KR101982678B1 - Apparatus for putting analysis based on processing image and method - Google Patents
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Abstract
타격된 골프공이 이동되며, 상면의 적어도 어느 일 촬영영역에 소정 패턴이 형성되는 매트부; 상기 촬영영역의 상측 공간에 배치되어 상기 촬영영역 내의 영상을 획득하는 카메라부; 상기 카메라부를 고정 거치시키는 스탠드부; 및 상기 영상을 이용하여 골프공과 골프클럽의 움직임을 분석하는 영상분석부;를 포함하는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치를 제공한다.A mat portion in which a hit golf ball is moved and a predetermined pattern is formed on at least one shooting region of an upper surface; A camera unit disposed in an upper space of the photographing area to acquire an image in the photographing area; A stand unit for fixing and mounting the camera unit; And an image analyzer for analyzing the motion of the golf ball and the golf club using the image.
Description
본 발명은 퍼팅 분석 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 퍼터를 사용하여 골프공을 홀에 넣는 퍼팅을 연습할 수 있는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
골프는 잔디가 형성된 필드에서 하는 운동으로 작고 단단한 골프공을 골프 클럽으로 치면서 홀컵에 넣는 방식으로 진행된다. 골프는 이미 국내에서 대중화되어 있다. 그러나, 골프를 칠 때마다 필드에 나가려면 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 많은 시간이 소모되므로 대개 실내에 설치된 스크린 골프장을 이용하게 된다.Golf is a movement in a grassy field, where a small, hard golf ball is hit by a golf club and put into a hole cup. Golf is already popular in Korea. However, not only is it costly to go out to the field every time golfers play golf, but also because it takes a lot of time, they usually use indoor screen golf courses.
골프는 티샷이나 아이언샷에 의한 골프공의 비거리를 늘리는 것도 중요하지만, 골프공이 온 그린(green)된 후 골프공을 퍼팅하여 홀컵에 넣는 것이 골프를 칠 대 타수를 줄이는 결정적인 요인이 된다. 이런 퍼팅을 연습하기 위해서는 필드나 골프 연습장을 이용할 수도 있으나, 매트 형태의 퍼팅 매트를 가정이나 사무실에 두고 연습하는 것이 보다 효율적이다.Golf is also important to increase the distance of golf ball by tee shot or iron shot, but it is crucial to reduce the number of golf balls by putting a golf ball after putting green after the golf ball is green. You can use a field or a golf driving range to practice these putts, but it is more effective to practice putting mats in a home or office.
퍼팅 매트는 대개 일정 길이를 갖는 본체의 상부에 매트가 부착되고, 그 본체의 일 측에는 홀컵이 형성될 수 있다. 한편, 퍼팅 매트의 개발에 따라 사용자가 시뮬레이션 영상을 보면서 실제로 그린에서 피팅을 하는 것과 같은 현실감을 느낄 수 있도록 하는 퍼팅 시뮬레이션 장치도 등장하게 되었다.The putting mat usually has a mat attached to an upper portion of the main body having a predetermined length, and a hole cup may be formed on one side of the main body. Meanwhile, according to the development of the putting mat, a putting simulation device which allows the user to feel the reality as fitting in the green while watching the simulation image has appeared.
종래 국내외에서 판매 중인 골프 퍼팅 시뮬레이션 장치는 퍼터 등의 샤프트에 센서 등을 구비한 별도 장치를 부착하여 이를 통해 퍼팅 스트로크의 궤적과 속도 등을 측정하는 방식을 채택하였다. 그러나, 이는 별도 장치의 무게가 골프클럽에 더 가해져 실제 필드에서 퍼팅할 때와 상이한 조건이 되며 그로 인해 연습의 효과가 저하되는 문제점이 있었다.Conventionally, a golf putting simulation apparatus, which is commercially available at home and abroad, has adopted a method of measuring the trajectory and velocity of a putting stroke by attaching a separate device equipped with a sensor to a shaft such as a putter. However, this has the problem that the weight of the separate device is added to the golf club, which is different from the case of putting in the actual field, thereby deteriorating the effect of the practice.
또한, 종래 방식은 골프공이 골프클럽에 의해 타격되는 임팩트 시점에서 골프클럽의 페이스 각도 등을 정확하게 알 수 없어 골프공의 이동 궤적과 거리 등을 분석함에 한계가 있었다.Also, in the conventional method, since the face angle of the golf club can not be accurately known at the impact time when the golf ball is hit by the golf club, there is a limit in analyzing the movement trajectory and distance of the golf ball.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도 전용 장치를 구비하지 않더라도 스마트 단말기를 이용하여 가정이나 사무실 등에서 손쉽게 퍼팅을 연습하면서 스크린 골프장과 유사한 수준으로 퍼팅을 즐길 수 있고, 동시에 자신의 퍼팅 동작을 분석할 수 있는 퍼팅 분석 장치를 제공하고자 한다. 이 때, 현실감 있는 물리 작용의 구현을 위해 골프공이 타격되는 임팩트 순간 골프클럽의 페이스 각도를 측정할 수 있도록 한다.The embodiment of the present invention has been devised to solve the problems described above, and it is possible to enjoy putting at a level similar to that of a screen golf course while practicing putting easily at home or office using a smart terminal, And to provide a putting analysis device capable of analyzing his putting motion at the same time. At this time, in order to realize realistic physics, it is possible to measure the face angle of the golf club at the moment of impact where the golf ball is hit.
