KR20060114969A

KR20060114969A - 레이저와 4축 광센싱을 이용한 골프볼 및 헤드정보 분석 시스템

Info

Publication number: KR20060114969A
Application number: KR1020050037209A
Authority: KR
Inventors: 최승환
Original assignee: (주) 알디텍
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-11-08
Also published as: US8052543B2; WO2006118422A1; KR100753657B1; US20080153613A1; CN101171588B; CN101171588A

Abstract

본 발명은 바닥면에 일정 간격으로 여러개의 광센서가 직선으로 배열되고 상단에 설치된 광원으로부터 빛을 입력받아 볼 또는 클럽헤드의 움직임에 따른 그림자를 감지하는 수평 센서부, 상기 바닥면에 수직으로 기울어진 형태로 설치되어 후면에 위치한 레이저로부터 빛을 입력받아 볼이 레이저면을 통과할때 생기는 그림자를 감지하는 수직 센서, 상기 수평 센서부와 수직 센서부에서 감지된 그림자 정보를 이용하여 공간상에서의 볼의 위치 좌표를 구하고, 상기 구해진 볼의 위치 좌표를 이용하여 볼속도, 클럽 헤드 속도, 볼의 방향각/타출각, 클럽 헤드 경로, 구질, 비거리를 계산하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 구해진 값을 화면상에 표시하는 표시부로 구성된 것으로서, 골프 연습장에서 골프 볼을 친 후 골프 공이 날아가는 모습을 센서로 감지하여 공의 속도, 비행거리, 방향, 최초 각도, 궤적, 착지 지점 등을 계산하여 화면에 그림과 숫자로 보여주고 이때 골프장 코스의 배경 사진을 배경으로 볼이 날아가는 모습과 착지 지점을 상세하게 3차원 그래픽으로 보여주여 사용자가 친 공의 분석 결과를 쉽게 알수 있다.

골프, 타구분석, 센서, 방향, 볼속도, 클럽 헤드 경로, 비거리

Description

골프 스윙 분석 시스템{GOLF SWING ANALYSIS SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 골프 타구 분석 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.

도 2는 본 발명에 따른 골프 타구 분석 시스템의 설치 개념도.

도 3은 본 발명에 따른 수평 센서부를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 바이너리 데이터로 표시된 그림자 정보의 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 클럽 헤드 진입 경로를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 볼의 방향각/타출각을 설명하기 위한 도면.

도 7a 내지 도 7i는 본 발명에 따른 구질 판별 방법을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

102 : 수평 센서부 104 : 수직 센서부

110 : 제어부 120 : 표시부

130 : 데이터 출력부 140 : 광원

150 : 레이저

본 발명은 골프 연습장에서 볼을 치면, 날아가는 볼과 클럽 헤드의 그림자를 감지하고 그 감지된 그림자 정보를 이용하여 볼속도, 클럽 헤드 속도, 볼의 방향각/타출각, 클럽 헤드 경로, 구질, 비거리를 구하여 화면상에 제공하는 골프 스윙 분석 시스템에 관한 것이다.

현재 국내 골프 애호가는 200만명에 달하며, LPGA의 박세리, 김미현 선수등의 활약과 공중, 유선 방송국의 골프에 대한 방송 시간 증대 등을 볼때 일반인의 골프에 대한 관심도가 더욱 증대되고 있으며 골프 애호가 수는 더욱 증가할 것이다. 더욱이 정부의 주 5일 근무제 실에 따라 더욱 많은 사람들이 골프장을 찾고 있다. 골프는 운동과 사교 및 영업 목적으로 고급스러우면서 자연스러운 하나의 레저로 점점 그 시장이 확대되고 있다.

