KR101944705B1 - 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치는, 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 발사 신호 생성부, 발사 신호 생성부에서 신호가 발생된 이후에 비행물체를 촬영하는 하나 이상의 고속 영상 카메라. 고속 영상 카메라를 제어하는 제어부 및 고속 영상 카메라로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산하는 처리부를 포함하고, 고속 영상 카메라는 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하고, 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하며, 제1 촬영영역과 제2 촬영영역은 크기가 서로 다르다.
본 발명의 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치는, 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 발사 신호 생성부, 발사 신호 생성부에서 신호가 발생된 이후에 비행물체를 촬영하는 하나 이상의 고속 영상 카메라 및 고속 영상 카메라를 제어하고, 고속 영상 카메라로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산하는 통합 처리부를 포함하고, 고속 영상 카메라는 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하고, 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하며, 제1 촬영영역과 제2 촬영영역은 크기가 서로 다르다.

Description

고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체{Device and Method for measuring flight data of flying objects using high speed video camera and computer readable recording medium having program the same}

본 발명은 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1개 또는 다수의 고속 영상 카메라를 이용하여 골프공 또는 야구공과 같은 비행물체의 영상을 취득하고, 취득한 영상으로부터 비행물체의 비행데이터를 측정하는 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 관한 것이다.

실내 골프연습장 또는 실내 야구연습장과 같은 시설에서 타격한 골프공 또는 야구공의 비행궤적을 정확히 예측하기 위해서는 해상도가 높은 이미지들을 초고속으로 촬영해야 한다. 예를 들어, 골프공의 경우, 80~90 m/s의 최고 발사속도 및 10,000rpm의 회전수를 측정하기 위해서는 약 1 픽셀당 1mm의 해상도를 갖는 이미지를 초당 1500 프레임 정도의 속도로 촬영해야 한다. 따라서, 최고 1m 정도 이동한 비행물체를 촬영하려면 적어도 비행물체가 진행하는 방향으로 1000 픽셀이 넘는 해상도의 이미지를 촬영해야 하는데, 이렇게 큰 이미지를 초당 1500 프레임으로 촬영할 수 있는 카메라는 매우 고가이며, 이렇게 촬영할 경우 데이터의 양이 매우 커져 촬영한 영상들을 통신하고 분석하는데 오랜 시간이 소요된다. 이는 실시간으로 영상처리 및 분석을 하기 위해 고가의 고속 통신 및 연산 장비들을 필요로 하게 된다.

실내 골프 연습장 등에서 비행하는 골프공의 영상 이미지를 이용하여 골프공의 비행거리, 비행속도 및 비행방향을 측정하고 이를 실내 스크린 등에 현시하기 위한 골프공의 비행데이터를 측정하는 방법으로는 대한민국 등록특허 제1044887호, "고속 씨씨디 카메라의 촬상 이미지를 이용한 골프공의 비행데이터 측정방법" 이 있다. 상기 방법은 고속 CCD 카메라를 이용하여 한 장의 이미지에 여러 컷의 골프공 이미지가 포함되도록 골프공의 영상을 중복시켜 연속적으로 촬영하고, 촬영된 영상 이미지를 카메라 시스템에 연결된 컴퓨터 장치를 이용하여 골프공의 비행거리, 비행속도 및 비행방향을 계산한다. 다만, 상기 방법은 골프공의 회전을 고려하지 않아 비행데이터가 부정확한 단점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제1230613호, "CMOS 센서를 기반으로 한 구형물체의 비행정보 측정 시스템 및 방법" 에서는 카메라 센서의 총 영역을 공이 지나가는 방향의 수직 방향으로 다수의 영역 (예를 들어 3~4개의 영역)으로 나누고, 각 영역에서 공이 통과할 때 트리거 신호가 발생 되게끔 라인 트리거 카메라 장치 (또는 유사 장치)를 별도로 설치하여 카메라와 연동시켜 공이 발사된 후 각 영역을 순차적으로 통과할 때 트리거 신호가 발생되고, 공이 통과하고 있는 해당 영역의 영상만 취득하도록 시스템을 구성하였다. 이 방법은 촬영되는 영상의 크기를 영역의 수만큼 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 공 이외의 많은 부분을 촬영 범위에서 제외시켜 영상의 크기 즉, 영상의 총 해상도를 줄일 경우, 골프공 영상의 해상도는 해치지 않으면서 촬영 속도를 올리고 취득된 영상의 연산처리시간을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 카메라 및 통신/연산 장비의 사양을 낮추고 장비의 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 위 특허에서는 공이 비행하는 한쪽 방향의 수직 방향으로만 영역을 나눌 수 있고, 비행하는 방향으로는 영역을 나눌 수 없는 단점이 있다. 예를 들면, 공이 비행할 때 카메라 촬영영역의 좌측에서 우측 방향으로 공이 진행되게끔 카메라가 배치되었을 경우, 상단 끝에서 하단 끝을 잇는 띠 형태의 영역들을 순차적으로 만들 수 있으나 상하 방향으로는 영역을 나눌 수 없다. 또한, 촬영영역들의 위치 및 크기를 미리 정해야 하는데, 저속, 고속, 저회전, 고회전 등 여러 비행조건에서 최적의 영역 배분이 다르기 때문에 촬영영역을 나누고 정하는 과정이 복잡하거나 타협적으로 이루어지게 된다. 그리고 카메라의 설치 위치와 트리거 라인의 위치에 따라 공이 아닌 다른 물체 (예로, 골프채, 타격자의 발, 지나가는 벌래 등)가 트리거를 발생시킬 수 있는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제1244044호, "스테레오 카메라를 이용하는 구형물체의 비행속도 추정방법" 은 위의 등록특허 10-1230613 내용과 유사하나, 별도의 트리거 카메라 또는 장치 없이 영상취득 카메라 내에서 트리거 라인을 만들고 공이 지나가는 것이 감지되면, 트리거 라인상에서 공이 지나가는 위치를 감지하고 이 위치를 기준으로 공의 영상이 포함되는 상하좌우 영역이 분할된 더욱 작은 촬영영역을 촬영하는 방식이다. 그러나, 이 방법 역시 상기 등록특허 10-1230613과 마찬가지로 트리거 라인의 위치를 미리 정해야 하는 단점이 있으며, 트리거 라인상에 공이 아닌 다른 물체가 지나가거나 움직이면 트리거가 발생될 수 있는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제1044887호 (공고일자 2011년 06월 28일) 대한민국 등록특허 제1230613호 (공고일자 2013년 02월 14일) 대한민국 등록특허 제1244044호 (공고일자 2013년 03월 15일)

본 발명의 목적은 고가의 카메라 장비를 사용하지 않고, 고속 영상 카메라를 이용하여 작지만 연속촬영을 더욱 빠르게 할 수 있는 특정 촬영영역 내에서 비행물체를 촬영함으로써, 비행물체의 고속 회전수를 측정할 수 있으면서 동시에 비행물체의 속도와 방향을 더욱 정확히 측정할 수 있는 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 촬영되는 비행물체의 영상데이터의 크기를 작게 하여 영상데이터의 통신 및 분석을 더욱 용이하게 하는 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치는, 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 발사 신호 생성부, 발사 신호 생성부에서 신호가 발생된 이후에 비행물체를 촬영하는 하나 이상의 고속 영상 카메라. 고속 영상 카메라를 제어하는 제어부 및 고속 영상 카메라로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산하는 처리부를 포함하고, 고속 영상 카메라는 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하고, 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하며, 제1 촬영영역과 제2 촬영영역은 크기가 서로 다르다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치는, 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 발사 신호 생성부, 발사 신호 생성부에서 신호가 발생된 이후에 비행물체를 촬영하는 하나 이상의 고속 영상 카메라 및 고속 영상 카메라를 제어하고, 고속 영상 카메라로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산하는 통합 처리부를 포함하고, 고속 영상 카메라는 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하고, 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하며, 제1 촬영영역과 제2 촬영영역은 크기가 서로 다르다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역의 크기는 제1 촬영영역의 크기보다 크다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역은 제1 촬영영역의 일부 또는 전부를 포함한다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역은 제1 촬영영역과 겹치지 않는다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역은 고속 영상 카메라의 총 촬영영역이다.

일 실시 예에 의하면, 발사 신호 생성부는 발사감지카메라 또는 고속 영상 카메라를 이용하여 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생시킨다.

일 실시 예에 의하면, 비행데이터는 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

일 실시 예에 의하면, 제1 촬영영역은 비행물체의 발사시점에서의 비행 예정 방향의 영역이다.