이 때, 카메라렌즈의 특성에 따른 왜곡 현상을 용이하게 보정하고, 카메라부에 대한 수평 영점 조절을 통해 영상 촬영의 신뢰도를 더욱 향상시키고자 한다.At this time, the distortion phenomenon according to the characteristics of the camera lens is easily corrected, and the reliability of the image photographing is further improved by adjusting the horizontal zero point of the camera part.
또한, 앱 스토어 등에 전용 애플리케이션과 그 업그레이드 버전을 업로드하면, 사용자는 스마트 단말기 등을 통해 어디서든 이를 손쉽게 다운로드할 수 있어 퍼팅 분석 장치의 유지, 관리가 용이한 퍼팅 분석 장치를 제공하고자 한다.In addition, when a dedicated application and an upgrade version thereof are uploaded to an app store or the like, a user can easily download the application and the putting analysis device through a smart terminal or the like, thereby providing a putting analysis device that is easy to maintain and manage the putting analysis device.
또한, 사용자가 퍼팅을 위한 스윙 동작을 취함에 있어 각 스윙 동작의 시작과 종료 시점을 자동으로 인식할 수 있고 이를 통해 자신의 퍼팅 동작 부분만을 언제든지 리플레이할 수 있는 퍼팅 분석 장치를 제공하고자 한다. The present invention also provides a putting analyzer capable of automatically recognizing the start and end points of each swing operation when a user takes a swing operation for putting, thereby replaying only the part of his putting operation at any time.
스마트 폰 등 개인이 보편적으로 소지하고 있는 스마트 단말기와 그 전용 애플리케이션 등을 이용하여 스크린 골프장과 유사하게 퍼팅 동작을 분석할 수 있는 퍼팅 분석 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a putting analysis method that can analyze the putting motion similar to a screen golf course by using a smart terminal commonly owned by a person such as a smart phone and its dedicated application.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 타격된 골프공이 이동되며, 상면의 적어도 어느 일 촬영영역에 소정 패턴이 형성되는 매트부; 상기 촬영영역의 상측 공간에 배치되어 상기 촬영영역 내의 영상을 획득하는 카메라부; 상기 카메라부를 고정 거치시키는 스탠드부; 및 상기 영상을 이용하여 골프공과 골프클럽의 움직임을 분석하는 영상분석부;를 포함하는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치를 제공한다.In order to solve the above-described problems, an embodiment of the present invention provides a golf club head comprising: a mat portion in which a hit golf ball is moved and a predetermined pattern is formed on at least one shooting region of an upper surface; A camera unit disposed in an upper space of the photographing area to acquire an image in the photographing area; A stand unit for fixing and mounting the camera unit; And an image analyzer for analyzing the motion of the golf ball and the golf club using the image.
상기 카메라부는 상기 패턴의 이미지를 이용하여, 카메라렌즈의 왜곡을 보정하는 렌즈보정부;를 더 포함할 수 있다.The camera unit may further include a lens correcting unit correcting a distortion of the camera lens using the image of the pattern.
상기 카메라부는 스마트 단말기 내에 포함되는 카메라모듈인 것이 바람직하다.The camera unit is preferably a camera module included in the smart terminal.
상기 영상분석부는 스마트 단말기 내에 설치되어 실행되는 전용 애플리케이션인 것이 바람직하다.Preferably, the image analysis unit is a dedicated application installed and executed in the smart terminal.
상기 영상분석부는 영상 프레임에서 골프공과 골프클럽의 윤곽선을 각각 추출할 수 있다.The image analysis unit may extract a contour of a golf ball and a golf club in an image frame, respectively.
상기 영상분석부는 골프공이 골프클럽에 의해 타격되는 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임을 이용하여 골프클럽의 페이스각도를 측정할 수 있다.The image analysis unit may measure the face angle of the golf club using the image frame at and around the impact moment when the golf ball is hit by the golf club.
상기 영상분석부는 골프클럽의 움직임을 이용하여 골프클럽의 스윙시작점과 스윙종료점을 각각 자동으로 인식할 수 있다.The image analyzer may automatically recognize a swing start point and a swing end point of the golf club, respectively, by using the motion of the golf club.
상기 패턴은 격자무늬이며, 상기 격자무늬는 서로 다른 색상이 교차되는 것이 바람직하다.Preferably, the pattern is a lattice pattern, and the lattice patterns are crossed with each other.
상기 스탠드부는 상기 카메라부의 수평 각도를 조절하는 수평조절부;를 더 포함할 수 있다.The stand unit may further include a horizontal adjustment unit for adjusting a horizontal angle of the camera unit.
