식의 수비모드에서 플레이하는 경우를 나타낸다. 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 야구 연습 장치의 구성에 관하여 나타낸 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치는 일반적인 스크린 야구 시스템과 마찬가지로 측벽(11)과 후벽(12) 등에 의해 형성되는 공간에 타석(30)과 스크린(20)을 마련하여, 상기 타석(30)의 타석부(31 또는 32, 여기서 도면번호 31은 우타석부를, 도면번호 32는 좌타석부를 각각 나타낸다. 이하 상기 우타석부 및 좌타석부를 통칭하여 "타석부"라 하기로 하고 상기 "타석부"는 우타석부 및 좌타석부 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 정의하기로 한다)에서 사용자가 배트를 들고 스윙 및 볼 타격을 할 수 있도록 구현된다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치는 사용자가 타자가 되어 볼을 타격하는 공격모드(센싱장치에 있어서는 타자모드)와 사용자가 투수가 되어 볼을 피칭하는 수비모드(센싱장치에 있어서는 투수모드)를 선택적으로 제공할 수 있는데, 이 경우에는 상기한 타석(30)이 수비모드시에는 마운드가 되어 도 2에 도시된 바와 같이 타석(30)을 마운드 삼아 사용자는 수비모드에 따른 볼 피칭을 할 수 있다.

상기 스크린부(20)와 후벽(12) 사이의 공간부(SP)에는 상기 스크린(20) 상에 투영될 야구 시뮬레이션 영상에 관한 정보 처리를 위한 제어장치(300)가 구비될 수 있고(제어장치(300)에서 처리된 영상은 영상출력부(420)를 통해 스크린부(20)에 투영된다), 타석(30) 쪽으로 볼(1)을 피칭할 수 있는 볼 피칭장치(100)가 설치될 수 있으며, 상기 스크린(20) 상의 상기 볼 피칭장치(100)의 볼이 발사되는 부분과 대응되는 위치에 볼(1)이 통과할 수 있도록 피칭홀(22)이 형성될 수 있다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 볼 피칭장치(100)는 그 전면 쪽에 상기 스크린(20) 상의 피칭홀(22)을 개폐할 수 있도록 하는 홀 개폐부(23)를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자(P1)가 볼 피칭장치(100)로부터 발사되는 볼을 타격하는 방식으로 야구 게임이 진행되는 공격모드 또는 사용자(P1)가 타격 연습을 할 수 있도록 하는 타격연습모드를 설정해 놓고 상기 공격모드 또는 타격연습모드에 따라 야구 연습 또는 야구 게임을 진행할 수 있다.

이때 스크린(20)에 투영되는 영상 상에는 가상의 투수를 포함하는 수비팀에 관한 영상을 구현하여 사용자(P1)가 가상의 야구장 공간에서 가상의 수비팀을 상대로 공격을 하는 형태로 야구 연습 또는 야구 게임이 진행될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 사용자(P2)가 직접 볼(1)을 스크린(20) 쪽으로 피칭하는 방식으로 야구 게임이 진행되는 수비모드 또는 사용자(P2)가 볼을 피칭하는 연습을 할 수 있도록 하는 피칭연습모드를 설정해 놓고 상기 수비모드 또는 피칭연습모드에 따라 야구 연습 또는 야구 게임을 진행할 수 있다.

이때 스크린(20)에 투영되는 영상 상에는 가상의 포수, 타자, 심판에 관한 영상을 구현하여 사용자(P2)가 가상의 야구장 공간에서 가상의 공격팀을 상대로 수비를 하는 형태로 야구 연습 또는 야구 게임이 진행될 수 있다.

상기 공격모드 및 수비모드는 사용자에 의해 선택적으로 진행될 수도 있고 사용자 자신이 소속된 팀과 사용자가 선택한 또는 미리 정해진 상대팀과 가상의 야구장 공간에서 실제 야구 경기를 하는 것처럼 공격과 수비를 번갈아가며, 즉 공격모드와 수비모드가 교대로 실행되도록 하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치의 제어장치가 공격모드 또는 타격연습모드를 실행할 때에는 센싱장치는 해당 모드에 맞게 센싱 프로세스를 진행할 수 있도록 설정되고, 제어장치가 수비모드 또는 피칭연습모드를 실행할 때에도 해당 모드에 맞게 센싱 프로세스를 진행할 수 있도록 설정된다. 이에 대한 좀 더 구체적인 사항은 후술하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치의 제어계통을 살펴보면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제어장치(300), 볼 피칭장치(100), 센싱장치(200) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 볼 피칭장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 볼 공급부(110), 피칭 구동부(120) 및 피칭 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 볼 공급부(110)는 다수의 볼이 보관된 보관함에서 볼을 하나씩 이송하여 피칭 구동부(120)로 공급하는, 즉 피칭을 위한 위치로 볼을 공급하는 구성요소이다.

상기 피칭 구동부(120)는 상기 볼 공급부(110)에 의해 공급된 볼을 발사하는 구성요소로서, 하나의 휠을 회전시키고 가이드판과의 사이에서 상기 휠의 회전력으로 볼을 발사하는 방식(예컨대, 일본공개특허공보 제2014-217468호 등), 두 개 이상의 휠을 회전시키고 그 휠들 사이에 볼을 위치시켜 상기 휠들의 회전력에 의해 볼을 발사하는 방식(예컨대, 한국공개특허공보 제2014-0100685호, 한국등록특허 제0411754호, 한국등록실용신안 제0269859호 등), 볼을 파지한 암을 회전시켜 볼을 투척하는 방식(예컨대, 한국등록특허 제0919371호 등) 등 다양한 방식에 의해 구현될 수 있다.

상기한 볼 공급부(110) 및 피칭 구동부(120) 자체의 구체적인 구성은 이미 여러 선행기술문헌들에 다양하게 개시되어 있으므로 그 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

한편, 상기 센싱장치(200)는 촬영한 이미지를 분석하여 이미지상의 객체에 대한 센싱을 하는 방식으로서, 타석 영역(30)을 포함하는 일정 촬영 범위에 대한 이미지를 취득하여 분석함으로써 상기한 공격모드 또는 타격연습모드가 진행될 때 또는 상기한 수비모드 또는 피칭연습모드가 진행될 때 각각의 해당 모드에서 가상의 야구장 공간에서 영상에 기반하여 야구 연습 또는 야구 게임이 진행될 수 있도록 다양한 센싱 정보를 산출하여 제어장치로 전달한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센싱장치(200)는 카메라유닛(210)과, 센싱처리유닛(220)을 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 카메라유닛(210)은 타석 영역(30)을 포함하는 일정 촬영 범위에 대한 이미지를 연속적으로 취득하며, 상기 센싱처리유닛(220)은 상기 카메라유닛(210)으로부터 이미지를 전달받아 미리 설정된 사항에 따른 이미지 분석을 수행하는 등 센싱 프로세스를 수행하여 상기 야구 연습 장치를 이용한 야구 연습 또는 야구 게임에 필요한 센싱 정보를 산출한다.

