KR102146358B1 - Sensing method for sensing movement of ball and sensing device using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 카메라 장치로부터 볼의 운동에 대해 취득된 영상을 클라이언트가 전송받아 처리하는 방식에 있어서 카메라 장치가 넓은 화각영역에서 데이터 처리가 필요한 일부 영역만을 실제촬영영역으로 취득하여 클라이언트로 전송하도록 함으로써 데이터 전송률의 제한 조건 하에서 취득되는 영상의 해상도를 높이면서도 낮은 용량으로 데이터를 취득하여 높은 전송 프레임률로 영상 데이터를 전송할 수 있도록 하는 볼의 운동에 대한 센싱방법 및 이를 이용한 센싱장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, in a method in which a client receives and processes an image acquired about the motion of a ball from a camera device in a virtual sports simulation system, the camera device has a wide field of view. By acquiring only a part of the area that needs data processing in the actual shooting area and transmitting it to the client, it is possible to transmit the image data at a high transmission frame rate by acquiring data at a low capacity while increasing the resolution of the image acquired under the data transmission rate constraints. It is to provide a sensing method for the motion of the ball and a sensing device using the same.

Description

볼의 운동에 대한 센싱방법 및 이를 이용한 센싱장치{SENSING METHOD FOR SENSING MOVEMENT OF BALL AND SENSING DEVICE USING THE SAME}A sensing method for the motion of a ball and a sensing device using it {SENSING METHOD FOR SENSING MOVEMENT OF BALL AND SENSING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 테니스, 스쿼시, 배드민턴, 탁구, 골프, 야구 등과 같은 스포츠에 대한 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 플레이어가 실제 볼을 이용하여 플레이할 때 볼의 운동을 센싱하는 센싱장치 및 그 센싱장치의 센싱방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing device for sensing motion of a ball when a player plays with a real ball in a virtual sports simulation system for sports such as tennis, squash, badminton, table tennis, golf, baseball, and a sensing method of the sensing device. About.

최근에 스포츠를 손쉽게 즐길 수 있도록 하는 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에 등장하여, 예컨대 골프와 야구의 경우 필드에서 직접 스포츠를 즐기는 것이 매우 제한적인 스포츠에 대한 가상 시뮬레이션 시스템이 널리 대중화되어 있다.Recently, a virtual simulation system for a sport where it is very limited to enjoy a sport directly on a field in the case of golf and baseball, for example, has been widely popularized.

나아가 테니스, 스쿼시, 배드민턴 등과 같은 네트를 사이에 두고 양 플레이어가 서로 볼을 주고 받는 형식의 네트 스포츠에 대한 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템도 등장하여 사용자로 하여금 다양한 스포츠를 대중적 문화 공간에서 손쉽게 즐길 수 있도록 하는 추세가 형성되고 있다.Furthermore, a virtual sports simulation system for net sports in which both players exchange balls with each other with nets such as tennis, squash, and badminton in between, has emerged, allowing users to easily enjoy various sports in a popular cultural space. Is being formed.

이와 같은 가상 스포츠 시뮬레이션은 기본적으로 플레이어가 볼을 타격하면서 게임이 진행되는데, 플레이어가 타격한 볼에 대한 영상 상에서의 시뮬레이션을 위해서는 운동하는 볼을 효과적으로 센싱할 수 있는 센싱장치가 필요하다.In such a virtual sports simulation, the game is basically performed while the player strikes the ball. In order to simulate the image of the ball hit by the player, a sensing device capable of effectively sensing the moving ball is required.

과거에는 적외선 센서나 레이저 센서 등의 광센싱 방식을 이용하는 경우가 많았으나 이는 광을 조사하고 수광하는 다수의 광센서가 구비되는 구조물을 플레이어의 플레이 공간 상에 설치하여야 한다는 점에서 플레이어의 플레이에 대한 한계를 만들고 현실감있는 플레이를 구현하는데 한계가 있으며 플레이 과정에서 센서의 구조물을 파손하는 경우가 빈번한 문제가 있었고 무엇보다도 센싱의 정확성이 매우 낮은 문제점이 있었다.In the past, light-sensing methods such as infrared sensors or laser sensors were often used. However, this is an important aspect of the player's play in that a structure equipped with multiple light sensors that irradiate and receive light must be installed on the player's play space. There is a limit to creating a limit and realizing realistic play, and there is a problem that the sensor structure is frequently damaged during the play process, and above all, the accuracy of sensing is very low.

이러한 광센싱 방식의 한계와 문제점 때문에 최근에는 운동하는 볼에 대한 영상을 취득하여 그 취득된 영상의 분석을 통해 운동하는 볼의 센싱 정보를 산출하는 이미지 센싱 방식의 센싱장치가 널리 이용되고 있다.Due to the limitations and problems of the light sensing method, recently, an image sensing type sensing device that acquires an image of a moving ball and calculates sensing information of a moving ball through analysis of the acquired image has been widely used.

이러한 이미지 센싱 방식은 영상을 분석하여 센싱 정보를 얻기 때문에 상당히 정확한 센싱 정보를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 초당 수십 ~ 수백 프레임의 영상 하나하나를 영상처리 하여야 하므로 상당히 높은 데이터 처리 능력을 갖는 카메라 장치와 데이터 처리장치를 갖추어야 한다는 문제점이 있었다.This image sensing method has the advantage of obtaining highly accurate sensing information because it analyzes the image and obtains the sensing information. However, since it must process each image of several tens to hundreds of frames per second, a camera device having a very high data processing capability and There was a problem that a data processing device should be provided.

그런데, 이미지 센싱 방식의 센싱장치는 카메라(스테레오 방식의 경우 복수개의 카메라)를 플레이어의 플레이 상황을 촬영할 수 있는 화각으로 영상을 촬영하여야 하기 때문에 플레이어가 플레이를 하는 공간 상의 천정과 같은 위치에 설치하여야 하고 가상 스포츠 시뮬레이션을 위한 데이터 처리를 하는 클라이언트 시스템은 상기한 플레이 공간 밖에 설치되므로, 카메라와 클라이언트 시스템이 물리적으로 멀리 떨어질 수밖에 없다.However, since the sensing device of the image sensing method needs to shoot an image with a camera (a plurality of cameras in the case of a stereo method) at an angle of view that can capture the player's play situation, it must be installed at the same position as the ceiling in the space where the player is playing. The client system that processes data for the virtual sports simulation is installed outside the above-described play space, so the camera and the client system are physically separated from each other.

이와 같이 카메라와 클라이언트 시스템이 물리적으로 멀리 떨어져서 구성될 경우 상기 카메라가 취득하는 다수의 영상 데이터를 카메라 자체 내에 구비되는 처리장치에서 처리되도록 하거나, 그 다수의 영상 데이터를 클라이언트 시스템으로 전송하여 클라이언트 시스템에서 처리되도록 하여야 한다.In this way, when the camera and the client system are physically separated from each other, a plurality of image data acquired by the camera is processed by a processing device provided in the camera itself, or the plurality of image data is transmitted to the client system to be processed by the client system. Should be handled.

카메라에 영상 데이터의 처리장치를 구비하는 경우에는 카메라가 취득하는 영상 데이터를 곧바로 처리하여 그 처리된 정보를 클라이언트 시스템으로 전송하기 때문에 빠른 센싱 처리가 가능하다는 장점이 있지만, 클라이언트 시스템에 구비되는 높은 데이터 처리 능력을 갖는 제어부와는 별도로 또 다른 높은 데이터 처리 능력을 갖는 데이터 처리부를 카메라에 구비하여야 하기 때문에 센싱장치의 비용을 상당히 높이는 요인이 되는 큰 문제점이 있다.If the camera is equipped with an image data processing device, the image data acquired by the camera is immediately processed and the processed information is transmitted to the client system, which has the advantage of enabling fast sensing processing, but high data provided in the client system There is a big problem that significantly increases the cost of the sensing device because a data processing unit having another high data processing capability must be provided in the camera apart from the control unit having processing capability.

카메라가 영상을 취득하고 그 취득된 영상 데이터의 처리를 클라이언트 시스템에서 처리하는 방식의 경우, 상기한 방식의 문제점을 해결할 수 있지만 카메라가 취득하는 영상 데이터를 실시간으로 클라이언트 시스템으로 전송하여야 하는데 전송할 영상 데이터의 용량이 큰 반면 카메라에서 클라이언트로의 데이터 전송의 대역폭에는 한계가 있고 전송할 수 있는 데이터의 전송 프레임률(framerate)에 한계가 있기 때문에 카메라가 촬영하는 촬영 프레임율을 상기한 전송 프레임률이 따라가지 못하는 문제점이 있다.In the case of a method in which a camera acquires an image and processes the acquired image data in a client system, the above problems can be solved, but the image data acquired by the camera must be transmitted to the client system in real time. While the capacity of the camera is large, the bandwidth of data transmission from the camera to the client is limited, and the transmission frame rate of the data that can be transmitted is limited, so the transmission frame rate mentioned above does not match the shooting frame rate that the camera shoots. There is a problem that cannot be done.

골프나 야구와 같이 플레이어가 타격을 하는 위치가 일정하게 고정되어 있는 경우에는 영상의 해상도를 높게 하더라도 화각이 좁은 카메라를 사용할 수 있어서 영상 데이터의 용량을 줄일 수 있는 여지가 있지만, 테니스 등과 같은 네트 스포츠의 경우 랠리와 같이 볼을 빠르게 주고 받는 상황을 필수적으로 고려하여야 할 뿐만 아니라 플레이어가 다이나믹하게 이동하면서 예측할 수 없는 다양한 위치에서 볼을 타격하기 때문에 플레이어가 타격하는 볼을 감지하기 위한 카메라의 화각을 가능한 한 넓게 하여야 하고 그에 따라 촬영되는 영상의 해상도도 크게 하여야 하기 때문에 카메라에서 클라이언트로 초당 전송 가능한 데이터의 양이 상당히 줄어들 수밖에 없거나 고가의 센싱장치를 이용하여야 한다는 문제점이 있는 것이다.If the location where the player hits is fixed, such as golf or baseball, the camera with a narrow angle of view can be used even if the resolution of the video is increased, so there is room for reducing the capacity of the video data, but net sports such as tennis In this case, it is essential to consider the situation where the ball is exchanged quickly, such as a rally, and because the player moves dynamically and strikes the ball from various unpredictable positions, the angle of view of the camera to detect the ball hit by the player is possible. Since it must be as wide as possible and the resolution of the captured image must be increased accordingly, there is a problem in that the amount of data that can be transmitted from the camera to the client per second is inevitably reduced or an expensive sensing device must be used.

