KR101892155B1

KR101892155B1 - 캘리브레이션 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101892155B1
Application number: KR1020160127599A
Authority: KR
Inventors: 허훈; 김명균; 박성원
Original assignee: 라온피플 주식회사
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-08-28
Also published as: KR20170039608A

Abstract

본 발명은 스포츠용 공을 감지하는 데에 있어서의 정확도를 향상시키기 위한 캘리브레이션 시스템 및 그를 위한 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면 캘리브레이션 시스템은, 스포츠용 공을 감지하는 캘리브레이션 시스템으로서, 스포츠용 공이 형상화된 가상의 공이 도시된 캘리브레이션 보드 위를 감지하는 두 대의 카메라 및 상기 카메라가 감지한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 상기 카메라의 캘리브레이션 상태 및 상기 영상 정보를 제공하는 설정 장치를 포함하는, 캘리브레이션 시스템이 개시된다.

Description

캘리브레이션 시스템 및 방법{SYSTEM FOR CLIBRATION AND METHOD THREROF}

본 발명은 스포츠용 공을 감지하는 데에 있어서 정확도를 향상시키기 위한 캘리브레이션 시스템 및 그를 위한 방법에 관한 것이다.

최근 생활 수준의 향상으로 다양한 취미를 즐기는 인구가 증가하고 있다. 그와 관련하여 골프 시뮬레이션, 야구 시뮬레이션 등 가상의 스포츠 체험을 제공하는 장비가 상용화되어 소비자에게 제공되고 있다.

예를 들어, 한국 공개특허공보 제 10-2004-0098694호에 따르면, 연습용 축구공 자동 발사장치가 개시되고 있다. 이는 연습용 축구공을 다양한 구질로 발사하여 사용자로 하여금 축구 연습을 하거나 가상의 축구 경기를 할 수 있도록 돕고 있다.

그러나 종래와 같은 기술만으로는 가상의 스포츠를 심도 있게 구현할 수 없다는 문제가 있었다.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 일 실시예는 스포츠용 공을 감지하는 데 있어서의 정확도를 향상시키기 위한 캘리브레이션 시스템 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면 캘리브레이션 시스템은, 스포츠용 공을 감지하는 캘리브레이션 시스템으로서, 스포츠용 공을 형상화시킨 가상의 공을 도시한 캘리브레이션 보드 위를 감지하는 두 대의 카메라 및 상기 카메라가 감지한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 상기 센서의 캘리브레이션 상태 및 상기 영상 정보를 제공하는 설정 장치를 포함하는, 캘리브레이션 시스템이 개시된다.

또한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 스포츠용 공을 감지하는 설정 장치로서, 스포츠용 공을 형상화시킨 가상의 공을 도시한 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라로부터 수신한 촬영 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보와 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치가 수행하고, 상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 상기 영상 정보와 함께 제공하는 단계, 상기 카메라로부터 상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공에 대한 촬영 정보를 수신하는 단계 및 수신한 실물 공에 대한 촬영 정보에 기초하여 상기 카메라의 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하고, 프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정하는 단계를 포함하는 캘리브레이션 방법을 개시한다.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, 캘리브레이션 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체로서, 상기 캘리브레이션 방법은, 스포츠용 공을 감지하는 설정 장치로서, 스포츠용 공을 형상화시킨 가상의 공을 도시한 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라로부터 수신한 촬영 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보와 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치가 수행하고, 상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 상기 영상 정보와 함께 제공하는 단계, 상기 카메라로부터 상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공에 대한 촬영 정보를 수신하는 단계 및 수신한 실물 공에 대한 촬영 정보에 기초하여 상기 카메라의 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하고, 프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4측면에 따르면, 설정 장치에 의해 수행되며, 캘리브레이션 방법을 수행하기 위해 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 캘리브레이션 방법은, 스포츠용 공을 감지하는 설정 장치로서, 스포츠용 공을 형상화시킨 가상의 공을 도시한 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라로부터 수신한 촬영 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보와 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치가 수행하고, 상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 상기 영상 정보와 함께 제공하는 단계, 상기 카메라로부터 상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공에 대한 촬영 정보를 수신하는 단계 및 수신한 실물 공에 대한 촬영 정보에 기초하여 상기 카메라의 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하고, 프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예는 스포츠용 공을 감지하는데 있어서의 정확도를 향상시키기 위한 캘리브레이션 시스템 및 방법을 제시할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예는 스포츠용 공을 감지하는 카메라를 설치하고 설치한 카메라를 물리적 또는 전자적으로 조정함에 있어서, 쉽고 편리한 캘리브레이션 시스템 및 방법을 제시할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 캘리브레이션 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 및 도 7은 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 시스템(100)을 개략적으로 도시한 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 시스템(100)은 스포츠용 공을 감지하는 데 있어서의 정확도를 향상시키기 위한 시스템으로서, 여기서 캘리브레이션이란 공을 감지하는 센서의 물리적, 전자적 설정을 조정함으로써 스포츠용 공을 감지하여 사용자에게 스포츠 활동을 제공하는 데에 있어서 정확도를 향상시키기 위한 과정을 수행할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캘리브레이션 시스템(100)은 두 대의 카메라(120)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따라 두 대의 조명 장치(130)을 더 포함할 수 있다. 또한 캘리브레이션 시스템(100)은 각각의 카메라(120)가 감지한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보 및 각각의 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치(110)를 포함할 수 있다.