일반 골프 애호가들은 골프장에 가서 플레이를 하거나 골프 연습장에서 스윙 연습을 한다. 전국에 골프장은 수십개이며 골프 연습장은 실내 및 실외를 합쳐 수천개에 이른다. 골프에 입문한 사람들은 실력 향상을 위해 부단히 노력하며, 많은 투자를 한다. 초기에는 골프 연습장에서 스윙 연습으로 시작하며 점점 실력이 향상될수록 정밀도를 높이는 기술 습득에 중점을 두게 된다. 골프 실력 향상은 골프장에서 라운딩 하면서 타수의 감소를 명확히 나타난다. 이에 따라 골프 초보자 뿐만 아니라 전문가도 실력 향상 및 골프장 가기 전 필드 적응을 위해 골프 연습장에서 스윙 연습을 자주 한다. 스윙 연습의 목적은 좋은 자세 습득과 원하는 위치에 공을 보내줄 수 있는 정확성을 키우는데 있다. 궁극적으로는 골프장에서 게임시에 타수를 줄이는 것이다. 특히, 고급 골퍼는 공이 일정 거리를 날아간뒤 훅 또는 슬라이스 등 스핀이 어느방향으로 생기는지 여부에 큰 관심을 가진다.

골프 연습장에서 스윙 결과를 분석하기 위하여 바닥에 광센서를 설치하여 스윙 결과를 분석한다. 그러나 센서를 바닥에만 설치하면 공이 날아가는 타출각을 직접적으로 계측할 수 없는 단점이 있다.

또한, 골퍼마다 스윙시에 각 클럽별로 최적의 속도와 타출각으로 스윙하여야 최대의 비거리를 낼수 있다는 점을 감안할때 공의 타출각정보는 스윙 분석에 중요한 정보임에도 센서가 바닥에만 있으므로 공간상에서 클럽과 공이 어떤 높이로 운동하는지 계측하지 못하므로 센서 구조 자체적으로 부정확도를 지니게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 실내외 골프 연습장 및 개별 장소에서 골프 스윙 연습자에게 자신이 스윙한 공의 속도, 예상 비거리, 클럽 헤드의 충격량, 클럽 헤드 스윙 각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림 정보 등의 관련 정보를 연습자에게 제공할 수 있는 골프 스윙 분석 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 골프 연습장에서 골프 볼을 친 후 골프 볼이 날아가는 모습을 센서로 감지하여 공의 속도, 비행거리, 방향, 최초 각도, 궤적, 착지 지점 등을 계산하여 화면에 그림과 숫자로 보여주고 이때 골프장 코스의 배경 사진을 배경으로 볼이 날아가는 모습과 착지 지점을 상세하게 3차원 그래픽으로 보여주여 사용자가 친 공의 분석 결과를 쉽게 알수 있도록 하는 골프 스윙 분석 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 바닥면에 일정 간격으로 여러개의 광센서가 직선으로 배열되고 상단에 설치된 광원으로부터 빛을 입력받아 볼 또는 클럽헤드의 움직임에 따른 그림자를 감지하는 수평 센서부, 상기 바닥면에 수직으로 기울어진 형태로 설치되어 후면에 위치한 레이저로부터 빛을 입력받아 볼이 레이저면을 통과할때 생기는 그림자를 감지하는 수직 센서, 상기 수평 센서부와 수직 센서부에서 감지된 그림자 정보를 이용하여 공간상에서의 볼의 위치 좌표를 구하고, 상기 구해진 볼의 위치 좌표를 이용하여 볼속도, 클럽 헤드 속도, 볼의 방향각/타출각, 클럽 헤드 경로, 구질, 비거리를 계산하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 구해진 값을 화면상에 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템이 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 골프 타구 분석 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 2는 본 발명에 따른 골프 타구 분석 시스템의 설치 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 수평 센서부를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명에 따른 바이너리 데이터로 표시된 그림자 정보의 예시도, 도 5는 본 발명에 따른 클럽 헤드 진입 경로를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명에 따른 볼의 방향각/타출각을 설명하기 위한 도면, 도 7a 내지 도 7i는 본 발명에 따른 구질 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 골프 타구 분석 시스템은 센서부(100), 제어부(110), 표시부(120), 데이터 출력부(130)를 포함한다.