영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법에 있어서, 타격된 골프공이 이동되는 매트부의 적어도 어느 일 부분에 소정 패턴이 형성된 촬영영역 내의 영상을 카메라부를 통해 획득하는 제1단계; 획득한 영상에서 프레임 별로 골프공과 골프클럽의 윤곽선을 각각 추출하는 제2단계; 임팩트 순간 이후 영상 프레임에서 추출한 골프공의 윤곽선과 상기 패턴을 각각 이용하여 골프공의 이동 속도와 이동 방향을 분석하고, 골프공의 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임에서 추출한 골프클럽의 윤곽선을 이용하여 골프클럽의 페이스 각도와 이동 방향을 분석하는 제3단계;를 포함하는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법을 제공한다.A method for performing a putting analysis based on image processing, the method comprising: a first step of acquiring, through a camera unit, an image in an imaging region in which a predetermined pattern is formed on at least one part of a mat unit on which a hit golf ball is moved; A second step of extracting a contour of the golf ball and the contour of the golf club on a frame-by-frame basis, respectively; The moving speed and the moving direction of the golf ball are analyzed using the contour of the golf ball extracted from the image frame at the impact time and the pattern and the contour line of the golf ball extracted from the image frame of the golf ball And a third step of analyzing the face angle and the moving direction of the golf club.
제1단계에서, 영상을 획득하기 이전에 카메라부의 수평 각도를 영점으로 조절하고, 상기 패턴을 이용하여 상기 카메라부 내의 카메라렌즈에 대한 왜곡을 보정하는 예비단계;를 더 포함할 수 있다.The first step may further include adjusting a horizontal angle of the camera unit to zero before acquiring the image and correcting distortion of the camera lens in the camera unit using the pattern.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도 전용 장치를 구비하지 않더라도 스마트 단말기를 이용하면 가정이나 사무실 등에서 손쉽게 퍼팅을 연습하면서 스크린 골프장과 유사한 수준으로 퍼팅을 즐길 수 있고, 동시에 자신의 퍼팅 동작을 분석할 수 있다. 특히, 일 실시예에 따르면, 골프공이 타격되는 임팩트 순간 골프클럽의 페이스 각도를 측정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, even if a separate dedicated device is not provided, the user can enjoy putting at a level similar to that of a screen golf course while practicing putting easily at home or office using a smart terminal, . In particular, according to one embodiment, the angle of the face of the instant impact golf club at which the golf ball is struck can be measured.
또한, 매트부에 형성되는 소정 패턴을 이용하여 카메라렌즈의 특성에 따른 왜곡 현상을 용이하게 보정할 수 있다. 또한, 스탠드부에는 카메라부에 대한 수평 영점 조절 기능이 있어 영상 촬영의 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다.In addition, a distortion phenomenon depending on the characteristics of the camera lens can be easily corrected using a predetermined pattern formed on the mat portion. In addition, since the stand has a horizontal zero point adjustment function for the camera unit, the reliability of the image shooting can be further improved.
또한, 앱 스토어에 전용 애플리케이션과 그 업그레이드 버전을 업로드하면, 사용자는 스마트 단말기 등을 통해 어디서든 이를 손쉽게 다운로드할 수 있어 퍼팅 분석 장치의 유지, 관리가 용이하다.In addition, uploading a dedicated application and its upgraded version to the App Store makes it easy to maintain and manage the putting analysis device, since users can easily download it anywhere through a smart terminal.
또한, 매트부에 형성되는 소정 패턴은 촬영영역에 국한될 수 있고, 영상 촬영이 시작되면 패턴을 이루는 무늬 등은 골프공과 골프클럽의 운동 정보를 산출하는데 활용될 수 있다.In addition, the predetermined pattern formed on the mat portion can be limited to the photographing region, and a pattern that forms the pattern when the image photographing is started can be used to calculate the motion information of the golf ball and the golf club.
또한, 퍼팅 분석 장치는 각 스윙 동작의 시작 시점과 종료 시점을 자동으로 인식할 수 있어 사용자는 퍼팅 동작 부분 만을 반복적으로 리플레이할 수 있다. In addition, the putting analyzer can automatically recognize the start and end points of each swing operation, so that the user can repeatedly replay only the putting motion portion.
일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법은 매트부에 인쇄된 소정 패턴과 그 부분을 포함하는 촬영영역에 대한 영상을 함께 분석하여 골프공과 골프클럽에 대한 운동 정보를 분석할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a putting analysis method based on image processing can analyze motion information about a golf ball and a golf club by analyzing a predetermined pattern printed on a mat unit and an image of a shooting region including the predetermined pattern.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치에 대한 사시도.
도 2는 골프공과 골프클럽의 운동 정보에 대한 설명을 보여주는 개략도.
도 3a 및 도 3b는 매트부에 대한 서로 다른 실시예를 보여주는 평면도.
도 4는 도 1의 스탠드부에 대한 측면 개략도.
도 5는 디스플레이부를 통해 표시되는 정보를 보여주는 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법에 대한 흐름도.1 is a perspective view of an image processing based putting analysis apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic view showing a description of exercise information of a golf ball and a golf club;
Figs. 3A and 3B are plan views showing different embodiments of the mat portion. Fig.