상기 센싱장치(200)의 카메라유닛(210)은 서로 다른 위치에서 동일한 촬영 범위를 각각 촬영하여 촬영된 이미지 상의 객체에 대한 3차원 위치 정보를 산출해 낼 수 있도록 제1 카메라(211) 및 제2 카메라(212)를 포함하여 스테레오 방식(Stereoscopic)으로 구성함으로써, 상기 센싱처리유닛(220)이 상기 카메라유닛(210)이 촬영한 이미지의 분석을 통해 볼에 대한 3차원 좌표 데이터를 얻을 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 센싱처리유닛(220)은 상기 카메라유닛(210)의 제1 카메라(211) 및 제2 카메라(212) 각각으로부터 촬영된 이미지를 전달받아 수집하면서 그 수집된 이미지 각각을 분석하여 볼을 찾아 각 볼에 대한 3차원 좌표 데이터를 추출하고 그 추출된 3차원 좌표 데이터를 이용하여 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼 또는 타격되어 운동하는 볼 또는 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 볼의 운동 모델을 산출하며, 볼의 운동 모델이 산출되면 이를 이용하여 상기 야구 연습 장치를 이용한 야구 연습 또는 야구 게임에 필요한 각종 정보를 산출한다.

여기서, 볼의 운동 모델은 발사되어, 타격되어, 또는 피칭되어 운동하는 볼의 3차원 공간 상에서의 궤적에 관한 운동 방정식으로 표현되는 것을 의미하며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 야구 연습 장치에 의한 야구 연습 또는 야구 게임이 이루어지는 공간에 대해 x축, y축 및 z축의 3차원 좌표계로 정의하여 그 정의된 좌표계에 따라 상기 볼의 운동 모델이 결정될 수 있다.

즉, 상기 볼의 운동 모델은 x축 방향의 운동 방정식, y축 방향의 운동 방정식 및 z축 방향의 운동 방정식으로 정의될 수 있는데, 볼 운동에 대한 x축 방향의 함수, y축 방향의 함수 및 z축 방향의 함수를 각각 미리 정의하여 설정해 놓고 이미지 분석을 통해 볼을 추출하여 그 추출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표(즉, x-y-z 좌표계에서의 좌표) 데이터를 상기 각 방향 함수에 적용하여 각 축 방향의 운동 방정식을 구함으로써 상기한 볼의 운동 모델을 산출할 수 있다.

한편, 상기 센싱장치(200)가 상기한 볼 운동 정보를 산출하여 이를 제어장치(300)로 전송하고, 상기 제어장치(300)는 전송받은 볼 운동 정보에 기초하여 볼 운동에 대한 시뮬레이션 영상을 구현하여 영상출력부(420)를 통해 스크린부(20)에 투영되도록 할 수 있다.

한편, 상기 제어장치(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이 데이터저장부(320), 영상처리부(330) 및 제어부(310)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 데이터저장부(320)는 야구 연습 장치에서 이루어지는 야구 시뮬레이션 영상 등의 처리를 위한 데이터가 저장되는 부분이다. 상기 데이터저장부(320)는 서버(미도시)로부터 전송받은 데이터를 일시적으로 저장하는 저장소 역할을 하는 것으로 구성될 수도 있다.

상기 영상처리부(330)는 가상의 야구장에 관한 영상, 선수와 심판, 관객 등에 관한 영상 등의 백그라운드 영상과 가상의 투수가 볼을 피칭하는 영상, 사용자가 타격한 볼의 궤적에 대한 시뮬레이션 영상, 가상의 포수, 타자, 심판 등에 관한 영상 등 각종 야구 시뮬레이션 관련 영상을 생성하기 위하여 영상 데이터에 대한 미리 설정된 프로그램에 따른 처리를 수행하며, 처리된 영상은 영상출력부(420)로 전송하고 상기 영상출력부(420)는 전송받은 영상을 사용자가 볼 수 있도록 스크린(20)에 투영하는 등 영상의 출력을 수행한다.

상기 제어부(310)는 본 발명에 따른 야구 연습 장치의 각 구성요소들을 제어하며 상기 센싱장치(200)로부터 전송되는 각종 정보에 기초하여 타격된 볼의 궤적에 대한 시뮬레이션 등 야구 시뮬레이션 영상 구현을 위한 각종 연산을 수행한다.

상기 제어부(310)는 상기 홀 개폐부(23)에 의한 피칭홀(22)의 개방 또는 폐쇄의 시점, 상기 볼 피칭장치(100)에 의한 볼 피칭의 준비, 준비된 볼의 피칭(볼 발사) 등이 각각 이루어지는 시점을 결정하고 상기한 피칭 제어부(130)에 해당 동작을 수행하라는 제어 신호를 보내는 기능을 한다.

상기 홀 개폐부(23)는 기본적으로 스크린부(20)의 피칭홀(22)을 폐쇄한 상태로 있도록 제어되며, 상기 홀 개폐부(23)가 피칭홀을 폐쇄한 상태로 있을 때에는 스크린부로 투영되는 영상이 피칭홀 부분에서 생략됨이 없이 자연스럽게 보여질 수 있다.

상기 제어부(310)는 야구 연습 또는 야구 게임에 대한 영상 상에서 가상의 투수가 볼을 투구하는 영상과 동기화되어 볼 피칭장치(100)가 볼을 타석 쪽으로 피칭할 수 있도록 상기 볼 피칭장치(100)의 구동을 제어할 수 있다.

