KR20050014928A - 3D golf swing analysis system and the method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D 골프 스윙 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D golf swing analysis system and method.
보다 상세하게는, 실내외 골프 연습장 및 개별 연습을 위해 설치해서 골프 스윙 연습자에게 자신이 스윙한 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽헤드 스윙 각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정보(훅, 슬라이스) 등의 관련 정보를 연습자에게 제공하기 위한 저가의 3D 골프 스윙 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.More specifically, it is installed for indoor and outdoor golf driving ranges and individual exercises to give the golf swing exerciser the speed of the ball he swings, the estimated distance, the amount of impact of the club head, the accuracy of the club head swing angle, and the left and right side of the ball. And a low-cost 3D golf swing analysis system and method for providing the practitioner with relevant information.
일반적으로, 골프는 로마시대 시이저(BC100~44) 때 파가니카(Pila Paganica) 스코틀랜드성을 정복한 병사들이 야영지에서 쉬던 중 한쪽 끝이 구부러진 막대기로새털로 된 공을 치며 즐겼던 놀이가 오늘날 스코틀랜드에 남아 골프가 되었다는 설과 같이 달리 뚜렷한 기원을 찾아 볼 수 없지만, 서양의 골프 역사는 유구한 전통을 갖고 있고, 현대 스포츠에서 없어서는 안 될 신사적인 스포츠로 각광 받고 있음이 분명하다.In general, golf played today in Scotland, where soldiers who conquered Pila Paganica Scottish Castle during the Roman Caesars (BC100-44) struck a ball of feathers with a bent end bent while resting in the camp. Unlike the theory of golf, there is no clear origin, but the history of golf in the West has a long tradition, and it is clear that it is indispensable as a gentle sport in modern sports.
'한국 최초의 골프코스는 영국인에 의하여 1900년 원산 세관구내에서 시작되었다'고 1940년 11월 일본에서 발행된 「조선 골프 소사」에서 찾아 볼 수 있듯이, 대한민국의 골프 역사는 서양에 비해 상대적으로 짧은 골프 역사를 갖고 있지만 골프에 대한 사랑과 열기는 서양 못지 않다.As Korea's first golf course was started by the British in the Customs Zone of Wonsan in 1900, and Chosun Golf Sosa, published in Japan in November 1940, golf history in Korea is relatively shorter than in the West. Although he has a history of golf, his love and passion for golf is as good as in the West.
그러나, 대한민국의 골프 환경은 폭발적으로 증가한 골프인구에 비해 턱없이 부족한 연습 공간의 부재로 인하여, 자연히 실외 또는 실내 골프연습장에라도 가서 연습을 하는 실정이다. 이런 환경에서 국내 골퍼들은 실력 향상을 도모하기 위해, 골프 연습 시설과 장비, 즉 일반 및 경사면 조절용 골프연습기, 골프연습네트, 골프시뮬레이션, 골프스윙가이드, 골프스윙자세 교정기, 티샷연습기, 체중이동 판독기, 골프공 공급기, 퍼팅연습용 매트 등을 이용하여 골프 연습을 하고 있다.However, the golf environment in South Korea naturally goes to the outdoor or indoor golf practice field to practice due to the lack of a practice space that is insufficiently short compared to the exploded golf population. In this environment, in order to improve the performance of the domestic golfers, golf practice facilities and equipment, such as golf exercisers for general and slope adjustment, golf practice net, golf simulation, golf swing guide, golf swing posture corrector, tee shot exerciser, weight transfer reader, He is practicing golf using a golf ball feeder and a putting practice mat.
그러므로, 실외 또는 실내 골프 연습장 및 개인에게 저가이면서 실용적인 연습자의 골프 스윙 상태를 분석해 줄 수 있는 시스템의 개발을 요구하기에 이르렀다.Therefore, there has been a demand for the development of a system that can analyze the golf swing status of a low-cost and practical practitioner for outdoor or indoor golf driving ranges and individuals.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 시스템 개발의 요구에 응하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 실내외 골프 연습장 및 개별 연습을 위해 설치해서 골프 스윙 연습자에게 자신이 스윙한 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽헤드 스윙 각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정보(훅, 슬라이스) 등의 관련 정보를 연습자에게 제공하기 위한 저가의 3D 골프 스윙 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been devised in response to the demand of the system development as described above, the object of the present invention is installed for the indoor and outdoor golf driving range and individual practice, the speed of the ball swing, the expected distance, The present invention provides a low-cost 3D golf swing analysis system and method for providing the exerciser with relevant information such as the amount of impact of the club head, the accuracy of the club head swing angle, and the left and right deflection information (hook, slice).