일 실시 예에 의하면, 제1 촬영영역이 촬영된 영상들로부터 계산된 비행물체의 비행데이터를 이용하여 제2 촬영영역에서 비행물체의 위치를 추정하고, 제2 촬영영역이 촬영된 영상 내의 추정된 비행물체의 위치 주위의 소정 영역 내에서 비행물체의 위치를 파악한다.

일 실시 예에 의하면, 고속 영상 카메라는 제1 촬영영역이 촬영된 시점과 제2 촬영영역이 촬영된 시점 사이에 1개 이상의 제3 촬영영역을 각각 1회 이상 촬영하고, 제3 촬영영역의 크기는 제1 촬영영역의 크기와 같거나 크고, 제2 촬영영역의 크기와 같거나 작다.

일 실시 예에 의하면, 고속 영상 카메라는 제1 촬영영역 및 제2 촬영영역 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영한다.

일 실시 예에 의하면, 고속 영상 카메라는 제3 촬영영역을 소정 간격 이동하면서 촬영한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정방법은, 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하는, 1차 촬영단계, 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하는, 2차 촬영단계 및 1차 촬영단계 및 2차 촬영단계에서 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산하는, 비행데이터 계산단계를 포함하고, 제1 촬영영역과 제2 촬영영역은 크기가 서로 다르다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역의 크기는 제1 촬영영역의 크기보다 크다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역은 제1 촬영영역의 일부 또는 전부를 포함한다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역은 제1 촬영영역과 겹치지 않는다.

일 실시 예에 의하면, 제2 촬영영역은 고속 영상 카메라의 총 촬영영역이다.

일 실시 예에 의하면, 1차 촬영단계 이전에 발사감지카메라 또는 고속 영상 카메라를 이용하여 비행물체의 발사를 감지하는, 발사 감지단계를 더 포함한다.

일 실시 예에 의하면, 비행데이터는 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

일 실시 예에 의하면, 제1 촬영영역은 비행물체의 발사시점에서의 비행 예정 방향의 영역이다.

일 실시 예에 의하면, 제1 촬영영역이 촬영된 영상들로부터 계산된 비행물체의 비행데이터를 이용하여 제2 촬영영역에서 비행물체의 위치를 추정하고, 제2 촬영영역이 촬영된 영상 내의 추정된 비행물체의 위치 주위의 소정 영역 내에서 비행물체의 위치를 파악한다.

일 실시 예에 의하면, 1차 촬영단계와 2차 촬영단계 사이에 1개 이상의 제3 촬영영역을 각각 1회 이상 촬영하는, 중간 촬영단계를 더 포함하고, 중간 촬영단계에서 촬영된 영상들은 비행물체의 비행데이터를 계산하는데 사용되고, 제3 촬영영역의 크기는 제1 촬영영역의 크기와 같거나 크고, 제2 촬영영역의 크기와 같거나 작다.

일 실시 예에 의하면, 제1 촬영영역 및 제2 촬영영역 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영한다.

일 실시 예에 의하면, 제3 촬영영역을 소정 간격 이동하면서 촬영한다.

상술한 실시형태에 따른 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 측정방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체를 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는, 비행물체기 발사된 후에 작은 영역의 제1 촬영영역의 영상들 몇 개와 비행물체가 총 촬영영역을 벗어나기 전에 촬영한 제2 촬영영역의 영상들 몇 개만으로 기존의 방법으로 연속 촬영하는 경우보다 더 적은 양의 영상데이터로 비행데이터를 계산할 수 있고, 저가의 고속 영상 카메라를 이용하여 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 초고속으로 촬영되는 제1 촬영영역의 영상들로부터 비행물체의 비행데이터 중 회전속도 및 회전방향과 같이 초고속 촬영영상을 필요로 하는 비행데이터를 계산할 수 있고, 제2 촬영영역의 영상들로부터 비행속도 및 비행방향과 같이 비행물체가 일정량 이동한 후의 촬영영상을 필요로 하는 비행데이터를 계산할 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 촬영영역에서 얻은 작은 크기의 영상들로부터 비행물체의 비행속도 및 비행방향을 예비적으로 쉽게 계산하여, 촬영된 제2 촬영영역의 큰 이미지 프레임에서 비행물체가 찍힌 위치를 예상할 수 있으므로, 제2 촬영영역을 매우 효율적이고 빠르게 분석할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 따른 고속 영상 카메라를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 3은 실내 골프 시뮬레이션에 본 발명을 적용했을 때 주요 구성품 및 설치 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 제1 촬영영역과 제2 촬영영역을 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 촬영영역과 제2 촬영영역이 소정 간격 이동하는 본 발명의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 제3 촬영영역을 나타내는 도면이다.
도 7은 제1 촬영영역과 제2 촬영영역 내에서 비행물체가 비행하는 실시 예를 나타내는 도면이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 고속 영상 카메라를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 대하여 설명하도록 한다.

- 전체적인 시스템

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고속 영상 카메라를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 따른 고속 영상 카메라를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 시스템의 블록도이며, 도 3은 실내 골프 시뮬레이션에 본 발명을 적용했을 때 주요 구성품 및 설치 예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 시스템은, 발사 신호 생성부(100), 고속 영상 카메라(220, 230) 및 제어부(210)를 포함하는 제1 고속 영상 카메라 시스템(200) 및 처리부(300)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 시스템은, 발사 신호 생성부(100), 고속 영상 카메라(220, 230) 및 통합 처리부(310, 320)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 고속 영상 카메라 시스템(200)은 고속 영상 카메라(220, 230) 및 제어부(210)를 포함하고, 통신선(600)을 통해 처리부(300)와 연결되어 있다. 처리부(300)는 일반적으로 PC이며, 고속 영상 카메라 시스템(200)뿐만 아니라 영상을 스크린(500)에 비춰주는 영상 프로젝트(400)와 연결되어 있다.

도 3에서는 본 발명의 실시 예에 따라, 실내 골프 시뮬레이션 시설에서 골프공이 날아가는 영상을 보여주기 위한 빔프로젝터(400)와 스크린(500) 등이 도시되어 있다. 도 3은 실내 골프 시뮬레이션 시설을 도시한 일 예이며, 장치의 위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230) 및 발사감지카메라(110)의 위치를 달리할 수 있다. 고속 영상 카메라(220, 230)는 골프공이 비행하는 영상을 촬영하기 위해 카메라 렌즈가 수평방향을 향하도록 설치될 수 있고. 경우에 따라서는 수직방향을 향하여 설치될 수도 있다. 발사감지카메라(110)의 위치는 골프공의 발사여부를 감지하는 것이므로 골프공 가까이에 설치될 수 있다. 다만, 반드시 골프공 가까이에 설치되어야만 하는 것은 아니며, 골프공의 발사여부를 감지할 수 있는 위치라면 어디든 상관없다. 비행물체가 발사 전 놓일 수 있는 초기위치의 영역 및 비행물체의 발사여부를 감지하는 영역을 인식할 수 있는 위치라면 발사감지카메라(110)가 어디에 있든 본 발명을 실행할 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 제어부(210)와 처리부(300)가 별도의 장치로 구분되어 설치될 수 있고, 도 2를 참조하면, 제어부(210)와 처리부(300)를 통합하여 하나의 통합 처리부(310, 320)로 설치될 수 있다. 도 2의 (a)는 통합 처리부(310)가 고속 영상 카메라 시스템(2200) 외부에 설치되는 경우이고, 도 2의 (b)는 통합 처리부(320)가 고속 영상 카메라 시스템(2200) 내부에 설치되는 경우이다. 도 2는 통합 처리부(310, 320)가 설치되는 위치에 대해 본 발명의 실시 예들을 나타낸 경우이며, 이 이외에도 통합 처리부(310, 320)의 위치는 다양하게 설치될 수 있다.

제어부(210)는 고속 영상 카메라(220, 230)를 제어할 수 있고, 처리부(300)는 고속 영상 카메라(220, 230)로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 통합 처리부(310, 320)는 고속 영상 카메라(220, 230)를 제어하고, 고속 영상 카메라(220, 230)로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 통합 처리부(310, 320)는 제어부(210)와 처리부(300)가 합쳐진 경우이며, 본 발명의 실시 예에 따라, 제어부(210)와 처리부(300)가 물리적으로 독립된 구성요소로 이루어질 수 있다. 제어부(210)와 처리부(300)가 합쳐진 구성이든 독립적인 구성이든, 통합 처리부(310, 320)와 같은 형태로 통합하여 처리 및 운용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제어부(210)는 고속 영상 카메라 시스템(200) 내에 설치될 수 있고, 고속 영상 카메라(220, 230) 내에 설치될 수도 있다. 도 3에서와 같이, 처리부(300)는 고속 영상 카메라 시스템(200)과 별도로 설치될 수 있으며, 이 경우 통신선(600)을 이용하여 고속 영상 카메라 시스템(200)과 접속될 수 있다. 처리부는 물리적인 통신선(600)이 없는 대신에 다양한 무선 통신 프로토콜을 이용하여 무선으로 접속될 수도 있다.