본 발명과 관련한 종래의 선행기술문헌으로서, 일본등록특허 제5701707호, 일본등록특허 제5593060호, 일본공개특허 제2017-005388호 등이 개시되어 있다.As conventional prior art documents related to the present invention, Japanese Patent No. 5701707, Japanese Patent No. 553060, Japanese Unexamined Patent No. 2017-005388 and the like are disclosed.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 카메라 장치로부터 볼의 운동에 대해 취득된 영상을 클라이언트가 전송받아 처리하는 방식에 있어서 카메라 장치가 넓은 화각영역에서 데이터 처리가 필요한 일부 영역만을 실제촬영영역으로 취득하여 클라이언트로 전송하도록 함으로써 데이터 전송률의 제한 조건 하에서 취득되는 영상의 해상도를 높이면서도 낮은 용량으로 데이터를 취득하여 높은 전송 프레임률로 영상 데이터를 전송할 수 있도록 하는 볼의 운동에 대한 센싱방법 및 이를 이용한 센싱장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, in a method in which a client receives and processes an image acquired about the motion of a ball from a camera device in a virtual sports simulation system, the camera device has a wide field of view. By acquiring only a part of the area that needs data processing in the actual shooting area and transmitting it to the client, it is possible to transmit the image data at a high transmission frame rate by acquiring data at a low capacity while increasing the resolution of the image acquired under the data transmission rate constraints. It is to provide a sensing method for the motion of the ball and a sensing device using the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 볼 운동의 센싱방법은, 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 카메라 장치로부터 볼의 운동에 대해 취득된 영상을 클라이언트가 전송받아 처리하기 위한 볼 운동의 센싱방법으로서, 카메라제어부가 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 예상 영역으로서 분할설정영역을 설정하는 단계; 상기 카메라 장치가 상기 카메라제어부에 의해 설정된 분할설정영역에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하는 단계; 상기 전체 화각영역에 대한 상기 실제촬영영역인 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보와 상기 취득된 영상을 상기 클라이언트로 전송하는 단계; 및 상기 클라이언트에서 상기 전송받은 영상 상에서 볼을 검출하고 상기 분할설정영역의 위치 또는 크기에 대한 정보를 이용하여 상기 전체 화각영역 상에서의 볼의 위치 정보를 포함하는 센싱 정보를 산출하는 단계를 포함한다.A method for sensing ball motion according to an embodiment of the present invention is a method for sensing ball motion in which a client receives and processes an image acquired about motion of a ball from a camera device in a virtual sports simulation system, wherein the camera controller Setting a division setting area as an expected area in which a ball will be found in the entire field of view of the camera device; Obtaining, by the camera device, an area corresponding to a division setting area set by the camera control unit as an actual shooting area; Transmitting information on the location and size of the divided setting area, which is the actual photographing area with respect to the entire field of view, and the acquired image to the client; And detecting a ball on the transmitted image by the client and calculating sensing information including position information of the ball on the entire field of view by using information on the location or size of the segmentation setting area.

또한 바람직하게는, 상기 분할설정영역을 설정하는 단계는, 상기 분할설정영역의 위치로서 상기 카메라 장치의 전체 화각영역의 기준점 위치로부터 상기 분할설정영역의 기준점 위치까지의 거리인 촬영 오프셋을 설정하며, 상기 분할설정영역의 크기로서 상기 분할설정영역의 높이 및 너비를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the step of setting the divided setting region comprises setting a photographing offset, which is a distance from a reference point position of the entire field of view of the camera device to a reference point position of the divided setting region, as the position of the divided setting region, And setting the height and width of the division setting area as the size of the division setting area.

또한 바람직하게는, 상기 분할설정영역을 설정하는 단계는, 상기 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에 이용되는 볼 머신의 위치, 상기 볼 머신이 발사하는 볼의 방향 및 속도, 상기 볼 머신에서 발사되는 볼을 타격하는 플레이어의 플레이 모드, 플레이 진행에 따른 상기 플레이어의 예상 타격 종류, 볼에 대한 트리거 시 감지된 볼의 이동 방향 및 상기 플레이어의 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 영역을 예측하여 상기 분할설정영역으로서 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the step of setting the divided setting area includes: a position of a ball machine used in the virtual sports simulation system, a direction and speed of a ball launched by the ball machine, and striking a ball launched from the ball machine. The ball is found in the entire field of view of the camera device using at least one of the player's play mode, the player's expected hit type according to the play progress, the movement direction of the ball detected when the ball is triggered, and the player's characteristic information. It is characterized in that the area to be set is predicted and set as the divided setting area.

또한 바람직하게는, 상기 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에 이용되는 볼 머신이 발사하는 볼의 방향 및 속도, 상기 볼 머신에서 발사되는 볼을 타격하는 플레이어의 플레이 모드, 플레이 진행에 따른 상기 플레이어의 예상 타격 종류, 볼에 대한 트리거 시 감지된 볼의 이동 방향 정보 중 적어도 하나를 이용하여 기 설정된 분할설정영역의 상기 전체 화각영역에 대한 위치 및 크기를 조정 또는 변경하여 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the direction and speed of the ball fired by the ball machine used in the virtual sports simulation system, the play mode of the player hitting the ball fired from the ball machine, the expected hit type of the player according to the progress of play, It characterized in that it further comprises the step of adjusting or changing and setting the position and size of the entire field of view of the preset divided setting area by using at least one of the movement direction information of the ball detected when the ball is triggered.

또한 바람직하게는, 상기 분할설정영역을 미리 설정하는 단계는, 상기 클라이언트에 의해 진행되는 가상 스포츠 시뮬레이션의 진행 상황에 따라 볼 머신이 발사하는 볼의 방향, 속도 및 구질 중 적어도 하나에 대한 제어 정보로부터 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 영역을 예측하는 단계와, 상기 예측에 따라 결정되는 위치 및 미리 설정된 크기, 또는 상기 예측에 따라 결정되는 위치 및 상기 볼 머신이 발사하는 볼의 방향, 속도 및 구질 중 적어도 하나에 따라 결정한 크기로 상기 분할설정영역을 실제촬영영역으로서 미리 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the step of pre-setting the divided setting area may include control information on at least one of the direction, speed, and pitch of the ball launched by the ball machine according to the progress of the virtual sports simulation performed by the client. Predicting an area in which a ball will be found in the entire field of view of the camera device, a position determined according to the prediction and a preset size, or a position determined according to the prediction and a direction of the ball emitted by the ball machine, And presetting the divided setting region as an actual photographing region with a size determined according to at least one of speed and pitch.

또한 바람직하게는, 상기 클라이언트에 의해 진행되는 가상 스포츠 시뮬레이션에 따른 플레이 형태로서 상기 플레이어로 하여금 특정 타구로 타격하도록 유도하는 다양한 플레이 모드를 제공하며, 상기 분할설정영역을 미리 설정하는 단계는, 상기 각각의 플레이 모드마다 해당 플레이 모드에 대응하도록 상기 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보를 미리 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, as a play form according to a virtual sports simulation performed by the client, various play modes are provided to induce the player to hit a specific batted ball, and the step of pre-setting the division setting area comprises: And pre-setting information on the location and size of the divided setting area so as to correspond to the corresponding play mode for each of the play modes.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 볼의 운동에 대한 센싱장치는, 상기 볼을 포함하는 영상을 취득하는 카메라 장치; 및 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 예상 영역으로서 분할설정영역을 설정하여 상기 설정된 분할설정영역에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하도록 상기 카메라 장치를 제어하며, 상기 전체 화각영역에 대한 상기 실제촬영영역인 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보와 상기 취득된 영상을 클라이언트로 전송하도록 하는 카메라제어부를 포함하여, 상기 클라이언트가 상기 분할설정영역에 해당하는 영상 및 상기 분할설정영역의 위치 또는 크기에 대한 정보를 이용하여 상기 전체 화각영역 상에서의 볼의 위치 정보를 포함하는 센싱정보를 산출할 수 있도록 한다.On the other hand, in the virtual sports simulation system according to an embodiment of the present invention, a sensing device for motion of a ball includes: a camera device for acquiring an image including the ball; And controlling the camera device to acquire an image by setting a division setting area as an expected area in which a ball will be found in the entire field of view of the camera apparatus, and using the area corresponding to the set division setting area as an actual shooting area, Including a camera control unit for transmitting information on the location and size of the segmentation setting area, which is the actual shooting area, to a client, and the image corresponding to the segmentation setting area by the client and the segmentation The sensing information including the position information of the ball on the entire field of view can be calculated using information on the location or size of the set area.

또한 바람직하게는, 상기 카메라 장치는, 화각을 형성하는 렌즈모듈과, 상기 렌즈모듈을 통해 맺히는 상에 대한 전체 또는 일부 영역을 선택적으로 영상 취득하는 이미지센서와, 상기 이미지센서에 의해 취득되는 영상을 수집하는 그래버를 포함하며, 상기 카메라제어부에 의해 상기 그래버가 영상을 수집하기 전에 상기 이미지센서에 의해 상기 설정된 분할설정영역에 해당하는 영상을 실제촬영영상으로서 취득하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the camera device includes a lens module forming an angle of view, an image sensor selectively acquiring an image of an image formed through the lens module, and an image acquired by the image sensor. And a grabber to collect, and before the grabber collects the image by the camera controller, the image corresponding to the divided setting area set by the image sensor is acquired as an actual photographed image.

또한 바람직하게는, 상기 카메라제어부는, 자체에 미리 설정되어 있는 정보 및 상기 클라이언트와 연동되어 상기 클라이언트로부터 전달받은 정보를 이용하여 상기 분할설정영역의 위치 및 크기 정보를 설정하거나 기 설정된 분할설정영역의 위치 및 크기를 조정 또는 변경하여 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the camera control unit sets the location and size information of the divided setting area using information previously set in itself and information received from the client in connection with the client, or It characterized in that it is configured to set by adjusting or changing the position and size.

또한 바람직하게는, 상기 카메라제어부는, 상기 분할설정영역의 위치로서 상기 카메라 장치의 전체 화각영역의 기준점 위치로부터 상기 분할설정영역의 기준점 위치까지의 거리인 촬영 오프셋을 설정하고, 상기 분할설정영역의 크기로서 상기 분할설정영역의 높이 및 너비를 설정하여 상기 카메라 장치의 이미지센서가 전체 화각영역에서 상기 설정된 촬영 오프셋, 상기 분할설정영역의 높이 및 너비에 해당하는 영상을 취득하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, preferably, the camera control unit sets a shooting offset, which is a distance from a reference point position of the entire field of view of the camera device to a reference point position of the divided setting area, as the position of the divided setting area, and By setting the height and width of the divided setting area as a size, the image sensor of the camera device controls to acquire an image corresponding to the set shooting offset and the height and width of the divided setting area in the entire field of view. .