Figure 4 is a side schematic view of the stand portion of Figure 1;
5 is a schematic view showing information displayed through a display unit;
6 is a flow chart of a method of image processing based putting analysis according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치에 대한 사시도이고, 도 2는 골프공과 골프클럽의 운동 정보에 대한 설명을 보여주는 개략도이며, 도 3a 및 도 3b는 매트부에 대한 서로 다른 실시예를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 1의 스탠드부에 대한 측면 개략도이며, 도 5는 디스플레이부를 통해 표시되는 정보를 보여주는 개략도이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a putting analysis apparatus based on image processing according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a description of motion information of a golf ball and a golf club, FIG. 4 is a side schematic view of the stand part of FIG. 1, and FIG. 5 is a schematic view showing information displayed through the display part.
도 1내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치는 매트부(10), 카메라부(20), 스탠드부(30), 영상분석부(미도시) 등을 포함한다.1 to 5, the image processing based putting analysis apparatus according to an embodiment includes a
매트부(10)는 장소에 구애받지 않고 설치 가능한 구조를 갖는다. 매트부(10)는 고무나 직물 등의 재질로 형성되어 보관이나 휴대가 용이하다. 또한, 매트부(10)는 그 재질로 인해 미사용시 말거나 접어서 보관하더라도 다시 펼쳤을 때 접힌 흔적 등이 남지 않는다. 또한, 매트부(10)에는 일측에 골프공이 올려지는 로딩(loading)지점과 타측에 골프공이 홀인되는 홀컵(미도시) 등이 형성될 수 있다.The
매트부(10)는 타격된 골프공이 이동되는 상면을 제공한다. 상면에는 대개 인조 잔디 등이 사용되지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 상면에는 홀컵과 일정 간격으로 거리선(미도시)이 형성되어 홀컵과 골프공 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 매트부(10)의 하면에는 설치 장소의 바닥면과 밀착되어 미끄러짐이 발생되지 않도록 하는 슬립방지돌기(미도시) 등이 더 형성될 수 있다.The
일 실시예에 따른 매트부(10)는 상면에 소정 패턴이 형성될 수 있다. 패턴은 예를 들어, 매트부(10)의 연장 방향을 따라 형성되는 격자무늬일 수 있다. 이 때, 격자무늬는 서로 다른 색상이 교차되는 모양을 갖을 수 있다. 색상을 달리하는 이유는 영상 처리를 함에 있어 식별의 용이성을 향상시키기 위함이다. 예를 들어, 이런 색상은 서로 보색 관계에 있을 수 있다. 이와 달리, 색상은 같은 계열의 녹색 2톤일 수 있다.A predetermined pattern may be formed on the upper surface of the
한편, 전술한 소정 패턴은 상면의 전 영역이 아닌 일 부분에 한정되어 형성될 수 있다. 즉, 소정 패턴이 형성되는 부분은 매트부(10)의 일부일 수 있다. 이 때, 소정 패턴은 영상 처리를 위해 카메라부(20)가 영상을 획득하기 위한 촬영영역(12)에 형성될 수 있다. 따라서, 매트부(10)의 상면에는 적어도 어느 일 촬영영역(12)이 형성된다. 그리고, 촬영영역(12)의 중앙에는 골프공이 로딩되는 로딩지점이 형성된다.On the other hand, the above-described predetermined pattern may be formed to be limited to a portion other than the entire area of the upper surface. That is, the portion where the predetermined pattern is formed may be a part of the
카메라부(20)는 촬영영역(12)의 상측 공간에 배치되어 촬영영역(12) 내의 영상을 획득한다. 이런 카메라부(20)는 동영상을 전용으로 촬영할 수 있는 장치이면 특별하게 한정되지 않는다. 이와 달리, 카메라부(20)는 스마트 폰 등의 스마트 단말기 내에 포함되는 카메라모듈일 수 있다. 카메라모듈은 복수 개 예를 들어, 2개의 렌즈를 갖는 듀얼 카메라렌즈를 포함할 수 있다.The
이 때, 카메라부(20)는 카메라부(20)의 설치 위치에 따라 촬영되는 이미지에 존재하는 왜곡 현상을 미리 보정하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 카메라부(20)는 렌즈보정부(미도시)를 더 포함한다. 렌즈보정부는 매트부(10)에 인쇄 형성된 패턴의 이미지를 이용하여 카메라렌즈의 왜곡을 보정한다. 구체적으로, 패턴은 격자무늬를 구성하는 복수 개의 정사각형 도형일 수 있다. 즉, 어느 일 정사각형의 각 모서리와 그 정사각형의 표면에 인쇄된 색상을 이용할 수 있다. 한편, 정사각형의 한 변의 길이는 약 4Cm 인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
또한, 퍼팅 분석 장치는 영상 촬영을 함에 있어 주변의 어둡기 정도에 따라 보조광원부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 보조광원부는 예를 들어, 백색 고휘도 LED를 사용하여 구성될 수 있고, 단계 별로 그 밝기가 조정될 수 있다. 한편, 카메라부(20)가 스마트 단말기인 경우 보조광원부는 스마트 단말기 내에 형성되어 있는 플래쉬를 이용할 수 있다.In addition, the putting analysis apparatus may further include an auxiliary light source unit (not shown) depending on the degree of darkness around the image taking apparatus. The auxiliary light portion can be configured using, for example, a white high-brightness LED, and its brightness can be adjusted step by step. On the other hand, when the
