KR20100002418A - 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템에 관한 것으로서, 바닥에 광센서를 설치하여 스윙 결과를 분석하는 종래의 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 태양에 따르면 바닥면에 일정 간격으로 배열된 다수의 광센서를 포함하는 바닥면 센서부, 바닥면 센서부를 비추도록 바닥면의 상부에 설치된 광원, 골프공이 통과할 때 그림자가 생기도록 빛을 방출하도록 바닥면에 기울어진 형태로 설치되는 레이저 광원, 레이저 광원으로부터 빛을 입력받도록 마주보게 설치되는 다수의 광센서를 포함하는 수직 센서부, 바닥면 센서부와 수직 센서부에서 감지된 정보를 이용하여, 골프공의 공간상 위치 좌표를 구하는 측정부 및 측정부에 의해 측정된 골프공의 공간상 위치 좌표를 표시하는 표시부를 포함하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템이 제공된다. 이를 통해서 자신이 스윙한 공의 속력, 예상 비거리, 골프채 헤드의 충격량, 골프채 헤드 스윙 각의 정확도, 타구의 좌우 측 쏠림 정보 등의 관련 정보를 연습자에게 제공할 수 있다.

골프, 타구분석, 센서

Description

골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템{ANALYSIS SYSTEM FOR MOVEMENT OF GOLF BALL AND GOLF CLUB HEAD}

본 발명은 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 날아가는 골프공과 골프채 헤드의 그림자를 감지하고 그 감지된 그림자 감지 정보를 이용하여 골프공 속력, 골프채 헤드 속력, 골프공의 방향각/타출각, 골프채 헤드 경로, 구질, 비거리를 구하여 화면상에 제공하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템에 관한 것이다.

골프에 입문한 사람들은 실력 향상을 위해 부단히 노력하며, 많은 투자를 한다. 골프 애호가들은 실력 향상 및 필드 적응을 위해 골프 연습장에서 스윙 연습을 자주 한다. 스윙 연습의 목적은 좋은 자세 습득과 원하는 위치에 공을 보낼 수 있는 정확성을 키우는 것이다. 특히, 고급 골퍼는 공이 일정 거리를 날아간 뒤 훅 또는 슬라이스 등 스핀이 어느 방향으로 생기는지 여부에 큰 관심을 가진다.

골프 연습장에서 스윙 결과를 분석하기 위하여 바닥에 광센서를 설치하여 스윙 결과를 분석하는 기술이 사용되고 있다.

스윙시에 각 골프채별로 최적의 속력과 타출각을 얻을 수 있도록 스윙하여야 최대의 비거리를 낼 수 있다는 점을 감안할 때 공의 타출각에 관한 정보는 스윙 분석에 가장 중요한 정보임에도 센서가 바닥에만 설치되어 있으므로 타출각을 측정할 수 없다는 문제가 있었다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 태양에 따르면 바닥면에 일정 간격으로 배열된 다수의 광센서를 포함하는 바닥면 센서부, 바닥면 센서부를 비추도록 바닥면의 상부에 설치된 광원, 골프공이 통과할 때 그림자가 생기도록 빛을 방출하도록 바닥면에 기울어진 형태로 설치되는 레이저 광원, 레이저 광원으로부터 빛을 입력받도록 마주보게 설치되는 다수의 광센서를 포함하는 수직 센서부, 바닥면 센서부와 수직 센서부에서 감지된 정보를 이용하여, 골프공의 공간상 위치 좌표를 구하는 측정부 및 측정부에 의해 측정된 골프공의 공간상 위치 좌표를 표시하는 표시부를 포함하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템이 제공된다.

본 발명에 따르면, 골프 연습자에게 자신이 타격한 공의 속력, 예상 비거리, 골프채 헤드 스윙 각의 정확도, 골프공의 구질 등의 관련 정보를 연습자에게 제공할 수 있는 골프 스윙 분석 시스템을 제공할 수 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 2는 본 발명에 따른 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템의 설치 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템은 센서부(100), 측정부(200), 표시부(300)를 포함한다.