본 발명에 따른 볼의 운동에 대한 센싱방법 및 이를 이용한 센싱장치는, 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 카메라 장치로부터 볼의 운동에 대해 취득된 영상을 클라이언트가 전송받아 처리하는 방식에 있어서 카메라 장치가 넓은 화각영역에서 데이터 처리가 필요한 일부 영역만을 실제촬영영역으로 취득하여 클라이언트로 전송하도록 함으로써 데이터 전송률의 제한 조건 하에서 취득되는 영상의 해상도를 높이면서도 낮은 용량으로 데이터를 취득하여 높은 전송 프레임률로 영상 데이터를 전송할 수 있도록 할 뿐만 아니라 전체 화각영역에서 분할된 일부 영역만을 전송하고 그 전송받은 영상 데이터만을 분석하므로 영상 상에서 노이즈를 제거하는 등의 별도의 처리를 할 필요가 없다는 점에서 현저한 효과를 갖는다.A method for sensing motion of a ball and a sensing device using the same according to the present invention is a method in which a client receives and processes an image acquired about the motion of a ball from a camera device in a virtual sports simulation system. By acquiring only a part of the area that needs data processing in the actual shooting area and transmitting it to the client, it is possible to transmit the image data at a high transmission frame rate by acquiring data at a low capacity while increasing the resolution of the image acquired under the data transmission rate constraints. In addition, it has a remarkable effect in that there is no need to perform separate processing such as removing noise from the image since it transmits only a partial region divided in the entire field of view and analyzes only the transmitted image data.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치가 적용된 가상 테니스 시뮬레이션 시스템으로서 스크린 테니스 시스템이 구현된 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 가상 테니스 시뮬레이션 시스템의 구성을 블록도로써 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 운동에 대한 센싱방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 운동에 대한 센싱장치에서 카메라제어부의 제어에 따라 카메라 장치가 취득하고 전송하는 영상, 즉 분할설정영역에 해당하는 실제촬영영역에 관하여 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating an example of implementing a screen tennis system as a virtual tennis simulation system to which a sensing device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the virtual tennis simulation system shown in FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a method for sensing ball motion according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an image acquired and transmitted by the camera device under control of a camera controller in the sensing device for ball motion according to an embodiment of the present invention, that is, an actual photographing area corresponding to a divided setting area.

본 발명에 따른 볼의 운동에 대한 센싱방법 및 이를 이용한 센싱장치에 대한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.A detailed description of a sensing method for motion of a ball and a sensing device using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명에 따른 센싱장치 및 그 센싱방법은 골프와 같이 각각의 플레이어가 샷을 하는 스포츠는 물론 별도로 마련된 볼 머신이 플레이어를 향하여 볼을 발사하면 그것을 되받아 치는 형태의 스포츠에 관한 가상의 시뮬레이션 시스템(가상 시뮬레이션 환경에서는 영상 상의 가상의 플레이어와 실제 플레이어가 볼을 주고 받는 형태이고 실제로는 볼을 플레이어 쪽으로 발사하는 볼머신과 플레이어 사이에서 볼을 주고받는 형태로 진행됨)에 이용될 수 있다. The sensing device and the sensing method according to the present invention include a virtual simulation system (virtual simulation system) for a sport in which each player shoots a shot, such as golf, as well as a sport in which a separately provided ball machine fires a ball toward the player. In a simulation environment, a virtual player and a real player on a video exchange balls, and in reality, a ball machine that fires a ball toward the player and a ball exchange between players) can be used.

상기한 바와 같은 스포츠의 대표적인 예가 테니스이며, 도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치가 적용된 가상 테니스 시뮬레이션 시스템으로서 스크린 테니스 시스템이 구현된 예를 나타내고 있다.A typical example of the sport as described above is tennis, and FIG. 1 shows an example in which a screen tennis system is implemented as a virtual tennis simulation system to which a sensing device according to an embodiment of the present invention is applied.

그리고 도 2에서는 상기 도 1에 도시된 가상 테니스 시뮬레이션 시스템의 구성을 블록도로써 나타내고 있다.In addition, in FIG. 2, the configuration of the virtual tennis simulation system shown in FIG. 1 is shown as a block diagram.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치 및 센싱방법에 대해 가상 테니스 시뮬레이션 시스템에 적용된 예로서 설명하지만, 가상 테니스 시뮬레이션 시스템은 물론 볼을 타격하는 방식으로 진행되는 모든 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, a sensing device and a sensing method according to an embodiment of the present invention will be described as an example applied to a virtual tennis simulation system, but the same applies to all virtual sports simulation systems that are conducted in a way of striking a ball as well as a virtual tennis simulation system. Can be applied.

도 1 등에서는 가상 테니스 시뮬레이션 시스템에 본 발명에 따른 센싱장치가 적용된 예를 나타내고 있으나, 본 발명에 따른 센싱장치 및 그 센싱방법은 테니스 뿐만 아니라 스쿼시, 배드민턴, 탁구 등과 같은 네트 스포츠에 대한 가상 시뮬레이션 시스템에는 모두 적용될 수 있다. 여기서 "볼"이라 함은 테니스공, 스쿼시공, 탁구동 등은 물론 셔틀콕과 같이 형상이 공과 다른 경우도 모두 포함하는 것으로 정의하도록 한다.1 and the like shows an example in which the sensing device according to the present invention is applied to a virtual tennis simulation system, but the sensing device and its sensing method according to the present invention are not only tennis, but also a virtual simulation system for net sports such as squash, badminton, and table tennis. Can all be applied to. Here, the term "ball" shall be defined as including tennis balls, squash balls, table tennis courts, etc., as well as cases where the shape is different from the ball, such as a shuttlecock.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치가 적용되는 가상 테니스 시뮬레이션 시스템은 소정의 공간에 플레이어 공간부(30)(여기서 네트(32)는 설치될 수도 있고 설치되지 않을 수도 있다), 그리고 플레이어(P)의 전방에 스크린(20)을 구비하고, 상기 스크린(20)의 뒷쪽에는 라켓을 들고 테니스 플레이를 하는 플레이어(P)에게 상기 플레이어(P)가 타격할 수 있도록 볼을 제공하는 볼 머신(400)이 설치되며, 공간의 일측에 상기 스크린(20)에 영상을 투영하는 영상출력부(420)와 플레이어(P)가 볼을 타격하는 것에 대한 영상 데이터를 수집하는 카메라 장치(100)가 설치되어 구성될 수 있다.As shown in Figure 1, the virtual tennis simulation system to which the sensing device according to an embodiment of the present invention is applied is a player space unit 30 (here, the net 32 may or may not be installed). In addition, a screen 20 is provided in front of the player P, and the player P can hit the player P playing tennis with a racket behind the screen 20. A ball machine 400 that provides a ball is installed, and an image output unit 420 that projects an image onto the screen 20 on one side of the space and a player P collects image data about hitting the ball. The camera device 100 may be installed and configured.

상기 카메라 장치(100)는 넓은 화각으로 플레이어(P)의 플레이에 따른 볼의 운동을 효과적으로 검출하고 분석하기 위하여 플레이어(P) 머리 위쪽의 천정 쪽에 설치되어 플레이어 공간부(30)를 아래로 내려다 보는 화각을 갖도록 구성됨이 바람직하다.The camera device 100 is installed on the ceiling side above the player P's head in order to effectively detect and analyze the motion of the ball according to the player P's play with a wide angle of view to look down the player space 30 It is preferable to be configured to have an angle of view.

상기 볼 머신(400), 카메라 장치(100) 및 영상출력부(420) 등의 장치는 클라이언트(300)와 연결되며, 상기 클라이언트(300)는 상기 카메라 장치(100)로부터 상기 카메라 장치(100)가 촬영하여 수집한 영상 데이터를 통신케이블(wr) 등을 통해 전송받아 처리하며 사용자의 가상 테니스 연습 및 경기를 위한 영상 컨텐츠를 생성하여 상기 영상출력부(420)로 전달하고, 상기 영상출력부(420)는 상기 전달받은 영상 컨텐츠를 스크린(20)에 투영한다. 그리고 상기 클라이언트(300)는 상기 볼 머신(400)의 볼 발사 및 발사되는 볼의 방향, 속도 등의 볼 발사 파라미터의 제어를 수행한다.Devices such as the ball machine 400, the camera device 100, and the image output unit 420 are connected to the client 300, and the client 300 is connected to the camera device 100 from the camera device 100. The image data captured and collected is received and processed through a communication cable (wr), and image content for virtual tennis practice and game of the user is generated and transmitted to the image output unit 420, and the image output unit ( 420 projects the transmitted image content onto the screen 20. In addition, the client 300 controls ball firing parameters such as the ball firing of the ball machine 400 and the direction and speed of the ball being fired.

상기 볼 머신(100)은 스크린(20)의 뒷쪽에 설치되어 상기 스크린(20)에 형성된 볼 발사홀(22)을 통해 코트바닥부(30) 상의 미리 계산된 위치로 볼(1)을 발사하도록 구성되며, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 볼 머신(100)은 다양한 위치로 다양한 속도의 볼(1)을 발사할 수 있도록 발사각 제어 및 발사속도 제어가 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.The ball machine 100 is installed on the back side of the screen 20 to fire the ball 1 to a pre-calculated position on the court bottom 30 through the ball launch hole 22 formed in the screen 20. It is configured, and as shown in FIG. 1, the ball machine 100 is preferably configured to enable firing angle control and firing speed control so as to fire balls 1 of various speeds at various positions.

그리고 볼 머신(100)에서 발사되는 볼은 스크린(20) 상에 형성되는 볼 발사홀(22)을 통해 플레이어(P) 쪽으로 공급되는데, 상기 볼 발사홀(22)은 스크린(20) 상의 대략 중간 정도의 위치에 구비될 수 있다. 물론 스크린(20) 상의 어느 위치에든 설치될 수 있으나 다양한 궤적의 볼에 대한 (상대방 플레이어의) 리시브를 구현함에 있어서 대략 중간 정도 또는 중간 보다는 다소 낮은 위치가 바람직하다.And the ball launched from the ball machine 100 is supplied to the player (P) through the ball launch hole 22 formed on the screen 20, the ball launch hole 22 is approximately the middle of the screen (20) It can be provided in a position of the degree. Of course, it may be installed at any position on the screen 20, but in implementing the receive (of the opponent player) for the balls of various trajectories, a position that is approximately intermediate or slightly lower than the intermediate position is preferable.

상기 스크린(20)에 투영되는 영상은 플레이어(P)가 그 영상을 통해 가상의 테니스 플레이를 즐길 수 있도록 하는 컨텐츠를 포함하며, 사용자가 플레이하는 플레이 공간부의 반대쪽 부분에 대한 가상 환경이 구현되고 가상의 상대방 플레이어 등에 대한 컨텐츠 영상이 포함될 수 있다.The image projected on the screen 20 includes content that allows the player P to enjoy a virtual tennis play through the image, and a virtual environment for the opposite part of the play area where the user plays It may include a content image for the other player, etc.