스탠드부(30)는 카메라부(20)를 고정 거치시킨다. 이 때, 카메라부(20)는 촬영영역(12)의 상측 공간에 배치되되, 사용자의 시야를 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 스탠드부(30)는 베이스판(32), 상방프레임(34), 수평거치부(36), 수평조절부(미도시), 높이조절부(미도시) 등을 포함할 수 있다. 베이스판(32)은 스탠드부(30)가 안정적으로 스탠딩될 수 있도록 하며, 이를 위해 그 내부에는 무게추 등이 더 포함될 수 있다. 상방프레임(34)은 베이스판(32)의 연직 상방으로 연장 형성되며 스탠드부(30)의 전체 높이를 좌우한다.The stand part (30) fixes and mounts the camera part (20). At this time, it is preferable that the
수평거치부(36)는 카메라부(20)의 카메라렌즈가 촬영영역(12)을 대향할 수 있도록 카메라부(20)를 거치시킨다. 구체적으로, 수평거치부(36)는 카메라렌즈가 촬영영역(12)의 중앙 바로 상측 공간에 위치할 수 있도록 한다. 예를 들어, 스마트 단말기의 경우, 후면 카메라모듈이 촬영영역(12)을 향하도록 카메라부(20)를 배치시킬 수 있다. 이를 위해, 수평거치부(36)는 스마트 단말기가 슬라이딩 삽입되는 수납공간 등을 더 포함할 수 있다.The
이 때, 수평조절부는 거치되는 카메라부(20)의 수평 각도를 조절한다. 수평 각도의 조절은 적어도 2축 이상으로 구성되는 축조절부(미도시)를 통해 각 축에 대한 경사각을 조절하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 수평조절부에는 각 축을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 회동하는 미세조절나사 등이 형성될 수 있다. 한편, 수평조절부에는 2방향 수평 게이지가 부착되어 수평 각도가 맞춰졌는지 확인할 수 있도록 한다.At this time, the horizontal adjustment unit adjusts the horizontal angle of the
높이조절부는 카메라부(20)의 수직 높이 즉, 카메라부(20)와 촬영영역(12) 사이의 이격 거리를 조절시킨다. 구체적으로, 높이조절부는 수평조절부의 위치를 상하 방향으로 이동시키는 방법으로 이격 거리를 조절할 수 있다.The height adjusting unit adjusts the vertical height of the
영상분석부는 카메라부(20)를 통해 촬영되는 영상을 이용하여 골프공과 골프클럽의 움직임을 분석한다. 영상분석부는 카메라부(20)를 통해 제공받은 영상을 프레임(frame) 단위로 분석한다. 이 때, 카메라부(20)는 보다 정밀한 측정값을 산출하기 위해 500fps(frame per second) 이상 고속 촬영이 가능한 것이 바람직하다.The image analysis unit analyzes the motion of the golf ball and the golf club using the image captured through the
구체적으로, 영상분석부는 각 영상 프레임에서 골프공과 골프클럽의 윤곽선을 각각 추출할 수 있다. 이와 같은, 윤곽선 또는 외곽선의 추출 알고리즘은 예를 들어, 미분 연산자에 의한 형상의 밝기 값 변화를 이용하거나, 촬영 영상을 불러온 후 특정 함수를 이용하여 특정 영상만 출력하는 방법 등을 사용할 수 있다.Specifically, the image analysis unit can extract the outline of the golf ball and the golf club in each image frame. Such a contour or outline extraction algorithm may be, for example, a method of using a change in brightness value of a shape by a differential operator, or a method of outputting only a specific image by using a specific function after calling an image.
한편, 영상분석부는 스마트 단말기 내에 설치되어 실행되는 전용 애플리케이션에 의해 이루어질 수 있다. 이 때, 전용 애플리케이션은 앱 스토어를 통해 지속적으로 업그레이드될 수 있고, 사용자는 앱 스토어를 통해 전용 애플리케이션을 다운받을 수 있다. 즉, 제품 개발자가 앱 스토어에 전용 애플리케이션과 그 업그레이드 버전을 업로드하면, 사용자는 스마트 단말기 등을 통해 어디서든 이를 손쉽게 다운로드할 수 있어 퍼팅 분석 장치의 유지, 관리가 용이하다.Meanwhile, the image analysis unit may be implemented by a dedicated application installed and executed in the smart terminal. At this time, the dedicated application can be continuously upgraded through the app store, and the user can download the dedicated application through the app store. In other words, when a product developer uploads a dedicated application and its upgrade version to the App Store, the user can easily download it from anywhere through a smart terminal or the like, and it is easy to maintain and manage the putting analysis device.
이와 같은, 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치는 골프공과 골프클럽의 움직임을 통해 여러 유용한 정보를 얻을 수 있다. 유용한 정보의 예시로는, 골프클럽의 페이스 각도, 골프클럽의 스윙 속도, 골프공의 이동 속도, 골프공의 이동 방향 등을 들 수 있다.Such image processing based putting analysis apparatus can obtain various useful information through the movement of the golf ball and the golf club. Examples of useful information include a face angle of the golf club, a swing speed of the golf club, a moving speed of the golf ball, a moving direction of the golf ball, and the like.