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 전방 수평방향에 설치되며 공의 전방 수평방향에서의 움직임을 감지하여 공의 전방 수평 위치신호를 출력하는 전방수평 센서부와, 전방 수직방향에 설치되며 공의 전방 수직방향에서의 움직임을 감지하여 공의 전방 수직 위치신호를 출력하는 전방수직 센서부와, 후방 수평방향에 설치되며 공의 후방 수평방향에서의 움직임을 감지하여 공의 후방 수평 위치신호를 출력하는 후방수평 센서부와, 후방 수직방향에 설치되며 공의 후방 수직방향에서의 움직임을 감지하여 공의 후방 수직 위치신호를 출력하는 후방수직 센서부와, 상기 전방 수평/수직 센서부 및 후방 수평/수직 센서부로부터 출력되는 공의 전방 수평/수직 위치신호 및 후방 수평/수직 위치신호를 단계적으로 입력받아 출력하는 신호분리부와, 상기 신호분리부를 통해 입력되는 공의 전방 수평/수직 위치신호 및 후방 수평/수직 위치신호를 필터링하여 전방 수평/수직 위치 데이터 및 후방 수평/수직 데이터를 출력하는 필터부와, 상기 필터부에서 필터링된 전방 수평/수직 위치 데이터 및 후방 수평/수직 데이터를 입력받아 공간상에서의 공의 위치 좌표를 인식하고, 인식된 공의 위치 좌표를 이용하여 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽 헤드 스윙각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정도(훅, 슬라이스)를 산출하여 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 산출된 값을 화면 또는 FND상에 표시하는 표시부 및 출력부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is installed in the front horizontal direction, the front horizontal sensor unit for outputting the front horizontal position signal of the ball by detecting the movement in the front horizontal direction of the ball, and the front vertical It is installed in the direction and detects the movement in the front vertical direction of the ball and outputs the front vertical position signal of the ball, and is installed in the rear horizontal direction. A rear horizontal sensor unit for outputting a horizontal position signal, a rear vertical sensor unit installed in the rear vertical direction and detecting a movement in the rear vertical direction of the ball to output a rear vertical position signal of the ball, and the front horizontal / vertical sensor For receiving and outputting the front horizontal / vertical position signal and the rear horizontal / vertical position signal of the ball output from the unit and the rear horizontal / vertical sensor unit step by step. A call separator and a filter unit for outputting front horizontal / vertical position data and rear horizontal / vertical data by filtering the front horizontal / vertical position signal and the rear horizontal / vertical position signal of the ball input through the signal splitter; Recognizes the position coordinate of the ball in space by receiving the front horizontal / vertical position data and the rear horizontal / vertical data filtered by the filter unit, and uses the recognized position coordinates of the ball speed, estimated distance, and club head. Control unit for calculating and outputting the impact amount, accuracy of club head swing angle, left and right tilting angle (hook, slice) of the ball, and a display unit and an output unit for displaying the calculated value on the screen or FND under the control of the controller Characterized in that configured.
한편, 상기 신호분리부는, 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 전방 수평/수직 센서부에서 출력되는 신호 및 후방 수평/수직센서부에서 출력되는 신호를 선택적으로 입력받아 상기 필터부로 출력하는 멀티플렉서이다.The signal separator is a multiplexer for selectively receiving a signal output from the front horizontal / vertical sensor unit and a signal output from the rear horizontal / vertical sensor unit under the control of the controller and outputting the signal to the filter unit.
그리고, 상기 제어부는, 상기 필터부에서 필터링된 순차적으로 입력되는 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터의 입력되는 시점을 체크하여 상기 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터 사이의 검출 시간차에 의한 시간(t)를 산출한다.The controller may be configured to check a time point at which the front vertical position data and the rear vertical position data sequentially input by the filter unit are input, and then determine the time due to the detection time difference between the front vertical position data and the rear vertical position data. calculate t).
또한, 상기 제어부는, 상기 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터의 위상차 및 전/후방 수직(또는 수평) 센서부들간의 거리를 이용하여 공의 포물선 운동에 따른 각도(θ)를 산출하고, 상기 산출 각도와 미리 설정된 전/후방 수직 센서부 사이의 거리 및 위상차를 이용하여 공의 포물선 이동거리(s)를 산출한다.The control unit may calculate an angle θ according to the parabolic motion of the ball by using the phase difference between the front vertical position data and the rear vertical position data and the distance between the front and rear vertical (or horizontal) sensor units. The parabolic moving distance s of the ball is calculated using an angle and a distance and a phase difference between the preset front and rear vertical sensor units.
상기 시간과 이동거리를 이용해서 공의 속도(v)를 산출하고, 상기 각도(θ)를 이용하여 공의 예상 도달 비거리를 다음과 같은 수학식에 의해 산출하여 제공하는 것을 특징으로 한다.The speed (v) of the ball is calculated using the time and the moving distance, and the estimated arrival distance of the ball is calculated and provided by the following equation using the angle (θ).