상기 센서부(100)는 바닥면에 설치되는 수평 센서부(102)와 타출각을 측정하기 위하여 수직으로 일부 기울어져 세워진 수직 센서부(104)를 포함한다.

상기 수평 센서부(102)에 대하여 도 3을 참조하면, 수평센서부(102)는 제1 수평센서부(102a), 제2 수평 센서부(102b), 제3 수평 센서부(102c)로 구성된다.

상기 제1 내지 제3 수평 센서부(102a, 102b, 102c)는 하나의 PCB 보드에 각각 일정한 간격으로 여러 열의 광센서가 직선으로 배열된 형태이다. 즉, 상기 제1 수평 센서부(102a)는 공의 비행 시작점에서 오른쪽으로 소정 거리 떨어진 곳에 설치하고, 제2 수평 센서부(102b)는 상기 제1 수평 센서부(102a)로부터 소정 거리 만큼 떨어진 곳에 설치, 상기 제3 수평 센서부(102c)는 상기 제2 수평 센서부(102b)로부터 소정 거리만큼 떨어진 곳에 설치한다. 이때, 상기 제1 수평센서부(102a), 제2 수평센서부(102b), 제3 수평센서부(102c)내 각 광센서의 위치 좌표는 미리 정의되어 있다.

여기서, 상기 광센서는 레이저 다이오드, 적외선 발광 다이오드, 포토 다이 오드 및 포트 트랜지스터 등을 포함한다.

상기 제1 내지 제3 수평 센서부(102a, 102b, 102c)는 상단에 위치한 광원(140)으로부터 빛을 입력받아 물체가 센서위의 광막을 통과하면서 생기는 그림자를 감지한다. 이때, 상기 제1 내지 제3 수평 센서부 (102a, 102b, 102c)는 일정 간격으로 배열되어 있으므로, 각각 그림자를 감지하는 시간차가 존재한다. 이 시간차를 이용하여 볼 또는 클럽 헤드의 속도를 구할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 수평 센서부 (102a, 102b, 102c)는 상기 그림자 감지 정보를 상기 제어부(110)에 전송한다. 여기서, 상기 그림자 감지 정보는 도 4와 같이 바이너리 데이터로 표시된 것으로, 그림자가 감지된 영역은 '1', 그림자가 감지되지 않은 영역은 '0'의 형태로 표시된다.

도 4를 참조하면, 4개의 열에서 취득한 바이너리 데이터이고, 0번 인덱스부터 36번 인덱스까지 첫번째 열에서 클럽이 지나갈때 생기는 그림자 블럭이 '1'로 나타나 있다. 같은 시간에 나머지 센서열 위를 지나가는 물체가 없으므로 모두 '0'값으로 마크되어 있다. 각 센서열에서 클럽이 지나갈때의 그림자 정보를 분리하면, 도 5와 같이 클럽 헤드 진입 경로 및 임팩트시의 클럽 헤드 상태를 마치 디지털 사진을 찍은 듯이 그려낼 수 있다.

즉, 제1 수평 센서부(102a)에서는 제1 클럽 헤드 그림자(500)를 감지하고, 제2 수평센서부(102b)에서는 제2 클럽헤드 그림자(502)를 감지하고, 제3 수평센서부(102c)에서는 제3 클럽 헤드 그림자(504)를 감지한다.

상기와 같이 연속으로 감지된 제1 내지 제3 그림자 정보(500, 502, 504)를 이용하여 헤드클럽 진입 경로 및 임팩트시의 클럽 헤드 상태를 알수 있다.

또한, 상기와 같이 연속적으로 들어오는 디지털 데이터 값을 해석하여 볼속도, 클럽 헤드 속도 등을 구할 수 있다.