예컨대, 영상 상의 가상의 투수가 볼을 투구하는 동작 및 투구된 볼의 이동 상태를 감지하여 볼 피칭장치(100)가 가상의 투수의 동작 또는 투구된 볼의 상태에 맞게 준비된 볼을 타석 쪽으로 발사함으로써, 타석에서 타격 준비를 하고 있는 사용자의 입장에서 마치 영상 상의 가상의 투수가 던진 볼이 실제로 날아 오는 것 같은 느낌을 갖도록 할 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 플로우차트를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법 및 제어장치의 제어방법에 관하여 설명하도록 한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 플로우차트에서는 도 2에 도시된 구성을 갖는 야구 연습 장치에 있어서 센싱장치의 센싱방법과 제어장치에 의한 제어방법에 관하여 나타내고 있다. 도 5에 도시된 플로우차트에서 A 및 B로 각각 표시된 단계는 도 6에 도시된 A 및 B로 각각 연결된다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치의 제어장치에 의해 이루어지는 제어방법에 관하여 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 야구 연습 장치에서 야구 게임이 진행됨에 따라 (S100), 먼저 사용자는 공격모드로 게임을 진행할지 수비모드로 게임을 진행할지 선택할 수 있고, 이에 따라 제어장치는 공격모드로 게임이 진행하거나(S200) 수비모드로 게임을 진행할 수 있다(S300).

실시예에 따라, 야구 연습 장치는 다양한 야구팀을 제공하고 사용자는 자신이 소속될 팀과 상대팀을 선택하여 야구 게임을 진행할 수 있는데, 이때에는 그 야구 게임에서 정해진 룰에 따라 어느 팀이 공격을 먼저할 것인가에 따라 상기한 공격모드로 진행할지 수비모드로 진행할지 결정될 수도 있다.

공격모드도 수비모드도 아닌 경우에는, 제어장치는 야구 게임이 종료되었는지 판단하여(S400) 야구 게임을 종료하거나(S410) 모드가 결정되지 않은 것으로 보고 다시 야구 게임을 진행한다.

도 4에서 공격모드 대신 타격연습모드로, 수비모드 대신 피칭연습모드로 각각 바꾸어도 그 이후의 프로세스는 실질적으로 동일하게 진행된다.

제어장치가 공격모드로 게임을 진행할 것으로 결정한 경우(S200), 제어장치가 센싱장치로 타자모드 실행 신호를 전송하면(S210), 센싱장치는 타자모드에 따른 센싱 프로세스를 진행하도록 준비한다.

공격모드가 진행됨에 따라, 제어장치의 영상처리부는 가상의 투수의 투구 영상을 구현하고(S220), 가상의 투수의 투구 영상에 맞추어서 볼 피칭장치로 볼 발사신호를 전송한다(S240). 즉, 가상의 투수의 투구와 볼 피칭장치에서 발사되는 볼이 동기화되어 투구될 수 있도록 하여 사용자가 봤을 때 마치 영상 상의 가상의 투수가 던진 볼이 실제로 날아오는 것과 같이 느낄 수 있게 하는 것이다.

볼 피칭장치에서 볼이 발사되면 센싱장치는 타자모드에서 정해진 바에 따라 센싱 프로세스를 수행하여 센싱 정보를 산출하고 그 산출된 센싱 정보를 제어장치가 센싱장치로부터 수신한다(S250).

그리고, 제어장치는 그 수신된 센싱 정보에 기초하여 시뮬레이션 영상(예컨대, 사용자가 타격한 볼에 대한 볼 궤적의 시뮬레이션 영상) 또는 야구 게임 진행을 위한 영상이 구현된다(예컨대, 사용자가 헛스윙한 경우, 사용자가 스윙을 하지 못한 상태에서 스트라이크가 기록되는 경우 등에 관한 영상이 구현될 수 있다)(S260).

한편, 제어장치가 수비모드로 게임을 진행할 것으로 결정한 경우(S300), 제어장치가 센싱장치로 투수모드 실행 신호를 전송하면(S310), 센싱장치는 투수모드에 따른 센싱 프로세스를 진행하도록 준비한다.

수비모드가 진행됨에 따라, 제어장치의 영상처리부는 가상의 포수, 가상의 타자, 가상의 심판 등에 관한 영상을 구현한다(S320). 즉, 가상의 포수가 볼을 받을 준비를 하고 가상의 타자가 사용자가 피칭한 볼을 타격할 준비를 하는 영상이 구현될 수 있다.

이 상태에서 사용자가 직접 볼을 스크린을 향하여 피칭하면, 센싱장치는 투수모드에서 정해진 바에 따라 센싱 프로세스를 수행하여 센싱 정보를 산출하고 그 산출된 센싱 정보를 제어장치가 센싱장치로부터 수신한다(S330).

그리고, 제어장치는 그 수신된 센싱 정보에 기초하여 시뮬레이션 영상(예컨대, 사용자가 피칭한 볼이 스크린에 도달하고 그 도달된 후부터 가상의 포수가 포구를 할 때까지의 사용자의 피칭된 볼에 대한 볼 궤적의 시뮬레이션 영상) 또는 야구 게임 진행을 위한 영상이 구현된다(예컨대, 사용자가 피칭한 볼이 스트라이크를 기록 하거나, 가상의 타자가 볼을 타격하는 것에 대한 영상 등이 구현될 수 있다)(S340).

한편, 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 도 4에 도시된 제어장치의 제어방법에 따라 진행되는 센싱장치의 센싱방법에 관하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 센싱장치는 제어장치로부터 모드 실행에 대한 신호를 받기 전까지 Idle 상태에 있다(S500). 즉, 어떠한 데이터 처리도 없이 대기 상태에 있는 것이다.

센싱장치가 제어장치로부터 타자모드 실행 신호를 받으면 센싱장치는 타자모드에 따른 센싱 프로세스를 진행하고(S510), 센싱장치가 제어장치로부터 투수모드 실행 신호를 받으면 센싱장치는 투수모드에 따른 센싱 프로세스를 진행한다(S520).

만약, 일정 시간 동안 센싱장치가 제어장치로부터 어떠한 모드에 대한 지시를 받지 못하면 작동을 정지할 것인지 판단하여(S530) 센싱을 종료하거나(S532) 다시 Idle 상태로 돌아갈 수 있다.

한편, 센싱장치가 타자모드로 센싱 프로세스를 진행하는 경우(S510), 센싱장치의 카메라 유닛은 그 촬영 범위 내의 영상을 촬영하여 버퍼에 저장한다(S511).

센싱장치의 센싱처리유닛은 촬영되는 이미지 상에 트리거 영역을 미리 설정해 놓는데, 이미지 상의 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 영역을 정해놓고, 그 트리거 영역을 각 이미지마다 추출하여 그 추출된 트리거 영역을 조사한다(S512).

즉, 각 이미지로부터 추출되는 트리거 영역에서 어떤 객체, 즉 볼이 검출되는지 조사한다.