도 2의 (a)를 참조하면, 통합 처리부(310)는 고속 영상 카메라 시스템(2200) 외부에 설치될 수 있다. 이때는 본 발명의 실시 예에 따라, 별도로 통신선(600)을 구비할 수도 있고, 없을 수도 있다. 통신선(600)이 구비된 경우에, 통신선(600)은 고속 영상 카메라 시스템(2200)을 통합 처리부(310)와 연결시켜주는 랜(LAN)일 수 있다. 한편, 통신선(600)은 와이파이(Wi-fi)와 같은 통신수단일 수 있다. 이외에도 통신선(600)은 고속 영상 카메라 시스템(2200)과 통합 처리부(310)를 연결시켜주는 기타 장치 및 수단들을 포함할 수 있다. 도 2의 (b)를 참조하면, 통합 처리부(320)는 고속 영상 카메라 시스템(2200) 내에 설치될 수 있고, 고속 영상 카메라(220, 230) 내에 설치될 수도 있다. 이 경우에 통합 처리부(320)는 고속 영상 카메라 시스템(2200) 외부에 설치되지 않는다.

- 발사 신호 생성부

발사 신호 생성부(100)는 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 장치이다. 바람직하기로는, 발사 신호 생성부(100)는 비행물체의 발사여부를 감지하여, 발사되는 순간이나 발사된 직후 짧은 시간 이내에 신호를 발생할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 비행물체의 발사여부를 판단하는 수단으로 기존 상용 시스템들이 있다. 예를 들어 비행물체의 초기위치를 특정 위치로 제한하고 그 위치에 LED, 초음파 또는 기타 센서들을 이용하여 비행물체가 초기위치에서 사라지는 순간을 감지할 수 있고, 골프공 또는 야구공과 같은 경우에는 초기위치 주변에 오디오 마이크를 설치하여 타격음을 감지하는 방법으로 발사순간을 포착할 수도 있다. 또한, 고속 영상 카메라(220, 230) 또는 별도의 전용 카메라를 사용하여 초기위치에 있는 비행물체의 위나 바로 앞에 작은 감시면적을 정하고, 비행물체가 발사되어 감시면적 영상에 변화가 발생하면 발사가 일어난 것으로 인식하는 방법이 있다. 이와 같이, 비행물체의 발사 여부를 감지하는 장치 및 방법은 여러 가지 통상적인 상용 시스템들이 존재하고, 이들 중에서 선택할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따라, 비행물체의 발사여부를 판단하는 수단으로 별도의 발사 감지 장치 없이, 비행물체를 촬영하기 위해 설치된 고속 영상 카메라(220, 230) 중 1대를 이용하여 비행물체의 발사 여부를 감지할 수 있다. 발사 신호 생성부(100)는 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용하여 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생시킬 수 있다. 이 경우 고속 영상 카메라(220, 230)가 비행물체의 발사여부를 모니터링 하다가 비행물체가 발사되면 바로 비행물체의 비행영상을 취득하기 위한 용도로 카메라를 전환하여 사용할 수 있다.

별도의 카메라 또는 고속 영상 카메라(220, 230) 중 1대를 이용하여 비행물체의 발사여부를 감지할 경우에는 발사 시 비행물체가 지나갈 수밖에 없는 비행물체의 위치 바로 앞에 또는 비행물체의 이미지 위에, 작은 감지면적 또는 감지선을 지정하여 빠른 주파수로 스캐닝(scanning) 하다가 비행물체가 감지면적을 지나거나 감지면적에서 없어지면서 스캐닝하고 있는 영상에 변화가 발생될 때 발사 신호를 주는 형식으로 구현할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 발사감지카메라(110)를 별도로 설치하여 비행물체의 발사여부를 감지할 수 있다. 즉, 발사 신호 생성부(100)는 발사감지카메라(110)를 이용하여 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생시킬 수 있다. 발사감지카메라(110)는 비행물체의 발사여부를 인식하여 비행물체가 발사되면 발사 트리거 신호를 발생시키는 장치이며, 비행물체가 놓이는 영역을 촬영할 수 있도록 설치되는 별도의 고속 카메라라고 할 수 있다. 발사감지카메라(110)는 비행물체가 놓여지면 이를 인식하여 비행물체의 바로 앞 위치에 또는 비행물체의 영상의 한 부분에, 작은 감시영역을 만들어 이 감시영역을 초고속으로 모니터링 하다가 비행물체가 발사되면 발사신호를 발생시키는 제어회로를 갖은 트리거 카메라일 수 있다. 이 이외에도 발사감지카메라(110)로 비행물체의 발사를 감지할 수 있는 다양한 카메라 또는 장치가 사용될 수 있다.

발사감지카메라(110)의 위치는 비행물체의 발사여부를 감지할 수 있는 위치라면 어디든 상관없다. 비행물체가 놓일 수 있는 초기 위치 영역 및 비행물체의 발사여부를 감지하는 영역이 별도로 존재한다면 이 영역을 인식할 수 있는 위치라면, 발사감지카메라(110)가 어디에 위치하든 본 발명을 구현할 수 있다.

발사 신호 생성부(100)에서 발생된 신호는 제어부(210) 또는 통합 처리부(310, 320)로 전송될 수 있다. 제어부(210) 또는 통합 처리부(310, 320)가 발사 신호를 받으면, 제어부(210) 또는 통합 처리부(310, 320)는 고속 영상 카메라(220, 230)가 비행물체를 촬영할 수 있도록 할 수 있다.

- 고속 영상 카메라

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)는 정확성 있는 비행물체의 비행데이터를 얻기 위해 1대 이상 설치될 수 있다. 고속 영상 카메라(220, 230)는 총 촬영영역(10) 내에서 임의로 원하는 위치에 특정 촬영영역을 지정하여 촬영하는 기능을 구현할 수 있는 카메라이다.

고속 영상 카메라(220, 230)에 사용되는 카메라 영상센서 중에는 카메라의 총 촬영영역(10) 내에 작은 촬영영역을 원하는 위치 및 크기로 지정하여 작은 촬영영역의 영상만 촬영할 수 있는 기능을 갖는 카메라 영상센서들이 있다. 여기서, 총 촬영영역(10)은 고속 영상 카메라(220, 230)가 비행물체를 촬영할 수 있는 전체 영역일 수 있다. 이러한 영상센서가 사용된 고속 영상 카메라(220, 230)를 사용하면, 원하는 크기의 영상부분만 촬영할 수 있다. 이러한 고속 영상 카메라(220, 230)는 총 촬영영역(10)에 비해 작은 촬영영역을 촬영하므로 연속 촬영 속도가 매우 빠르다. 예를 들면, 총 촬영영역(10)인 1280x1024 크기로 촬영할 경우에는 초당 210 프레임으로 연속촬영이 가능하고, 더욱 작은 영역인 320x240 크기의 영역을 촬영할 경우에는 초당 1600 프레임으로 연속촬영이 가능하다. 이보다 작은 촬영영역을 사용할 경우에는 수천 프레임 이상의 연속촬영속도도 가능하다.

본 발명의 실시 예에 따라, 별도의 장치 없이 이러한 영상 센서를 갖는 고속 영상 카메라(220, 230)를 사용하여 비행물체의 비행영상을 촬영할 수 있고, 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 측정할 수 있다. 고속 영상 카메라(220, 230)는 비행물체가 발사되는 초기위치와 발사 후 비행하는 일정 영역이 모두 고속 영상 카메라(220, 230)의 총 촬영영역(10) 내에 포함되도록 할 수 있다.

일반적으로 비행물체의 비행데이터 측정장치의 카메라 시스템은 2대의 카메라로 구성되어 3차원 스테레오 영상을 촬영하지만, 촬영방법, 측정하고자 하는 비행데이터의 종류 및 기타 기능에 따라 1대의 카메라 또는 2대 이상의 카메라로 구성되어 있는 경우도 있다. 비행물체를 순차적으로 촬영하는 본 발명은, 본 발명의 실시 예에 따라, 1대 또는 다수의 카메라가 사용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)는 발사 신호 생성부에서 신호가 발생된 이후에 비행물체를 촬영할 수 있다. 고속 영상 카메라(220, 230)는 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역(20)을 1회 이상 촬영하고, 제1 촬영영역(20)이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역(30)을 1회 이상 촬영할 수 있다.