이때 설정 장치(110)는 실시예에 따라 네트워크(N)를 통해 원격지의 서버에 접속하거나, 타 단말 및 서버와 연결 가능한 컴퓨터나 휴대용 단말기, 텔레비전, 웨어러블 디바이스(Wearable Device) 등으로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop)등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant),GSM(Global System for Mobile communications), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet), 스마트폰(Smart Phone), 모바일 WiMAX(Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 또한, 텔레비전은 IPTV(Internet Protocol Television), 인터넷 TV(Internet Television), 지상파 TV, 케이블 TV 등을 포함할 수 있다. 나아가 웨어러블 디바이스는 예를 들어, 시계, 안경, 액세서리, 의복, 신발 등 인체에 직접 착용 가능한 타입의 정보처리장치로서, 직접 또는 다른 정보처리장치를 통해 네트워크를 경유하여 원격지의 서버에 접속하거나 타 단말과 연결될 수 있다.

캘리브레이션 시스템(100)에 포함된 카메라(120), 조명 장치(130) 및 설정 장치(110)는 네트워크를 통해 서로 통신할 수 있으며, 네트워크(N)는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), Wibro(Wireless Broadband Internet), Mobile WiMAX, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다.

한편 도 2는 캘리브레이션 시스템(100)을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2에 따르면, 캘리브레이션 시스템(100)은 설정 장치(110), 카메라(120) 및 조명 장치(130)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 카메라(120)와 조명 장치(130)은 각각 두 개일 수 있다.

이때 카메라(120)는 영상 센서 및 렌즈를 포함할 수 있으며, 영상 센서는 예를 들어 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)나 CCD(Charge-Coupled Device)를 포함할 수 있다.

먼저 카메라(120)는 캘리브레이션 보드(200)를 촬영할 수 있다. 캘리브레이션 보드(200)란, 센서의 물리적 위치, 센서에 부착된 렌즈 조정 등의 물리적 설정 및 포커싱 등 전자적 설정을 위한 도구이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 카메라(120)는 캘리브레이션 보드(200)를 촬영하기 위하여 캘리브레이션 보드(200) 위의 천장에 설치될 수 있다. 카메라(120)의 설치 모습을 도시한 도 3을 참조하면, 캘리브레이션 보드(200)의 기준점(210)을 한 꼭지점으로 하는 정삼각형을 가정하였을 때, 기준점(210)의 대변을 지면과 수직한 방향으로 평행 이동 시키고, 평행 이동된 선분의 양 끝 위치에 두 대의 카메라(120)를 설치할 수 있다. 이때 정삼각형의 한 변을 93cm로 설정할 수 있다.

한편 도 4를 참고하면, 캘리브레이션 보드(200)는 기준점(210) 및 기준선(220)을 포함할 수 있다. 이때 기준점(210)은 공이 놓일 위치에 대응되도록 도시될 수 있고, 기준선(220)은 공의 진행 방향에 대응되도록 도시될 수 있다. 캘리브레이션 보드(200)는 기준점(210)이 공이 놓일 위치와 일치하도록 바닥에 놓일 수 있다.