트리거 영역 내에서 볼이 검출되면(S610), 센싱처리유닛은 상기 트리거 영역을 계속 조사하여 검출된 볼이 어느 방향으로 진행하는지 볼 진행 방향을 검출한다(S611). 상기 센싱처리유닛은 상기 트리거 영역을 조사하여 상기 볼 진행 방향을 검출할 수도 있고, 트리거 영역에서 볼이 검출되면 그 시점 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 조사하여 그 이미지로부터 볼 진행 방향을 검출할 수도 있다.

여기서, 볼 진행 방향에 대해 설명하면, 도 1에서 스크린(20) 쪽에서 타석(30) 쪽으로 진행하는 방향을 "제1 방향"이라 정의하기로 하고, 도 1 또는 도2에서 타석(30) 쪽에서 스크린(20) 쪽으로 진행하는 방향을 "제2 방향"이라 정의하기로 한다.

제1 방향이라 하여 타석 정면으로 진행하는 방향만을 의미하는 것은 아니고 볼 진행 방향을 도 1에 도시된 좌표계에 따라 각 축 방향으로 분리할 때 y축 반대 방향으로의 진행 성분이 포함되는 경우에는 제1 방향이라 할 수 있고, 또한 제2 방향이라 하여 스크린에 수직으로 진행하는 방향만을 의미하는 것이 아니며 볼 진행 방향을 도 1에 도시된 좌표계에 따라 각 축 방향으로 분리할 때 y축 방향으로의 진행 성분이 포함되는 경우에는 제2 방향이라 할 수 있다.

상기 트리거 영역은 볼 피칭장치로부터 타석 사이의 어느 위치이든 설정될 수 있지만, 볼 피칭장치에서 발사된 볼이, 예컨대 바운드 볼이어서 타석에 도달하기 전에 바닥에 떨어진다든지 벽이나 천정에 충돌하는 경우도 발생할 수 있으므로, 이와 같은 경우에 상기 트리거 영역이 타석 쪽에 가까운 위치에 설정되어 있다면 상기한 바운드 볼 같은 경우 트리거 영역에서 볼이 검출되지 않거나 올바르게 검출되지 않을 수 있다.

따라서, 상기 트리거 영역은 이미지 상 볼 피칭장치 쪽에 가까운 위치에 미리 설정하는 것이 바람직하다.

다시 도 5로 돌아와서, 상기한 S611 단계에서 센싱처리유닛은 볼의 진행 방향을 검출하여 볼 진행 방향이 제1 방향인지 여부를 판단한다(S612).

검출된 볼 진행 방향이 제1 방향인 경우, 센싱처리유닛은 트리거를 발생시킨다(S613). 즉, 타자모드에서 볼이 운동하는 것(볼 피칭장치로부터 발사되어 볼이 운동하거나 사용자가 볼을 타격하여 운동하는 경우)에 대한 볼 운동 모델의 산출을 위한 프로세스를 개시한다는 신호를 발생시킨다.

여기서, 상기 타자모드에서의 트리거를 투수모드에서의 트리거와 구분하여 제1 트리거라 하기로 하며(투수모드에서의 트리거는 제2 트리거라 하기로 한다), 이하에서는 '트리거'라 하면 제1 트리거 또는 제2 트리거를 의미하는 것으로 하기로 한다.

그리고, 상기 타자모드에서의 트리거, 즉 제1 트리거를 발생시키기 위해 조사하는 이미지 상의 트리거 영역을 제1 트리거 영역이라 하기로 한다(투수모드에서의 트리거 영역은 제2 트리거 영역이라 하기로 한다).

상기 제1 트리거 영역과 제2 트리거 영역은 타자모드시와 투수모드시에 이미지 상의 동일한 위치에 설정될 수도 있고 각각의 모드에서 서로 다른 위치에 설정될 수도 있다.

만약, 볼 진행 방향이 제1 방향이 아니라 제2 방향인 경우에는 트리거는 발생하지 않는다.

예컨대, 타석에 선 사용자가 주변 바닥에 놓인 볼을 스크린 쪽으로 발로 차는 경우, 트리거 영역을 조사함에 따라 볼이 검출될 수 있지만 볼 진행 방향이 제2 방향이므로 트리거는 발생하지 않는다.

즉, 타자모드에서는 볼이 제1 방향으로 진행하는 경우에만 트리거가 발생하도록 하여 센싱장치가 불필요한 작업을 수행하지 않고 센싱 정보의 산출에 필요한 프로세스만을 수행할 수 있어 효과적이며 빠른 센싱 정보의 산출이 가능하다.

여기서, 상기한 트리거 영역의 추출 및 분석에 관하여 도 7을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치의 카메라유닛 중 하나의 카메라에서 촬영하고 있는 영상을 가정하여 나타낸 도면으로서, 다수 프레임의 이미지 상에서 나타나는 볼 이미지를 한꺼번에 나타내어 센싱장치에 의한 볼 검출 및 트리거 영역의 추출 및 분석에 관한 프로세스를 설명하기 위한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 센싱장치의 카메라유닛에 의해 촬영되어 수집되는 이미지에는 배트(BT)를 들고 타석부(31)에서 타격 준비를 하고 있는 사용자(10)와 홈플레이트(33)에 관한 부분이 포함되며, 볼 피칭장치에서 발사되어 타석 쪽으로 이동하는 볼(b1 ~ b14)과 각종 노이즈 등이 모두 나타난다.

센싱처리유닛은, 도 7에 도시된 바와 같이 트리거 영역(TR)을 미리 설정해 놓으며 이를 각 이미지에서 추출하여 그 추출된 트리거 영역(TR)만을 조사한다.

상기한 바와 같이 각 이미지에서 트리거 여역(TR)을 추출하여 분석하였는데, 볼이 운동함에 따라 트리거 영역(TR) 내로 진입을 하여 볼(예컨대 b7)이 검출되는 경우, 센싱처리유닛은 그 다음 프레임의 이미지에서 트리거 영역을 추출하여 b8을 검출함으로써 볼의 진행 방향이 b7 -> b8 방향, 즉 제1 방향임을 확인할 수 있다(물론 그 이전 이미지들을 조사하여, 예컨대 b1 -> b2 방향을 확인할 수도 있다).

상기한 바와 같이 트리거 영역 내에서 볼의 검출 및 볼의 진행 방향을 확인함으로써 트리거를 발생시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 트리거 영역을 추출하여 볼 검출 여부 및 볼 진행 방향을 조사함에 따라 트리거가 발생하면, 도 6에 도시된 바와 같이 센싱처리유닛은 트리거 시점 또는 그 이후의 미리 설정된 시점에서의 이미지를 레퍼런스 이미지로서 저장한다(S710).