이 때, 유용한 정보는 사용자의 스마트 폰 등 스마트 단말기(70)나 기타 스마트 TV 등의 디스플레이부(40)를 통해 디스플레이될 수 있다. 동시에, 스마트 폰 등의 스마트 단말기(70)는 전용 애플리케이션을 통해 가상의 그린(green) 등 가상의 퍼팅 환경을 제공할 수 있다. 즉, 전용 애플리케이션은 골프공이 매트부(10) 상에 로딩되면, 이를 그대로 구현하여 마치 사용자가 필드에서 퍼팅을 하는 듯 한 시뮬레이션 영상을 제공할 수 있다. 이는, 스마트 TV 등을 통해서도 확인할 수 있다. 이를 위해, 카메라부(20)에서 촬영된 영상은 블루투스 등의 근거리 무선연결을 통해 스마트 TV 등의 디스플레이부(40) 측으로 전송될 수 있다.At this time, useful information can be displayed through the
한편, 전술한 유용한 정보에 대한 산출 방법은 다음과 같다. 1) 골프공의 이동 속도는 매트부(10)에 형성된 소정 패턴과 촬영 영상을 통해 얻은 정보를 함께 이용한다. 구체적으로, 패턴은 전술한 것처럼, 일정 크기의 정사각형으로 이루어지는 격자무늬 형태를 갖는다. 그리고, 영상분석부는 미리 설정된 특정 시점의 영상 프레임에서 골프공의 윤곽선을 추출할 수 있다. 이 때, 영상분석부는 골프공의 윤곽선이 격자무늬를 구성하는 격자 선에 접하는 순간의 프레임을 적어도 2개 이상 포착할 수 있다. 그러면, 각 프레임에 대한 촬영 시각과 그 때 윤곽선이 접하는 격자선 사이의 거리를 이용하여 골프공의 이동 속도를 산출할 수 있다.On the other hand, the calculation method for the above-described useful information is as follows. 1) The moving speed of the golf ball uses a predetermined pattern formed on the
2) 골프공의 이동 방향은 촬영 영상을 통해 구체적인 수치로서 산출될 수 있다. 구체적으로, 골프공의 이동 방향은 골프공의 로딩 지점에서 매트부(10)의 전방 직선 방향으로 연장되는 가상의 선과 특정 시점의 촬영 영상에서 추출된 골프공에 대한 윤곽선의 중심 사이의 각으로 산출할 수 있다.2) The moving direction of the golf ball can be calculated as a specific numerical value through the photographed image. Specifically, the moving direction of the golf ball is calculated by an angle between an imaginary line extending in the forward straight line direction of the
3) 골프클럽의 스윙 속도는 골프공이 골프클럽에 의해 타격되는 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임을 이용한다. 구체적으로, 영상 프레임에서 골프클럽의 헤드에 대한 윤곽선을 추출할 수 있다. 예를 들어, 임팩트 직전 헤드의 윤곽선과 임팩트 순간 헤드의 윤곽선을 각각 추출하고 그 때의 각 프레임에 대한 촬영 시각 정보와 헤드 사이의 이격 거리를 이용하면 스윙 속도를 산출할 수 있다.3) The swing speed of the golf club uses the image frame at and around the moment of impact when the golf ball is hit by the golf club. Specifically, the outline of the head of the golf club in the image frame can be extracted. For example, the swing speed can be calculated by extracting the outline of the head immediately before the impact and the outline of the head of the impact moment, respectively, and using the photographing time information for each frame at that time and the distance between the heads.
4) 골프클럽의 페이스 각도는 골프클럽에 의해 타격되는 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임을 이용한다. 이는 영상분석부에서 이루어진다. 구체적으로, 영상분석부는 임팩트 순간 해당 프레임에서 골프클럽의 헤드에 대한 윤곽선을 추출한다. 그리고, 영상분석부는 임팩트 순간의 전후 프레임에서 골프클럽의 헤드에 대한 윤곽선을 각각 추출한다. 그 다음, 이를 통해 골프클럽의 헤드에 대한 이동 방향을 산출한다. 그러면, 영상분석부는 임팩트 순간 헤드의 페이스 면이 그 이동 방향과 얼마만큼 각도가 벌어졌는지 분석하여 페이스 각도를 산출할 수 있다.4) The face angle of the golf club uses the image frame at and around the moment of impact that is hit by the golf club. This is done in the image analysis department. Specifically, the image analysis unit extracts the contour of the head of the golf club in the corresponding frame at the moment of impact. Then, the image analysis unit extracts contours of the head of the golf club from the front and rear frames of the moment of impact, respectively. Then, it calculates the direction of movement of the golf club relative to the head. Then, the image analyzing unit can calculate the face angle by analyzing how much the face of the impact instantaneous head has changed in the moving direction.