예를 들어, 캘리브레이션 시스템(100)이 이용될 분야가 스크린 골프라면, 기준점(210)은 티(tee)의 위치에 대응될 수 있고, 기준선(220)은 티에서 스크린(300)을 향하는 수선과 평행하거나 수직한 직선일 수 있다. 도 3을 참조하면, 캘리브레이션 보드(200)는 기준점(210)이 티의 위치와 일치하고, 기준선(220)이 스크린(300)을 향하거나 스크린(300)과 평행하도록 바닥에 놓일 수 있다.

또한 캘리브레이션 보드(200)는 카메라(120)의 초점값을 측정하는 데에 이용되는 포커스 챠트(230)를 포함할 수 있다. 이때 포커스 챠트(230)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 선이 일정한 밀도를 이루며 방사상으로 배열되어 있는 형태로 구현될 수 있고, 또는 일정한 밀도를 이루는 복수의 원이 동심원을 이루며 배열되어 있는 형태로 구현될 수도 있다.

그리고 캘리브레이션 보드(200)는 내부에 마킹이 된 원형의 가상 공(240)을 포함할 수 있다. 이때 원형의 가상 공(240)은 실물 공과 동일한 크기를 갖도록 도시될 수 있다. 또한 가상 공(240)은 하나 이상 도시될 수 있으며, 하나 이상의 가상 공(240)은 캘리브레이션 보드(200)에서 공의 진행 방향과 대응되는 방향으로 배열될 수 있다.

더불어 캘리브레이션 보드(200)는 격자 무늬가 도시됨으로써 캘리브레이션 보드(200)가 놓여진 방향 등을 파악하기에 용이하도록 제작될 수 있다.

또는 캘리브레이션 보드(200)가 놓일 특정의 방향이 도시할 수 있다. 예를 들어, 만약 본 발명이 스크린 골프에 적용된다면, 캘리브레이션 보드(200)는 스크린(300) 쪽 방향에 대한 표시(270)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 캘리브레이션 보드(200)는, 기준점(210), 기준선(220), 포커스 챠트(230), 마킹된 원형의 가상 공(240) 등이 도시되어 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 상술한 캘리브레이션 보드(200)의 도시 사항을 이용하여 카메라 등의 캘리브레이션을 용이하게 진행할 수 있다. 캘리브레이션 시스템(100)에서 두 대의 카메라를 포함할 때, 캘리브레이션은 각각의 카메라에 대하여 별도로 진행될 수 있다. 그러나 각각의 카메라에 대한 캘리브레이션은 동일한 과정으로 진행될 수 있다.

관련하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 설정 장치(110)는 기준선(220) 및 기준점(210)에 기초하여 카메라(120)의 위치 및 방향을 조정하기 위한 가상의 가이드 라인을 영상 정보와 함께 제공할 수 있다. 예를 들어 카메라(120)가 촬영한 캘리브레이션 보드(200)의 영상 위에 가상의 가이드 라인을 오버랩하여 제공할 수 있다. 이를 통해 설정 장치(110)는 사용자로부터 카메라(120)의 위치 및 방향 등 물리적인 위치를 조정받을 수 있는데, 예를 들면, 영상으로 제공된 캘리브레이션 보드(200)의 기준선(220)과 가상의 가이드 라인이 일치하도록 카메라(120)의 위치 및 방향을 조정받을 수 있다.

이때 설정 장치(110)는 카메라(120) 영상을 회전(rotation)시킬 수 있다. 만약 캘리브레이션 보드(200)가 놓일 위치에 대한 표시가 있다면, 설정 장치(110)는 제공하는 영상 속에서 위치의 표시가 일정 방향을 향하도록 카메라(120) 영상을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 보드(200)에 스크린(300)의 위치가 표시(270)되어 있다면, 설정 장치(110)는 스크린(300) 위치의 표시(270)가 위를 향하도록 카메라(120) 영상을 회전시킬 수 있다.

또한 설정 장치(110)는 카메라(120)로부터 수신한 정보에 기초하여 생성한 영상을 확대 또는 축소할 수 있다. 예를 들면, 캘리브레이션 보드(200)의 전체가 출력되도록 영상을 확대 또는 축소할 수 있다.

한편 설정 장치(110)는 포커스 챠트(230)에 기초하여 카메라(120)에 포함된 렌즈의 설정에 따른 초점값을 제공할 수 있다. 구체적으로 설정 장치(110)는, 카메라(120)가 촬영한 정보 중 포커스 챠트(230) 정보를 추출하고, 추출한 포커스 챠트(230) 정보에 기초하여 카메라(120)의 초점값을 제공할 수 있다.