바닥에 3중의 수평 센서 (102a, 102b, 102c)를 설치하면 클럽 헤드가 센서 위를 통과하면서 생기는 그림자를 재생할 수 있으므로 클럽의 진입 궤도가 outside-inside, inside-inside, inside-outside인지를 그림자 궤적을 보고 판단할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 수평 센서부 (102a, 102b, 102c)로 클럽 그림자의 끝을 모두 잡을수 있으므로 3점을 모두 지나는 가상의 호를 구할 수 있고, 이 호의 곡률을 계산하여 임팩트 전후에 클럽 헤드가 진입하는 궤적을 복원할 수 있다.

세개의 클럽 헤드의 그림자(500, 502, 504)중에서도 제2 수평 센서부(502)에서 얻어지는 클럽 헤드 그림자의 중요도가 높은데, 이는 임팩트시에 공이 클럽의 어느 부분에 맞았는지를 직접적으로 보여준다. 그리고 상기 제1 내지 제3 수평 센서부 (102a, 102b, 102c)는 클럽 헤드의 그림자 자체를 보여줌으로써 스윙 분석에 도움을 줄 뿐만 아니라 클럽 패스 진입 경로와 클럽 페이스의 열리고 닫힌 정도를 계측하게 함으로써 볼의 구질을 판별하는데 결정적인 역할을 한다. 덧붙여 클럽의 진행 방향과 볼의 진행 방향의 차이, 볼이 클럽에 맞는 부위 등을 분석하여 구질에 반영시키면 더 세부적인 분석도 가능하다.

상기 수직 센서부(104)는 장비의 후면에 위치하는 레이저(150)로부터 빛을 입력받아 볼 또는 클럽 헤드가 레이저면을 통과할때 생기는 그림자를 감지한다. 이 그림자 정보를 감지하여 볼과 클럽의 운동을 분석한다. 이때, 수직센서부(104)는 기울어진 형태인데, 이는 볼의 감지 면적을 크게 하기 위해서이다.

상기 수직 센서부(104)에서 감지된 그림자 정보는 볼의 타출각을 계측하여 볼의 공간 속도 계측을 가능하게 하고 비거리의 정확도 향상 및 골프 볼 비행 시뮬레이션의 정확도 향상에 기여한다.

상기와 같이 골프 스윙시 클럽 헤드와 볼이 움직이는 상태를 감지할 수 있도록 임팩트 존에 빛에 반응하는 센서부를 여러 줄로 길게 나열하여 배치한 후, 이 센서에 광원을 이용하여 빛을 비춘다. 이때 골프 클럽과 볼이 광원과 센서 사이를 지나면 그림자에 의하여 그 순간 빛이 센서에 도달하지 못하고 이를 감지하여 볼과 클럽의 궤적 및 속도 등을 계산한다.

상기 제어부(110)는 상기 수평 센서부(102)와 수직 센서부(104)로부터 그림자 정보가 수신되면, 그 그림자 정보를 이용하여 볼속도, 클럽 헤드 속도, 볼의 방향각/타출각, 비거리를 구한다.

즉, 상기 제어부(110)는 상기 수평 센서부(102)로부터 연속적으로 들어오는 디지털 데이터 값(그림자 정보)와 상기 수직 센서부(104)로부터 들어오는 디지털 데이터 값(그림자 정보)을 해석하여 볼속도, 클럽 헤드 속도를 구한다.

먼저 볼 속도중 티 샷의 경우, 수직센서에서 볼이 지나간 시간을 이용하여 계측하게 되며, 이러한 티 샷의 볼 속도는 아래의 수학식 1에 의해 구한다.

여기서, T : 시간, f : 샘플링 주파수, n : 센서를 통과할 때의 볼 그림자 블록 인덱스 수, S : 골프공의 지름 + 계측 소자의 실계측 영역 폭을 나타낸다.