상기 레퍼런스 이미지는 각 이미지에서 볼을 검출하기 위하여 각 이미지에 대해 차영상을 얻는데 이용된다.

이하에서는, 타자모드에서 제1 트리거가 발생함에 따라 저장되는 레퍼런스 이미지를 제1 레퍼런스 이미지라 하고, 투수모드에서 제2 트리거가 발생함에 따라 저장되는 레퍼런스 이미지를 제2 레퍼런스 이미지라 하기로 하며, '레퍼런스 이미지'라 하면 제1 레퍼런스 이미지 또는 제2 레퍼런스 이미지를 의미하는 것으로 하기로 한다.

한편, 상기한 바와 같이 트리거가 발생되면, 센싱처리유닛은 상기 트리거 발생시를 기준으로 그 이전 또는 그 이후 또는 그 이전 및 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 버퍼로부터 수집하고(S711), 상기한 레퍼런스 이미지를 이용하여 상기 수집된 각 이미지에서 차영상 등의 기법으로 볼을 검출하며, 각 검출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표를 산출한다(S712).

그리고, 센싱처리유닛은 상기 산출된 볼의 3차원 좌표 데이터를 이용하여 상기한 볼 운동에 대한 운동 방정식에 의해 볼 운동 모델을 산출한다(S713).

이를 도 7에서 확인하면, 각 프레임의 이미지에서 각각 검출한 운동하는 볼(b1 ~ b14)의 좌표 데이터를 이용하여 MD1과 같은 볼 운동 모델을 산출할 수 있다.

다시 도 6으로 돌아와서, 상기한 볼 운동 모델은 볼 피칭장치로부터 발사되어 타석 쪽으로 운동하는 볼에 대한 운동 모델인데, 이때 사용자가 상기 발사된 볼을 타격하는 경우에는(S714), 센싱장치는 타격 후에도 이미지를 촬영하여 수집하여 분석함으로써 타격 후의 볼에 대한 3차원 좌표 데이터를 산출할 수 있고 그 산출된 볼의 3차원 좌표 데이터를 이용하여 타격되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델도 상기한 S713 단계에서 산출하는 방식과 동일한 방식으로 산출할 수 있다(S715).

센싱처리유닛은 상기한 바와 같이 산출된 운동 모델에 따라 타격된 볼에 대한 운동 파라미터(예컨대, 운동하는 볼의 속도, 방향각, 높이각 등)를 산출하여 제어장치로 전달한다(S716).

제어장치는 상기 전달받은 운동 파라미터에 기초하여 타격된 볼의 궤적에 대한 시뮬레이션 영상을 구현함으로써 야구 게임이 진행되도록 할 수 있다.

만약, 상기 볼 피칭장치에서 발사된 볼을 사용자가 타격하지 않은 경우에는, 센싱장치는 사용자의 스윙을 인식하여 사용자가 헛스윙 하였는지 여부를 판별하여 그 정보를 제어장치로 전달할 수 있고, 사용자가 스윙을 하지 않은 경우 상기 볼 피칭장치에서 발사된 볼이 스트라이크인지 볼인지 여부를 판별하여 그 정보를 제어장치로 전달할 수 있다(S717).

상기한 스윙 인식, 헛스윙 여부의 판별, 볼/스트라이크 여부의 판별 등에 관한 구체적인 프로세스는 본 발명의 내용에 포함되지 않으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

한편, 타자모드의 경우 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 트리거 영역을 설정하는 것이 아니라 도 8에 도시된 바와 같이 두 개의 트리거 영역을 설정하여 두 개의 트리거 영역을 각각 추출하여 조사함으로써 볼 피칭 장치로부터 타석 쪽으로 발사되는 볼에 의한 트리거와 사용자가 그 볼을 타격하여 다시 스크린 쪽으로 운동하는 볼에 의한 트리거를 각각 발생시킬 수도 있다.

도 8에서 b1 ~ b14는 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 각 프레임 이미지에서 검출되는 볼을 한꺼번에 표시한 것이고, h1 ~ h11은 발사된 볼을 사용자(10)가 배트(BT)로 타격함에 따라 운동하는 볼에 대한 각 프레임 이미지에서 검출되는 볼을 한꺼번에 표시한 것이다.

여기서, 센싱처리유닛은 1번 트리거 영역(TR1)과 2번 트리거 영역(TR2)을 각각 미리 설정할 수 있으며, 1번 트리거 영역(TR1)은 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하기 위한 트리거를 발생시키기 위한 것이고, 2번 트리거 영역(TR2)는 사용자에 의해 타격되어 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하기 위한 트리거를 발생시키기 위한 것으로 이용할 수 있다.

센싱처리유닛은 먼저 제1 트리거 영역(TR1)을 조사하고 상기 제1 트리거 영역(TR1)을 조사한 결과 트리거가 발생한 경우에 제2 트리거 영역(TR2)을 조사하도록 미리 설정될 수 있다.

센싱처리유닛은 상기 1번 트리거 영역(TR1)을 조사하여 볼(예컨대, b7)이 검출되면 볼의 진행 방향을 조사하여 제1 방향인 경우 트리거를 발생시킨다.

이어서 2번 트리거 영역(TR2)을 조사한 결과 b13 볼이 검출된 경우 볼의 진행 방향을 조사하면 b13 -> b14 방향, 즉 제1 방향이 검출되며 이 경우에는 센싱처리유닛이 타격에 따른 트리거를 발생시키지 않는다.

트리거가 발생하지 않았으므로 센싱처리유닛은 2번 트리거 영역(TR2)의 조사를 계속 진행하고 다시 2번 트리거 영역(TR2) 내에서 볼(예컨대, h4)이 검출되면 볼의 진행 방향을 조사하여 h4 -> h5 방향, 즉 제2 방향을 검출할 수 있으며 이 경우에 센싱처리유닛은 타격에 따른 트리거를 발생시키도록 할 수 있다.

센싱처리유닛은 1번 트리거 영역(TR1)의 조사 결과에 따라 트리거가 발생하면 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 프로세스를 진행할 수 있고, 이어서 2번 트리거 영역(TR2)의 조사 결과에 따라 트리거가 발생하면 사용자에 의해 타격되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 프로세스를 진행할 수도 있다.