센서부(100)는 바닥면 센서부(120), 광원(130), 수직 센서부(140) 및 레이저 광원(150)을 포함한다.

바닥면 센서부(120)는 제1바닥면 센서부(120a), 제2바닥면 센서부(120b), 제3바닥면 센서부(120c)와 광원(130)을 포함한다.

제1내지 제3바닥면 센서부(120a, 120b, 120c)는 바닥면에 일정한 간격으로 설치되며, 각각의 바닥면 센서부는 여러 열의 광센서가 직선으로 배열된 형태이다. 즉, 제1바닥면 센서부(120a)는 공이 놓이는 지점에서 공이 날아가는 방향을 기준으로 뒤쪽에 일정 거리 떨어진 곳에 설치하고, 제2바닥면 센서부(120b)는 공이 놓이는 지점에 설치하며, 제3바닥면 센서부(120c)는 제2바닥면 센서부(120b)로부터 앞쪽으로 일정 거리 떨어진 곳에 설치한다.

광원(130)은 제1 내지 제3바닥면 센서부(120a, 120b, 120c)의 상단에 위치한다. 광원(130)에서 방출된 빛이 골프공이나 골프채 헤드에 의해서 가려지면 그림자가 생기게 되고 센서는 그림자를 감지하여 측정부(200)에 데이터를 전달하게 된다. 이때, 각각의 센서부(120a, 120b, 120c)는 일정 간격으로 배열되어 있으므로, 센서부(120a, 120b, 120c)가 그림자를 감지하는 시간에는 차이가 존재한다. 이 시간차를 이용하여 골프공 또는 골프채 헤드의 속력을 구할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 골프채 헤드 그림자의 형상화 및 그 해석법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 바닥면 센서부(120)에서 전달된 데이터를 통해서 그림자가 감지되는 센서의 위치와 그림자가 감지되지 않는 센서의 위치를 구별할 수 있으므로 골프채 헤드가 각각의 바닥면 센서부(120a, 120b, 120c)를 지나갈 때의 그림자의 형태를 도 3에 표시된 것과 같이 각각의 바닥면 센서부(120a, 120b, 120c) 별로 형상화할 수 있다. 이를 통해서 골프채 헤드가 각각의 바닥면 센서부(120a, 120b, 120c)에 진입하는 각도, 충돌시의 골프채 헤드의 각도를 알아낼 수 있다.

수직 센서부(140)와 레이저 광원(150)은 서로 마주보도록 설치된다. 수직 센서부(140)는 골프공의 감지 면적을 크게 하기 위해서 기울어져서 설치된다.

수직 센서부(140)는 골프공 또는 골프채 헤드가 레이저 면을 통과할 때 생기는 그림자를 감지한다. 이 그림자 감지 정보를 이용하여 골프공과 골프채의 운동을 분석한다.

수직 센서부(140)에서 감지된 그림자 감지 정보는 골프공의 타출각을 계측하여 골프공의 속력 계산을 가능하게 한다.

측정부(200)는 바닥면 센서부(120)와 수직 센서부(140)로부터 그림자 감지 정보가 수신되면, 그 그림자 감지 정보를 이용하여 골프공 속력, 골프채 헤드 속 력, 골프공의 방향각/타출각, 비거리를 구한다.

즉, 측정부(200)는 바닥면 센서부(120)로부터 연속적으로 들어오는 그림자 감지 정보와 수직 센서부(140)로부터 들어오는 그림자 감지 정보를 해석하여 골프공 속력, 골프채 헤드 속력을 구한다.

골프공 속력 아래의 수학식 1에 의해 구한다.

여기서, T는 시간이고 L은 이동거리이다. 시간은 센서의 샘플링 주기와 그림자 감지될 때까지의 샘플링 횟수를 곱해서 계산할 수 있으며, L은 골프공의 처음 위치부터 제3바닥면 센서부(120c)에서 공이 감지되기 시작하는 위치까지의 거리이다.

다음으로, 골프채 헤드 속력은 수학식 2에 의해 구한다.