아래의 참고 도면은 티 샷의 경우에 볼 속도를 구하는 과정을 나타낸다.

또한, 볼 속도중 아이언 샷의 경우, 아래에서 설명될

및

를 이용해서 제 2 수평센서부터 제 3 수평센서까지 공이 이동한 3차원 상의 거리를 계산한다. 또는 제 2 수평센서부터 수직센서 까지 공이 이동한 3차원 상의 거리를 계산한다. 물론 바이너리 데이터로부터 제 2 수평센서부터 제 3 수평센서까지, 제 2 수평센서부터 수직센서까지 공이 이동하는 데 걸린 시간은 계산이 가능하다.

여기서, 아이언 샷의 볼 속도는 아래의 수학식 2에 의해 구한다.

여기서, T : 시간, f : 샘플링 주파수, n : 센서를 통과할 때의 각 센서에서 공이 입사된 데이터 배열 수의 차이, S : 3차원 공간상에 각 센서에서 센싱되기 까지 이동하는 거리(제 2 수평센서에 공이 센싱되기 시작하는 공간부터 제 3 수평센서에서 공이 센싱되기 시작하는 공간까지의 거리 또는 제 2 수평센서에 공이 센싱되기 시작하는 공간부터 수직센서에서 공이 센싱되기 시작하는 공간까지의 거리)이다.

다음으로 클럽 헤드 속도는 수학식 3에 의해 구한다.

여기서, T : 시간, f : 샘플링 주파수, n : 각 센서를 통과할 때의 클럽 헤드 그림자 블록 인덱스 차이, S : 클럽 헤드가 각 센서를 통과하면서 이동하는 3차원상의 거리를 의미하며, 또한 상기 S는 각 센서의 이격거리 및 클럽이 각 센서를 지나갈 때의 입사각을 이용하여 계산하게 된다.

또한, 상기 제어부(110)는 제3 수평 센서부(102c)에서 감지된 볼의 그림자 정보와 상기 수직 센서부(104)에서 감지된 볼의 그림자 정보를 이용하여 볼의 방향각과 타출각을 구한다.

상기 볼의 방향각과 타출각을 구하는 방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

제3 수평 센서부(102c)에서 볼이 지나간 곳을 구하면 볼의 방향각을 구하고, 수직 센서부(104)에서 볼이 지나간 곳을 구하면 볼의 타출각을 구할 수 있다. 이때, 수직 센서부(104)에 레이저(150)로부터 입력을 받아 같은 위치에 볼의 상이 맺히더라도 볼의 좌우 위치에 따라 타출각이 달라지므로 제3 수평 센서부(102c)에서 구한 방향각 값을 정확하게 이용하여야 한다.

또한, 티샷을 하는 경우에는 티의 높이에 따라서 공간상의 위치 및 거리가 바뀌므로 티의 높이를 입력받아서 공간상의 좌표에 반영하여야한다.

도 6을 참조하면, 티 위에 있던 볼은 타격후 광막과 레이저막을 통과하게 된다. 공이 광막을 통과하면서 제 3 수평센서(102c)의 A지점에 그림자가 생기고, 이 그림자로부터 볼의 중심점을 찾아낸다.

이어서, 3차원 공간상에서 A지점의 볼의 중심점과 상부에 설치된 레이저 또는 광원을 잇는 선(제1선)을 생성한다. 마찬가지로 공이 레이저막을 통과하면서 B지점에 그림자가 생기고, 이 그림자로부터 볼의 중심점을 찾아낸다.

3차원 공간상에서 B지점의 볼의 중심점과 측후부에 설치된 레이저를 잇는 선(제2선)을 생성한다. 실제로 공간상에서 제1선과 제2선은 만나지 않는다.