스크린에 투영되는 가상 시뮬레이션 영상에서는 마치 실제 테니스 매치에서 상대방이 플레이하듯, 가상의 상대방 플레이어가 미리 설정된 인공지능에 따라 가상의 볼을 타격하며, 그 타격된 가상의 볼은 영상 상에서 이동하면서 상기 볼 발사홀(22)로 연결되어 상기 가상의 볼의 이동에 대한 영상이 종료됨과 함께 볼 머신(400)이 상기 볼 발사홀(22)을 통해 플레이어(P) 쪽으로 실제 볼(1)을 발사하고, 플레이어(P)는 그 발사되는 볼(1)을 스크린(20)을 향하여 타격하면 카메라 장치(100)가 촬영한 영상을 클라이언트(300)가 분석하여 볼에 대한 볼 운동 모델을 산출하고 그 볼 운동 모델에 기초하여 영상 상에서 가상의 볼이 가상의 플레이어 쪽으로 이동하는 시뮬레이션 영상이 구현되는 것이다. In the virtual simulation video projected on the screen, the virtual opponent player strikes a virtual ball according to a preset artificial intelligence, as if the opponent plays in a real tennis match, and the hit virtual ball moves on the image and fires the ball. As the video of the movement of the virtual ball is ended by being connected to the hole 22, the ball machine 400 fires the actual ball 1 toward the player P through the ball launch hole 22, and the player (P) is to calculate the ball motion model for the ball by analyzing the image captured by the camera device 100 by the client 300 when hitting the launched ball 1 toward the screen 20, and the ball motion model Based on the image, a simulation image in which a virtual ball moves toward a virtual player is implemented.

가상의 플레이어가 그 가상의 볼을 타격하면 다시 영상 상에서 가상의 볼의 이동에 대한 영상이 구현되다가 상기 볼 머신(100)에 의해 볼 발사홀(22)을 통해 볼(1)이 플레이어(P) 쪽으로 다시 공급되며, 이러한 방식으로 플레이어와 영상 상의 가상의 플레이어가 서로 볼을 주고 받을 수 있다(실제로는 플레이어와 볼 머신이 볼을 주고 받는 것이다).When the virtual player strikes the virtual ball, an image of the movement of the virtual ball is realized on the image again, and the ball 1 is transferred to the player P through the ball launch hole 22 by the ball machine 100. It is fed back to the side, and in this way the player and the virtual player in the video can exchange balls with each other (actually, the player and the ball machine exchange balls).

한편, 도 2를 참조하여 도 1에 도시된 바와 같은 가상 테니스 시뮬레이션 시스템을 구성하는 각 구성요소들의 제어 계통에 관하여 설명하도록 한다.Meanwhile, with reference to FIG. 2, a control system of components constituting the virtual tennis simulation system as shown in FIG. 1 will be described.

도 2에 도시된 바와 같이 가상 테니스 시뮬레이션 시스템은 클라이언트(300)와 볼 머신(400), 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치로서 카메라 장치(100)와 카메라제어부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the virtual tennis simulation system includes a client 300, a ball machine 400, and a camera device 100 and a camera controller 200 as a sensing device according to an embodiment of the present invention. Can be.

상기 클라이언트(300)는 데이터저장부(320), 영상처리부(330), 제어부(310) 등을 포함하여 구비될 수 있으며, 상기 영상처리부(330)에 의해 처리된 영상이 영상출력부를 통해 스크린(20) 상에 투영될 수 있도록 구성될 수 있다.The client 300 may include a data storage unit 320, an image processing unit 330, a control unit 310, and the like, and an image processed by the image processing unit 330 is screened through an image output unit. It can be configured to be projected onto 20).

상기 데이터저장부(320)는 가상 테니스 시뮬레이션 시스템에서 이루어지는 테니스 연습 또는 경기에 관한 배경 영상, 가상의 플레이어에 대한 영상, 타격된 볼 등에 대한 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.The data storage unit 320 stores data for processing tennis practice or game background images, virtual player images, and simulation images of a hit ball performed in the virtual tennis simulation system. The data storage unit 320 may be configured to serve as a storage temporarily storing data transmitted from a server (not shown).

상기 영상처리부(330)는 가상의 테니스장에 관한 영상, 선수와 심판, 관객 등에 관한 영상 등의 백그라운드 영상과 가상의 상대방 플레이어가 볼을 타격하는 영상, 플레이어가 타격한 볼의 궤적에 대한 시뮬레이션 영상 등 각종 시뮬레이션 관련 영상을 생성한다(테니스가 아닌 다른 스포츠의 경우 해당 스포츠에 대한 영상 및 가상의 플레이어 영상 등을 생성할 수 있다).The image processing unit 330 includes a background image such as an image of a virtual tennis court, an image of a player, a referee, an audience, etc., an image of a virtual opponent's player hitting the ball, a simulation image of the trajectory of the ball hit by the player, etc. Various simulation-related images are generated (in the case of sports other than tennis, an image of a corresponding sport and a virtual player image can be generated).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치의 카메라 장치(100)는 미리 정해진 범위의 촬영 범위, 즉 화각(FOV)을 가지며 플레이어에 의해 플레이 되는 볼을 포함하는 영상을 연속적으로 촬영하여 수집한다.On the other hand, the camera device 100 of the sensing device according to an embodiment of the present invention continuously photographs and collects an image including a ball played by a player having a shooting range of a predetermined range, that is, an angle of view (FOV). .

상기 카메라 장치(100)는 화각을 형성하는 렌즈모듈(미도시)과, 상기 렌즈모듈을 통해 맺히는 상에 대한 전체 또는 일부 영역을 선택적으로 영상 취득하는 이미지센서(110)와, 상기 이미지센서(110)에 의해 취득되는 영상을 수집하는 그래버(120)를 포함하여 구성될 수 있다.The camera device 100 includes a lens module (not shown) forming an angle of view, an image sensor 110 for selectively acquiring an image of an image formed through the lens module or a partial area, and the image sensor 110 ) May be configured to include a grabber 120 for collecting the image acquired by.

상기 이미지 센서(110)에 의해 촬영되어 상기 그래버(120)에 의해 수집되는 다수 프레임의 영상은 클라이언트(300)로 전송되고, 클라이언트(300)는 이를 데이터저장부(320)에 저장하면서 제어부(310)에 의해 영상의 분석 및 상기 분석을 통해 영상 내에서 볼을 검출하고 그 검출된 볼의 위치 정보를 산출하는 등 볼의 운동에 대한 센싱 정보를 산출한다.The image of a plurality of frames photographed by the image sensor 110 and collected by the grabber 120 is transmitted to the client 300, and the client 300 stores it in the data storage unit 320 while the controller 310 ) To analyze the image and calculate sensing information on the motion of the ball, such as detecting a ball in the image through the analysis and calculating the position information of the detected ball.

상기 카메라 장치(100)는 플레이어가 플레이를 하는 플레이 공간 전체를 또는 적어도 항상 볼을 검출할 수 있는 주요 범위를 포함하는 넓은 화각을 갖도록 구성될 수 있는데, 그와 같이 넓은 화각 전체에 대한 영상을 취득할 경우 클라이언트(300)로의 영상 전송의 전송 프레임률(framerate)이 상당히 떨어질 수밖에 없는 문제가 있다는 점은 이미 앞서 설명한 바 있다.The camera device 100 may be configured to have a wide angle of view including the entire play space in which the player plays or at least the main range in which the ball can be detected at all times, and thus acquires an image of the entire wide angle of view. In this case, it has already been described above that there is a problem that the transmission frame rate of image transmission to the client 300 is inevitably lowered.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱장치는 카메라제어부(200)가 카메라 장치(100)를 제어하여 전체 화각영역 중에서 일부 영역만을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하도록 제어하도록 함으로써 카메라 장치(100)가 클라이언트(300)로 전송하는 영상 데이터의 용량을 대폭 축소시켜 전송 프레임률을 향상시키도록 한 것을 특징으로 한다.Accordingly, in the sensing device according to an embodiment of the present invention, the camera control unit 200 controls the camera device 100 to obtain an image by using only a partial area of the entire field of view as an actual shooting area. ) Is characterized in that the transmission frame rate is improved by significantly reducing the capacity of the image data transmitted to the client 300.

이와 같은 카메라제어부(200)에 의한 카메라 장치의 제어에 관한 좀 더 구체적인 내용은 후술하도록 한다.A more detailed description of the control of the camera device by the camera control unit 200 will be described later.

한편, 상기 카메라 장치(100)는 서로 다른 위치에서 동일한 화각으로 각각 의 촬영범위에 따라 영상을 촬영할 수 있도록 둘 이상의 카메라를 포함하여 스테레오 방식(Stereoscopic)으로 두 카메라가 서로 연동되어 구동되는 구성을 갖는 것이 바람직하다. 이때 각각의 카메라가 이미지 센서와 그래버를 포함하도록 구성된다.Meanwhile, the camera device 100 includes two or more cameras to capture images according to respective shooting ranges at different positions at the same angle of view, and has a configuration in which two cameras are linked to each other in a stereoscopic manner. It is desirable. At this time, each camera is configured to include an image sensor and a grabber.

이와 같이 둘 이상의 카메라가 스테레오 방식으로 연동되어 구성됨으로써 각각의 카메라가 촬영한 영상(각각의 영상은 2차원 영상임)을 클라이언트(300)가 전송받아 분석함으로써 볼에 대한 3차원 좌표 데이터를 얻을 수 있다.In this way, two or more cameras are interlocked in a stereo manner, so that the image captured by each camera (each image is a two-dimensional image) is transmitted and analyzed by the client 300 to obtain 3D coordinate data for the ball. have.

한편, 클라이언트(300)의 제어부(310)는 카메라 장치(100)의 스테레오 방식에 의한 복수의 카메라 중 하나의 카메라에 의해 취득되어 전송되는 2D 영상을 분석하여 볼 머신(400)에서 발사되는 볼을 특정하고 상기 2D 영상에서 플레이어에 의해 타격된 볼을 찾아 특정함으로써 트리거(Trigger)를 발생시켜 운동하는 볼에 대한 센싱 정보를 산출하는 프로세스를 진행한다.Meanwhile, the control unit 310 of the client 300 analyzes a 2D image acquired and transmitted by one of a plurality of cameras according to the stereo method of the camera device 100 to determine the ball emitted from the ball machine 400. By specifying and specifying the ball hit by the player in the 2D image, a trigger is generated to calculate sensing information on the moving ball.