또한, 상기 1번 트리거 영역(TR1)의 조사 결과 트리거가 발생한 후, 사용자가 볼을 타격하지 못하고 헛스윙을 하거나 볼을 거르는 경우가 발생할 수 있으므로, 상기 2번 트리거 영역(TR2)을 계속적으로 조사하는 것이 아니라 미리 설정된 시간이 경과한 경우에는 상기 2번 트리거 영역(TR2)에 대한 조사를 중지하도록 하는 것도 가능하다.

사용자에 의해 타격되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델은, 도 8에 도시된 바와 같이 h1 ~ h11의 좌표 데이터를 이용하여 MD2과 같은 볼 운동 모델로서 산출될 수 있다.

상기 도 8에 도시된 실시예에서는 1번 트리거 영역과 2번 트리거 영역을 포함하는 복수개의 트리거 영역을 각각 미리 설정해 놓고 이들을 조사하여 볼 발사에 대한 트리거와 타격에 대한 트리거를 각각 발생시키는 것에 대해 설명하였는데, 하나의 트리거 영역을 미리 설정해 놓고 그 하나의 트리거 영역을 조사하여 볼 발사에 대한 트리거와 타격에 대한 트리거를 발생시키도록 센싱장치를 구성하는 것도 가능하다.

예컨대, 촬영 이미지상의 중간 정도의 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 설정해 놓고, 먼저 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼에 대한 트리거 여부를 조사(볼이 제1 방향인 경우)한 뒤 트리거가 발생되면, 다시 해당 트리거 영역을 조사하여 볼이 제2 방향으로 진행하는지 여부를 판단하여 타격에 대한 트리거를 발생시킬 수 있다.

한편, 다시 도 5로 돌아와서, 센싱장치가 투수모드로 센싱 프로세스를 진행하는 경우(S520), 센싱장치의 카메라 유닛은 그 촬영 범위 내의 영상을 촬영하여 버퍼에 저장한다(S521).

센싱장치의 센싱처리유닛은 촬영되는 이미지 상에 트리거 영역(제2 트리거 영역)을 미리 설정해 놓는데, 이미지 상의 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 영역을 정해놓고, 그 트리거 영역을 각 이미지마다 추출하여 그 추출된 트리거 영역을 조사한다(S522).

트리거 영역 내에서 볼이 검출되면(S620), 센싱처리유닛은 상기 트리거 영역을 계속 조사하여 검출된 볼이 어느 방향으로 진행하는지 볼 진행 방향을 검출한다(S621). 상기 센싱처리유닛은 상기 트리거 영역을 조사하여 상기 볼 진행 방향을 검출할 수도 있고, 트리거 영역에서 볼이 검출되면 그 시점 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 조사하여 그 이미지로부터 볼 진행 방향을 검출할 수도 있다.

센싱처리유닛은 볼의 진행 방향을 검출하여 볼 진행 방향이 제2 방향인지 여부를 판단한다(S622).

검출된 볼 진행 방향이 제2 방향인 경우, 센싱처리유닛은 트리거(즉, 제2 트리거)를 발생시킨다(S623). 즉, 투수모드에서 볼이 운동하는 것(사용자가 볼을 피칭하여 볼이 운동하는 경우)에 대한 볼 운동 모델의 산출을 위한 프로세스를 개시한다는 신호를 발생시킨다.

만약, 볼 진행 방향이 제2 방향이 아니라 제1 방향인 경우에는 트리거는 발생하지 않는다.

즉, 투수모드에서는 볼이 제2 방향으로 진행하는 경우에만 트리거가 발생하도록 하여 센싱장치가 불필요한 작업을 수행하지 않고 센싱 정보의 산출에 필요한 프로세스만을 수행할 수 있어 효과적이며 빠른 센싱 정보의 산출이 가능하다.

여기서, 상기한 투수모드에서의 트리거 영역의 추출 및 분석에 관하여 도 9를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치의 카메라유닛 중 하나의 카메라에서 촬영하고 있는 영상을 가정하여 나타낸 도면으로서, 다수 프레임의 이미지 상에서 나타나는 볼 이미지를 한꺼번에 나타내어 센싱장치에 의한 볼 검출 및 트리거 영역의 추출 및 분석에 관한 프로세스를 설명하기 위한 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 센싱장치의 카메라유닛에 의해 촬영되어 수집되는 이미지에는 타석(30)에서 볼을 피칭하는 사용자(10)에 관한 부분이 포함되며, 상기 사용자에 의해 피칭되어 스크린 쪽으로 이동하는 볼(t1 ~ t11)과 각종 노이즈 등이 모두 나타난다.

센싱처리유닛은, 도 9에 도시된 바와 같이 트리거 영역(TR)을 미리 설정해 놓으며 이를 각 이미지에서 추출하여 그 추출된 트리거 영역(TR)만을 조사한다.

상기한 바와 같이 각 이미지에서 트리거 여역(TR)을 추출하여 분석하였는데, 볼이 운동함에 따라 트리거 영역(TR) 내로 진입을 하여 볼(예컨대 t3)이 검출되는 경우, 센싱처리유닛은 그 다음 프레임의 이미지에서 트리거 영역을 추출하여 t4를 검출함으로써 볼의 진행 방향이 t3 -> t4 방향, 즉 제2 방향임을 확인할 수 있다(물론 그 이전 이미지들을 조사하여, 예컨대 t1 -> t2 방향을 확인할 수도 있다).

상기한 바와 같이 트리거 영역을 추출하여 볼 검출 여부 및 볼 진행 방향을 조사함에 따라 트리거가 발생하면, 도 6에 도시된 바와 같이 센싱처리유닛은 트리거 시점 또는 그 이후의 미리 설정된 시점에서의 이미지를 레퍼런스 이미지(즉, 제2 레퍼런스 이미지)로서 저장한다(S720).

한편, 상기한 바와 같이 트리거가 발생되면, 센싱처리유닛은 상기 트리거 발생시를 기준으로 그 이전 또는 그 이후 또는 그 이전 및 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 버퍼로부터 수집하고(S721), 상기한 레퍼런스 이미지를 이용하여 상기 수집된 각 이미지에서 차영상 등의 기법으로 볼을 검출하며, 각 검출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표를 산출한다(S722).

그리고, 센싱처리유닛은 상기 산출된 볼의 3차원 좌표 데이터를 이용하여 상기한 볼 운동에 대한 운동 방정식에 의해 볼 운동 모델을 산출한다(S723). 즉, 사용자에 의해 피칭되어 스크린 쪽으로 운동하는 볼에 대한 x축, y축 및 z축 각 방향에 대한 운동 방정식을 볼의 좌표 데이터에 기초하여 완성함으로써 볼의 운동에 대한 운동 모델을 산출한다.