여기서 카메라(120)의 초점값은 카메라(120)에 포함된 렌즈의 설정에 따라 그 값이 달라지는데, 설정 장치(110)는 렌즈의 설정에 따른 현재 초점값과 초점의 기준값을 함께 제공할 수 있다. 이때 초점의 기준값은 이상적인 초점값으로서 현재 기준값이 이상적인 초점값에 가장 가깝도록 카메라(120)의 렌즈를 좌우로 돌려 캘리브레이션할 수 있다.

또한 설정 장치(110)는 캘리브레이션 보드(200)에 도시된 것으로서, 내부에 마킹이 된 원형의 가상 공(240)에 기초하여 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 분석할 수 있다. 먼저 설정 장치(110)는 카메라(120)로부터 수신한 캘리브레이션 보드(200)의 촬영 정보를 서클 피팅(circle fitting)하여 원형을 검출하고, 검출된 원형 중 내부에 마킹이 된 원을 검출함으로써, 마킹된 원형의 가상 공(240)을 감지할 수 있다. 설정 장치(110)는 감지한 가상 공(240)의 선명도, 개수, 크기 등을 분석함으로써 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 분석할 수 있다.

예를 들어, 감지한 가상 공(240)의 크기를 계측하여 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 분석할 수 있다. 구체적인 실시예로서, 캘리브레이션 보드(200)에 도시된 가상 공(240)의 크기가 실물 공의 크기와 유사하거나 동일하게 도시되었을 때, 설정 장치(110)는 계측한 가상 공(240)의 크기를 실물 공의 크기로 간주하고 캘리브레이션 보드(200)와 카메라(120)의 거리를 계측할 수 있다.

또는 설정 장치(110)는 캘리브레이션 보드(200)에 도시된 가상 공(240)이 둘 이상일 때, 각각의 가상 공(240)을 감지하여 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 분석할 수 있다. 즉, 카메라(120)의 위치나 방향, 초점값 등에 따라 감지한 각각의 가상 공(240)의 크기나 선명도가 다르게 측정될 수 있기 때문에 그에 기초하여 카메라(120)의 설정을 조정할 수 있다. 특히, 캘리브레이션 보드(200)에 공의 진행 방향에 따라 공이 도시되어 있을 때, 어느 부분에서 공이 잘 인식되고, 잘 안 되는지를 파악하여 이를 조정할 수 있다.

또한 설정 장치(110)는 캘리브레이션 보드(200)에 도시된 가상 공(240)이 둘 이상일 때, 감지된 가상 공(240)의 개수를 연산하여 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 분석할 수 있다. 만약 미리 설정된 가상 공(240)의 개수와 감지된 가상 공(240)의 개수가 일치하지 않는다면, 카메라(120)의 설정에 이상이 있는 것으로 분석할 수 있다.

한편 캘리브레이션 시스템(100)은 보드 위를 비추는 두 개의 조명 장치(130)를 더 포함할 수 있다. 이 때 두 개의 조명 장치(130)는 각각 엘이디(LED)를 포함하여 구현될 수 있다. 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 조명 장치(130)는 복수의 링형 엘이디(131)가 일렬로 배열된 한 줄 이상의 엘이디 묶음이 서로 링의 반지름만큼 엇갈리게 배열되어 구현될 수 있다. 즉, 이웃한 링형 엘이디(131)가 지그재그 형태를 이루도록 배열될 수 있다. 이때 네 개의 엘이디가 한 줄의 엘이디 묶음을 이루고, 네 줄의 엘이디 묶음이 서로 엇갈리게 지그재그로 배열됨으로써, 총 16개의 엘이디로 하나의 조명 장치(130)가 구현될 수 있다.

조명 장치(130)와 관련하여 캘리브레이션 보드(200)에는 조명 장치(130)의 조명이 집중될 위치인 조명 집중 위치가 두 개 도시될 수 있다. 이때 도 4를 참고하면, 캘리브레이션 보드(200)의 기준점(210)을 기준으로 공의 진행 방향에 제1조명 집중 위치(250)가 도시되고, 공의 진행의 반대 방향에 제2조명 집중 위치(260)가 도시될 수 있다. 상술한 두 개의 조명 장치(130)는 각각 제1조명 집중 위치(250)와 제2조명 집중 위치(260)를 비춤으로써 캘리브레이션 보드(200)의 전체에 조명을 비출 수 있다.