상기한 운동하는 볼에 대한 센싱 정보의 산출은, 3차원 공간에서 타격되어 운동하는 볼에 대한 볼 운동 모델을 산출하는 것을 포함하며, 카메라 장치(100)의 복수개의 카메라 각각이 취득하는 2D 영상을 이용하여 타격되어 운동하는 볼에 대한 3차원 좌표 정보를 산출하고 상기 산출된 볼의 3차원 좌표 정보를 이용하여 볼 운동 모델을 산출한다.The calculation of the sensing information for the moving ball includes calculating a ball motion model for a ball that moves by being hit in a three-dimensional space, and a 2D image acquired by each of a plurality of cameras of the camera device 100 is The ball motion model is calculated using the calculated 3D coordinate information of the ball being hit and moving by using the calculated 3D coordinate information of the ball.

여기서, 볼의 운동 모델은 타격되어 운동하는 볼의 3차원 공간 상에서의 궤적에 관한 운동 방정식으로 표현되는 것을 의미하며, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 시스템에 의한 테니스 연습 또는 경기가 이루어지는 공간에 대해 x축, y축 및 z축의 3차원 좌표계로 정의하여 그 정의된 좌표계에 따라 상기 볼의 운동 모델이 결정될 수 있다. Here, the motion model of the ball means that it is expressed as an equation of motion relating to the trajectory of the ball being hit and moving in a three-dimensional space, and as shown in FIG. 1, tennis practice or game is performed by the system according to the present invention. The motion model of the ball may be determined according to the defined coordinate system by defining space as a three-dimensional coordinate system of the x-axis, y-axis and z-axis.

즉, 상기 볼의 운동 모델은 x축 방향의 운동 방정식, y축 방향의 운동 방정식 및 z축 방향의 운동 방정식으로 정의될 수 있다. That is, the motion model of the ball may be defined as a motion equation in the x-axis direction, a motion equation in the y-axis direction, and a motion equation in the z-axis direction.

상기한 바와 같은 볼의 운동 모델은 볼이 타격되었을 때의 초기 운동 조건을 산출하는 것이 아니라 실제 플레이어가 플레이하는 공간, 즉 실제 3차원 공간 상에서의 각 좌표축 방향의 운동 방정식에 기초하여 산출하는 볼의 운동 모델로서 실제 볼이 이동하는 모델을 구하는 것이다.The motion model of the ball as described above does not calculate the initial motion condition when the ball is hit, but the motion equation of the ball that is calculated based on the motion equation in the direction of each coordinate axis in the space where the actual player plays, that is, the actual three-dimensional space. As an exercise model, it is to find a model in which the actual ball moves.

이러한 볼의 운동 모델을 산출함으로써 단순히 볼의 초기 운동 조건을 센싱하여 산출하는 경우보다 더 다양하고 많은 정보의 제공이 가능하고, 특히 가상 테니스 시뮬레이션과 같이 현실과 가상의 세계가 자주 교차하고 더욱 긴밀하게 연결되어야 하는 경우에 있어서는 더욱 적합한 센싱 방식이다.By calculating such a motion model of the ball, it is possible to provide more diverse and more information than the case of simply sensing and calculating the initial motion condition of the ball.In particular, the reality and the virtual world frequently intersect and become more closely related, such as in a virtual tennis simulation. It is a more suitable sensing method when it needs to be connected.

예컨대, 상기한 볼의 운동 모델 산출이 실제 플레이가 이루어지는 3차원 공간 상에서의 볼 운동 모델이기 때문에 볼이 실제 스크린에 도달하는 위치 등을 쉽게 산출할 수 있으며(볼이 실제로 스크린에 도달하는 것을 감지하는 것이 아니라 실제 볼이 스크린에 도달하지 않더라도 볼 운동 모델이 산출되면 이를 이용하여 스크린 도달 위치를 산출할 수 있다), 스크린 도달 위치의 산출을 통해 실제 볼이 스크린에 도달한 후 그 위치부터 가상의 볼이 시뮬레이션되도록 하는 영상을 구현함으로써 현실과 가상의 세계가 자연스럽게 연결되도록 할 수 있다.For example, since the above calculation of the ball motion model is a ball motion model in a three-dimensional space in which the actual play takes place, it is possible to easily calculate the position at which the ball actually reaches the screen (to detect that the ball actually reaches the screen. Rather, even if the actual ball does not reach the screen, if the ball motion model is calculated, the screen reach position can be calculated using this), and the virtual ball from that position after the actual ball reaches the screen through the calculation of the screen reach position. By implementing this simulated image, the reality and the virtual world can be naturally connected.

그런데 그러한 과정에서 클라이언트(300)가 볼 운동 모델을 빠르게 산출할 수 있도록 카메라 장치(100)로부터 클라이언트(300)로 영상의 전송이 빠르게 이루어져야 함은 물론 그 전송되는 영상 또한 높은 해상도를 가져야 더욱 정확한 볼 운동 모델을 산출할 수 있다.However, in such a process, the transmission of the image from the camera device 100 to the client 300 must be made quickly so that the client 300 can quickly calculate the ball motion model, and the transmitted image must also have a high resolution. Exercise models can be calculated.

이를 위하여 상기한 카메라제어부(200)는, 카메라 장치(100)의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 예상 영역으로서 분할설정영역을 설정하여 상기 설정된 분할설정영역에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하도록 상기 카메라 장치를 제어하며, 상기 전체 화각영역에 대한 상기 실제촬영영역인 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보와 상기 취득된 영상을 클라이언트(300)로 전송하도록 할 수 있다.To this end, the camera control unit 200 sets a segmentation setting area as an expected area where a ball will be found in the entire field of view of the camera device 100, and uses the area corresponding to the set segmentation setting area as an actual shooting area. The camera device may be controlled to acquire the image, and may transmit information on the location and size of the divided setting area, which is the actual shooting area, and the acquired image to the client 300 with respect to the entire field of view.

이에 따라 클라이언트(300)가 상기 분할설정영역에 해당하는 영상 및 상기 분할설정영역의 위치 또는 크기에 대한 정보를 이용하여 전체 화각영역 상에서의 볼의 위치 정보를 포함하는 센싱정보를 산출하도록 할 수 있다.Accordingly, the client 300 can calculate sensing information including the position information of the ball on the entire field of view by using the image corresponding to the division setting area and information on the location or size of the division setting area. .

상기 카메라제어부(200)는 그 자체에 미리 설정되어 있는 정보 및 상기 클라이언트(300)와 연동되어 상기 클라이언트(300)로부터 전달받은 정보(예컨대, 시뮬레이션되는 상태나 시뮬레이션에 의한 가상 경기의 상황 등에 대한 정보)를 이용하여 상기 분할설정영역의 위치 및 크기 정보를 설정하거나 기 설정된 분할설정영역의 위치 및 크기를 조정 또는 변경하여 설정하도록 구성될 수 있다.The camera control unit 200 includes information set in advance in itself and information transmitted from the client 300 by interlocking with the client 300 (e.g., information on a simulated state or a situation of a virtual game by simulation). ) May be used to set the location and size information of the divided setting area, or by adjusting or changing the location and size of the preset divided setting area.

상기 카메라제어부(200)는 카메라 장치(100) 내에 포함된 구성요소일 수도 있고 상기 카메라 장치(100)와 별도로 구비되는 구성요소일 수도 있으며, 클라이언트(300)의 제어부(310)가 상기 카메라제어부의 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다.The camera control unit 200 may be a component included in the camera device 100 or may be a component separately provided from the camera device 100, and the control unit 310 of the client 300 It may be configured to perform a function.

이에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.This will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 운동에 대한 센싱방법을 설명하기 위한 플로우차트를 나타내고 있고, 도 4는 상기한 카메라제어부의 제어에 따라 카메라 장치가 취득하고 전송하는 영상, 즉 분할설정영역에 해당하는 실제촬영영역에 관한 것을 나타내고 있으며, 도 4의 (a) 및 (b)는 스테레오 방식의 두 카메라 각각이 전체 화각영역에서 분할설정영역에 해당하는 실제촬영영역을 취득하는 경우에 관하여 나타낸 것이다.3 is a flowchart illustrating a method for sensing ball motion according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an image acquired and transmitted by the camera device under the control of the camera controller, that is, segmentation setting It shows the actual shooting area corresponding to the area, and Fig. 4(a) and (b) shows the case where each of the two stereo cameras acquires the actual shooting area corresponding to the divided setting area from the entire field of view. Is shown.

상기 두 대의 카메라는 동일한 3차원 공간 상의 영역에 대해 각각 분할설정영역이 카메라제어부에 의해 설정되어 촬영이 이루어지게 된다.In the two cameras, each divided setting area is set by the camera control unit for an area in the same three-dimensional space to take pictures.

도 3 및 도 4에 도시된 플로우차트에 도시된 바와 같이, 먼저 카메라 장치에 대한 캘리브레이션을 통해 카메라 장치의 전체 화각영역(FOV)을 미리 설정하고, 클라이언트에서 가상 스포츠 시뮬레이션의 진행을 시작함에 따라(S300), 카메라제어부가 카메라 장치의 전체 화각영역(FOV)에서 볼이 발견될 예상 영역으로서 분할설정영역(112, 114)을 설정한다(S100).As shown in the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4, first, the entire field of view (FOV) of the camera device is preset through calibration of the camera device, and as the client starts the virtual sports simulation ( S300), the camera control unit sets the divided setting areas 112 and 114 as an expected area in which the ball will be found in the entire field of view (FOV) of the camera device (S100).

상기 분할설정영역(112, 114)은 전체 화각영역(FOV)의 일부에 해당하는 영역으로서 카메라제어부에 미리 설정되어 있는 정보 및 클라이언트와 연동되어 상기 클라이언트로부터 전달받은 정보(예컨대, 시뮬레이션되는 상태나 시뮬레이션에 의한 가상 경기의 상황 등에 대한 정보)를 이용하여 전체 화각영역(FOV)에 대한 분할설정영역(112, 114)의 위치 및 크기 정보를 설정하는 것이다.The divided setting areas 112 and 114 are areas corresponding to a part of the entire field of view (FOV), and information previously set in the camera control unit and information received from the client in connection with the client (e.g., simulated state or simulation The position and size information of the division setting areas 112 and 114 for the entire field of view (FOV) is set by using (information on the situation of the virtual game).

상기 카메라제어부의 전체 화각영역(FOV)에 대한 분할설정영역(112, 114)의 설정에 따라, 카메라 장치는 상기 설정된 분할설정영역(112, 114)에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득한다(S200).In accordance with the setting of the division setting areas 112 and 114 for the entire field of view (FOV) of the camera control unit, the camera device uses the area corresponding to the set division setting areas 112 and 114 as the actual shooting area. Acquire (S200).