- 제1 촬영영역 및 제2 촬영영역

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 제1 촬영영역과 제2 촬영영역을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)가 촬영하는 제1 촬영영역(20)과 제2 촬영영역(30)은 크기가 서로 다르게 할 수 있다.

비행물체의 비행데이터를 측정하는 장치 및 방법에서는 비행물체가 발사되는 시점에 비행물체의 위치 또는 영역(예로, 비행물체의 초기위치)을 알 수 있다. 예를 들면, 골프공을 촬영하고자 할 때에는 골프공이 타격되기 전 골프공이 바닥에 놓인 위치를 알 수 있다. 또한, 야구공을 촬영하고자 할 때에는 타수가 야구공을 타격하는 영역을 알 수 있다. 골프공과 같이 발사 전 비행물체가 정지 상태로 놓인 초기위치를 찾는 방법은 통상적인 3D 스테레오 영상처리 시스템 또는 초기위치를 인식하는 별도의 LED 위치 센서 등을 이용할 수 있다. 야구에서와 같이 초기위치가 타석영역인 경우에는 타석의 스트라이크 존을 포함하는 일정 크기의 영역을 미리 정하는 방법으로 발사 영역을 정의할 수 있다. 본 발명에서는 비행물체의 발사 또는 타격 전 초기위치를 알아내는 방법으로 위에 설명한 바와 같이 여러 가지 통상적인 방법으로 알아낼 수 있다.

초기위치가 인식되면, 비행물체의 발사시점에서의 비행 예정 방향의 영역을 제1 촬영영역(20)으로 지정할 수 있다. 구체적으로, 비행물체가 발사될 방향으로 비행물체 바로 앞에 작은 촬영영역을 제1 촬영영역(20)으로 지정할 수 있다.

제1 촬영영역(20)은 비행물체가 발사되면 발사 직후 지나갈 수밖에 없는 영역을 포함하도록 그 크기와 위치를 정할 수 있는데, 초기위치와 가까울수록 제1 촬영영역(20)의 크기를 작게 만들 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 촬영영역(20) 내에 비행물체가 포함되도록 할 수도 있다. 제1 촬영영역(20)을 연속으로 촬영하고자 할 경우, 연속촬영 속도, 비행물체의 최고 발사속도 및 방향 등을 고려하여, 원하는 횟수만큼 연속촬영하는 시간 동안 비행물체가 제1 촬영영역(20)을 벗어나지 않도록 제1 촬영영역(20)의 크기를 충분하게 지정하는 것이 바람직하다.

제1 촬영영역(20)은 비행물체의 발사지점 가까이 위치시킬 수 있으므로, 제1 촬영영역(20)의 크기를 작게 하여 연속촬영 속도를 빠르게 할 수 있다. 비행물체의 비행데이터 중 회전수와 같은 데이터가 필요할 경우, 제1 촬영영역(20)의 크기를 최대한 작게 하여 고속으로 연속촬영 할 수 있다.

비행물체가 발사되면 제1 촬영영역(20)을 고속으로 1회 이상 촬영하여 비행물체의 발사 후 영상들을 획득할 수 있다. 제1 촬영영역(20)의 촬영을 시작하는 정확한 시점은 비행물체가 발사된 것을 인식한 순간이지만, 제1 촬영영역(20)의 위치, 발사가 인식될 때까지의 시간 delay, 촬영 시작 시 원하는 비행물체의 초기 이동거리 등을 고려하여 제1 촬영영역(20)의 촬영시점을 비행물체의 발사 직후 일정한 시간 이후에 이루어지도록 할 수도 있다.

제2 촬영영역(30)은 비행물체가 발사된 이후 소정의 시간이 경과한 시점에 촬영되는 영역이다. 제2 촬영영역(30)의 크기 및 위치는 비행물체가 가질 수 있는 다양한 발사속도 및 방향 등을 고려하여 소정의 시간이 경과했을 때 고속 영상 카메라(220, 230)의 총 촬영영역(10)에서 비행물체가 지나갈 수 있는 영역이 포함되게 할 수 있다. 총 촬영영역(10)은 고속 영상 카메라(220, 230)가 비행물체를 촬영할 수 있는 전체 영역을 말한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제2 촬영영역(30)의 크기는 제1 촬영영역(20)의 크기보다 크게 할 수 있고, 제2 촬영영역(30)은 제1 촬영영역(20)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 또한, 제2 촬영영역(30)은 제1 촬영영역(20)과 겹치지 않게 할 수 있고, 총 촬영영역(10)으로 하여 총 촬영영역(10)을 모두 포함 할 수 있다.

좀더 정확한 비행데이터를 얻기 위해, 제2 촬영영역(30)이 촬영된 영상들 중에서 비행물체 위치가 비행물체의 발사시점에서의 위치로부터 가장 먼 거리에 있는 영상으로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다.

구체적으로, 제2 촬영영역(30)의 촬영시간과 제2 촬영영역(30)의 크기 및 위치는 비행물체의 비행 가능한 영역을 고려하여 비행물체가 발사된 후 총 촬영영역(10)에서 최대한 많이 이동한 이후에 영상이 촬영될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이유는 제1 촬영영역(20)은 크기가 작고 매우 고속으로 촬영되기 때문에 비행물체가 적게 이동했을 때의 영상들이 획득될 수 있다. 비행속도나 비행방향을 계산할 때 비행물체의 위치계산 오차는 비행속도나 비행방향 계산에 상대적으로 큰 영향을 미치므로, 제2 촬영영역(30)에서 비행물체가 많이 이동했을 때의 영상들이 획득되면, 제1 촬영영역(20)에서 획득된 영상들과 비교했을 때 이동거리 및 경과시간이 크므로 발사속도 및 발사방향과 같은 비행데이터를 계산하는 데에 있어서 비행물체의 위치계산 오차의 영향이 상대적으로 작게 된다.

제1 촬영영역(20)을 원하는 횟수만큼 촬영하고, 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역(30)을 촬영한다. 이때, 제2 촬영영역(30)을 촬영하는 시점은 비행물체가 발사된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점일 수 있고, 제1 촬영영역(20)이 최초로 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점일 수도 있으며, 제1 촬영영역(20)이 마지막으로 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점일 수 있다. 소정의 시간은 비행물체가 최고속도로 비행할 경우, 총 촬영영역(10)을 벗어나기 직전까지 소요되는 시간을 말한다.

제2 촬영영역(30)이 총 촬영영역(10)과 같은 경우에는 어떠한 경우에든 비행물체를 촬영할 수 있다. 다만, 제2 촬영영역(30)이 총 촬영영역(10)보다 작은 경우에는 제2 촬영영역(30)이 비행물체가 총 촬영영역(10)을 벗어나기 직전의 위치를 포함할 수 있도록 제2 촬영영역(30)의 끝부분을 총 촬영영역(10)의 끝부분과 일치되게 할 수 있다. 또한, 제2 촬영영역(30)의 시작부분인 비행물체의 초기위치와 가장 가까운 부분은, 측정하고자 하는 비행물체가 가장 느린 속도로 소정의 시간 동안 비행한 후의 비행물체의 위치가 제2 촬영영역(30)에 포함되도록 정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 비행물체가 비행하는 방향을 고려하여 비행물체와 가까운 영역이 포함되도록 제2 촬영영역(30)을 지정하는 것이 바람직하다.

비행물체의 측정하고자 하는 가장 느린 속도를 모르거나 0에 가까운 속도일 경우 또는 비행물체의 비행속도 및 비행방향의 범위가 매우 큰 경우에는 비행물체의 초기위치가 포함되는 영역부터 총 촬영영역(10)의 끝부분까지를 제2 촬영영역(30)으로 지정하거나 제2 촬영영역(30)을 총 촬영영역(10)으로 지정할 수도 있다.