예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 t1 ~ t11의 좌표 데이터를 이용하여 MD3와 같은 볼 운동 모델을 산출할 수 있다.

그리고, 센싱처리유닛은 상기한 볼 운동 모델을 이용하여 사용자에 의해 피칭된 볼이 스크린에 도달하는 위치(스크린 임팩트 포인트) 및 볼이 스크린에 도달하는 시간(스크린 임팩트 시간) 정보를 산출하여 제어장치로 전달할 수 있다(S724).

제어장치는 상기한 스크린 임팩트 포인트 및 스크린 임팩트 시간 정보를 이용하여 상기 스크린 임팩트 포인트로부터 가상의 포수가 있는 위치까지 상기 볼 운동 모델에 기초하여 볼이 진행하는 시뮬레이션 영상을 구현할 수도 있고, 상기 스크린 임팩트 포인트 정보에 따라 상기 사용자가 피칭한 볼이 스트라이크인지 볼인지 여부를 판단할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치 및 센싱방법과, 이를 이용한 야구 연습 장치 및 이의 제어방법은, 투구 또는 타격된 볼의 운동에 대한 이미지를 취득하여 그 취득된 이미지를 분석함으로써 볼이 어떤 운동을 하는지에 대한 정확하고 빠른 운동 모델을 산출해 내어 투구 또는 타격에 따른 볼의 운동 파라미터 산출 등 야구 연습 또는 야구 게임의 진행에 필요한 여러 가지 다양한 정보를 상당히 정확하고 빠르게 산출할 수 있는 특장점이 있다.

20: 스크린, 30: 타석
31 및 32: 타석부, 33: 홈플레이트
100: 볼 피칭장치, 200: 센싱장치
300: 제어장치, 420: 영상출력부