[수학식1][Equation 1]
예상 비거리 = v2sin2θ/g, 여기서 v는 공의 속도, θ는 포물선의 각도, g는 중력가속도Expected distance = v 2 sin2θ / g, where v is the velocity of the ball, θ is the angle of the parabola, and g is the acceleration of gravity
상기 각도(θ)를 이용하여 클럽헤드의 스윙각을 인식하여 제공한다.The swing angle of the club head is recognized and provided using the angle θ.
또한, 상기 제어부는, 상기 전방 수평 위치 데이터 및 후방 수평 위치 데이터의 위상차 및 전후방 수평 센서부들간의 거리를 이용하여 타구의 좌우측 쏠림정도를 다음과 같은 수학식으로 산출하여 공이 중심축으로부터 좌우측 어느 방향으로 어느 정도의 거리를 갖고 편향되었는지를 인식하여 제공하는 것을 특징으로 한다.The control unit may calculate the left and right tilting angles of the batting ball using the phase difference between the front horizontal position data and the rear horizontal position data and the distance between the front and rear horizontal sensor units by the following equation, so that the ball is moved from the center axis to the left and right directions. It is characterized in that it provides a recognition of how much distance has been deflected.
[수학식2][Equation 2]
tanΦ=c/a, 여기서, Φ는 타구의 좌우측 쏠림정도에 따른 각도, a는 수평 전후방센서부들간의 거리, c는 수평 전방 및 후방 위치 데이터의 위상차이다.tan Φ = c / a, where Φ is an angle according to the left and right deflection degree of the ball, a is a distance between horizontal front and rear sensor parts, and c is a phase difference between horizontal front and rear position data.
또한 클럽헤드의 충격량은 클럽헤드에 의해 공에 가해지는 것으로 다음과 같은 수식으로 산출하여 클럽헤드에 의한 공의 충격량을 산출하여 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the impact amount of the club head is applied to the ball by the club head, it is characterized by providing the calculated amount of impact by the club head by the following formula.
[수학식3][Equation 3]
I=ft=mv, 여기서, I는 공의 충격량, f는 공에 가해진 힘, t는 시간, m은 공의 질량, v는 공의 속도이다.I = ft = mv, where I is the impact of the ball, f is the force exerted on the ball, t is the time, m is the mass of the ball, and v is the speed of the ball.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 전방 수평방향에 설치되어 공의 전방 수평방향에서의 움직임을 감지하여 공의 전방 수평 위치신호를 출력하는 전방수평 센서부와, 전방 수직방향에 설치되어 공의 전방 수직방향에서의 움직임을 감지하여 공의 전방 수직 위치신호를 출력하는 전방수직 센서부와, 후방 수평방향에 설치되어 공의 후방 수평방향에서의 움직임을 감지하여 공의 후방 수평 위치신호를 출력하는 후방수평 센서부와, 후방 수직방향에 설치되어 공의 후방 수직방향에서의 움직임을 감지하여 공의 후방 수직 위치신호를 출력하는 후방수직 센서부와, 상기 전방 수평/수직 센서부 및 후방 수평/수직 센서부로부터 출력되는 공의 전방 수평/수직 위치신호 및 후방 수평/수직 위치신호를 단계적으로 입력받아 출력하는 신호분리부와, 상기 신호분리부를 통해 입력되는 공의 전방 수평/수직 위치신호 및 후방 수평/수직 위치신호를 필터링하여 전방 수평/수직 위치 데이터 및 후방 수평/수직 데이터를 출력하는 필터부와, 상기 필터부에서 필터링된 전방 수평/수직 위치 데이터 및 후방 수평/수직 데이터를 입력받아 공간상에서의 공의 위치 좌표를 인식하고, 인식된 공의 위치 좌표를 이용하여 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽 헤드 스윙각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정도(훅, 슬라이스)를 산출하여 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 산출된 값을 화면 또는 FND상에 표시하는 표시부 및 출력부를 포함하여 구성된 3D 골프스윙 분석 시스템의 스윙분석 방법에 있어서, In addition, another embodiment of the present invention, the front horizontal sensor unit for detecting the movement in the front horizontal direction of the front horizontal direction and outputs the front horizontal position signal of the ball, and is installed in the front vertical direction The front vertical sensor unit detects the movement in the front vertical direction and outputs the front vertical position signal of the ball, and is installed in the rear horizontal direction to output the rear horizontal position signal of the ball by detecting the movement in the rear horizontal direction of the ball. A rear horizontal sensor unit, a rear vertical sensor unit installed in the rear vertical direction and detecting a movement in the rear vertical direction of the ball and outputting a rear vertical position signal of the ball, the front horizontal / vertical sensor unit and the rear horizontal / vertical A signal separation unit for receiving the horizontal and vertical position signals and the horizontal and vertical position signals of the ball output from the sensor unit step by step and outputting the signal; A filter unit for filtering the front horizontal / vertical position signal and the rear horizontal / vertical position signal of the ball input through the unit and outputting the front horizontal / vertical position data and the rear horizontal / vertical data; and the front horizontal / vertical filtered by the filter unit. Recognition of ball position coordinates in space by receiving vertical position data and rear horizontal / vertical data, and accuracy of ball speed, estimated distance, club head impact, and club head swing angle using recognized ball position coordinates And a control unit for calculating and outputting left and right tilting angles (hooks and slices) of the hitting ball, and a display unit and an output unit for displaying the calculated value on a screen or FND under the control of the control unit. In the swing analysis method,
