KR200363264Y1 - 골프공 감지장치 - Google Patents

골프공 감지장치 Download PDF

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KR200363264Y1
KR200363264Y1 KR20-2004-0004339U KR20040004339U KR200363264Y1 KR 200363264 Y1 KR200363264 Y1 KR 200363264Y1 KR 20040004339 U KR20040004339 U KR 20040004339U KR 200363264 Y1 KR200363264 Y1 KR 200363264Y1
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Abstract

본 고안은 골프공 감지장치에 관한 것으로, 골퍼가 자신의 스윙 모습을 스스로 관찰하고 분석할 수 있도록 정확한 촬영 타이밍을 제공하고, 골프공의 비거리, 공의 방향, 공의 속도 등의 데이터를 제공할 수 있는 골프공 감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 고안은 복수의 센서가 일렬로 배열되어 적외선을 감지하는 제1센서열, 제1센서열과 소정간격을 사이로 평행하게 배치되고, 복수의 센서가 일렬로 배열되어 적외선을 감지하는 제2센서열, 제1센서열이 감지한 적외선의 수신레벨을 감시하는 제1감시회로, 제2센서열이 감지한 적외선의 수신레벨을 감시하는 제2감시회로 및, 제1감시회로 및 상기 제2감시회로로부터 입력된 감시신호에 기초하여 골프공이 통과하였는가를 결정하고, 골프공의 방향, 속도 및, 비거리를 계산하는 중앙처리장치를 구비하여 구성된다. 본 고안에 의하면, 적외선 감지장치를 이용하므로 정확한 촬영 타이밍을 제공할 수 있고, 골프공의 비거리, 공의 방향, 공의 속도 등의 데이터도 제공할 수 있으며, 이렇게 촬영된 영상을 이용하여 골퍼는 자신의 스윙 모습을 스스로 관찰하고 분석할 수 있는 효과가 있다.

Description

골프공 감지장치{A SENSING DEVICE OF GOLF BALL}
본 고안은 카메라를 이용하여 골퍼의 스윙모습을 재생하는 골프스윙 분석기에 관한 것으로, 특히 2개의 센서열을 이용하여 정확한 촬영 타이밍을 제공할 수 있는 골프공 감지장치에 관한 것이다.
통상 골프는 올바른 기본자세와 스윙자세가 가장 중요한 것으로 알려져 있으며, 모든 골프인들이 그 기본자세를 익히기 위해 지속적으로 연습하고 있다. 따라서, 일반적으로 골프를 입문하는 초보자들은 필드에 나가기 전에 스윙의 기본을 익혀야 하는데, 골프연습장 등에서 스윙의 기본을 익히게 된다. 예컨대, 골프공을 적절히 위치시킨 상태에서 골프공에 타격을 가하는 방법으로 스윙연습을 하게 된다.
이러한 연습이 필요한 이유는 올바른 골프자세를 유지해야만 스윙시 헤드의 진행방향, 속도, 유연성 등을 보다 정확하고 안정감 있게 유지시킬 수 있고, 원하는 방향과 거리로 골프공을 진행시킬 수 있게 되기 때문이다.
그러나, 종래에는 골퍼가 스스로 자신의 느낌으로만 스윙모습을 확인한 후 교정하고 있는 실정이어서 보다 정확하고 신속한 자세교정에 다소 어려움이 있었다. 또한, 종래의 골프 연습대를 이용한다고 하더라도 골프공을 올려놓은 상태에서 스윙 연습만을 위한 단순구조이고, 타인의 육안을 통해 골프채의 각도, 위치, 스윙속도, 템포 등을 확인할 수밖에 없기 때문에 상당히 비효율적이었다.
종래에 카메라를 이용하여 골퍼의 영상을 촬영하고 이를 재생하는 골프연습기가 개시되어 있으나, 영상을 캡쳐하는 순간이 문제가 되었다. 즉, 골퍼가 스윙할 때 골프공이 내는 소리를 측정하여 영상을 캡쳐하는 경우에는, 예컨대 사람이 밀집된 골프 연습장 등에서는 다른 골퍼의 잡음 등이 문제가 되어 골프 연습기의 효율성이 저하되었다.