여기서, t는 시간이고 S은 이동거리이다. 시간은 센서의 샘플링 주기와 변화가 감지될 때까지의 샘플링 횟수를 곱해서 계산할 수 있으며, S는 골프채 헤드의 중심부가 이동하는 호의 거리를 의미하며, 측정부(200)에서 각각의 바닥면 센서부(120a, 120b, 120c)에서 전달된 그림자 감지 정보를 통해서 골프채 헤드 영상을 그려내고, 각각의 골프채 헤드 영상의 중심부를 연결한 호를 그려서 측정하게 된 다.

또한, 측정부(200)는 제3바닥면 센서부(120c)에서 감지된 골프공의 그림자 감지 정보와 수직 센서부(140)에서 감지된 골프공의 그림자 감지 정보를 이용하여 골프공의 방향각과 타출각을 구한다.

도 4는 본 발명에 따른 골프공의 방향각/타출각을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 골프공이 진행하는 좌우각도를 의미하는 방향각은 제3 바닥면 센서부(120c)에서 골프공이 지나간 위치를 측정하여 간단하게 구할 수 있다.

골프공이 진행하는 고도각을 의미하는 타출각은 상기 방향각과 수직 센서부(140)에서 골프공이 지나간 위치를 측정하여 구할 수 있다. 단, 수직 센서부(140)에 같은 위치에 골프공의 그림자가 생기더라도 골프공의 방향각에 따라서 타출각이 다르므로 제3바닥면 센서부(120c)에서 구한 방향각 값을 이용하여 타출각을 계산하여야 한다. 즉, 타출각이 동일하다 하더라도 수직 센서부(140)가 45°기울어져 있으며 레이저가 하나의 초점에서 발사되어 레이저 막을 형성하기 때문에 방향각에 따라서 수직 센서부(140)에 생기는 그림자의 위치는 달라진다.

방향각과 수직 센서부(140)에서 측정된 골프공의 위치를 이용하여 타출각을 측정하는 방법은 여러 가지 방법이 있을 수 있다.

예를 들면, 다음의 순서로 타출각을 구할 수 있다.

첫째, 방향각을 이용하여 수식 센서부(140)까지 골프공이 진행하였을 때 바닥면으로 투영된 위치A를 구하고, 그 점의 좌표를 (a. 0)이라고 한다.

둘째, 레이저 광원(150)의 좌표값(x1, y1)과 그림자가 생기는 수직 센서 부(140)상의 점의 좌표값(x2, y2)을 연결하여 레이저 막이 형성되는 가상의 평면상에 존재하는 선의 방정식을 구하고, 그 방정식의 a값을 대입하여 얻어지는 y값은 B라고 한다.

셋째, 처음 골프공이 놓인 위치에서 A위치까지의 거리 L을 구한다.

넷째, 수학식 3을 이용하여 타출각을 구한다.

(θ=타출각)

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 구질 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 내지 도 5c 참고하여 구질을 판별하는 방법에 대하여 설명한다.

측정부(200)는 바닥면 센서부(120)로부터 연속적으로 들어오는 그림자 감지 정보를 해석하여 구질을 판별한다. 구질을 판별하기 위해서는 골프공의 진행 방향과 골퍼의 스윙 궤적을 알아야 한다.

골프공의 진행 방향은 충돌시 골프채 헤드면의 방향과 직각 방향이므로 제2바닥면 센서부(120b)에서 취득된 그림자 감지 정보를 통해서 알 수 있으며, 스윙 궤적은 바닥면 센서부(120)에서 취득된 그림자 감지 정보를 통해서 골프채 헤드의 중심부가 지나는 궤적을 그려서 확인할 수 있다. 상기 궤적의 충돌시의 접선과 골프공의 진행 방향을 비교하면 공의 구질을 알 수 있다.

구체적으로 설명하면 도 5a는 골프공의 진행 방향과 충돌시의 호의 접선의 방향이 같으므로 스트레이트이며, 도 5b는 충돌 시의 호의 접선 방향이 골프공의 진행 방향보다 왼쪽으로 향하므로 슬라이스가 되며, 도 5c는 충돌 시의 호의 접선 방향이 골프공의 진행 방향보다 오른쪽으로 향하므로 훅이 된다.