상기 제어부가, 상기 필터부에서 필터링된 순차적으로 입력되는 전방 수평(또는 수직) 위치 데이터 및 후방 수평(또는 수직) 위치 데이터의 입력되는 시점을 체크하여 상기 전방 수평(또는 수직) 위치 데이터 및 후방 수평(또는 수직) 위치 데이터 사이의 검출 시간차를 산출하고, 상기 검출 시간차와 미리 설정된 전/후방 수평(또는 수직) 센서부 사이의 거리를 이용하여 공의 속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.The controller checks the input time points of the front horizontal (or vertical) position data and the rear horizontal (or vertical) position data sequentially filtered by the filter unit, and thus the front horizontal (or vertical) position data and the rear horizontal. It is characterized in that the calculation of the detection time difference between the (or vertical) position data and the speed of the ball are calculated using the distance between the detection time difference and a preset front / rear horizontal (or vertical) sensor unit.
그리고, 상기 제어부가, 상기 전방 수직(또는 수평) 위치 데이터 및 후방 수직(또는 수평) 위치 데이터의 위상차 및 전/후방 수직(또는 수평) 센서부들간의 거리를 이용하여 공의 포물선 운동에 따른 각도(θ)를 산출하고, 상기 각도(θ)와 상기 공의 속도(v)를 이용하여 공의 도달거리를 다음과 같은 수식에 의해 산출하여 제공하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further determine the angle according to the parabolic motion of the ball by using the phase difference between the front vertical (or horizontal) position data and the rear vertical (or horizontal) position data and the distance between the front and rear vertical (or horizontal) sensor units. θ), and using the angle θ and the speed v of the ball, the distance of the ball is calculated and provided by the following equation.
[수학식1][Equation 1]
도달거리 = v2sin2θ/g, 여기서 v는 공의 속도, θ는 포물선의 각도, g는 중력가속도Reach = v 2 sin2θ / g, where v is the velocity of the ball, θ is the angle of the parabola, g is the acceleration of gravity
상기 각도(θ)를 이용하여 클럽헤드의 스윙각을 인식하여 제공하는 것을 특징으로 한다.Recognizing and providing a swing angle of the club head using the angle (θ).
또한, 상기 제어부는, 상기 전방 수평 위치 데이터 및 후방 수평 위치 데이터의 위상차 및 전후방 수평 센서부들간의 거리를 이용하여 타구의 좌우측 쏠림정도를 다음과 같은 수학식으로 산출하여 공이 중심축으로부터 좌우측 어느 방향으로 편향되었는지를 인식하여 제공하는 것을 특징으로 한다.The control unit may calculate the left and right tilting angles of the batting ball using the phase difference between the front horizontal position data and the rear horizontal position data and the distance between the front and rear horizontal sensor units by the following equation, so that the ball is moved from the center axis to the left and right directions. Characterized in that it is provided with a deflection.
[수학식2][Equation 2]
tanΦ=c/a, 여기서, Φ는 타구의 좌우측 쏠림정도에 따른 각도, a는 수평 전후방센서부들간의 거리, c는 수평 전방 및 후방 위치 데이터의 위상차이다.tan Φ = c / a, where Φ is an angle according to the left and right deflection degree of the ball, a is a distance between horizontal front and rear sensor parts, and c is a phase difference between horizontal front and rear position data.
또한 클럽헤드의 충격량은 클럽헤드에 의해 공에 가해지는 것으로 다음과 같은 수식으로 산출하여 클럽헤드에 의한 공의 충격량을 산출하여 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the impact amount of the club head is applied to the ball by the club head, it is characterized by providing the calculated amount of impact by the club head by the following formula.
[수학식3][Equation 3]
I=ft=mv, 여기서, I는 공의 충격량, f는 공에 가해진 힘, t는 시간, m은 공의 질량, v는 공의 속도이다. I = ft = mv, where I is the impact of the ball, f is the force exerted on the ball, t is the time, m is the mass of the ball, and v is the speed of the ball.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 센서단(10)과, 신호분리부(20)와 필터부(30)와 제어부(40)와, 표시부(50)와 데이터 출력부(60)와 조작부(70)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the sensor stage 10, the signal separation unit 20, the filter unit 30, the control unit 40, the display unit 50, the data output unit 60, and the operation unit ( 70).