이외에도 골퍼의 음성을 인식하여 화면을 캡쳐하는 음성인식 방법과, 레이저 빔을 이용한 센서장치 등이 개시되어 있으나, 음성인식 방법은 옆 타석의 소리인식이 오동작의 원인이 되어 장비의 신뢰도가 떨어지고, 레이저 빔을 이용한 방식은 고비용으로 상업성이 현저히 저하되었다.
본 고안은 상기한 점을 감안하여 고안된 것으로, 골퍼가 자신의 스윙 모습을 스스로 관찰하고 분석할 수 있도록 정확한 촬영 타이밍을 제공하고, 골프공의 비거리, 공의 방향, 공의 속도 등의 데이터를 제공할 수 있는 골프공 감지장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 골프스윙 분석기의 구성을 나타낸 도면,도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 골프공 감지장치의 상세한 구성을 나타낸 도면,도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 골프공 감지장치의 동작을 설명하기 위한 블록도,도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 골프스윙 분석기의 동작을 설명하기 위한 키패드의 상세도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 골프공 감지장치는, 복수의 센서가 일렬로 배열되어 적외선을 감지하는 제1센서열, 제1센서열과 소정간격을 사이로 평행하게 배치되고, 복수의 센서가 일렬로 배열되어 적외선을 감지하는 제2센서열, 제1센서열이 감지한 적외선의 수신레벨을 감시하는 제1감시회로, 제2센서열이 감지한 적외선의 수신레벨을 감시하는 제2감시회로 및, 제1감시회로 및 제2감시회로로부터 입력된 감시신호에 기초하여 골프공이 통과하였는가를 결정하고, 골프공의 방향, 속도 및, 비거리를 계산하는 중앙처리장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 고안이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 골프스윙 분석기의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 골프스윙 분석기는 정면 카메라(102), 디스플레이(104), 키패드(106), 메인보드(108), 적외선 발광램프(110), 감지장치(112), 측면 카메라(114)를 구비하고 있다. 정면 카메라(102), 디스플레이(104), 키패드(106) 및 메인보드(108)는 하나의 본체(100)에 구비되어 있으며, 적외선 발광램프(110), 감지장치(112), 측면 카메라(114)는 유선 또는 무선을 통하여 본체(100)와 연결되어 있다.
정면 카메라(102)와 측면 카메라(114)는 골퍼의 스윙 모습을 촬영하는 기능을 한다. 정면 카메라(102)는 본체(100)에 고정되어 있으며, 골퍼가 스윙할 때 골퍼의 정면 모습을 촬영하나, 측면 카메라(114)는 본체(100)에서 떨어져 위치하고이동이 가능하다. 따라서, 측면 카메라(114)는 골퍼의 측면 또는 뒷면에서 다양한 각도로 촬영이 가능하다. 키패드(106)에는 골프스윙 분석기를 동작시키기 위한 복수의 버튼과 표시램프가 배치되어 있다(도 4를 참조하여 후술함).
메인보드(108)는 정면 카메라(102) 및 측면 카메라(114)에서 촬영된 데이터를 송신받아 이에 대한 영상 압축 등의 이미지 프로세싱을 행하고, 촬영된 화면을 디스플레이(104)에서 표시될 수 있도록 한다. 또한, 메인보드(108)는 키패드(106)를 통해 입력된 여러가지 동작에 관한 명령에 대해 카메라(102,114)나 디스플레이(104) 등을 제어하는 역할을 한다. 디스플레이(104)는, 예컨대 15인치 TFT LCD 등으로 구현될 수 있으며, 실내 및 실외에서 밝은 화질을 제공하기 위해 450cd/m2의 고휘도를 갖는 것이 바람직하다.