특히 상술한 조명 장치(130)를 포함하는 캘리브레이션 시스템이 스크린 골프에 적용될 경우, 공의 진행 방향은 스크린(300) 방향이 될 것이고, 공이 놓일 티는 지면으로부터 일정 높이를 가지므로, 상술한 조명 장치(130)에 의해 티와 티에 올려진 공에 의해 그림자가 생기는 것을 방지하고, 이로써 더욱 정확하게 공을 감지할 수 있게 된다.

또한 캘리브레이션 보드(200)에는 제1조명 집중 위치(250)와 기준점(210)의 거리가 제2조명 집중 위치(260)와 기준점(210)의 거리보다 먼 비대칭의 형태로 도시될 수 있다. 이는 공의 진행 반대 방향보다 공의 진행 방향에 더 많은 빛을 비춤으로써 조명을 효과적으로 활용하기 위함이다.

또한 설정 장치(110)는 캘리브레이션 보드(200)의 기준점(210)에 대응되는 위치에 놓인 실물 공을 촬영하고 카메라(120)가 촬영한 정보에 기초하여 캘리브레이션을 진행할 수 있다. 만약 본 발명이 스크린 골프에 적용될 때, 캘리브레이션 보드(200)의 기준점(210)은 티와 일치할 수 있고, 실물 공은 티 위 혹은 티 근처에 놓일 수 있다. 실물 공을 이용하여 캘리브레이션을 진행할 때는 캘리브레이션 보드(200)를 제거할 수 있다.

예를 들어, 설정 장치(110)는 실물 공을 촬영한 정보에 기초하여 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정할 수 있다. 구체적인 실시예로서, 설정 장치(110)는 노출 시간 및 아이들 시간을 변경하면서 각 단계의 공의 반지름 및 적절성 스코어를 연산할 수 있다. 이때 설정 장치(110)는 각 노출 시간 및 아이들 시간마다의 공의 반지름 및 적절성 스코어를 저장한 후, 최종적으로 저장된 공의 반지름 및 적절성 스코어에 기초하여 최적의 노출 시간 및 아이들 시간을 결정할 수 있다.

또한 설정 장치(110)는 프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정할 수 있다.

여기서 프리뷰 모드는 공이 정지해있을 때의 대기 상태에서 공을 감지하기 위한 상태를 포함할 수 있으며, 샷 모드는 공이 움직이는 순간 이후에 공을 감지하기 위한 상태를 포함할 수 있다. 프리뷰 모드와 샷 모드는 서로 관심 영역, 해상도(resolution) 및 초당 프레임 수(FPS) 등을 달리할 수 있다. 이때 관심 영역은 공을 감지하기 위하여 관찰하는 영역을 말한다. 예를 들어, 프리뷰 모드는 샷 모드보다 관심 영역이 넓고 해상도가 낮으며 초당 프레임 수가 적게 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이 프리뷰 모드 및 샷 모드는 서로 다른 설정을 필요로 하므로 설정 장치(110)는 각각의 모드에서 실물 공의 반지름을 계측하여 초기 설정값으로 설정할 수 있다.

한편 설정 장치(110)는 두 대의 카메라(120)가 천장에 설치되어 있을 때, 상기 카메라(120)로부터 바닥까지의 수직 거리를 입력 받을 수 있다. 상술한 바와 같이, 캘리브레이션 보드(200)의 기준점(210)을 한 꼭지점으로 하는 정삼각형을 가정하고, 기준점(210)의 대변을 지면과 수직한 방향으로 평행 이동 시키고, 평행 이동된 선분의 양 끝 위치에 두 대의 카메라(120)가 설치를 설치하였을 때, 카메라(120)와 기준점 간의 수평 거리는 일정하므로, 카메라(120)로부터 바닥까지의 수직 거리를 입력 받음으로써 기준점(210)을 기준으로 했을 때의 카메라(120)의 입체적인 위치를 파악할 수 있다.

또한 본 발명이 스크린 골프에 적용될 때, 설정 장치(110)는 우타석 및 좌타석 중 하나를 입력받을 수 있다.