상기 센서단(10)은 전방 수평방향에 설치되며 공의 전방 수평방향에서의 움직임을 감지하여 공의 전방 수평 위치신호를 출력하는 전방수평 센서부(11)와, 전방 수직방향에 설치되며 공의 전방 수직방향에서의 움직임을 감지하여 공의 전방 수직 위치신호를 출력하는 전방수직 센서부(12)와, 후방 수평방향에 설치되며 공의 후방 수평방향에서의 움직임을 감지하여 공의 후방 수평 위치신호를 출력하는 후방수평 센서부(13)와, 후방 수직방향에 설치되며 공의 후방 수직방향에서의 움직임을 감지하여 공의 후방 수직 위치신호를 출력하는 후방수직 센서부(14)로 구성된다.The sensor stage 10 is installed in the front horizontal direction and the front horizontal sensor unit 11 for detecting the movement in the front horizontal direction of the ball and outputs the front horizontal position signal of the ball, and is installed in the front vertical direction The front vertical sensor unit 12 which detects the movement in the front vertical direction and outputs the front vertical position signal of the ball, and the rear horizontal position signal of the ball which is installed in the rear horizontal direction and detects the movement in the rear horizontal direction of the ball. It is composed of a rear horizontal sensor unit 13 for outputting, and a rear vertical sensor unit 14 installed in the rear vertical direction and detecting the movement in the rear vertical direction of the ball and outputting the rear vertical position signal of the ball.
이때, 상기 각 센서부(11-14)는 50여개의 광센서에 의한 발광부 및 수광부로 구성되며, 상기 센서부(11-14) 내의 광센서 위치 및 수량은 공의 공간상의 좌표 위치 파악이 가능하도록 하는 범위 내에서 결정된다.At this time, each of the sensor unit 11-14 is composed of a light emitting unit and a light receiving unit by about 50 light sensors, the position and quantity of the light sensor in the sensor unit 11-14 is to determine the coordinate position in the space of the ball It is determined within the range to enable it.
특히 공이 통과하는 충분한 영역범위(예를 들면 타석의 연습자 스윙 반경을 벗어난 약 2m 전방)를 설정하여 상기 센서부(11-14)의 센서들을 배치하여 센서부 프레임을 설치한다.In particular, the sensor unit frame is installed by arranging the sensors of the sensor unit 11-14 by setting a sufficient area range for passing the ball (for example, about 2m ahead of the batter swing radius of the turn at bat).
또한 상기 프레임은 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 수직 및 수평방향으로 2㎝ 내외의 간격을 갖도록 상기 광센서들을 배치시킴으로써 공의 이동에 따른 위치를 파악할 수 있는 3차원 공간을 구성할 수 있다.In addition, the frame can be configured as a three-dimensional space that can determine the position according to the movement of the ball by arranging the optical sensors to have a space of about 2cm in the vertical and horizontal directions as shown in Figure 2 of the accompanying drawings.
그리고, 상기 3차원 공간상에 공이 통과하게 되는 경우 상기 공의 위치좌표 데이터를 상기 센서부(11-14)를 통해 얻을 수 있게 된다. 한편 상기 프레임은 공의 충격 강도를 견딜 수 있을 만한 재질로 제작하여야 한다.When the ball passes through the three-dimensional space, the positional coordinate data of the ball may be obtained through the sensor unit 11-14. On the other hand, the frame should be made of a material that can withstand the impact strength of the ball.
여기서 광센서는, 레이져 다이오드, 적외선 발광다이오드, 포토다이오드 및 포트 트랜지스터 등을 포함한다.Here, the optical sensor includes a laser diode, an infrared light emitting diode, a photodiode, a port transistor, and the like.
상기 신호분리부(20)는 2채널 멀티플렉서로서, 상기 전방 수평/수직 센서부(11)(12) 및 후방 수평/수직 센서부(13)(14)로부터 출력되는 공의 전방 수평/수직 위치신호 및 후방 수평/수직 위치신호를 단계적으로 입력받아 필터부(30)로 출력한다.The signal separation unit 20 is a two-channel multiplexer, and the front horizontal / vertical position signal of the ball output from the front horizontal / vertical sensor units 11 and 12 and the rear horizontal / vertical sensor units 13 and 14. And a rear horizontal / vertical position signal is gradually input to the filter unit 30.
상기 필터부(30)는 상기 신호분리부(20)를 통해 입력되는 수평 및 수직신호를 필터링하여 전방 수평/수직 위치 데이터 및 후방 수평/수직 위치 데이터를 출력한다.The filter unit 30 filters horizontal and vertical signals input through the signal separation unit 20 to output front horizontal / vertical position data and rear horizontal / vertical position data.