적외선 발광램프(110)는 감지장치(112)가 적외선을 감지할 수 있도록 적외선을 발광하는 역할을 한다. 감지장치(112)는 적외선 발광램프(110)로부터 적외선을 수신할 수 있도록 적외선 발광램프(110)의 하부에 위치하며, 또한 골프공이나 골프채 등을 감지할 수 있도록 골퍼가 스윙하기 위해 위치한 곳에서 골프공이 나아가는 방향으로 일정 간격을 두고 배치된다. 따라서, 골퍼가 스윙을 하면 이를 감지한 감지장치(112)가 신호를 본체로 전송하고, 이러한 신호를 이용한 촬영 타이밍을 기초로 하여 정면 카메라(102)와 측면 카메라(114)에서 촬영된 데이터는 디스플레이(104)에서 재생될 수 있는 것이다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 감지장치의 동작에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 감지장치(112)의 상세한 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 감지장치(112)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 감지장치(112)는 제1센서열(200) 및 제2센서열(202)로 구성된다. 이때, 제1센서열(200)과 제2센서열(202)은 소정거리(L)를 두고 평행하게 배치되어 있다. 소정거리 L은 짧을수록 감지장치의 크기가 작아져 유리하나, 골프공의 속도 측정 등에서 오차가 커지게 되므로, 약 100mm인 것이 바람직하다. 제1센서열(200) 및 제2센서열(202)에는 각각 복수의 센서들이 일정한 간격(D)으로 일렬로 배열된다. 이때, 각 센서들은 골프공이 지나가는 범위 등을 고려하여 32개인 것이 바람직하다. 따라서, 제1센서열(200) 및 제2센서열(202)에는 총 64개의 센서가 배열되게 된다. 이러한 센서들은 일정한 간격(D)을 두고 일렬로 배열되는데, 이 간격 D는 약 10mm인 것이 바람직하다. 이는 간격 D가 좁을수록 공의 각도를 정확히 측정할 수 있으나, 골프공의 크기도 고려해야 하기 때문이다.
도 3을 참조하면, 감지장치(112)는 적외선 발광램프(110)로부터 적외선을 수신하는 제1센서열(200)과 제2센서열(202), 제1센서열(200)과 제2센서열(202) 각각이 수신하는 적외선의 수신 레벨을 감시하는 제1감시회로(204)와 제2감시회로(206), 제1감시회로(204)와 제2감시회로(206)로부터 전송된 감지신호에 기초하여 디스플레이에 대한 제어신호를 본체로 전송하고 골프공의 방향, 속도, 비거리 등을 계산하는 중앙처리장치(208)로 이루어진다.
도 3에 도시된 감지장치(112)에서, 골프공이 제1센서열(200)과제2센서열(202)의 센서 위를 지나가면 적외선 발광램프(110)에 의해 공급되는 적외선이 차단되며, 따라서 적외선의 수신레벨이 감소되게 된다. 제1감시회로(204)와 제2감시회로(206)는 이를 감시하여 골프공의 통과 유무를 측정할 수 있다. 그러나, 제1센서열(200)과 제2센서열(202)은 적외선 발광램프(110)로부터 생성되는 적외선 외에 태양이나 전등 등에 의해 발생하는 적외선에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 따라서, 이러한 영향에 의한 오류를 방지하기 위해, 감지장치(112)의 중앙처리장치(208)는 다음과 같이 시간적으로 변하는 적외선 레벨을 추적하여 보상한다.
우선, 적외선 발광램프(110)가 꺼진 상태에서 제1센서열(200)과 제2센서열(202)에 수신되는 적외선 수신레벨(Vdark)을 측정한다. 이러한 Vdark는 외부 환경에 의한 적외선의 영향을 나타낸다. 그리고, 적외선 발광램프(110)를 켠 상태에서 제1센서열(200)과 제2센서열(202)에 수신되는 적외선 수신레벨(Vlight)을 측정한다. Vlight에서 Vdark를 뺀 값을 △V라고 할 때, △V가 Vdark보다 작거나 같다면, △V가 Vdark보다 커지도록 적외선 발광램프(110)를 조정한다. 즉, 외부환경에 의한 Vdark보다 △V를 더 크게 조정함으로써 감지장치(112)의 제1센서열(200)과 제2센서열(202)이 Vdark와 Vlight사이의 차이를 더욱 확실히 감지할 수 있도록 한다.