그러므로 제 3 수평센서(102c)에서 생기는 볼의 그림자 정보와 수직센서(104)에서 생기는 볼의 그림자 정보로부터 공의 제1선 위의 어느 점과 제2선 위의 어느 점에 있다는 사실을 알 수 있다. 드라이버로 티 샷을 하는 경우에는 티의 높이를 입력받아 공의 출발 위치를 알 수 있고, 아이언 샷은 지정된 위치에서 샷을 하게 되므로 역시 공의 출발 위치를 알 수 있다.

3차원 운동의 식을 3차원 벡터로 표현하면 아래와 같다.

: 볼이 처음 놓여져 있던 공간 좌표(티 샷 또는 아이언 샷의 공의 위치)

: 제 3 수평센서의 볼 그림자의 중심점(볼의 A 위치)

: 수직센서의 볼 그림자의 중심점(볼의 B 위치)

: 측후부에 설치된 레이저의 공간 좌표

: 상부에 설치된 광원의 공간 좌표

(제1선) : 점 A와 점 M을 잇는 직선의 방정식

(제2선) : 점 B와 점 L을 잇는 직선의 방정식

이제 공의 출발위치인 P점과 제1선 위의 임의의 한점을 지나는 위치벡터를 구한다.

여기서, t는 0과 1 사이의 값이고, t=0 이면

가 되고, t=1 이면

이 된다. t가 0과 1 사이의 값이면 A점과 M점을 잇는 제1선 위의 한 점이 된다. 또한, 공간상에서 M점과 P점은 정해져 있는 점이고, 그림자 정 보로부터 계산된 A점도 수치를 갖고 있으므로

은 모두 상수이고,

의 각 좌표는 t에 관한 1차식이 된다.

마찬가지로, 공의 출발 위치인 P점과 제2선 위의 임의의 한점을 지나는 위치벡터를 구한다.

여기서, s는 0과 1 사이의 값이고 s=0 이면,

이 되고, s=1이면

가 된다. s가 0과 1 사이의 값이면 L점과 B점을 잇는 제2선 위의 한 점이 된다. 또한 공간상에서 L점과 P점은 정해져 있는 점이고 그림자 정보 로부터 계산된 B점도 수치를 갖고 있으므로

은 모두 상수이고,

의 각 좌표는 s에 관한 1차식이 된다.

제1선과 제2선이 공간상에서 만나지는 않지만 공은 한 방향으로 진행하기 때문에

와

의 방향은 일치해야 한다. 즉 두 벡터가 평행해야 한다.

위 식에서

은 A점과 B점의 그림자로 부터 정해지는 상수가 되고, t, s, k가 변수가 된다. 이 식에서 변수가 세 개이고, 벡터식의 x, y, z 좌표에서 나오는 식이 셋 이므로 수치 해석적인 t, s, k의 해가 도출된다.

이로부터

와

를 구할 수 있다. 즉 공이 3차원 상에서 진행한 방향을 구하게 된다. 이 벡터는 크기가 중요한 것이 각 원소의 성분의 비율 만이 의미가 있다. 즉 방향만이 의미가 있다. 이 방향 벡터의 값으로부터 공의 방향각(좌우각도)와 타출각(고도각)을 계산하게 된다.

다음으로 구질을 판별하는 방법에 대하여 도 7a 내지 도 7i를 이용하여 설명하기로 한다.

상기 제어부(110)는 상기 수평 센서부(102)로부터 연속적으로 들어오는 디지털 데이터 값(그림자 감지 정보)을 해석하여 구질을 판별한다.

볼의 출발 방향은 임팩트시 클럽면의 방향과 직각 방향이다. 수평 센서부(102)에서 취득된 그림자 정보를 이어서 각 클럽 끝을 지나는 유일한 원을 계산하여 임팩트시의 호의 접선의 기울기를 구한다.

상기 구해진 원의 궤적이 골퍼의 스윙 궤적이고, 각 운동 점에서 경로의 기울기를 구한후, 헤드 경로가 outside-inside, inside-inside, inside-outside인지를 판별한다.