상기 제어부(40)는 상기 필터부(30)에서 필터링된 전방 수평/수직 위치 데이터 및 후방 수평/수직 데이터를 입력받아 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽 헤드 스윙각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정도(훅, 슬라이스)를 산출하여 출력하는 한편, 상기 조작부의 키신호에 응하여 표시부(50)의 화면상으로 출력되는 화면상태 및 3D 분석 시스템(100)의 전원 온/오프, 리셋 및 출력 지시 등을 제어한다.The control unit 40 receives the front horizontal / vertical position data and the rear horizontal / vertical data filtered by the filter unit 30, and the ball speed, the estimated distance, the club head impact amount, the accuracy of the club head swing angle, the hitting The left and right tilting angles (hooks and slices) of the display unit, and outputs them, while the screen state and the power supply of the 3D analysis system 100 are output on the screen of the display unit 50 in response to a key signal of the operation unit. Control output indicators.
상기 표시부(50)는 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제어부(40)의 제어에 응하여 상기 산출된 값인 연습자의 스윙 분석 정보를 화면 또는 FND상에 표시한다.As shown in FIG. 3, the display unit 50 displays the swing analysis information of the exerciser, which is the calculated value, on the screen or the FND according to the control of the controller 40.
상기 데이터 출력부(60)는 상기 제어부(40)의 제어에 응하여 상기 산출된 값인 연습자의 스윙 분석 정보를 소정 기록매체 상에 기록되도록 한다. 여기서, 상기 데이터 출력부(60)는 일반 프린터로 대체될 수 있으며, 상기 프린터 또한 각 3D 골프 스윙 분석 시스템 각각에 연결될 수 있으나, 골프 연습장과 같이 복수의 3D 골프 스윙 분석 시스템이 구비되어 있는 경우 상기 프린터를 소정 장소에 설치하여 놓고, 네트워크를 통해 연결시켜 골프 스윙 분석 정보를 출력할 수 있도록 한다.The data output unit 60 records the swing analysis information of the exerciser, which is the calculated value, on a predetermined recording medium under the control of the controller 40. Here, the data output unit 60 may be replaced by a general printer, the printer may also be connected to each of the 3D golf swing analysis system, if a plurality of 3D golf swing analysis system is provided, such as a driving range The printer is installed in a predetermined place, and the golf swing analysis information can be output by connecting through a network.
상기 조작부(70)는 사용자의 조작에 따라 전체 시스템을 제어할 수 있는 키신호를 출력한다.The operation unit 70 outputs a key signal for controlling the entire system according to the user's operation.
상기와 같이 구성된 3D 골프 스윙 분석 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the 3D golf swing analysis system configured as described above are as follows.
먼저, 골프 연습자가 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용된 3D 골프 스윙 분석 시스템(100)이 설치된 실내외 골프 연습장 또는 개별적으로 설치한 연습장에서 스윙을 하여 골프공이 상기 센서단(10)을 통과하게 되는 경우 상기 센서단(10)의 전방 수평/수직 센서부(11)(12) 및 후방 수평/수직 센서부(13)(14)는 공이 통과되는 순간 공의 전방 수평/수직 위치신호 및 후방 수평/수직 위치신호를 인식하여 신호분리부(20)인 2채널의 멀티플렉서로 출력한다.First, the golf practitioner swings at the indoor or outdoor golf driving range or the individually installed driving range in which the 3D golf swing analysis system 100 to which the present invention is applied as shown in FIG. 3 is attached to the sensor stage 10. In case of passing, the front horizontal / vertical sensor parts 11 and 12 and the rear horizontal / vertical sensor parts 13 and 14 of the sensor stage 10 are the front horizontal / vertical position signals of the ball at the moment the ball passes. The rear horizontal / vertical position signal is recognized and output to the two-channel multiplexer which is the signal separation unit 20.
즉, 상기 멀티플렉서는 제어부(40)의 제어에 따라 먼저 상기 전방 수평/수직 위치신호를 각각의 채널로 분리 입력받아 래치회로로 이루어진 필터부(30)로 출력하여 필터링된 전방 수평/수직 위치 데이터가 제어부(40)로 입력되도록 한다.That is, the multiplexer first separates the front horizontal / vertical position signal into respective channels under the control of the controller 40 and outputs the filtered horizontal horizontal / vertical position data to the filter unit 30 formed of the latch circuit. It is input to the control unit 40.
그리고 상기 후방 수평/수직 위치신호를 각각의 채널로 분리 입력받아 필터부(30)로 출력하여 필터링된 후방 수평/수직 위치 데이터가 제어부(40)로 입력되도록 한다.The rear horizontal / vertical position signal is separately input to each channel and output to the filter unit 30 so that the filtered rear horizontal / vertical position data is input to the control unit 40.