또한, 측정부(200)는 상기 구해진 골프공 속력, 골프채 헤드 속력, 골프공의 방향각 및 타출각, 골프채 진입 경로 등을 통해서 비거리를 계산한다.

표시부(300)는 측정부(200)에서 측정된 골프공 속력, 골프채 헤드 속력, 방향각, 타출각, 골프채 경로의 값을 화면상에 표시한다.

이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명에 따른 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템을 설명하였으나, 본 발명은 앞에서 설명되고 도시한 구조에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템의 설치 개념도이다.

도 3은 본 발명에 따른 골프채 헤드 그림자의 형상화 및 그 해석법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 골프공의 방향각/타출각 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a 내지 도 5i는 본 발명에 따른 구질 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

120 : 바닥면 센서부 130 : 광원

140 : 수직 센서부 150 : 레이저 광원

200 : 측정부 300 : 표시부

Claims (9)

1. 바닥면에 일정 간격으로 배열된 다수의 광센서를 포함하는 바닥면 센서부;

   상기 바닥면 센서부를 비추도록 상기 바닥면의 상부에 설치된 광원;

   골프공이 통과할 때 그림자가 생기도록 빛을 방출하도록 상기 바닥면에 기울어진 형태로 설치되는 레이저 광원;

   상기 레이저 광원으로부터 빛을 입력받도록 마주보게 설치되는 다수의 광센서를 포함하는 수직 센서부;

   상기 바닥면 센서부와 수직 센서부에서 감지된 정보를 이용하여, 골프공의 공간상 위치 좌표를 구하는 측정부; 및

   상기 측정부에 의해 측정된 골프공의 공간상 위치 좌표를 표시하는 표시부;

   를 포함하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 바닥면 센서부는 일정 개수의 수평 광센서로 구성된 제1바닥면 센서부, 상기 제1바닥면 센서부와 소정 거리 떨어진 곳에 일정개수의 수평 광센서로 구성된 제2바닥면 센서부, 상기 제2바닥면 센서부와 소정 거리 떨어진 곳에 일정개수의 수평 광센서로 구성된 제3바닥면 센서부로 구성된 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 측정부는 상기 제1내지 제3바닥면 센서부에서 감지된 골프채 헤드의 그림자 감지 정보를 이용하여 골프채 헤드 그림자를 지나는 가상의 호를 구하고 그 호의 곡률을 계산하여 충돌 전후의 골프채 헤드가 진입하는 궤적을 판단하는 방법으로 골프채 헤드 이동경로를 구하며,

   상기 표시부는 구해진 골프채 헤드 이동경로를 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 측정부는 상기 구해진 가상의 호에 대하여 접선의 기울기를 구하고, 상기 구해진 접선의 기울기와 골프공의 출발 방향을 이용하여 구질을 판별하며,

   상기 표시부는 판별된 상기 구질을 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 측정부는 골프공이 각 센서를 통과할 때 측정되는 거리/시간을 이용하여 골프공 속력을 구하며,

   상기 표시부는 상기 속력을 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 측정부는 골프채 헤드가 각 센서를 통과할 때 측정되는 거리/시간을 이용하여 골프채 헤드 속력 값을 측정하며,

   상기 표시부는 상기 골프채 헤드 속력을 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 측정부는 상기 제3바닥면 센서부에서 감지된 골프공 그림자의 위치를 이용하여 골프공의 방향각 값을 구하며,

   상기 표시부는 상기 구해진 골프공의 방향각 값을 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
8. 제7항에 있어서,

   상기 측정부는 상기 제3바닥면 센서부에서 감지된 골프공 그림자의 위치 좌표와 상기 수직 센서부에서 감지된 골프공 그림자의 위치 좌표를 이용하여 골프공의 타출각을 구하고,

   상기 표시부는 상기 구해진 골프공의 타출각 값을 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 측정부는 상기 구해진 골프공 속력, 골프채 헤드 속력, 방향각, 타출각, 골프채 헤드 경로를 이용하여 비거리를 구하며,

   상기 표시부는 상기 구해진 비거리 값을 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 골프공 및 골프채 헤드 경로 분석 시스템.

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