도 7a는 볼이 출발한 방향과 임팩트시의 호의 접선의 기울기가 다르지 않으므로 사이드 스핀이 걸리지 않아 straight로 판단한다.

도 7b는 볼이 출발한 방향과 임팩트 시의 호의 접선의 기울기가 다르고, 임팩트시의 호의 접선의 기울기가 볼의 방향보다 왼쪽으로 향하므로 slice가 된다.

도 7c는 볼이 출발한 방향과 임팩트시의 호의 접선의 기울기가 다르고 접선의 기울기가 볼의 방향보다 오른쪽으로 향하므로 hook이 된다.

도 7d는 볼이 출발한 방향이 오른쪽이고 볼의 출발 방향이 임팩트시의 호의 접선의 기울기와 다르지 않으므로 사이드 스핀이 걸리지 않아 push straight가 된다.

도 7e는 볼이 출발한 방향이 오른쪽이고, 볼의 출발 방향보다 임팩트시의 호 의 접선의 기울기가 왼쪽으로 향하므로 push slice가 된다.

도 7f는 볼이 출발한 방향이 오른쪽이고 볼의 출방 방향보다 임팩트시의 호의 접선의 기울기가 오른쪽으로 향하므로 push hook이 된다.

도 7g는 볼이 출발한 방향이 왼쪽이고, 볼의 출발 방향과 임팩트시 호의 접선의 기울기가 차이가 나지 않으므로 사이드 스핀이 걸리지 않아 pull straight가 된다.

도 7h는 볼이 출발한 방향이 왼쪽이고, 볼의 출발 방향보다 임팩트시 호의 접선의 기울기가 더 왼쪽으로 향하므로 pull slice가 된다.

도 7i는 볼이 출발한 방향이 왼쪽이고, 볼의 출발 방향보다 임팩트시 호의 접선의 기울기가 더 오른쪽으로 향하므로 pull hook이 된다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 구해진 볼속도, 클럽 헤드 속도, 볼의 방향각 및 타출각, 클럽 진입 경로등을 종합적으로 고려하여 비거리를 계산한다.

비거리 = f(볼속도, 클럽 헤드 속도, 방향각, 타출각, 클럽 헤드경로)

상기와 같이 제어부(110)는 수평 센서부(102)와 수직 센서부(104)에서 감지된 그림자 정보를 이용하여 볼 속도, 클럽 헤드 속도, 클럽 헤드 경로, 비거리 등을 구한다.

상기 표시부(120)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라 상기 구해진 볼속도, 클럽 헤드 속도, 방향각, 타출각, 클럽 경로의 값을 연습자의 스윙 분석 정보를 화면 또는 FND 상에 표시한다.

상기 데이터 출력부(130)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라 상기 산출된 값 인 연습자의 스윙 분석 정보를 소정 기록매체상에 기록되도록 한다. 여기서, 상기 데이터 출력부(130)는 일반 프린터로 대체될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실내외 골프 연습장 및 개별 장소에서 골프 스윙 연습자에게 자신이 스윙한 공의 속도, 예상 비거리, 클럽 헤드의 충격량, 클럽 헤드 스윙 각의 정확도, 타구의 좌우측 쏠림 정보 등의 관련 정보를 연습자에게 제공할 수 있는 골프 스윙 분석 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 골프 연습장에서 골프 볼을 친 후 골프 공이 날아가는 모습을 센서로 감지하여 공의 속도, 비행거리, 방향, 최초 각도, 궤적, 착지 지점 등을 계산하여 화면에 그림과 숫자로 보여주고 이때 골프장 코스의 배경 사진을 배경으로 볼이 날아가는 모습과 착지 지점을 상세하게 3차원 그래픽으로 보여주여 사용자가 친 공의 분석 결과를 쉽게 알수 있도록 하는 골프 스윙 분석 시스템을 제공할 수 있다.