제2 촬영영역(30)은 1번 이상 촬영할 수 있다. 제2 촬영영역(30)을 1번만 촬영할 경우, 비행물체가 최고속도로 비행할 때에는 총 촬영영역(10) 내에서 비행물체가 많이 이동한 영상을 얻을 수 있으나, 비행물체가 최고속도보다 느리게 비행할 경우에는 많이 이동하지 않은 상태에서 비행물체가 제2 촬영영역(30)에 촬영될 것이다. 따라서, 제1 촬영영역(20)보다 연속 촬영속도가 느리더라도 제2 촬영영역(30)을 최대한 빠른 속도로 몇 회 더 연속 촬영하는 것이 바람직하다. 비행물체의 속도가 빠를 경우에는 적어도 첫 영상에는 비행물체가 촬영될 것이고, 비행물체가 느리게 비행할 경우에는 반복적으로 촬영한 영상들 중 비행물체가 제2 촬영영역(30)을 벗어나기 전 마지막으로 찍힌 영상을 이용하여 비행물체가 많이 이동한 영상을 얻을 수 있다.

도 5는 제1 촬영영역과 제2 촬영영역(30)이 소정 간격 이동하는 본 발명의 실시 예를 나타내는 도면이다. 고속 영상 카메라(220, 230)는 제1 촬영영역(20) 및 제2 촬영영역(30) 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다.

도 5를 참조하면, 고속 영상 카메라(220, 230)는 제1 촬영영역(20)을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다. 제1 촬영영역(20)이 소정 간격 이동하는 방향은 도 5에 나타난 방향에 국한된 것은 아니며, 본 발명의 실시 예에 따라 다양한 방향으로 이동할 수 있다.

제1 촬영영역(20)을 고속으로 연속 촬영하는 경우에 비행물체의 영상을 제1 촬영영역(20)의 중앙부분에 더 가깝게 나타나게 하거나 비행물체를 놓치지 않는 등의 이유로 제1 촬영영역(20)을 조금씩 이동하면서 연속 촬영할 수 있다. 즉, 제1 촬영영역(20)을 촬영하고, 비행물체가 제1 촬영영역(20)을 벗어나지 않을 정도로 제1 촬영영역(20)을 조금 이동하고, 다시 제1 촬영영역(20)을 촬영하는 식으로 반복 촬영할 수 있다.

구체적으로, 비행물체가 비행하는 최소 및 최고 속도들을 고려하여 제1 촬영영역(20)을 1번 촬영하고, 제1 촬영영역(20)의 위치를 비행물체가 진행하는 방향으로 몇 픽셀 미세하게 이동하고 다음 프레임을 촬영하는 방식으로, 제1 촬영영역(20)을 움직이면서 연속으로 촬영할 수 있다. 이 경우 촬영된 각 프레임에서 비행물체의 위치가 제1 촬영영역(20)의 중앙에 조금 더 가깝게 촬영될 수 있도록 할 수 있고, 제1 촬영영역(20)의 크기를 조금 늘리는 효과를 얻을 수 있다.

제2 촬영영역(30)을 연속으로 촬영할 경우, 제1 촬영영역(20)에서와 마찬가지로, 고속 영상 카메라(220, 230)는 제2 촬영영역(30)을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제1 촬영영역(20)의 크기와 제2 촬영영역(30)의 크기가 동일한 경우에도 본 발명을 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정할 수 있다. 고속 영상 카메라(220, 230)는 제1 촬영영역(20)의 크기와 제2 촬영영역(30)의 크기가 동일한 경우에도 본 발명을 이용하여 제1 촬영영역(20) 및 제2 촬영영역(30) 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다.

- 제3 촬영영역

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 비행물체의 비행데이터를 측정하기 위한 제3 촬영영역을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 고속 영상 카메라(220, 230)는 제1 촬영영역(20)이 촬영된 시점과 제2 촬영영역(30)이 촬영된 시점 사이에 1개 이상의 제3 촬영영역(40)을 각각 1회 이상 촬영할 수 있다.

제3 촬영영역(40)의 크기는 제1 촬영영역(20)의 크기와 같거나 크고, 제2 촬영영역(30)의 크기와 같거나 작을 수 있다. 제2 촬영영역(30)은 제3 촬영영역(40)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

제3 촬영영역(40)을 연속으로 촬영할 경우, 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)에서와 마찬가지로, 고속 영상 카메라(220, 230)는 제3 촬영영역(40)을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다.

도 6에서는 제3 촬영영역(40)이 하나만 도시되어 있지만, 이에 국한되지 않고, 1개 이상일 수 있다. 제3 촬영영역(40)이 2개 이상일 경우, 제3 촬영영역 각각에서 1회 이상 촬영할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 충분히 빠른 고속 영상 카메라 시스템을 사용할 경우, 제1 촬영영역(20)을 촬영하고, 제2 촬영영역(30)을 촬영하기 전에, 제1 촬영영역(20)보다 같거나 크고, 제2 촬영영역(30)보다 같거나 작은, 1개 이상의 제3 촬영영역(40)들을 각각 1회 이상 촬영할 수 있다. 이와 같은 경우, 제3 촬영영역(40)들로부터 얻은 영상들은 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)에서 얻은 영상들로 수행된 계산들을 확인하거나 정확도를 더 높이는 용도 등으로 사용될 수 있다.

- 제어부

제어부(210)는 고속 영상 카메라(220, 230)를 제어할 수 있다. 발사 신호 생성부(100)에서 발생된 신호는 제어부(210)로 전송될 수 있다. 제어부(210)는 발사 신호 생성부(100)에서 신호가 발생된 후에 비행물체를 촬영할 수 있도록 제어할 수 있다.

제어부(210)는 각 고속 영상 카메라(220, 230)에 하나씩 있을 수 있고, 한 개의 제어부(210)가 2대의 고속 영상 카메라(220, 230)와 연결되어 각 고속 영상 카메라(220, 230)를 제어할 수도 있다.

제어부(210)는 고속 영상 카메라(220, 230)의 이미지 센서와 연결되어 촬영제어, 촬영영역 설정, 촬영된 이미지의 일시적 저장 등 고속 영상 카메라(220, 230)의 모든 기능을 제어할 수 있고, 외부 장치와 연결될 수 있도록 통신수단을 제공할 수 있다.

제어부(210)는 2대의 고속 영상 카메라(220, 230)로 스테레오 촬영을 할 경우, 각 고속 영상 카메라(220, 230)가 같은 시점에 이미지를 촬영하도록 2대의 고속 영상 카메라(220, 230)의 셔터를 동기화시키는 제어도 수행할 수 있다.

- 처리부 및 통합 처리부

처리부(300)는 고속 영상 카메라(220, 230)로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 즉, 처리부(300)는 제1 촬영영역(20), 제2 촬영영역(30) 및 제3 촬영영역(40) 등 촬영된 특정 촬영영역 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 비행물체의 비행데이터는 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제1 촬영영역(20)이 촬영된 영상들로부터 계산된 비행물체의 비행데이터를 이용하여 제2 촬영영역(30)이 촬영된 영상들에서 비행물체의 위치를 추정할 수 있다. 제2 촬영영역(30)이 촬영된 영상 내의 추정된 비행물체의 위치 주위의 소정 영역 내에서 비행물체의 위치를 파악할 수 있다.

구체적으로, 본 발명으로 작은 제1 촬영영역(20)을 초고속으로 2회 이상 촬영할 경우, 제1 촬영영역(20)의 영상들로 분석한 데이터들을 이용하여 비행물체의 비행속도 및 비행방향을 쉽게 구할 수 있다. 이렇게 구한 비행속도 및 비행방향의 값들로 발사 후 소정의 시간이 경과한 시점에 총 촬영영역(10) 내에서 비행물체가 촬영되는 위치를 예측할 수 있으므로, 획득된 제2 촬영영역(30)의 큰 이미지 프레임에서 비행물체를 쉽게 찾아 제2 촬영영역(30)의 영상들을 매우 효율적이고 빠르게 연산처리 할 수 있다.

처리부(300)는 연산처리장치를 포함할 수 있다. 비행물체의 비행데이터를 얻기 위해서는 통상의 영상처리방법들을 이용하여 촬영된 특정 촬영영역 영상들을 분석할 수 있다.

비행물체의 비행데이터 중 비행속도와 비행방향은 비행물체의 무게중심과 같은 기준점을 각 2개 이상의 획득된 영상에서 3D 스테레오 영상처리 방법을 이용하여 위치 및 이동량을 구하여 계산할 수 있고, 회전속도 및 회전방향은 비행물체 표면에 표시된 점, 즉, 마커들의 움직임을 분석하여 계산할 수 있다. 이러한 영상처리 방법들은 통상적으로 사용되는 방법들이다.