즉, 카메라 장치의 이미지 센서가 그 화각에 의해 보여지는 전체를 이미지로 생성하는 것이 아니라 그 전체 화각영역 중에서 일부 영역인 분할설정영역 부분만을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하게 되는 것이다.That is, the image sensor of the camera device does not generate an image as an image of the entire view by the angle of view, but acquires an image by using only a portion of the divided setting area, which is a partial area, as an actual shooting area.

카메라 장치는 상기한 분할설정영역(112, 114)의 위치 및 크기에 대한 정보와 취득된 실제촬영영역에 대한 영상을 클라이언트로 전송함으로써(S210), 전체 화각에 대한 영상을 전송할 때보다 더 높은 해상도의 영상을 더 높은 전송 프레임률로 전송할 수 있게 된다.The camera device transmits the information on the location and size of the divided setting areas 112 and 114 and the acquired image for the actual shooting area to the client (S210), so that a higher resolution than when transmitting the image for the entire field of view. Video can be transmitted at a higher transmission frame rate.

예컨대 카메라 장치와 클라이언트가 LAN통신을 기반으로 하는 GigE가 1Gbps의 제한조건으로 통신을 하는데, 이 경우 카메라 장치가 전체 화각에 대한 영상을 전송할 경우 해상도가 높을수록 전송 프레임률이 감소하게 되고 클라이언트는 신속한 센싱정보의 산출을 할 수 없게 되는 문제가 발생하는데, 상기한 바와 같이 카메라 장치가 카메라제어부의 제어에 따라 전체 화각영역에서 분할설정영역에 해당하는 부분을 실제촬영영역으로 하여 취득된 영상을 전송하게 됨으로써 카메라 장치가 높은 해상도의 영상을 더 높은 전송 프레임률로 전송할 수 있어서 그와 같은 문제를 완전히 해결할 수 있는 특장점이 있다.For example, the camera device and the client communicate with the LAN communication-based GigE under the limit of 1 Gbps. In this case, when the camera device transmits images for the entire field of view, the higher the resolution, the lower the transmission frame rate and the client There is a problem that it is impossible to calculate the sensing information.As described above, the camera device transmits the acquired image by using the part corresponding to the divided setting area in the entire field of view as the actual shooting area under the control of the camera controller. As a result, the camera device can transmit a high-resolution image at a higher transmission frame rate, thereby completely solving such a problem.

여기서 주목하여야 할 것은, 클라이언트가 분할설정영역의 영상 자체를 full area 영상으로서 분석하는 것이 아니라 분할설정영역의 영상을 전체 화각영역에 해당하는 full area 영상으로서 분석하는 것이다.It should be noted here that the client does not analyze the image of the segmentation setting area itself as a full area image, but analyzes the image of the segmentation setting area as a full area image corresponding to the entire field of view.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라 장치가 클라이언트로 전송하는 것은 실제촬영영역인 분할설정영역(112, 114)에 해당하는 부분의 영상이지만 클라이언트는 이를 비데이터영역(113, 115) 및 분할설정영역(112, 114)을 포함하는 전체 화각영역(FOV)의 영상으로서 분석하는 것이다. 실제 영상 데이터가 존재하는 부분은 분할설정영역(112, 114) 뿐이므로 비데이터영역(113, 115)에 해당하는 부분은 영상 분석을 할 필요가 없다.That is, as shown in FIG. 4, the camera device transmits an image of a portion corresponding to the divided setting areas 112 and 114, which are actual shooting areas, but the client divides it into the non-data areas 113 and 115 It is analyzed as an image of the entire field of view (FOV) including the setting areas 112 and 114. Since the actual image data exists only in the divided setting regions 112 and 114, there is no need for image analysis for the non-data regions 113 and 115.

다만, 전체 화각영역의 영상으로서 분석을 하기 때문에 클라이언트는 분할설정영역(112, 114)의 영상뿐 아니라 분할설정영역(112, 114)의 전체 화각영역(FOV)에서의 위치 및 크기 정보도 함께 수신하여 이를 이용하여 영상 분석을 진행하게 된다(S310).However, since the analysis is performed as an image of the entire field of view, the client receives not only the image of the divided setting areas 112 and 114, but also the position and size information of the entire field of view (FOV) of the divided setting areas 112 and 114. Then, image analysis is performed using this (S310).

도 4에 도시된 바와 같이, 카메라제어부는 상기한 분할설정영역의 위치로서 카메라 장치의 전체 화각영역(FOV)의 기준점 위치(Po1, Po2)로부터 분할설정영역(112, 114)의 기준점 위치(Ps1, Ps2)까지의 거리인 촬영 오프셋(X1off 및 Y1off, X2off 및 Y2off)을 각각 설정하며, 상기 분할설정영역의 크기로서 분할설정영역(112, 114)의 높이 및 너비(h1 및 21, h2 및 w2)를 설정할 수 있다.As shown in FIG. 4, the camera control unit is the position of the divided setting area, and the reference point position Ps1 of the divided setting areas 112 and 114 from the reference point positions Po1 and Po2 of the entire field of view (FOV) of the camera device. , Ps2) shooting offsets (X1off and Y1off, X2off and Y2off) are set, respectively, and the height and width of the division setting areas 112 and 114 (h1 and 21, h2 and w2) as the size of the division setting area. ) Can be set.

즉, 도 4의 (a)를 제1 카메라의 영상이라고 할 때, 카메라제어부는 전체 화각영역(FOV)의 기준점 위치(Po1)로부터 분할설정영역(112)의 기준점 위치(Ps1)까지의 거리인 촬영 오프셋(x방향 오프셋(X1off) 및 y방향 오프셋(Y1off))을 설정하며, 분할설정영역(112)의 높이 및 너비(h1 및 w1)를 설정함으로써 제1 카메라가 실제촬영하는 영역인 분할설정영역(112)을 설정한다.That is, when (a) of FIG. 4 is the image of the first camera, the camera control unit is the distance from the reference point position Po1 of the entire field of view (FOV) to the reference point position Ps1 of the division setting area 112. By setting the shooting offset (x-direction offset (X1off) and y-direction offset (Y1off)), and by setting the height and width (h1 and w1) of the segmentation setting area 112, the area that the first camera actually shoots is set. Area 112 is set.

그리고 도 4의 (b)를 제2 카메라의 영상이라고 할 때, 카메라제어부는 전체 화각영역(FOV)의 기준점 위치(Po2)로부터 분할설정영역(114)의 기준점 위치(Ps2)까지의 거리인 촬영 오프셋(x방향 오프셋(X2off) 및 y방향 오프셋(Y2off))을 설정하며, 분할설정영역(114)의 높이 및 너비(h2 및 w2)를 설정함으로써 제2 카메라가 실제촬영하는 영역인 분할설정영역(114)을 설정한다.In addition, when (b) of FIG. 4 is an image of the second camera, the camera control unit takes a picture, which is the distance from the reference point position Po2 of the entire field of view (FOV) to the reference point position Ps2 of the division setting area 114. By setting the offset (x-direction offset (X2off) and y-direction offset (Y2off)), and by setting the height and width (h2 and w2) of the segmentation setting area 114, the divided setting area, which is the area actually photographed by the second camera Set (114).

상기 제1 카메라의 분할설정영역(112)과 제2 카메라의 분할설정영역(114)은 동일한 3차원 공간상의 영역에 해당한다.The division setting area 112 of the first camera and the division setting area 114 of the second camera correspond to an area in the same three-dimensional space.

클라이언트가 영상 및 상기한 정보를 전송받아 분석을 할 때 먼저 전송받은 영상(분할설정영역에 해당하는 영상) 상에서 볼(Ob)을 검출한다(S320).When the client receives the image and the above-described information and analyzes it, the ball Ob is first detected on the transmitted image (the image corresponding to the segmentation setting area) (S320).

볼의 검출은 다른 프레임의 기준 영상을 이용한 차영상 등을 이용한 영상처리기법 등을 통해 검출할 수 있다.The ball can be detected through an image processing technique using a difference image using a reference image of another frame.

그리고 클라이언트는 상기한 분할설정영역의 위치 또는 크기에 대한 정보를 이용하여 전체 화각영역(FOV) 상에서의 볼(Ob)의 위치 정보를 포함하는 센싱 정보를 산출한다(S330).Then, the client calculates sensing information including location information of the ball Ob on the entire field of view (FOV) by using the information on the location or size of the divided setting area (S330).

도 4에서 보면, 영상(112, 114) 상에서의 검출된 볼(Ob)의 위치는 제1 카메라의 영상의 경우 (x1, y1)이고 제2 카메라의 영상의 경우 (x2, y2)인데, 이는 전체 화각에서의 볼의 위치가 아니므로, 실제 볼의 위치는 제1 카메라 영상의 경우 x-y 좌표가 {(X1off+x1), (Y1off+y1)}이 되고, 제2 카메라 영상의 경우 x-y 좌표가 {(X2off+x2), (Y2off+y2)}가 된다.4, the position of the detected ball Ob on the images 112 and 114 is (x1, y1) for the image of the first camera and (x2, y2) for the image of the second camera. Since it is not the position of the ball in the entire field of view, the actual position of the ball is {(X1off+x1), (Y1off+y1)} for the first camera image, and the xy coordinate for the second camera image. It becomes {(X2off+x2), (Y2off+y2)}.

상기한 바와 같은 방식으로 볼의 위치 좌표를 구하면, 전체 화각영역에서 볼의 좌표를 구한 것과 동일하게 되는 것이며, 이를 이용하여 클라이언트는 카메라 장치의 full area인 전체 화각영역에서의 볼의 위치 좌표를 산출하고 이런 방식으로 복수개의 볼의 위치 좌표를 얻어서 이를 기반으로 볼의 운동 모델을 산출할 수 있게 된다(S330).When the ball position coordinates are obtained in the manner described above, the coordinates of the ball are obtained in the entire field of view, and by using this, the client calculates the position coordinates of the ball in the entire field of view, which is the full area of the camera device. In this way, position coordinates of a plurality of balls are obtained, and a motion model of a ball can be calculated based on this (S330).

클라이언트는 상기한 바와 같이 센싱 정보를 산출하면, 그 산출된 센싱 정보에 기초하여 가상의 스포츠 영상 상에서 시뮬레이션을 진행할 수 있다(S340).When the client calculates the sensing information as described above, the client may perform a simulation on the virtual sports image based on the calculated sensing information (S340).

한편, 카메라제어부는 클라이언트로부터 시뮬레이션 상황 등에 관한 정보를 수신하고(S110), 미리 설정된 사항이나 상기 클라이언트로부터 수신한 정보에 기초하여 분할설정영역의 설정을 변경할 것인지 여부를 결정한다(S120). Meanwhile, the camera control unit receives information about the simulation situation from the client (S110), and determines whether to change the setting of the divided setting area based on a preset item or information received from the client (S120).