그러면 제어부(40)에서는 상기 순차적으로 입력되는 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터의 입력되는 시점을 체크하여 상기 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터 사이의 검출 시간차에 의한 시간(t)를 산출하고 상기 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터의 위상차 및 전/후방 수직(또는 수평) 센서부들간의 거리를 이용하여 공의 포물선 운동에 따른 각도(θ)를 산출한다. 상기 산출 각도와 미리 설정된 전/후방 수직 센서부 사이의 거리 및 위상차를 이용하여 공의 포물선 이동거리(s)를 산출하고 상기 시간과 이동거리를 이용해서 공의 속도(v)를 산출한다. 이때, 공의 질량은 외부에서 주어진 이미 알고 있는 값으로 공의 속도와 함께 클럽헤드가 공에 임팩트되는 순간에 공에 가해지는 충격의 크기인 충격량를 산출 할 수 있다.Then, the controller 40 checks the input time points of the sequentially input front vertical position data and the rear vertical position data, and calculates a time t due to the detection time difference between the front vertical position data and the rear vertical position data. The angle? According to the parabolic motion of the ball is calculated using the phase difference between the front vertical position data and the rear vertical position data and the distance between the front and rear vertical (or horizontal) sensor units. The parabolic moving distance s of the ball is calculated using the calculated angle and the distance and phase difference between the front and rear vertical sensor units, and the speed v of the ball is calculated using the time and the moving distance. At this time, the mass of the ball is a value already known from the outside to calculate the amount of impact that is the magnitude of the impact on the ball at the moment the club head is impacted with the ball speed.
그리고, 상기 제어부(40)는 상기 전방 수직(또는 수평) 위치 데이터 및 후방 수직(또는 수평) 위치 데이터의 위상차(b) 및 전/후방 수직(또는 수평) 센서부들(11-14)간의 거리(a)를 이용하여 공의 포물선 운동에 따른 각도(θ)를 산출하고, 상기 각도(θ)와 상기 공의 속도(v)를 이용하여 공의 예상 비거리를 다음과 같은 수학식에 의해 산출하여 표시부(50)를 통해 제공한다(첨부 도면 도 3 참조).In addition, the controller 40 may determine a distance (b) between the front vertical (or horizontal) position data and the rear vertical (or horizontal) position data, and the distance (b) between the front and rear vertical (or horizontal) sensor units 11-14. Using the a) to calculate the angle (θ) according to the parabolic motion of the ball, using the angle (θ) and the speed of the ball (v) to calculate the estimated distance of the ball by the following equation Provided through 50 (see FIG. 3 attached).
(수학식1)(Equation 1)
도달거리 = v2sin2θ/g, 여기서 v는 공의 속도, θ는 포물선의 각도, g는 중력가속도Reach = v 2 sin2θ / g, where v is the velocity of the ball, θ is the angle of the parabola, g is the acceleration of gravity
상기 각도(θ)는 tanθ=b/a를 이용하여 산출할 수 있으며, 여기서 a는 센서부들(11-14)간의 거리이며, b는 전방 수직 위치 데이터 및 후방 수직 위치 데이터의 위상차이다.The angle θ may be calculated using tan θ = b / a, where a is a distance between the sensor units 11-14 and b is a phase difference between the front vertical position data and the rear vertical position data.
상기 각도(θ)를 이용하여 클럽헤드의 스윙각을 인식하여 표시부(50)를 통해 제공한다.The swing angle of the club head is recognized using the angle θ and provided through the display unit 50.
이때 이론적으로 상기 θ가 45˚일 때 비거리가 가장 크게 되므로 최종적으로 클럽헤드에 의한 스윙각이 θ〓45˚와 같게 되도록 이루어져야 한다. 따라서 θ값을 통해 클럽헤드의 스윙각을 정확하게 유추할 수 있다.At this time, the theoretical distance is the largest when the θ is 45 °, so the swing angle by the club head should be made to be the same as θ 〓 45 °. Therefore, the swing angle of the club head can be accurately inferred from the θ value.
그리고, 상기 제어부(40)는 상기 전방 수평 위치 데이터 및 후방 수평 위치 데이터의 위상차 및 전후방 수평 센서부들(11-14)간의 거리를 이용하여 타구의 좌우측 쏠림정도를 다음과 같은 수학식으로 산출하여 공이 중심축으로부터 좌우측 어느 방향으로 편향되었는지를 인식하여 표시부(50)를 통해 제공한다.The controller 40 calculates the left and right tilting angles of the batting ball by using the phase difference between the front horizontal position data and the rear horizontal position data and the distance between the front and rear horizontal sensor units 11-14 as follows. The display unit 50 recognizes which direction is deflected from the central axis in the left and right directions.