Claims

가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치로서,
볼이 운동하는 것에 대한 이미지를 지속적으로 촬영하는 카메라 유닛; 및
상기 카메라 유닛에 의해 촬영되는 이미지 각각에 대해 미리 설정된 트리거 영역을 추출 및 분석하여 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키며, 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱 프로세스를 진행하여 상기 운동하는 볼에 대한 센싱 정보를 산출하는 센싱처리유닛을 포함하며,
상기 센싱처리유닛은,
상기 트리거 영역을 추출하여 분석함에 따라 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하고, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되면 상기 운동하는 볼의 진행 방향을 분석하여 미리 설정된 방향으로 상기 검출된 볼이 진행하는 것으로 판단하는 경우에 상기 트리거를 발생시키도록 하고 상기 볼의 진행 방향이 상기 미리 설정된 방향이 아닌 경우에는 상기 트리거를 발생시키지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱장치.
가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치로서,
볼이 운동하는 것에 대한 이미지를 지속적으로 촬영하는 카메라 유닛; 및
상기 카메라 유닛에 의해 촬영되는 이미지 각각에 대해 미리 설정된 트리거 영역을 추출 및 분석하여 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키며, 상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱 프로세스를 진행하여 상기 운동하는 볼에 대한 센싱 정보를 산출하는 센싱처리유닛을 포함하며,
상기 센싱처리유닛은,
상기 사용자가 타석에서 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격할 때 상기 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼 및 상기 발사된 볼이 타격되었을 때 타격된 볼 중 적어도 하나에 대한 볼의 운동을 센싱하는 타자모드와, 상기 사용자가 볼을 피칭함에 따라 피칭되어 운동하는 볼의 운동을 센싱하는 투수모드를 선택적으로 실행하도록 구성되며,
상기 타자모드가 실행될 때, 상기 트리거 영역을 추출하여 분석함에 따라 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하고, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되면 운동하는 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽 방향을 향하는 제1 방향인지 여부를 판단하며, 상기 볼의 진행 방향이 상기 제1 방향인 경우 상기 트리거를 발생시키도록 구성되고,
상기 투수모드가 실행될 때, 상기 트리거 영역을 추출하여 분석함에 따라 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하고, 상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출되면 운동하는 볼의 진행 방향이 상기 타석 반대쪽 방향을 향하는 제2 방향인지 여부를 판단하며, 상기 볼의 진행 방향이 상기 제2 방향인 경우 상기 트리거를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱장치.
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스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 타석에서 상기 스크린 후면에 구비되는 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격하는 방식으로 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서,
상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하는 단계;
상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계;
상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및
상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 추출된 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와,
상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 그 시점 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 조사하여 상기 볼의 진행 방향을 검출하는 단계와,
상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽을 향하는 방향인 경우에는 상기 트리거를 발생시키고, 상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽을 향하는 방향이 아닌 경우에는 상기 트리거를 발생시키지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱장치의 센싱방법.
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제5항에 있어서, 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계는,
상기 트리거 발생을 기준으로 미리 설정된 시점에 취득된 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 단계와,
상기 트리거 발생시를 기준으로 그 이전 또는 그 이후 또는 그 이전 및 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 상기 촬영된 이미지로부터 수집하는 단계와,
상기 레퍼런스 이미지를 이용하여 상기 수집된 이미지 각각에서 볼 검출 및 상기 검출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표 데이터를 산출하는 단계와,
상기 볼의 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼 및 상기 사용자에 의해 타격되어 운동하는 볼 중 적어도 하나에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱장치의 센싱방법.
가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 타석에서 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격하는 방식으로 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서,
상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하는 단계;
상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계;
상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및
상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 센싱장치가 미리 설정하는 상기 트리거 영역은, 상기 각 이미지 상의 일측에 위치하는 1번 트리거 영역과 타측에 위치하는 2번 트리거 영역을 포함하며,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 1번 트리거 영역 내에서 볼이 검출되고 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽 방향을 향하는 제1 방향인 경우 상기 트리거를 발생시키는 단계를 포함하며,
상기 트리거가 발생된 경우, 상기 센싱장치는 상기 2번 트리거 영역을 추출하여 그 추출된 상기 2번 트리거 영역 내에서 볼이 검출되고 볼의 진행 방향이 상기 타석 반대쪽 방향을 향하는 제2 방향인 경우 상기 사용자에 의해 타격된 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱장치의 센싱방법.
스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 마운드에서 상기 스크린을 향하여 볼을 피칭하는 방식으로 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서,
상기 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하는 단계;
상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계;
상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및
상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 추출된 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와,
상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 그 시점 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 조사하여 상기 볼의 진행 방향을 검출하는 단계와,
상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 스크린 쪽을 향하는 방향인 경우에는 상기 트리거를 발생시키고, 상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 스크린 쪽을 향하는 방향이 아닌 경우에는 상기 트리거를 발생시키지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱장치의 센싱방법.
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제10항에 있어서, 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계는,
상기 트리거 발생을 기준으로 미리 설정된 시점에 취득된 이미지를 레퍼런스 이미지로 저장하는 단계와,
상기 트리거 발생시를 기준으로 그 이전 또는 그 이후 또는 그 이전 및 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 상기 촬영된 이미지로부터 수집하는 단계와,
상기 레퍼런스 이미지를 이용하여 상기 수집된 이미지 각각에서 볼 검출 및 상기 검출된 볼의 3차원 공간상에서의 좌표 데이터를 산출하는 단계와,
상기 볼의 좌표 데이터를 이용하여 상기 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱장치의 센싱방법.
스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치에 이용되는 센싱장치의 센싱방법으로서,
상기 사용자가 타석에서 볼 피칭장치로부터 발사되는 볼을 타격하는 경우에 볼 운동의 센싱 프로세스를 진행하는 타자모드 및 상기 사용자가 상기 스크린을 향하여 볼을 피칭하는 경우에 볼 운동의 센싱 프로세스를 진행하는 투수모드 중 어느 하나의 모드를 상기 야구 연습 장치의 제어장치로부터의 신호에 따라 실행하는 단계;
상기 타자모드 및 투수모드 중 어느 하나의 모드가 실행됨에 따라, 카메라 유닛에 의한 이미지 촬영이 진행되는 단계;
상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계;
상기 트리거 영역 내에서 볼의 검출 및 볼의 진행 방향 검출에 의해 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계; 및
상기 트리거가 발생함에 따라 상기 각 이미지에서 볼을 추출하고 볼에 대한 3차원 공간상의 좌표를 계산하여 계산된 좌표 데이터를 이용하여 상기 볼 운동 모델을 산출하는 단계를 포함하며,
상기 트리거 영역은 상기 타자모드의 경우에 미리 설정되는 제1 트리거 영역및 상기 투수모드의 경우에 미리 설정되는 제2 트리거 영역을 포함하며,
상기 타자모드 실행시,
상기 트리거 영역을 추출하는 단계는 상기 제1 트리거 영역을 추출하는 단계를 포함하고,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 추출된 제1 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와,
상기 제1 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 상기 이미지 또는 상기 추출된 제1 트리거 영역을 분석하여 볼 진행 방향이 상기 타석 쪽 방향을 향하는 제1 방향인지 여부를 판단하는 단계와,
상기 볼 진행 방향이 상기 제1 방향인 경우, 상기 타자모드에서 상기 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 제1 트리거를 발생시키는 단계를 포함하며,
상기 투수모드 실행시,
상기 트리거 영역을 추출하는 단계는 상기 제2 트리거 영역을 추출하는 단계를 포함하고,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 추출된 제2 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와,
상기 제2 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 상기 이미지 또는 상기 추출된 제2 트리거 영역을 분석하여 볼 진행 방향이 상기 스크린 쪽 방향을 향하는 제2 방향인지 여부를 판단하는 단계와,
상기 볼 진행 방향이 상기 제2 방향인 경우, 상기 투수모드에서 상기 볼 운동 모델의 산출 프로세스가 개시되도록 하는 제2 트리거를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱장치의 센싱방법.
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가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치의 제어방법으로서,
상기 야구 연습 또는 야구 게임을 위한 영상을 구현하는 제어장치에 의해 가상의 투수가 볼을 투구하는 영상을 구현하는 단계;
상기 가상의 투수의 볼 투구 영상과 동기화되어 볼 피칭장치가 타석 쪽으로 볼을 발사하도록 제어하는 단계;
센싱장치가, 상기 볼 피칭장치에서 발사되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하고, 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계;
상기 센싱장치가, 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계;
상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱장치가 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하여 센싱 정보를 산출하는 단계; 및
상기 제어장치가 상기 센싱장치로부터 상기 센싱 정보를 전달받아 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자가 볼을 타격한 경우의 시뮬레이션 영상 또는 상기 사용자가 볼을 타격하지 않은 경우의 야구 연습 및 야구 게임 진행에 관한 영상을 구현하는 단계를 포함하며,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 추출된 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와,
상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 그 시점 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 조사하여 상기 볼의 진행 방향을 검출하는 단계와,
상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽을 향하는 방향인 경우에는 상기 트리거를 발생시키고, 상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 타석 쪽을 향하는 방향이 아닌 경우에는 상기 트리거를 발생시키지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 야구 연습 장치의 제어방법.
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스크린에 투영되는 가상 야구 영상을 기반으로 사용자가 야구 연습 또는 야구 게임을 할 수 있도록 하는 야구 연습 장치의 제어방법으로서,
상기 야구 연습 또는 야구 게임을 위한 영상을 구현하는 제어장치에 의해 가상의 포수, 가상의 타자 및 가상의 심판에 관한 영상을 구현하는 단계;
센싱장치가, 상기 사용자에 의해 피칭되어 운동하는 볼에 대한 이미지를 촬영하고, 상기 촬영되는 이미지 각각에 대해 상기 이미지상 미리 설정된 위치에 미리 설정된 크기의 트리거 영역을 추출하는 단계;
상기 센싱장치가, 상기 추출된 트리거 영역 이미지를 분석함으로써 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스가 개시되도록 하는 트리거를 발생시키는 단계;
상기 트리거가 발생함에 따라 상기 센싱장치가 운동하는 볼에 대한 센싱 프로세스를 진행하여 센싱 정보를 산출하는 단계; 및
상기 제어장치가 상기 센싱장치로부터 상기 센싱 정보를 전달받아 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자가 피칭한 볼에 대해 상기 가상의 포수, 타자 및 심판이 대응하는 것에 관한 영상을 구현하는 단계를 포함하며,
상기 트리거를 발생시키는 단계는,
상기 추출된 트리거 영역 내에서 볼이 검출되는지 판단하는 단계와,
상기 트리거 영역 내에서 볼이 검출된 경우, 그 시점 이후의 미리 설정된 개수의 이미지를 조사하여 상기 볼의 진행 방향을 검출하는 단계와,
상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 스크린 쪽을 향하는 방향인 경우에는 상기 트리거를 발생시키고, 상기 검출된 볼의 진행 방향이 상기 스크린 쪽을 향하는 방향이 아닌 경우에는 상기 트리거를 발생시키지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 야구 연습 장치의 제어방법.
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