한편, 영상분석부는 골프클럽의 움직임을 이용하여 골프클럽의 스윙시작점과 스윙종료점을 각각 자동으로 인식할 수 있다. 이를 통해, 스윙시작점과 스윙종료점 사이의 영상 만을 별도로 관리 저장하여 사용자의 요청에 따라 리플레이할 수 있다. 구체적으로, 영상분석부는 먼저 골프공의 로딩지점에 위치하는 골프클럽의 헤드에 대한 영상이 검출되고, 그 헤드가 후방으로 백스윙되는 영상이 검출되면 트리거가 작동하여, 헤드가 로딩지점에서 최초 검출되는 순간의 영상 프레임을 자동으로 스윙시작점으로 지정한다.Meanwhile, the image analysis unit can automatically recognize the swing start point and the swing end point of the golf club, respectively, using the movement of the golf club. Accordingly, only the image between the swing start point and the swing end point can be separately managed and stored, and replayed according to the user's request. Specifically, the image analysis unit detects an image of a head of a golf club located at a loading point of the golf ball, and when the head detects an image of a backswing backward, a trigger is operated, and the head is first detected at the loading point Automatically set the image frame of the moment as the swing start point.
그리고, 카메라부(20)를 통해 촬영되는 영상을 통해 골프클럽이 골프공을 타격한 후 골프클럽의 헤드가 전방 전고점에 도달하여 후방으로 그 방향을 달리하는 순간 그 영상 프레임을 스윙종료점으로 지정하고 영상분석부는 이를 자동으로 인식한다.Then, after the golf club hits the golf ball through the image captured through the
이상 살펴 본, 퍼팅 분석 장치는 별도 전용 장치를 구비하지 않더라도 스마트 단말기를 이용하면 가정이나 사무실 등에서 손쉽게 퍼팅을 연습하면서 스크린 골프장과 유사한 수준으로 퍼팅을 즐길 수 있고, 동시에 자신의 퍼팅 동작을 분석할 수 있다. 특히, 골프공이 타격되는 임팩트 시의 골프클럽의 페이스 각도를 측정할 수 있다.As described above, the putting analyzer can perform a putting operation similar to a screen golf course while practicing a putting easily at home or office by using a smart terminal, even if a dedicated dedicated device is not provided. At the same time, have. Particularly, it is possible to measure the face angle of the golf club at the impact time when the golf ball is hit.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법에 대한 흐름도이다. 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법은 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 방법에 있어서, 타격된 골프공이 이동되는 매트부(10)의 적어도 어느 일 부분에 소정 패턴이 형성된 촬영영역(12) 내의 영상을 카메라부(20)를 통해 획득하는 제1단계(S10)와, 획득한 영상에서 프레임 별로 골프공과 골프클럽의 윤곽선을 각각 추출하는 제2단계(S20)와, 임팩트 순간 이후 영상 프레임에서 추출한 골프공의 윤곽선과 상기 패턴을 각각 이용하여 골프공의 이동 속도와 이동 방향을 분석하고, 골프공의 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임에서 추출한 골프클럽의 윤곽선을 이용하여 골프클럽의 페이스 각도와 이동 방향을 분석하는 제3단계(S30)를 포함할 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method for analyzing a putting based on image processing according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, an image processing based putting analysis method according to an embodiment of the present invention is a method of analyzing a putting method based on image processing, in which a predetermined part of at least one part of a
먼저, 카메라부(20)의 수평 각도를 영점으로 조절하고, 전술한 패턴을 이용하여 카메라부(20) 내의 카메라렌즈에 대한 왜곡을 보정하는 예비단계(S05)를 진행한다. 이 때, 사용자는 카메라부(20)를 촬영영역(12)의 연직 상방에 배치하되, 사용자의 시야가 방해되지 않도록 주의한다. 즉, 사용자는 카메라부(20)를 촬영영역(12)의 상측 공간에 거치 등의 방법으로 먼저 설치하고, 그 설치 위치에서 카메라부(20)의 수평 각도를 조절하여 카메라부(20)가 촬영영역(12)에 대향할 수 있도록 한다.First, a preliminary step (S05) for adjusting the horizontal angle of the
그 다음, 카메라렌즈에서 렌즈 특성에 기인하는 왜곡 현상을 보정하는 과정을 거친다. 왜곡에 대한 보정은 격자무늬 등의 형태로 매트부(10)에 인쇄된 패턴을 이용한다. 예를 들어, 격자무늬를 구성하는 정사각형 도형에서 적어도 어느 두 모서리 변이 카메라렌즈 상의 가상의 선과 일치하는지 등의 방법으로 수행될 수 있다.Then, a process of correcting a distortion phenomenon attributable to the lens characteristics in the camera lens is performed. The correction for the distortion uses a pattern printed on the
카메라부(20)를 통한 영상 촬영은 특정 촬영영역(12)에 국한되고, 영상 정보를 통해 골프공의 이동 방향, 이동 속도, 골프클럽의 스윙 방향, 페이스 각도 등을 산출할 수 있다. 이 때, 카메라부(20)는 영상 촬영이 가능하다면 어떤 장치를 사용하더라도 무방하지만, 카메라부(20)는 특히 스마트 폰 등의 스마트 단말기 내에 포함되는 카메라모듈인 것이 바람직하다.The image capturing through the
다음으로, 제2단계(S20)에서 골프공과 골프클럽의 윤곽선을 각각 추출하는 과정을 밟는다. 윤곽선 추출은 획득한 영상에 대한 프레임 단위로 이루어진다.Next, in the second step S20, a process of extracting the contours of the golf ball and the golf club is performed. The contour extraction is performed frame by frame for the acquired image.