비행물체의 비행궤적을 정확히 계산하기 위해서는, 비행물체가 발사될 때 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향을 정확히 측정해야 한다. 스테레오 영상처리 방법으로 비행데이터를 측정하기 위해서는 2개의 고속 영상 카메라(220, 230)를 각 촬영시점에 동시에 촬영하여 2개 이상의 촬영시점에서의 비행물체 영상을 획득하고, 각 촬영시점들에서 얻은 영상들로 비행물체의 3차원적인 중심점의 위치 및 비행물체의 마킹의 위치등과 같은 비행물체의 기준점들을 산출하고, 촬영시점 사이에 기준점들의 변화를 분석하여 비행속도, 비행방향, 회전량 및 회전방향과 같은 비행물체의 비행데이터들을 알아내야 한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 비행물체 표면에 점들과 같은 무늬, 즉, 마킹이 그려진 것으로 가정하고, 회전량 및 회전방향은 마킹이 이동하는 정도로 계산할 수 있다. 그런데, 비행물체의 비행데이터 범위는 매우 큰 편이다. 예를 들어, 골프공의 경우, 일반적으로 측정하고자 하는 골프공의 최소 비행속도는 10m/s 이하부터이며, 최고 비행속도는 90m/s를 넘는 경우도 있다. 수직 발사각도는 60 deg 이상이 될 수 있으며, 회전속도는 10,000rpm까지 올라갈 수 있다.

10,000rpm으로 회전하는 골프공을 통상적인 영상처리기법으로 회전속도를 측정하기 위해서는 비행하는 골프공을 약 1500fps(frame per second) 이상의 속도로 2개 이상의 이미지를 연속으로 촬영해야 하며, 골프공의 마킹이 잘 구분될 수 있을 정도로 골프공의 영상이 충분한 해상도로 촬영되어야 한다. 골프공의 비행속도와 비행방향은 다른 시점에서 촬영한 영상에서 골프공 중심의 3차원적인 이동량으로 계산할 수 있는데, 더욱 정확히 측정하기 위해서는 처음과 마지막에 촬영한 영상들을 비교했을 때 골프공이 많이 이동한 이미지 일수록 좋다. 따라서 골프공이 발사된 직후 및 골프공이 비행하여 고속 영상 카메라(220, 230)의 총 촬영영역(10)을 벗어나기 직전의 영상을 함께 획득하는 것이 유리하다.

처리부(300)는 통신선(600)을 이용하여 별도로 설치될 수 있다. 통신선(600)은 고속 영상 카메라 시스템(200)을 처리부(300)와 연결시켜주는 랜(LAN) 및 와이파이(Wi-fi)와 같은 통신수단일 수 있다. 이외에도 통신선(600)은 고속 영상 카메라 시스템(200)과 처리부(300)를 연결시켜주는 기타 장치 및 수단들을 포함할 수 있다.

통합 처리부(310, 320)는 고속 영상 카메라(220, 230)를 제어할 수 있다. 발사 신호 생성부(100)에서 발생된 신호는 통합 처리부(310, 320)로 전송될 수 있다. 통합 처리부(310, 320)는 발사 신호 생성부(100)에서 신호가 발생된 후에 비행물체를 촬영할 수 있도록 제어할 수 있다.

통합 처리부(310, 320)는 고속 영상 카메라(220, 230)를 제어할 수 있고, 고속 영상 카메라(220, 230)로부터 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 즉, 통합 처리부(310, 320)는 제1 촬영영역(20), 제2 촬영영역(30) 및 제3 촬영영역(40) 등 촬영된 특정 촬영영역 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 비행물체의 비행데이터의 종류는 처리부(300)에서와 동일하다.

통합 처리부(310, 320)는 연산처리장치를 포함할 수 있다. 비행물체의 비행데이터를 얻기 위해서는 통상의 영상처리방법들을 이용하여 촬영된 특정 촬영영역 영상들을 분석할 수 있다. 비행물체의 비행데이터를 구하는 방법은 처리부(300)에서와 동일하다.

도 1의 처리부(300) 또는 도 2의 (a)의 통합 처리부(310)는 일반적으로 PC로 구성되지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 촬영된 특정 촬영영역 영상들을 이용하여 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다면 어떠한 장치도 사용될 수 있다. 통합 처리부(310)는 반드시 PC와 같은 별도의 장치로 구성될 필요는 없으며, 연산 능력만 충분하다면, 도 2의 (b)의 통합 처리부(320)와 같이, 연산 보드 또는 회로 내에 연산처리 기능을 포함시켜 고속 영상 카메라 시스템(2200)에 포함된 형태로 구성될 수 있고, 고속 영상 카메라(220, 230)에 포함된 형태로도 구성될 수 있다. 따라서, 통합 처리부(310, 320)가 어디에 위치하든 본 발명의 실시 예에 해당할 수 있다.

- 일 실시 예

도 7은 제1 촬영영역과 제2 촬영영역 내에서 비행물체가 비행하는 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 7은 비행물체가 골프공인 경우의 본 발명의 실시 예이다.

도 7을 참조하면, 고속 영상 카메라(220, 230)가 골프공이 비행하는 방향의 측면에 설치되었을 때, 고속 영상 카메라(220, 230) 화면에 촬영되는 약 90m/s으로 발사되는 드라이버 샷, 약 60deg 정도로 띄우는 느린 로브 샷, 그리고 그 중간 정도 속도로 발사되는 중간 아이언 샷의 경우, 통상적인 골프공의 비행모습들이다.

시중에 판매되는 고속 영상 카메라로, 예를 들면 고속 영상 카메라(220, 230)의 총 촬영영역(10)을 수평방향으로는 약 1280 픽셀로 이루어진 것으로 가정하고, 골프공의 위치에서 영상의 스케일이 1 픽셀당 1mm라고 가정한다면, 골프공의 회전수를 정확히 계산할 수 있을 정도의 골프공의 영상 해상도를 얻으며, 골프공이 총 촬영영역(10)을 벗어나기 직전에 발사지점으로부터 약 1m까지 이동할 수 있으므로, 정확한 비행속도 및 비행방향을 계산할 수 있는 영상촬영 범위를 확보할 수 있다.

예를 들면, 제1 촬영영역(20)의 크기를 320x240 픽셀 (즉, 320mm x 240mm)로 정하고, 비행물체의 발사 전 초기 위치가 인식되면, 고속 영상 카메라(220, 230)의 제1 촬영영역(20)을 비행물체의 바로 앞에 비행물체가 지나갈 수밖에 없는 영역에 위치 시킬 수 있다. 제2 촬영영역(30)의 위치 및 크기는 우선 골프공이 최대한 총 촬영영역(10)을 벗어나기 직전에 촬영될 수 있도록 하여, 도 7에서와 같이 총 촬영영역(10)의 오른쪽 끝부분을 포함하는 것으로 할 수 있다. 골프공이 최고 속도인 100m/s으로 비행할 경우 발사 후 시간이 0.01초 경과하면 약 1미터를 이동하므로 제2 촬영영역(30)의 촬영 시작 시간을 발사 후 t1=0.01초로 정할 수 있다. 그런데, 로브 샷일 경우 t1 일때 골프공의 정방향 이동양은 작으므로 제2 촬영영역(30)의 시작 지점은 도 7에서와 같이 발사지점 근방으로 할 수 있다. 로브 샷이 더욱 가파른 각도로 올라가거나 실수 등으로 일어날 수 있는 매우 느린 발사속도까지 고려하고자 할 경우에는 골프공의 초기위치를 제2 촬영영역(30)에 포함시키거나 더욱 쉽게 총 촬영영역(10)을 모두 제2 촬영영역(30)으로 정하는 것도 바람직한 방법이 될 수 있다.

골프공의 초기위치가 인식된 이후, 고속 영상 카메라(220, 230) 중 1개는 골프공 위에 작은 면적(예를 들어 약 10x10 픽셀 이하 면적)을 초당 수천 프레임의 초고속으로 촬영하면서 감시한다. 골프공이 타격되어 움직이면서 감시면적의 변화가 인식되면 제어부(210)는 골프공이 발사된 것으로 간주하고 고속 영상 카메라(220, 230)의 촬영영역을 제1 촬영영역(20)으로 만들고 1500fps로 3번 연속으로 촬영한다. 그 동안 최고속도의 드라이버 샷은 약 120mm 이동하므로 제1 촬영영역(20)을 벗어나지 않으며, 드라이버 샷보다 느린 샷들 역시 제1 촬영영역(20)을 벗어나지 않고 3번 촬영이 된다. 이렇게 얻은 제1 촬영영역(20)의 영상들은 골프공이 10,000rpm의 최고 회전속도로 회전할 경우 골프공이 약 40도를 회전할 때마다 촬영된 영상들이다. 따라서 최고 회전속도까지 측정할 수 있는 충분한 촬영속도를 얻을 수 있다. 이론적으로는 제1 촬영영역(20)을 2번 촬영해도 되지만 더욱 정확한 스핀 계산, 저속으로 회전할 경우, 그리고 촬영된 영상에서 마커가 잘 인식이 안될 경우 등을 고려하여 3번 이상 촬영하는 것이 바람직하다.