즉, 볼이 발견될 영역을 예측하여 이를 기반으로 분할설정영역을 설정하거나 기 설정된 분할설정영역을 조정 또는 변경하는 것이다.That is, the area in which the ball will be found is predicted, and based on this, a division setting area is set or a preset division setting area is adjusted or changed.

여기서 상기 카메라제어부는 볼 머신의 위치, 상기 볼 머신이 발사하는 볼의 방향 및 속도, 상기 볼 머신에서 발사되는 볼을 타격하는 플레이어의 플레이 모드, 플레이 진행에 따른 상기 플레이어의 예상 타격 종류, 볼에 대한 트리거 시 감지된 볼의 이동 방향 및 상기 플레이어의 특성 정보 중 적어도 하나를 이용하여 전체 화각영역에서 볼이 발견될 영역을 예측하여 분할설정영역을 설정하거나 기 설정된 영역을 조정 또는 변경할 수 있다.Here, the camera control unit includes the position of the ball machine, the direction and speed of the ball fired by the ball machine, the play mode of the player hitting the ball fired from the ball machine, the expected hit type of the player according to the play progress, and the ball By using at least one of the movement direction of the ball and the player's characteristic information detected at the time of triggering for the target, the area in which the ball is to be found in the entire field of view may be predicted to set the divided setting area, or the preset area may be adjusted or changed.

도 1에 도시된 바와 같이 볼 머신의 위치는 고정되어 있으므로 그 볼 머신에서 발사되는 볼이 발견될 위치를 쉽게 예측할 수 있으며, 클라이언트의 제어부가 볼 머신에 발사할 볼의 방향 및 속도를 설정하기 때문에 그로부터 카메라제어부는 어느 위치에서 어느 크기로 분할설정영역을 설정할 경우 볼이 발견될 수 있는지 쉽게 예측할 수 있다.As shown in Fig. 1, since the position of the ball machine is fixed, it is possible to easily predict the position where the ball launched from the ball machine will be found, and the control unit of the client sets the direction and speed of the ball to be launched on the ball machine. From that, the camera control unit can easily predict whether a ball can be found when setting the segmentation setting area at any location and at what size.

플레이어는 볼 머신에서 발사되는 볼을 타격하기 때문에 플레이어가 타격한 볼이 발견될 영역 또한 상기한 볼 머신의 위치 및 볼 머신이 발사하는 볼의 방향 및 위치로부터 쉽게 예측할 수 있으며, 클라이언트에 의해 진행되는 가상 스포츠 시뮬레이션의 진행 상황에 따라 볼 머신이 발사하는 볼의 방향, 속도 및 구질 중 적어도 하나에 대한 제어 정보로부터 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 영역을 예측하고, 상기 예측에 따라 결정되는 위치 및 미리 설정된 크기, 또는 상기 예측에 따라 결정되는 위치 및 상기 볼 머신이 발사하는 볼의 방향, 속도 및 구질 중 적어도 하나에 따라 결정한 크기로 분할설정영역을 설정하거나 기 설정된 영역을 변경하여 설정할 수 있는 것이다.Since the player strikes the ball fired from the ball machine, the area where the ball hit by the player will be found can be easily predicted from the position of the ball machine and the direction and position of the ball fired by the ball machine. According to the progress of the virtual sports simulation, the area where the ball will be found in the entire field of view of the camera device is predicted from the control information on at least one of the direction, speed, and pitch of the ball launched by the ball machine, and is determined according to the prediction. The divided setting area can be set to a location and a preset size, or a location determined according to the prediction, and a size determined according to at least one of the direction, speed, and pitch of the ball launched by the ball machine, or by changing a preset area. There is.

또한, 만약 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 다양한 플레이 모드를 제공하는 경우 각각의 플레이 모드의 특성 및 플레이어의 예상 타격 종류 등을 고려하여 분할설정영역의 위치 및 크기를 설정 또는 변경할 수 있다.In addition, if the virtual sports simulation system provides various play modes, the location and size of the division setting area may be set or changed in consideration of the characteristics of each play mode and the expected type of hitting of the player.

예컨대, 가상 테니스 시뮬레이션 시스템의 경우, 플레이어가 서브를 넣는 서브 모드에서는 타구가 높게 형성되고 서브되는 볼의 방향이 정형화되어 있으므로 이를 기준으로 분할설정영역을 설정할 수 있고, 플레이어가 발리를 하는 경우나 스트로크를 하는 경우 등의 발리 모드 또는 스트로크 모드에 있어서도 각각 볼이 이동하는 특성이 어느 정도 정형화되어 있으므로 이러한 정보를 기준으로 분할설정영역을 그에 맞게 설정하거나 설정의 변경이 가능하다.For example, in the case of a virtual tennis simulation system, in the sub mode in which the player serves, the batted ball is formed high and the direction of the served ball is standardized, so the division setting area can be set based on this, and when the player volley or stroke In the volley mode or stroke mode, such as in the case of performing, since the ball movement characteristics are standardized to some extent, it is possible to set the division setting area accordingly or change the setting based on this information.

또한, 볼에 대한 트리거 시 감지된 볼의 이동 방향을 고려하여 분할설정영역을 설정할 수도 있다. 그리고 플레이어가 왼손잡이인지 오른손잡이인지 여부를 플레이 전에 미리 입력받아 이를 기초로 분할설정영역을 설정할 수 있다.In addition, a division setting area may be set in consideration of the movement direction of the ball detected when the ball is triggered. Also, whether the player is left-handed or right-handed may be input in advance before playing, and a division setting area may be set based on this.

상기한 바와 같이 카메라제어부는 여러 가지 미리 설정 사항들을 고려하여 기 설정된 분할설정영역을 상황에 맞게 적절하게 변경하면서 재설정할 수 있으며(S130), 이러한 능동적이고 가변적인 분할설정영역의 설정에 따라 카메라 장치가 전체 화각영역에 해당하는 영상이 아닌 일부 영상(분할설정영역에 해당하는 영상)만을 촬영하여 클라이언트로 전달하더라도 클라이언트가 마치 전체 화각영역의 영상을 얻어서 분석하여 얻는 정보와 동일한 정보를 얻을 수 있게 되는 것이다.As described above, the camera control unit can reset the preset divided setting area by considering various pre-set items to suit the situation (S130), and according to the active and variable setting of the divided setting area, the camera device Even if only some images (images corresponding to the segmentation setting area) are captured and delivered to the client, not the image corresponding to the entire field of view, the client can obtain the same information as the information obtained by obtaining and analyzing the entire field of view. will be.

카메라제어부가 분할설정영역의 설정 변경이 있는지 여부를 판단하는 것에 맞춰 카메라 장치도 실제촬영영역이 변경되었는지 판단하여(S220), 변경이 있는 경우 설정 변경된 분할설정영역에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하고(S230), 설정 변경된 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보와 상기 취득된 영상을 클라이언트로 함께 전송한다(S240).In accordance with the camera control unit determining whether there is a change in the setting of the divided setting area, the camera device also determines whether the actual shooting area has been changed (S220), and if there is a change, the area corresponding to the changed divided setting area is converted to the actual shooting area. Thus, the image is acquired (S230), and information on the location and size of the divided setting area with the changed setting and the acquired image are transmitted to the client together (S240).

클라이언트는 상기한 바와 같이 전송받은 영상 및 정보를 이용하여 볼의 검출 및 전체 화각영역에서의 위치 정보 산출과 이를 이용한 센싱 정보의 산출을 하여 시뮬레이션에 적용할 수 있다.As described above, the client can detect the ball and calculate the position information in the entire field of view using the transmitted image and information as described above, and calculate the sensing information using the same and apply it to the simulation.

이때 클라이언트는, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 비데이터영역(113, 114) 부분에 대해서는 전혀 영상 처리를 할 필요가 없기 때문에, 영상에서 노이즈를 제거하는데 드는 시간이나 리소스를 대폭 감소시킬 수 있는 특장점도 있다.At this time, the client does not need to perform image processing on the non-data areas 113 and 114 as shown in FIGS. 4A and 4B, so the time and resources required to remove noise from the image There is also a feature that can significantly reduce

즉, 본 발명에 따른 센싱방법에 따르면, 전체 화각영역의 일부 영역인 분할설정영역을 설정하고 이를 실제촬영영역으로 하여 얻은 영상을 전송하므로 높은 해상도의 영상 취득 및 높은 전송 프레임률로 영상 데이터의 전송이 가능할 뿐만 아니라 영상 처리에 있어서 노이즈를 제거하는데 드는 시간과 리소스를 대폭 축소시킬 수도 있다는 점에서 큰 이점을 갖는다.That is, according to the sensing method according to the present invention, since the image obtained by setting the segmentation setting region, which is a partial region of the entire field of view, and transmitting the image obtained by using it as the actual photographing region, high resolution image acquisition and high transmission frame rate transmission of image data Not only is this possible, but it has a great advantage in that it can significantly reduce the time and resources required to remove noise in image processing.

100: 카메라 장치, 110: 이미지센서
120: 그래버, 200: 카메라제어부
300: 클라이언트, 310: 제어부
320: 데이터저장부, 330: 영상처리부
400: 볼 머신
100: camera device, 110: image sensor
120: grabber, 200: camera control unit
300: client, 310: control unit
320: data storage unit, 330: image processing unit
400: ball machine

Claims (10)