그 다음, 제3단계(S30)에서 영상분석부를 통해 영상 정보를 분석한다. 구체적으로, 골프공의 이동 속도와 그 이동 방향에 대한 분석은 골프공이 골프클럽에 의해 타격되는 임팩트 순간 이후 영상 프레임에서 추출한 골프공의 윤곽선과 전술한 패턴을 각각 이용한다. 그리고, 골프클럽의 페이스 각도와 그 이동 방향에 대한 분석은 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임에서 추출한 골프클럽의 윤곽선 특히 골프클럽의 헤드에 대한 윤곽선을 이용한다.Then, in a third step S30, image information is analyzed through an image analysis unit. Specifically, the analysis of the moving speed and the moving direction of the golf ball uses the contour of the golf ball extracted from the image frame after the impact moment when the golf ball is hit by the golf club and the above-described pattern, respectively. The analysis of the face angle and the direction of movement of the golf club uses the contour of the golf club extracted from the image frame of the impact and the image frames before and after the impact, in particular, the contour of the head of the golf club.
한편, 이와 같은 영상 정보의 분석은 스마트 폰 등의 스마트 단말기를 이용하는 경우 전용 애플리케이션을 통해 이루어진다. 그리고, 퍼팅 분석 방법은 분석 결과를 디스플레이하는 제4단계(S40)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 스마트 TV 등의 디스플레이부(40)를 통해 영상분석부에서 전송되는 분석 결과를 출력할 수 있다.On the other hand, analysis of such image information is performed through a dedicated application when a smart terminal such as a smart phone is used. The putting analysis method may further include a fourth step (S40) of displaying the analysis result. Specifically, the analysis result transmitted from the image analysis unit can be output through the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
10: 매트부 20: 카메라부
30: 스탠드부 40: 디스플레이부
12: 촬영영역 32: 베이스판
34: 상방프레임 36: 수평거치부10: Mat unit 20: Camera unit
30: stand unit 40: display unit
12: photographing area 32: base plate
34: Upper frame 36: Horizontal mounting part
Claims (11)
상기 촬영영역의 연직 상측 공간에 배치되어 상기 촬영영역 내의 영상을 획득하는 카메라부;
상기 카메라부를 고정 거치시키는 스탠드부; 및
상기 영상을 이용하여 상기 골프공과 골프클럽의 움직임을 분석하는 영상분석부;를 포함하고,
상기 카메라부는 상기 패턴의 이미지를 이용하여, 카메라렌즈의 왜곡을 보정하는 렌즈보정부;를 더 포함하고, 상기 골프공의 이동 속도는 상기 촬영영역 내에서 상기 패턴을 이용하여 산출하며, 상기 촬영영역의 중앙에 상기 골프공이 로딩되는 로딩지점이 형성되고,
상기 영상분석부는 영상 프레임에서 상기 골프공과 상기 골프클럽의 윤곽선을 각각 추출하고, 상기 골프클럽의 움직임을 이용하여 상기 골프클럽의 스윙시작점과 스윙종료점을 각각 자동으로 인식하며, 상기 스윙시작점과 상기 스윙종료점 사이의 영상 만을 리플레이할 수 있는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치.
A mat portion in which a hit golf ball is moved and a predetermined pattern is formed on at least one shooting region of an upper surface;
A camera unit disposed in a vertical upper space of the photographing area to acquire an image in the photographing area;
A stand unit for fixing and mounting the camera unit; And
And an image analyzer for analyzing the motion of the golf ball and the golf club using the image,
Wherein the camera unit further comprises a lens correcting unit for correcting distortion of the camera lens using the image of the pattern, wherein the moving speed of the golf ball is calculated using the pattern in the photographing area, A loading point at which the golf ball is loaded is formed at the center of the loading hole,
Wherein the image analyzing unit extracts the contours of the golf ball and the golf club in an image frame, automatically recognizes a swing start point and a swing end point of the golf club using the motion of the golf club, A putting analysis device based on image processing that can only replay images between end points.
상기 카메라부는 스마트 단말기 내에 포함되는 카메라모듈인 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the camera unit is a camera module included in a smart terminal.
상기 영상분석부는 스마트 단말기 내에 설치되어 실행되는 전용 애플리케이션인 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image analysis unit is a dedicated application installed and executed in a smart terminal.
상기 영상분석부는 골프공이 골프클럽에 의해 타격되는 임팩트 순간과 그 전후의 영상 프레임을 이용하여 골프클럽의 페이스각도를 측정하는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image analysis unit measures an angle of a face of a golf club using an image frame at and around an impact moment when a golf ball is hit by the golf club.
상기 패턴은 격자무늬이며, 상기 격자무늬는 서로 다른 색상이 교차되는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern is a lattice pattern, wherein the lattice patterns intersect with each other in color.
상기 스탠드부는 상기 카메라부의 수평 각도를 조절하는 수평조절부;를 더 포함하는 영상 처리 기반의 퍼팅 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the stand comprises a horizontal adjustment unit for adjusting a horizontal angle of the camera unit.
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