이러한 감지장치(112)를 이용하면, 골프공이 나아가는 방향, 골프공의 속도, 비거리 등도 계산하여 골퍼에게 제공할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, 골퍼가 친 골프공이 제1센서열(200)의 5번째 센서와 제2센서열(202)의 6번째 센서를 통과한다면, 제1센서열(200)과 제2센서열(202) 사이의 거리 L이 알려져 있고 센서 사이의 거리 D가 알려져 있으므로, 골프공의 각도 θ는 tan-1(L/D)가 된다. 만일 센서간의 간격 D가 통과하는 골프공의 크기보다 작게 설정되었다면, 동시에 두 센서에 의해 감지될 수 있으며, 이 경우 두 센서간의 중간값을 사용하여 정밀도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 골프공이 제1센서열(200)과 제2센서열(202) 사이를 통과하는 시간을 t라고 하면, 골프공의 속도는 (D/sinθ)/t가 된다. 또한, 골프공이 날아갈 때 지면과의 각도를 최적의 값으로 가정하면, 골프공의 속도와 각도로부터 비거리도 계산할 수 있다. 골프공과 지면과의 각도를 최적값으로 가정하였으므로, 계산된 비거리는 정확한 값은 아니나, 골퍼가 참고할 수 있는 예상값은 될 수 있다. 이러한 골프공의 각도, 속도, 비거리 등은 감지장치(112)의 감지회로(204,206)로부터 신호를 수신한 중앙처리장치(208)에 의해 계산된다. 골프공과 지면과의 최적각도 등은 미리 중앙처리장치(208)에 저장될 수 있다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 골프스윙 분석기의 동작을 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 골프스윙 분석기의 동작을 설명하기 위한 키패드의 상세도이다. 키패드에는 "START", "REVERSE", "SPEED", "VIEW", "REPLAY", "ESC", "PAUSE"의 조작버튼과 "WAIT", "GO", "SPEED", "CARRY","DIRECTION", "NORMAL", "SLOW", "FRONT", "SIDE", "TWO TIMES"의 표시램프가 배치되어 있다.
도 4를 참조하면, "START" 버튼을 골퍼가 스윙을 하고자 할 때 누르면, "GO"의 램프가 점등된다. "REVERSE" 버튼은 골퍼가 자신의 스윙모습의 재생 중에 화면을 역으로 보고자 할 경우 사용된다. "SPEED" 버튼은 재생화면의 정상속도와 느린속도의 화면의 전환 기능을 하며, "VIEW" 버튼은 정면 카메라와 측면 카메라에서 촬영된 화면 중 하나를 선택하여 재생되게 하는 기능을 한다. "REPLAY" 버튼은 재생된 화면을 다시 한번 재생할 때 사용되고, "ESC" 버튼은 화면의 재생 중 취소할 때 사용되며, "PAUSE" 버튼은 화면의 재생 중 일시정지 할 때 사용된다. 이러한 키패드의 조작버튼은 모두 리모콘에 의해 제공될 수도 있다.
키패드에 배치된 표시램프 중 "WAIT"의 램프가 점등되면 디스플레이에 화면이 재생되고 있으므로 스윙해서는 안된다는 표시이며, 이때에는 골퍼가 스윙을 하여도 카메라가 동작하지 않게 된다. "GO" 램프가 점등되면 골프스윙 분석기가 준비되어 있으므로 스윙을 해도 좋다는 표시이다. 만일, 골퍼가 일정 시간동안 스윙하지 않을 경우에는, 적외선 발광램프가 차단되고 "WAIT"와 "GO" 표시가 번갈아 점등된다. 이때, 골퍼가 다시 스윙을 원한다면 "START" 버튼을 누를 수 있고, "GO"의 점등이 고정되어 골퍼가 다시 스윙할 수 있게 된다.
"NORMAL" 램프는 정상속도로 스윙이 재생되고 있다는 표시이고, "SLOW" 램프는 느린속도로 스윙이 재생되고 있다는 표시를 나타낸다. "FRONT" 램프는 정면 카메라에 의한 골퍼 정면의 모습이 재생되고 있다는 표시이고, "SIDE" 램프는 측면카메라에 의한 골퍼 측면의 모습이 재생되고 있다는 표시이며, "TWO TIMES" 램프는 정상속도의 모습과 느린속도의 모습이 연속으로 재생된다는 표시이다. 이러한 램프는 사용자가 식별하기 용이하도록 다양한 색으로 구분될 수 있으며, 예컨대 "WAIT"는 적색으로, "GO"는 청색으로, "NORMAL"과 "SLOW"는 적색으로, "FRONT"와 "SIDE"는 녹색으로, "TWO TIMES"는 황색으로 표시될 수 있다.