발사 후 시간이 t1이 되면 제2 촬영영역(30)을 약 200fps로 3번 촬영한다. 첫 촬영 이미지는 t=t1 지점에 드라이브 샷, 중간 아이언 샷 및 로브 샷의 골프공들이 위치할 것이며, 이후 2번째 및 3번째 촬영 이미지는 t=t2 및 t=t3 위치에 골프공들이 위치할 것이다. 도 7에서 100m/s 속도의 드라이버 샷은 t=t1 이후 촬영영역을 벗어나서 촬영이 되지 않지만, t=t1 일때 충분히 이동한 후의 골프공을 촬영했으므로 골프공의 더욱 정확한 속도 및 방향을 측정할 수 있는 이미지를 확보한 상황이다. 나머지 골프클럽으로 골프공을 치면 드라이버 샷보다 발사속도가 느리므로 적어도 1번, 많으면 3번 모두 제2 촬영영역(30) 내에 골프공이 위치하여 촬영이 될 것이다. 본 실시 예에서는 제2 촬영영역(30)을 200fps로 3번 촬영한 경우로 가정하였으나, 원할 경우 느린 공들이 더 많이 비행한 영상을 얻기 위해 더 많은 연속 이미지들을 촬영할 수 있다. 또한, 고속 영상 카메라(220, 230)의 촬영속도가 허용할 경우 t1을 0,005초로 정하여 최고 속도의 드라이버 샷의 경우에도 제2 촬영영역(30)에 2번 찍히게 하여 더욱 안정적인 계산이 가능하게 할 수도 있다. 그러나 이럴 경우 골프공의 속도 및 방향을 더욱 정확히 얻을 수 있는 장점은 있으나, 촬영시간이 더 소요되고 더 많은 이미지들을 전송하고 영상처리로 분석해야 하므로 비행데이터를 계산할 때까지의 지연이 커진다. 따라서, 얻고자 하는 정확도 및 반응속도를 고려하여 적절한 연속 촬영횟수를 정해야 한다.

- 측정방법

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정방법은, 1차 촬영단계, 2차 촬영단계 및 비행데이터 계산단계를 포함할 수 있다. 1차 촬영단계는 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역(20)을 1회 이상 촬영하고, 2차 촬영단계는 제1 촬영영역(20)이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역(30)을 1회 이상 촬영한다. 비행데이터 계산단계는 1차 촬영단계 및 2차 촬영단계에서 촬영된 영상들로부터 비행물체의 비행데이터를 계산한다. 제1 촬영영역(20)과 제2 촬영영역(30)은 크기가 서로 다르게 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제2 촬영영역(30)의 크기는 제1 촬영영역(20)의 크기보다 크게 할 수 있고, 제2 촬영영역(30)은 제1 촬영영역(20)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 또한, 제2 촬영영역(30)은 제1 촬영영역(20)과 겹치지 않도록 할 수 있고, 고속 영상 카메라(220, 230)의 총 촬영영역(10)으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정방법은, 1차 촬영단계 이전에 발사감지카메라(110) 또는 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용하여 비행물체의 발사를 감지하는, 발사 감지단계를 더 포함할 수 있다. 비행물체의 발사 여부를 감지하는 장치 및 방법은 여러 가지 통상적인 상용 시스템들이 존재하고, 이들 중에서 선택할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 비행물체의 비행데이터는 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제1 촬영영역(20)은 비행물체의 발사시점에서의 비행 예정 방향의 영역으로 할 수 있다. 구체적으로, 비행물체가 발사될 방향으로 비행물체 바로 앞에 작은 촬영영역을 제1 촬영영역(20)으로 지정할 수 있다.

제1 촬영영역(20)은 비행물체가 발사되면 발사 직후 지나갈 수밖에 없는 영역을 포함하도록 그 크기와 위치를 정할 수 있는데, 초기위치와 가까울수록 제1 촬영영역(20)의 크기를 작게 만들 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 촬영영역(20) 내에 비행물체가 포함되도록 할 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제1 촬영영역(20)이 촬영된 영상들로부터 계산된 비행물체의 비행데이터를 이용하여 제2 촬영영역(30)이 촬영된 영상들에서 비행물체의 위치를 추정할 수 있다. 제2 촬영영역(30)이 촬영된 영상 내의 추정된 비행물체의 위치 주위의 소정 영역 내에서 비행물체의 위치를 파악할 수 있다.

구체적으로, 본 발명으로 작은 제1 촬영영역(20)을 초고속으로 2회 이상 촬영할 경우, 제1 촬영영역(20)의 영상들로 분석한 데이터들을 이용하여 비행물체의 비행속도 및 비행방향을 쉽게 구할 수 있다. 이렇게 구한 비행속도 및 비행방향의 값들로 발사 후 소정의 시간이 경과한 시점에 총 촬영영역(10) 내에서 비행물체가 촬영되는 위치를 예측할 수 있으므로, 획득된 제2 촬영영역(30)의 큰 이미지 프레임에서 비행물체를 쉽게 찾아 제2 촬영영역(30)의 영상들을 매우 효율적이고 빠르게 연산처리 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정방법은, 제2 촬영영역(30)이 촬영된 영상들 중에서 비행물체 위치가 비행물체의 발사시점에서의 위치로부터 가장 먼 거리에 있는 영상으로부터 비행물체의 비행데이터를 계산할 수 있다. 제2 촬영영역(30)의 촬영시간과 제2 촬영영역(30)의 크기 및 위치는 비행물체의 비행 가능한 영역을 고려하여 비행물체가 발사된 후 총 촬영영역(10)에서 최대한 많이 이동한 이후에 영상이 촬영될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정방법은, 1차 촬영단계와 2차 촬영단계 사이에 1개 이상의 제3 촬영영역(40)을 각각 1회 이상 촬영하는, 중간 촬영단계를 더 포함할 수 있다. 중간 촬영단계에서 촬영된 영상들은 비행물체의 비행데이터를 계산하는데 사용될 수 있고, 제3 촬영영역(40)의 크기는 제1 촬영영역(20)의 크기와 같거나 크고, 제2 촬영영역(30)의 크기와 같거나 작을 수 있다. 또한, 제2 촬영영역(30)은 제3 촬영영역(40)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 제3 촬영영역(40)을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다.

충분히 빠른 고속 영상 카메라 시스템을 사용할 경우, 제1 촬영영역(20)을 촬영하고, 제2 촬영영역(30)을 촬영하기 전에, 제1 촬영영역(20)보다 같거나 크고, 제2 촬영영역(30)보다 같거나 작은, 1개 이상의 제3 촬영영역(40)들을 1회 이상 촬영할 수 있다. 이와 같은 경우, 제3 촬영영역(40)들로부터 얻은 영상들은 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)에서 얻은 영상들로 수행된 계산들을 확인하거나 정확도를 더 높이는 용도 등으로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정방법은, 제1 촬영영역(20) 및 제2 촬영영역(30) 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영할 수 있다.