Claims

바닥면에 일정 간격으로 여러개의 광센서가 직선으로 배열되고 상단에 설치된 광원으로부터 빛을 입력받아 볼 또는 클럽헤드의 움직임에 따른 그림자를 감지하는 수평 센서부;

상기 바닥면에 수직으로 기울어진 형태로 설치되어 후면에 위치한 레이저로부터 빛을 입력받아 볼이 레이저면을 통과할때 생기는 그림자를 감지하는 수직 센서;

상기 수평 센서부와 수직 센서부에서 감지된 그림자 정보를 이용하여 공간상에서의 볼의 위치 좌표를 구하고, 상기 구해진 볼의 위치 좌표를 이용하여 볼속도, 클럽 헤드 속도, 볼의 방향각/타출각, 클럽 헤드 경로, 구질, 비거리를 계산하는 제어부;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 구해진 값을 화면상에 표시하는 표시부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항에 있어서,

상기 수평 센서부는 일정 개수의 광센서가 일정개수의 열로 구성된 제1 수평 센서부, 상기 제1 수평 센서부와 소정 거리 떨어진 곳에 일정개수의 광센서가 일정개수의 열로 구성된 제2 수평 센서부, 상기 제2 수평 센서부와 소정 거리 떨어진 곳에 일정개수의 광센서가 일정 개수의 열로 구성된 제3 수평 센서부로 구성된 것 을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항에 있어서,

상기 수평 센서부와 상기 수직 센서부는 그림자가 감지된 영역은 '1'로 표시하고, 그림자가 감지되지 않은 영역은 '0'으로 표시하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 클럽 헤드 경로는 상기 제1 내지 제3 수평 센서부에서 감지된 클럽 헤드의 제1 내지 제3 그림자 정보를 이용하여 제1 내지 제3 클럽 헤드 그림자를 지나는 가상의 호를 구하고 그 호의 곡률을 계산하여 임팩트 전후의 클럽헤드가 진입하는 궤적을 판단하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구질은 상기 구해진 가상의 호에 대하여 접선의 기울기를 구하고, 상기 구해진 접선의 기울기와 볼의 출발 방향을 이용하여 판별하는 것은 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항에 있어서,

상기 볼 속도는 볼이 각 센서를 통과하면서 이동하는 3차원의 거리/시간을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제6항에 있어서,

상기 시간은 샘프링 주파수/각 센서를 통과할때의 볼 그림자 블럭 인덱스 차이를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 시스템.
제1항에 있어서,

상기 클럽 헤드 속도는 클럽 헤드가 각 센서를 이동하는 3차원의 거리/시간을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제8항에 있어서,

상기 시간은 샘플링 주파수/각 센서를 통과할때의 골프 헤드 그림자 블럭 인덱스 차이를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항에 있어서,

상기 볼의 방향각은 상기 제3 수평 센서부에서 감지된 볼 그림자의 위치를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항 또는 제10항에 있어서,

상기 볼의 타출각은 상기 제3 수평 센서부에서 감지된 볼 그림자의 위치 좌 표와 상기 수직 센서부에서 감지된 볼 그림자의 위치 좌표를 구하고, 상기 레이저와 상기 수직센서부에서 감지된 볼 그림자 좌표를 잇는 직선의 방정식을 구하고, 상기 구해진 방정식에 상기 제3 수평 센서부에서 감지된 볼 그림자 좌표값을 대입하여 상기 볼의 위치 좌표를 구하고, 그 위치 좌표를 이용하여 타출각을 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제11항에 있어서,

상기 제3 수평 센서부에서 감지된 볼 그림자 위치 좌표와 상기 수직 센서부에서 감지된 볼 그림자 위치 좌표는 각각 특정한 광센서의 위치 좌표이므로, 그 좌표값을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.
제1항에 있어서,

상기 비거리는 상기 구해진 볼속도, 클럽 헤드 속도, 방향각, 타출각, 클럽 헤드 경로를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 시스템.