"SPEED"는 감지장치에서 계산된 골프공의 속도를 표시하고, "CARRY"는 골프공의 비거리를 예측하여 표시하며, "DIRECTION"는 골프공의 각도를 좌측, 우측을 기준으로 표시하게 된다.
이러한 키패드를 가진 골프스윙 분석기를 이용하여 골퍼가 스윙을 행하고 촬영된 화상을 재생시키는 과정을 설명한다. 일단, 골프스윙 분석기가 준비되어 있다는 표시인 "GO" 램프가 점등된 상태에서 골퍼는 스윙을 행한다. "GO" 램프가 점등된 상태에서는, 이미 카메라(102,114)의 촬영이 시작된 상태이고, 적외선 발광램프(110)가 켜져 감지장치(112)는 골퍼가 스윙하기를 대기하고 있게 된다. 이때, 골퍼가 스윙을 하여 골프공이 제1센서열(200)과 제2센서열(202)을 통과한 후, 골프채가 제1센서열(200)을 통과하게 되면, 이를 감지한 감지장치(112)는 신호를 본체의 메인보드(108)로 전송하고, 이러한 신호에 의해 메인보드(108)는 골퍼의 스윙이 완료된 것으로 간주한다. 그러면, 메인보드(108)는 이미 카메라로부터 촬영되어 저장하고 있던 영상 데이터 중 골퍼의 스윙이 완료된 시점에서 역으로 시간을 계산하여, 소정시간의 최근 영상만 디스플레이 하게 되는 것이다. 이렇게 골프공과 골프채 모두가 감지장치를 통과한 후 스윙이 완료되었다고 간주하는 이유는, 골프공만 지나 갔을 때 작동하도록 하는 경우 골퍼가 헛 스윙을 하여도 스윙이 된 것으로 인식되어 오동작이 되기 때문이다.
상기한 바와 같이 본 고안에 의하면, 적외선 감지장치를 이용하므로 정확한 촬영 타이밍을 제공할 수 있고, 골프공의 비거리, 공의 방향, 공의 속도 등의 데이터도 제공할 수 있으며, 이렇게 촬영된 영상을 이용하여 골퍼는 자신의 스윙 모습을 스스로 관찰하고 분석할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 고안의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (5)

  1. 적외선 발광램프에서 생성된 적외선을 감지하여 골프공의 통과유무를 결정하는 골프공 감지장치에 있어서,
    복수의 센서가 일렬로 배열되어 적외선을 감지하는 제1센서열;
    상기 제1센서열과 소정간격을 사이로 평행하게 배치되고, 복수의 센서가 일렬로 배열되어 적외선을 감지하는 제2센서열;
    상기 제1센서열이 감지한 적외선의 수신레벨을 감시하는 제1감시회로;
    상기 제2센서열이 감지한 적외선의 수신레벨을 감시하는 제2감시회로 및;
    상기 제1감시회로 및 상기 제2감시회로로부터 입력된 감시신호에 기초하여 골프공이 통과하였는가를 결정하고, 골프공의 방향, 속도 및, 비거리를 계산하는 중앙처리장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 골프공 감지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리장치는,
    상기 적외선 발광램프가 켜진 상태에서 상기 제1센서열 및 상기 제2센서열이 감지한 제1수신레벨값에서, 상기 적외선 발광램프가 꺼진 상태에서 상기 제1센서열 및 상기 제2센서열이 감지한 제2수신레벨값을 감산하고, 상기 감산한 값이 상기 제2수신레벨값보다 작거나 같은 경우, 상기 감산한 값이 상기 제2수신레벨값보다 커지도록 상기 적외선 발광램프의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 골프공 감지장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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KR100586039B1 (ko) 2004-05-17 2006-06-08 김만철 골프채의 스윙속도 측정장치

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