비행물체가 비행하는 최소 및 최고 속도들을 고려하여 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)을 1번 촬영하고, 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30) 의 위치를 비행물체가 진행하는 방향으로 몇 픽셀 미세하게 이동하고 다음 프레임을 촬영하는 방식으로, 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)을 움직이면서 연속으로 촬영할 수 있다. 이 경우 촬영된 각 프레임에서 비행물체의 위치가 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)의 중앙에 조금 더 가깝게 촬영될 수 있도록 할 수 있고, 제1 촬영영역(20) 또는 제2 촬영영역(30)의 크기를 조금 늘리는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용하여 비행물체의 비행데이터를 측정하는 방법은, 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

상기 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터로 판독가능한 기록매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 실행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명의 실시 예들에 따른 고속 영상 카메라(220, 230)를 이용한 비행물체의 비행데이터 측정장치 및 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는, 기존의 방식보다 적은 양의 데이터로 빠르고 정확한 비행데이터를 계산을 할 수 있다. 고가의 초고속 카메라를 이용하여 통상적인 방법으로 비행물체를 촬영할 경우, 비행물체의 최고 회전수 등을 측정하기 위해 필요한 최고 연속 촬영속도로 총 촬영영역(10)을 비행물체가 충분히 이동할 때까지 계속 촬영해야 하므로, 획득되는 영상데이터의 양이 매우 많고 이러한 방대한 영상데이터를 영상처리기법으로 분석하고 계산해야 한다. 반면, 본 발명의 경우에는 총 촬영영역(10)보다 작은 제1 촬영영역(20)의 영상을 2 프레임 이상, 바람직하게는 3~4 프레임, 그리고 총 촬영영역(10)과 같거나 작은 제2 촬영영역(30)의 영상을 1 프레임 이상, 바람직하게는 3~4 프레임만 필요하다. 제1 촬영영역(20)의 영상들은 초고속으로 촬영되므로 비행물체의 회전속도 및 회전방향과 같이 고속 촬영을 필요로 하는 데이터를 계산하는 용도로 사용될 수 있고, 제2 촬영영역(30)의 영상들은 비행물체의 비행속도 및 비행방향을 더욱 정확히 계산하는 용도로 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 촬영영역(20)에서 얻은 작은 크기의 영상들로부터 비행물체의 비행속도 및 비행방향을 예비적으로 쉽게 계산하여, 촬영된 제2 촬영영역(30)의 큰 이미지 프레임에서 비행물체의 위치를 예상할 수 있으므로, 제2 촬영영역(30)을 매우 효율적이고 빠르게 분석할 수 있다.

이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 고속 영상 카메라의 총 촬영영역 20: 제1 촬영영역
30: 제2 촬영영역 40: 제3 촬영영역
70: 골프공 100: 발사 신호 생성부
110: 발사감지카메라 200: 제1 고속 영상 카메라 시스템
210: 제어부 220: 제1 고속 영상 카메라
230: 제2 고속 영상 카메라 300: 처리부
310, 320: 통합 처리부 400: 빔프로젝터
500: 스크린 600: 통신선
800: 매트 2200: 제2 고속 영상 카메라 시스템

Claims (26)

1. 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 발사 신호 생성부;
   상기 발사 신호 생성부에서 상기 신호가 발생된 이후에 상기 비행물체를 촬영하는 하나 이상의 고속 영상 카메라;
   상기 고속 영상 카메라를 제어하는 제어부; 및
   상기 고속 영상 카메라로부터 촬영된 영상들로부터 상기 비행물체의 비행데이터를 계산하는 처리부;를 포함하고,
   상기 고속 영상 카메라는 총 촬영영역에서 임의로 원하는 위치에 소정 크기의 촬영영역을 지정하여 촬영하는 기능을 구비하고,
   상기 고속 영상 카메라는 상기 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하고, 상기 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하며,
   상기 제2 촬영영역의 크기는 상기 제1 촬영영역의 크기보다 크고,
   상기 제1 촬영영역은 상기 비행물체의 초기위치에서 상기 비행물체가 발사될 방향으로 상기 비행물체 바로 앞의 촬영영역이고,
   상기 비행물체의 초기위치는 상기 비행물체가 발사되는 시점에 상기 비행물체의 위치이고,
   상기 비행물체 바로 앞의 촬영영역은 상기 비행물체가 발사되면 상기 비행물체가 지나갈 수밖에 없는 촬영영역인, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
2. 비행물체의 발사여부를 판단하여, 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 신호를 발생하는 발사 신호 생성부;
   상기 발사 신호 생성부에서 신호가 발생된 이후에 상기 비행물체를 촬영하는 하나 이상의 고속 영상 카메라; 및
   상기 고속 영상 카메라를 제어하고, 상기 고속 영상 카메라로부터 촬영된 영상들로부터 상기 비행물체의 비행데이터를 계산하는 통합 처리부;를 포함하고,
   상기 고속 영상 카메라는 총 촬영영역에서 임의로 원하는 위치에 소정 크기의 촬영영역을 지정하여 촬영하는 기능을 구비하고,
   상기 고속 영상 카메라는 상기 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하고, 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하며,
   상기 제2 촬영영역의 크기는 상기 제1 촬영영역의 크기보다 크고,
   상기 제1 촬영영역은 상기 비행물체의 초기위치에서 상기 비행물체가 발사될 방향으로 상기 비행물체 바로 앞의 촬영영역이고,
   상기 비행물체의 초기위치는 상기 비행물체가 발사되는 시점에 상기 비행물체의 위치이고,
   상기 비행물체 바로 앞의 촬영영역은 상기 비행물체가 발사되면 상기 비행물체가 지나갈 수밖에 없는 촬영영역인, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 촬영영역은 상기 제1 촬영영역의 일부 또는 전부를 포함하는, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 촬영영역은 상기 제1 촬영영역과 겹치지 않는, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 촬영영역은 상기 고속 영상 카메라의 총 촬영영역인, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 발사 신호 생성부는 발사감지카메라 또는 상기 고속 영상 카메라를 이용하여 상기 비행물체가 발사된 것으로 판단되면 상기 신호를 발생시키는, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 비행데이터는 상기 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 고속 영상 카메라는 상기 제1 촬영영역이 촬영된 시점과 상기 제2 촬영영역이 촬영된 시점 사이에 1개 이상의 제3 촬영영역을 각각 1회 이상 촬영하고,
    상기 제3 촬영영역의 크기는 상기 제1 촬영영역의 크기와 같거나 크고, 상기 제2 촬영영역의 크기와 같거나 작은, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
    
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고속 영상 카메라는 상기 제1 촬영영역 및 상기 제2 촬영영역 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영하는, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 고속 영상 카메라는 상기 제3 촬영영역을 소정 간격 이동하면서 촬영하는, 비행물체의 비행데이터 측정장치.
    
14. 총 촬영영역에서 임의로 원하는 위치에 소정 크기의 촬영영역을 지정하여 촬영하는 기능을 구비한 고속 영상 카메라를 이용하여, 비행물체의 발사 이후 제1 촬영영역을 1회 이상 촬영하는, 1차 촬영단계;
    상기 제1 촬영영역이 촬영된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에 제2 촬영영역을 1회 이상 촬영하는, 2차 촬영단계; 및
    상기 1차 촬영단계 및 상기 2차 촬영단계에서 촬영된 영상들로부터 상기 비행물체의 비행데이터를 계산하는, 비행데이터 계산단계;
    를 포함하고,
    상기 제2 촬영영역의 크기는 상기 제1 촬영영역의 크기보다 크고,
    상기 제1 촬영영역은 상기 비행물체의 초기위치에서 상기 비행물체가 발사될 방향으로 상기 비행물체 바로 앞의 촬영영역이고,
    상기 비행물체의 초기위치는 상기 비행물체가 발사되는 시점에 상기 비행물체의 위치이고,
    상기 비행물체 바로 앞의 촬영영역은 상기 비행물체가 발사되면 상기 비행물체가 지나갈 수밖에 없는 촬영영역인, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
15. 삭제
16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 촬영영역은 상기 제1 촬영영역의 일부 또는 전부를 포함하는, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
17. 제14항에 있어서,
    상기 제2 촬영영역은 상기 제1 촬영영역과 겹치지 않는, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
18. 제14항에 있어서,
    상기 제2 촬영영역은 상기 고속 영상 카메라의 총 촬영영역인, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
19. 제14항에 있어서,
    상기 1차 촬영단계 이전에 발사감지카메라 또는 고속 영상 카메라를 이용하여 상기 비행물체의 발사를 감지하는, 발사 감지단계;를 더 포함하는, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
20. 제14항에 있어서,
    상기 비행데이터는 상기 비행물체의 비행속도, 비행방향, 회전속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
21. 삭제
22. 삭제
23. 제14항에 있어서,
    상기 1차 촬영단계와 상기 2차 촬영단계 사이에 1개 이상의 제3 촬영영역을 각각 1회 이상 촬영하는, 중간 촬영단계;를 더 포함하고,
    상기 중간 촬영단계에서 촬영된 영상들은 상기 비행물체의 비행데이터를 계산하는데 사용되고,
    상기 제3 촬영영역의 크기는 상기 제1 촬영영역의 크기와 같거나 크고, 상기 제2 촬영영역의 크기와 같거나 작은, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
24. 제14항에 있어서,
    상기 제1 촬영영역 및 상기 제2 촬영영역 중 적어도 어느 하나 이상을 소정 간격 이동하면서 촬영하는, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
25. 제23항에 있어서,
    상기 제3 촬영영역을 소정 간격 이동하면서 촬영하는, 비행물체의 비행데이터 측정방법.
    
26. 제14항, 제16항 내지 제20항 및 제23항 내지 제25항 중 어느 하나에 따른 비행물체의 비행데이터 측정 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.

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