다음으로 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명한다. 이하에서 서술하는 캘리브레이션 방법은 도 1에 도시된 캘리브레이션 시스템(100)에 포함된 설정 장치(110)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 6 및 도 7에 도시된 시스템에 관하여 이상에서 기술한 내용은 후술하는 캘리브레이션 방법에도 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예로서, 설정 장치(110)는 스포츠용 공을 감지하는 데 있어서의 정확도를 향상시키기 위한 장치로서, 공이 움직이는 방향에 대응하도록 놓인 캘리브레이션 보드(200) 위를 촬영하는 두 대의 카메라(120)로부터 수신한 촬영 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보와 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 제공할 수 있고, 다음과 같은 캘리브레이션 방법을 수행할 수 있다.

먼저 설정 장치(110)는 카메라(120)의 위치 및 방향을 조정하기 위한 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 영상 정보와 함께 제공할 수 있다(S601).

이때 구체적인 실시예에 의하면 설정 장치(110)는 카메라(120)의 위치 및 방향을 조정하기 위한 가상의 가이드 라인을 영상 정보와 함께 제공할 수 있다(S701).

본 발명의 실시예에 따르면 사용자는 영상 정보를 통해 확인할 수 있는 캘리브레이션 보드의 기준점(210) 및 기준선(220)과 가상의 가이드 라인이 일치하도록 카메라(120)의 위치 및 방향을 조정할 수 있다.

또한 설정 장치(110)는 공의 진행 방향 또는 캘리브레이션 보드(200)의 방향에 대응되도록 영상을 회전시킬 수 있고, 캘리브레이션 보드(200)의 전체 또는 공을 감지하는 데 있어서 필요한 영역 전체가 출력되도록 영상을 확대 또는 축소시킬 수 있다. 이때 설정 장치(110)는 영상의 회전, 확대 또는 축소를 사용자로부터 입력 받을 수 있다. 이를 통해 사용자는 사용자 스스로 영상을 보기 편하도록 영상을 회전, 확대 또는 축소할 수 있다.

또한 설정 장치(110)는 캘리브레이션 보드(200)에 도시된 포커스 챠트(230)를 촬영한 정보를 카메라(120)로부터 수신하고, 수신한 포커스 챠트(230) 정보에 기초하여 카메라(120)에 부착된 렌즈의 설정에 따른 초점값 및 초점의 기준값을 제공할 수 있다(S702).

본 발명의 일 실시예에 따라 설정 장치(110)는 드래그 입력 등을 통해 사용자로부터 영상 상의 포커스 챠트(230)의 위치를 입력 받을 수 있다. 설정 장치(110)는 입력 받은 위치의 영상을 분석하여 포커스 챠트(230)의 정보를 추출하고, 추출한 포커스 챠트(230) 정보에 기초하여 카메라(120)의 초점값 및 기준값을 제공할 수 있다. 예를 들어, 포커스 챠트(230)를 분해하여, 감지되는 선의 개수 등을 연산함으로써 초점값을 연산할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자는 카메라(120)에 부착된 렌즈를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 돌려 조정하면서 렌즈의 조정에 따른 초점값을 확인하고, 초점값이 초점의 기준값에 가장 가깝게 되도록 렌즈를 조정할 수 있다.

그리고 설정 장치(110)는 카메라(120)가 촬영한 정보를 서클 피팅하여, 캘리브레이션 보드(200)에 도시된, 내부에 마킹을 갖는 원형의 가상 공(240)에 대한 정보를 추출할 수 있다(S703).

이때 설정 장치(110)는 추출한 가상 공(240)에 대한 정보에 기초하여 가상 공(240)의 크기 및 가상 공(240)의 개수 중 적어도 하나에 대한 정보를 연산하고, 카메라(120)의 캘리브레이션 상태를 분석하여 제공할 수 있다(S704).

한편 설정 장치(110)는 카메라(120)로부터 캘리브레이션 보드(200)에 도시된 기준점(210)에 대응되는 위치에 놓인 실물 공에 대한 촬영 정보를 수신하고(S602), 수신한 실물 공에 대한 촬영 정보에 기초하여 카메라(120)의 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하고, 프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정할 수 있다(S603).