(수학식2)(Equation 2)
tanΦ=c/a, 여기서, Φ는 타구의 좌우측 쏠림정도에 따른 각도, a는 수평 전후방센서부들간의 거리, c는 수평 전방 및 후방 위치 데이터의 위상차이다.tan Φ = c / a, where Φ is an angle according to the left and right deflection degree of the ball, a is a distance between horizontal front and rear sensor parts, and c is a phase difference between horizontal front and rear position data.
그러므로, 상기 도달거리에 대한 정보 및 타구의 좌우측 쏠림정도에 대한 정보를 이용하여 공이 훅 또는 슬라이스가 났는지를 알 수 있으며, 훅 또는 슬라이스가 난 경우 그 난 거리를 산출해 낼 수 있다.Therefore, it is possible to know whether the ball is hooked or sliced by using the information on the reach distance and the information on the left and right tilting angles of the batting, and when the hook or slice is formed, the distance can be calculated.
한편, 상기 골프 연습자는 조작부(70)를 이용하여 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽헤드 스윙각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정도(훅, 슬라이스) 등의 정보 중 자신이 원하는 정보를 선택적으로 또는 전체를 표시부(50)를 통해 볼 수 있도록 상기 제어부(40)로 키신호를 입력할 수 있다. 이때, 상기 표시부(50)를 통해 출력되는 정보는 그래픽 형태를 가질 수도 있으며, 또는 숫자 정보로만 출력될 수 있다.On the other hand, the golf practitioner using the control unit 70, the desired information from the information such as the ball speed, estimated distance, the amount of impact of the club head, the accuracy of the club head swing angle, the left and right side of the ball (hook, slice) The key signal may be input to the controller 40 so that the display can be selectively or entirely viewed through the display unit 50. In this case, the information output through the display unit 50 may have a graphic form or may be output only as numeric information.
이때 상기 클럽헤드의 충격량은 클럽헤드에 의해 공에 가해지는 것으로 다음과 같은 수식으로 산출하여 클럽헤드에 의한 공의 충격량을 산출할 수 있다.At this time, the impact amount of the club head is applied to the ball by the club head can be calculated by the following formula to calculate the impact amount of the ball by the club head.
(수학식3)(Equation 3)
I=ft=mv, 여기서, I는 공의 충격량, f는 공에 가해진 힘, t는 시간, m은 공의 질량, v는 공의 속도이다. I = ft = mv, where I is the impact of the ball, f is the force exerted on the ball, t is the time, m is the mass of the ball, and v is the speed of the ball.
물론 상기 골프 연습자는 조작부(70) 및 전원 온/오프 스위치(71)를 이용하여 전원 온/오프, 시스템 리셋, 프린터 출력 등 전체 시스템을 제어하기 위한 키신호를 입력할 수 있다.Of course, the golf practitioner may input a key signal for controlling the entire system such as power on / off, system reset, printer output by using the operation unit 70 and the power on / off switch 71.
이에 따라서, 본 발명은 실내외 골프 연습장 및 개별 장소에 설치해서 골프 스윙 연습자에게 자신이 스윙한 공의 속도, 예상 비거리, 클럽헤드의 충격량, 클럽헤드 스윙 각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림정보(훅, 슬라이스) 등의 관련 정보를 연습자에게 제공하기 위한 저가의 3D 골프 스윙 분석 시스템을 제공할 수 있도록 하는 효과를 달성한다.Accordingly, the present invention is installed in the indoor and outdoor golf driving ranges and individual places to the golf swing exerciser swings his own speed, estimated distance, the amount of impact of the club head, the accuracy of the club head swing angle, left and right pull information (hook) To provide a low-cost 3D golf swing analysis system for providing exercisers with relevant information, such as slices, slices, and the like.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited only to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 3D 골프 스윙 분석 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the configuration of a 3D golf swing analysis system according to the present invention,
도 2는 본 발명인 3D 골프 스윙 분석 시스템의 설치 개념도,2 is a conceptual diagram of the installation of the present inventors 3D golf swing analysis system,
도 3은 연습자에게 제공되는 골프 스윙 분석 정보가 표시된 화면도이다.3 is a screen diagram showing golf swing analysis information provided to an exerciser.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ****** Explanation of main parts of drawing ***
10 : 센서단10: sensor
11 : 전방수평 센서부 12 : 전방수직 센서부11: front horizontal sensor unit 12: front vertical sensor unit
13 : 후방수평 센서부 14 : 후방수직 센서부13: rear horizontal sensor part 14: rear vertical sensor part
20 : 신호분리부 30 : 필터부20: signal separation unit 30: filter unit
40 : 제어부 50 : 표시부40: control unit 50: display unit
60 : 데이터 기록부 70 : 조작부60: data recording unit 70: operation unit
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