가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 카메라 장치로부터 볼의 운동에 대해 취득된 영상을 클라이언트가 전송받아 처리하기 위한 볼 운동의 센싱방법으로서,
카메라제어부가 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 예상 영역으로서 분할설정영역을 설정하되, 상기 분할설정영역의 위치로서 상기 카메라 장치의 전체 화각영역의 기준점 위치로부터 상기 분할설정영역의 기준점 위치까지의 거리인 촬영 오프셋을 설정하며, 상기 분할설정영역의 크기로서 상기 분할설정영역의 높이 및 너비를 설정하는 단계;
상기 카메라 장치가 상기 카메라제어부에 의해 설정된 분할설정영역에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하는 단계;
상기 전체 화각영역에 대한 상기 실제촬영영역인 분할설정영역의 위치로서 상기 촬영 오프셋 정보와, 상기 분할설정영역의 크기로서 높이 및 너비에 대한 정보와, 상기 취득된 분할설정영역에 해당하는 영상을 상기 클라이언트로 전송하는 단계; 및
상기 클라이언트에서 상기 전송받은 영상 상에서 볼을 검출하고, 상기 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보를 이용하여 비데이터영역 및 분할설정영역을 포함하는 전체 화각영역의 영상을 분석하여 상기 검출된 볼의 위치 정보를 포함하는 센싱 정보를 산출하는 단계;
를 포함하는 볼 운동의 센싱방법.
As a ball motion sensing method for a client to receive and process an image acquired about the motion of a ball from a camera device in a virtual sports simulation system,
The camera control unit sets a segmentation setting area as a predicted area in which a ball will be found in the entire field of view of the camera device, and a reference point position of the segmentation setting area from the reference point position of the entire view angle area of the camera device as the position of the segmentation setting area Setting a photographing offset that is a distance to, and setting a height and width of the divided setting area as the size of the divided setting area;
Obtaining, by the camera device, an area corresponding to a division setting area set by the camera control unit as an actual shooting area;
The photographing offset information as the position of the divided setting area, which is the actual shooting area with respect to the entire field of view, information on the height and width as the size of the divided setting area, and the image corresponding to the acquired divided setting area, Transmitting to the client; And
The client detects a ball on the transmitted image, and analyzes the image of the entire field of view including the non-data area and the segmentation setting area using information on the location and size of the segmentation setting area. Calculating sensing information including location information;
Sensing method of ball motion comprising a.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 분할설정영역을 설정하는 단계는,
상기 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에 이용되는 볼 머신의 위치, 상기 볼 머신이 발사하는 볼의 방향 및 속도, 상기 볼 머신에서 발사되는 볼을 타격하는 플레이어의 플레이 모드, 플레이 진행에 따른 상기 플레이어의 예상 타격 종류, 상기 볼 머신이 발사한 볼 또는 상기 플레이어에 의해 타격된 볼에 대한 트리거 시 감지된 볼의 이동 방향 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 영역을 예측하여 상기 분할설정영역으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 볼 운동의 센싱방법.
The method of claim 1, wherein the setting of the division setting area comprises:
The position of the ball machine used in the virtual sports simulation system, the direction and speed of the ball fired by the ball machine, the play mode of the player hitting the ball fired from the ball machine, and the expected hit type of the player according to the progress of play , Using at least one of the movement direction information of the ball detected when the ball launched by the ball machine or the ball hit by the player is triggered, the area where the ball will be found in the entire field of view of the camera device is predicted, and the Ball motion sensing method, characterized in that set as a divided setting area.
제1항에 있어서,
상기 가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에 이용되는 볼 머신이 발사하는 볼의 방향 및 속도, 상기 볼 머신에서 발사되는 볼을 타격하는 플레이어의 플레이 모드, 플레이 진행에 따른 상기 플레이어의 예상 타격 종류, 상기 볼 머신이 발사한 볼 또는 상기 플레이어에 의해 타격된 볼에 대한 트리거 시 감지된 볼의 이동 방향 정보 중 적어도 하나를 이용하여 기 설정된 분할설정영역의 상기 전체 화각영역에 대한 위치 및 크기를 조정 또는 변경하여 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 운동의 센싱방법.
The method of claim 1,
The direction and speed of the ball fired by the ball machine used in the virtual sports simulation system, the play mode of the player hitting the ball fired from the ball machine, the predicted type of hitting of the player according to the play progress, and the ball machine fired Adjusting or changing the position and size of the entire field of view of a preset division setting area using at least one of the movement direction information of the ball detected when a ball or the ball hit by the player is triggered Ball motion sensing method, characterized in that it further comprises.
제1항에 있어서, 상기 분할설정영역을 설정하는 단계는,
상기 클라이언트에 의해 진행되는 가상 스포츠 시뮬레이션의 진행 상황에 따라 볼 머신이 발사하는 볼의 방향, 속도 및 구질 중 적어도 하나에 대한 제어 정보로부터 상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 영역을 예측하는 단계와,
상기 예측에 따라 결정되는 위치 및 미리 설정된 크기, 또는 상기 예측에 따라 결정되는 위치 및 상기 볼 머신이 발사하는 볼의 방향, 속도 및 구질 중 적어도 하나에 따라 결정한 크기로 상기 분할설정영역을 실제촬영영역으로서 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 운동의 센싱방법.
The method of claim 1, wherein the setting of the division setting area comprises:
Predicting the area where the ball will be found in the entire field of view of the camera device from control information on at least one of the direction, speed, and pitch of the ball launched by the ball machine according to the progress of the virtual sports simulation performed by the client Step and,
The divided setting area is actually a photographing area with a position determined according to the prediction and a preset size, or a position determined according to the prediction and a size determined according to at least one of a direction, speed, and pitch of the ball emitted by the ball machine. Ball motion sensing method comprising the step of setting as.
제1항에 있어서,
상기 클라이언트에 의해 진행되는 가상 스포츠 시뮬레이션에 따른 플레이 형태로서 플레이어로 하여금 특정 타구로 타격하도록 유도하는 다양한 플레이 모드를 제공하며,
상기 분할설정영역을 설정하는 단계는,
상기 각각의 플레이 모드마다 해당 플레이 모드에 대응하도록 상기 분할설정영역의 위치 및 크기에 대한 정보를 미리 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 운동의 센싱방법.
The method of claim 1,
As a play form according to a virtual sports simulation conducted by the client, various play modes are provided to induce the player to hit a specific batted ball,
The step of setting the division setting area,
And pre-setting information on the location and size of the divided setting area for each of the play modes to correspond to the corresponding play mode.
가상 스포츠 시뮬레이션 시스템에서 볼의 운동에 대한 센싱장치로서,
상기 볼을 포함하는 영상을 취득하는 카메라 장치; 및
상기 카메라 장치의 전체 화각영역에서 볼이 발견될 예상 영역으로서 분할설정영역을 설정하되, 상기 분할설정영역의 위치로서 상기 카메라 장치의 전체 화각영역의 기준점 위치로부터 상기 분할설정영역의 기준점 위치까지의 거리인 촬영 오프셋을 설정하며, 상기 분할설정영역의 크기로서 상기 분할설정영역의 높이 및 너비를 설정하며,
상기 설정된 분할설정영역에 해당하는 영역을 실제촬영영역으로 하여 영상을 취득하도록 상기 카메라 장치를 제어하며,
상기 전체 화각영역에 대한 상기 실제촬영영역인 분할설정영역의 위치로서 상기 촬영 오프셋 정보와, 상기 분할설정영역의 크기로서 높이 및 너비에 대한 정보와, 상기 취득된 분할설정영역에 해당하는 영상을 클라이언트로 전송하도록 하는 카메라제어부를 포함하여,
상기 클라이언트가 상기 분할설정영역에 해당하는 영상 및 상기 분할설정영역의 위치 또는 크기에 대한 정보를 이용하여 상기 전체 화각영역 상에서의 볼의 위치 정보를 포함하는 센싱정보를 산출할 수 있도록 하는 볼의 운동에 대한 센싱장치.
As a sensing device for ball movement in a virtual sports simulation system,
A camera device that acquires an image including the ball; And
A segmentation setting area is set as an expected area where a ball will be found in the entire field of view of the camera device, and the distance from the reference point position of the entire field of view of the camera device to the reference point position of the segmentation setting area as the position of the segmentation setting area Set a photographing offset, and set the height and width of the division setting area as the size of the division setting area,
Controlling the camera device to acquire an image using an area corresponding to the set divided setting area as an actual shooting area,
The shooting offset information as the position of the divided setting area, which is the actual shooting area with respect to the entire field of view, information on the height and width as the size of the divided setting area, and the image corresponding to the acquired divided setting area Including a camera control unit to transmit to,
Ball motion allowing the client to calculate sensing information including position information of the ball on the entire field of view using the image corresponding to the divided setting area and information on the location or size of the divided setting area Sensing device.
제7항에 있어서, 상기 카메라 장치는,
화각을 형성하는 렌즈모듈과,
상기 렌즈모듈을 통해 맺히는 상에 대한 전체 또는 일부 영역을 선택적으로 영상 취득하는 이미지센서와,
상기 이미지센서에 의해 취득되는 영상을 수집하는 그래버를 포함하며,
상기 카메라제어부에 의해 상기 그래버가 영상을 수집하기 전에 상기 이미지센서에 의해 상기 설정된 분할설정영역에 해당하는 영상을 실제촬영영상으로서 취득하는 것을 특징으로 하는 볼의 운동에 대한 센싱장치.
The method of claim 7, wherein the camera device,
A lens module forming an angle of view,
An image sensor that selectively acquires an image of all or a part of the image formed through the lens module,
It includes a grabber for collecting the image acquired by the image sensor,
The motion sensing apparatus of a ball, characterized in that before the grabber collects the image by the camera control unit, the image corresponding to the segmentation setting area set by the image sensor is acquired as an actual photographed image.
제7항에 있어서, 상기 카메라제어부는,
자체에 미리 설정되어 있는 정보 및 상기 클라이언트와 연동되어 상기 클라이언트로부터 전달받은 정보를 이용하여 상기 분할설정영역의 위치 및 크기 정보를 설정하거나 기 설정된 분할설정영역의 위치 및 크기를 조정 또는 변경하여 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 볼의 운동에 대한 센싱장치.
The method of claim 7, wherein the camera control unit,
To set the location and size information of the partition setting area using information previously set in itself and the information received from the client in connection with the client, or by adjusting or changing the location and size of the preset partition setting area Sensing device for motion of the ball, characterized in that configured.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102464170B1 (en) * 2021-10-07 2022-11-09 주식회사 큐링이노스 Tennis self-training system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101078975B1 (en) * 2011-03-22 2011-11-01 (주) 골프존 Sensing device and method used to apparatus for virtual golf simulation
KR101320922B1 (en) * 2012-06-15 2013-10-21 한국항공대학교산학협력단 Method for movement tracking and controlling avatar using weighted search windows
KR101523740B1 (en) * 2014-01-03 2015-05-28 (주)유디피 Apparatus and method for tracking object using space mapping
KR101586462B1 (en) * 2015-10-02 2016-01-19 (주)나라소프트 Tennis exercise and game simulation system using the screen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101865576B1 (en) * 2016-01-22 2018-06-08 주식회사 골프존뉴딘홀딩스 Apparatus for base-ball practice, sensing device and sensing method used to the same and control method for the same
KR101871937B1 (en) * 2016-11-15 2018-07-02 주식회사 스트로크플레이 Device and Method for measuring flight data of flying objects using high speed video camera and computer readable recording medium having program the same
KR101971060B1 (en) * 2016-11-18 2019-04-23 한국전자통신연구원 Module type high speed photographing apparatus, apparatus and method for sensing of ball motion based on high speed photographing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101078975B1 (en) * 2011-03-22 2011-11-01 (주) 골프존 Sensing device and method used to apparatus for virtual golf simulation
KR101320922B1 (en) * 2012-06-15 2013-10-21 한국항공대학교산학협력단 Method for movement tracking and controlling avatar using weighted search windows
KR101523740B1 (en) * 2014-01-03 2015-05-28 (주)유디피 Apparatus and method for tracking object using space mapping
KR101586462B1 (en) * 2015-10-02 2016-01-19 (주)나라소프트 Tennis exercise and game simulation system using the screen

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