이때 설정 장치(110)는 카메라(120)의 노출 시간 및 아이들 시간을 변경하면서, 변경 시마다의 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 반지름에 기초하여 노출 시간 및 아이들 시간을 설정할 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 설정 장치(110)는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC 와 같은 하드웨어 구성요소를 포함할 수 있다. 그렇지만 설정 장치(110)는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 설정 장치(110)는 어드레싱할 수 있는 저장 매체를 포함할 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 설정 장치(110)는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램특허 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.

구성요소들과 설정 장치(110) 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들로 결합되거나 분리될 수 있다.

뿐만 아니라, 구성요소들 및 설정 장치(110)는 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다

또한 본 발명의 일 실시예에 따르는 캘리브레이션 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 상품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르는 캘리브레이션 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.

여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다.

또한 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다.

그리고 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 캘리브레이션 시스템
110: 설정 장치 120: 카메라
130: 조명 장치 131: 링형 엘이디
200: 캘리브레이션 보드
210: 기준점 220: 기준선
230: 포커스 챠트 240: 가상 공
300: 스크린

Claims

스포츠용 공을 감지하는 캘리브레이션 시스템으로서,
상기 스포츠용 공을 형상화한 가상의 공이 도시된 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라; 및
상기 카메라가 촬영한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보 및 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치를 포함하며,
상기 캘리브레이션 보드에 기준선 및 실물 공이 놓일 위치에 대응되는 기준점이 도시되어 있을 때,
상기 설정 장치는,
상기 기준선 및 기준점에 기초하여 상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 가상의 가이드 라인을 상기 영상 정보와 함께 제공하는, 캘리브레이션 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 캘리브레이션 보드에 포커스 챠트가 도시되어 있을 때, 상기 설정 장치는,
상기 카메라가 촬영한 정보 중 포커스 챠트 정보를 추출하고, 추출한 포커스 챠트 정보에 기초하여 상기 카메라에 포함된 렌즈의 설정에 따른 초점값을 제공하는, 캘리브레이션 시스템.
제3항에 있어서,
상기 포커스 챠트에 복수의 선이 일정 밀도를 이루며 방사상으로 배열되어 있을 때, 상기 설정 장치는,
상기 카메라가 감지한 정보 중 상기 복수의 선에 대한 정보를 추출하고, 추출한 정보에 기초하여 상기 카메라의 초점값을 연산하고, 연산한 초점값 및 초점의 기준값을 제공하는, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 가상의 공이 원형이며, 내부에 마킹을 포함하고 있을 때, 상기 설정 장치는,
상기 카메라가 촬영한 정보를 서클 피팅(circle fitting)하여 마킹된 가상 공을 감지하고, 감지한 가상 공의 크기를 계측하여 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 분석하는, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 캘리브레이션 보드에, 상기 가상의 공이 둘 이상 도시되어 있고, 내부에 마킹을 포함하고 있을 때, 상기 설정 장치는,
상기 카메라가 촬영한 정보를 서클 피팅하여 마킹된 가상 공을 감지하고, 감지한 가상 공의 개수를 연산하여 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 분석하는, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 캘리브레이션 시스템은,
상기 캘리브레이션 보드 위를 비추는 두 개의 조명 장치를 포함하고,
상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점을 기준으로 공의 진행 방향에 제1조명 집중 위치 및 공의 진행의 반대 방향에 제2조명 집중 위치가 도시되어 있을 때, 상기 두 개의 조명 장치가 각각 상기 제1조명 집중 위치 및 상기 제2조명 집중 위치를 비추는, 캘리브레이션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 캘리브레이션 보드에, 상기 제1조명 집중 위치와 상기 기준점 사이의 거리가 상기 제2조명 집중 위치와 상기 기준점 사이의 거리보다 먼 비대칭 형태로 도시된, 캘리브레이션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 조명은 각각,
복수의 링형 엘이디(LED)가 일렬로 배열된 한 줄 이상의 엘이디 묶음이 서로 링의 반지름만큼 엇갈리게 배열된, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카메라는,
상기 캘리브레이션 보드의 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공을 촬영하고,
상기 설정 장치는,
상기 카메라가 촬영한 정보에 기초하여 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하는, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카메라는,
상기 캘리브레이션 보드의 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공을 촬영하고,
상기 설정 장치는,
프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정하는, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 설정 장치는,
상기 두 대의 카메라가 천장에 설치되어 있을 때, 상기 두 대의 카메라의 중심으로부터 바닥까지의 수직 거리를 입력 받는, 캘리브레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스포츠가 골프일 때,
상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점이 티(tee)의 위치와 일치하도록 상기 캘리브레이션 보드가 놓이고,
상기 설정 장치는,
우타석 및 좌타석 중 하나를 입력 받는, 캘리브레이션 시스템.
스포츠용 공을 감지하는 설정 장치로서, 상기 스포츠용 공을 형상화한 가상의 공이 도시된 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라로부터 수신한 촬영 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보와 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치가 수행하고,
상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 상기 영상 정보와 함께 제공하는 단계;
상기 카메라로부터 상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공에 대한 촬영 정보를 수신하는 단계; 및
수신한 실물 공에 대한 촬영 정보에 기초하여 상기 카메라의 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하고, 프리뷰 모드(preview mode) 및 샷 모드(shot mode) 각각에서 실물 공의 반지름을 계측하고, 계측한 실물 공의 반지름을 초기 설정값으로 설정하는 단계를 포함하는, 캘리브레이션 방법.
제14항에 있어서,
상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 상기 영상 정보와 함께 제공하는 단계는,
상기 카메라의 위치 및 방향을 조정하기 위한 가상의 가이드 라인을 상기 영상 정보와 함께 제공하는 단계;
상기 캘리브레이션 보드에 도시된 포커스 챠트를 촬영한 정보를 상기 카메라로부터 수신하고, 수신한 상기 포커스 챠트 정보에 기초하여 상기 카메라에 부착된 렌즈의 설정에 따른 초점값 및 초점의 기준값을 제공하는 단계;
상기 카메라가 촬영한 정보를 서클 피팅하여, 상기 캘리브레이션 보드에 도시된 가상 공에 대한 정보를 추출하는 단계; 및
추출한 가상 공에 대한 정보에 기초하여 가상 공의 크기 및 가상 공의 개수 중 적어도 하나에 대한 정보를 연산하고, 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 분석하여 제공하는 단계를 포함하는, 캘리브레이션 방법.
제14항에 있어서,
상기 설정하는 단계는,
상기 카메라의 노출 시간 및 아이들 시간을 변경하면서, 변경 시마다의 공의 반지름을 계측하고, 계측한 반지름에 기초하여 상기 노출 시간 및 아이들 시간을 설정하는 단계를 포함하는, 캘리브레이션 방법.
제14항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
설정 장치에 의해 수행되며, 제14항에 기재된 방법을 수행하기 위해 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
스포츠용 공을 감지하는 캘리브레이션 시스템으로서,
상기 스포츠용 공을 형상화한 가상의 공이 도시된 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라;
상기 카메라가 촬영한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보 및 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치; 및
상기 캘리브레이션 보드 위를 비추는 두 개의 조명 장치를 포함하고,
상기 캘리브레이션 보드에 도시된 기준점을 기준으로 공의 진행 방향에 제1조명 집중 위치 및 공의 진행의 반대 방향에 제2조명 집중 위치가 도시되어 있을 때, 상기 두 개의 조명 장치가 각각 상기 제1조명 집중 위치 및 상기 제2조명 집중 위치를 비추는, 캘리브레이션 시스템.
스포츠용 공을 감지하는 캘리브레이션 시스템으로서,
상기 스포츠용 공을 형상화한 가상의 공이 도시된 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라; 및
상기 카메라가 촬영한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보 및 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치를 포함하며,
상기 카메라는,
상기 캘리브레이션 보드의 기준점에 대응되는 위치에 놓인 실물 공을 촬영하고,
상기 설정 장치는,
상기 카메라가 촬영한 정보에 기초하여 노출 시간(exposure time) 및 아이들 시간(idle time)을 설정하는, 캘리브레이션 시스템.
스포츠용 공을 감지하는 캘리브레이션 시스템으로서,
상기 스포츠용 공을 형상화한 가상의 공이 도시된 캘리브레이션 보드 위를 촬영하는 두 대의 카메라; 및
상기 카메라가 촬영한 정보에 기초하여 영상 정보를 생성하고, 생성한 영상 정보 및 상기 카메라의 캘리브레이션 상태를 제공하는 설정 장치를 포함하며,
상기 설정 장치는,
상기 두 대의 카메라가 천장에 설치되어 있을 때, 상기 두 대의 카메라의 중심으로부터 바닥까지의 수직 거리를 입력 받는, 캘리브레이션 시스템.