KR20100009931U - 도트빔레이져와 수광다이오드를 이용하여 lcd 모니터에 야구공의 속도 및 “스트라이크-볼”을 표시하여 주는 이동용 투수연습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 및 실외에서 던져진 야구공을 감지하여 야구공의 속도 및 공이 지나간 위치를 "스트라이크"와 "볼"로 표시하여 주는 시스템으로서 던져지는 야구공과 평행하지 않게 가로 세로로 설치된 발광 도트빔레이져와 대응하는 가로, 세로로 설치된 수광부 센서를 이용하여 사각의 공간 형태로 설치되며 야구공이 이 공간을 지날 경우에 이를 감지하여 야구공의 통과 좌표를 파악해서 "스트라이크-볼"을 알 수 있으며, 이중으로 가로 발광 도트빔레이져를 설치하고 대응하게 이중으로 수광부를 설치하면 그 공간을 지나는 야구공의 속도를 정확하게 알 수 있다. 또한 이동용으로 제작이 가능하여 어디서나 사용이 가능하며 대형 LCD 모니터를 사용하여 화려한 디스플래이가 가능하다.

감지틀(SF), 충격판(SB), 도트빔레이져(DBL), 가로 도트빔레이져(DBLx), 가로 시작 도트빔레이져(DBLxs), 가로 끝 도트빔레이져(DBLxe), 세로 도트빔 레이져(DBLy), 수광부 다이오드(LD), 가로수광부 다이오드(LDx), 가로 시작 수광부 다이오드(LDxs), 가로 끝 수광부 다이오드(LDxe), 세로 수광부 다이오드(LDy), 데이터처리부(DPB), 야구공(M), 가로 시작-끝 수광부다이오드간 거리(W), 가로 시작-가로 끝 수광부 감지시간(T), LCD, 스트라이크존(SJ), 투수위치(P), 감지틀 조정 핸들(H)

Description

도트빔레이져와 수광다이오드를 이용하여 LCD 모니터에 야구공의 속도 및 “스트라이크-볼”을 표시하여 주는 이동용 투수연습기{Movable pitching master, the measurement system that using the Dot beam laser and the light detecting sensor of coordinates, display the speed and “strike-ball” of the pitching ball to the LCD monitor}

본 발명은 발광부인 도트빔레이져와 수광부인 빛 감지 센서를 이용한 던져진 야구공의 속도 및 "스트라이크-볼"을 대형 LCD 모니터에 표시하는 장치에 대한 것으로, 가로 세로로 설치된 발광 도트빔레이져와 대응하는 가로, 세로로 설치된 수광부 센서를 이용하여 사각의 공간 형태로 설치되며 야구공이 이 공간을 지날 경우에 공에 의해서 수광부가 빛이 차단되어 수광부에서 감지하여 기 입력된 좌표에 의해서 "스트라이크-볼"을 알 수 있으며, 이중으로 가로 발광 도트빔 레이져를 설치하고 대응하게 이중으로 가로 수광부를 설치하면 그 공간을 지나는 야구공에 의해서 이중으로 설치된 수광부가 빛이 차단되며 그 차단되는 시간을 이용해서 속도를 알 수 있다. 이렇게 감지 된 데이터는 컴퓨터에 보내지며 컴퓨터에서 연산을 통해서 야구공의 속도 및 "스트라이크-볼"을 대형 LCD 모니터에 표시 하는 "투수연습기"에 관한 기술이다. 또한 본체와 감지틀 간에 서로 닿지 않게 일정한 공간을 두 어서 센싱의 정확성을 높였으며 이동용으로도 사용이 가능하다.

일반적인 광원과는 달리 도트빔레이져는 직진성이 좋고 밝기가 밝다는 장점이 있다. 이러한 장점을 이용하여 수광부에 발광 할 경우 수광부에서 신호가 감지되며 그 사이를 물체가 지날 경우에 물체에 의해서 빛이 완벽하게 차단되어 신호가 끊어지는 특성을 이용했다. 던져지는 야구공과 평행하지 않게 감지틀-일정수의 도트빔레이져를 가로, 세로로 설치하고 반대편에 빛을 감지하는 일정수의 수광다이오드를 가로, 세로로 설치된-을 설치하면 수광 다이오드는 빛을 수광하고 있다가 야구공이 감지틀의 공간을 통과 하면서 빛을 차단하면 해당 수광부 다이오드가 차단 신호를 연산부에 보내게 된다. 연산부는 어떤 수광부의 신호가 차단 되었나를 연산하여 기 입력된 데이터에 의해서 볼의 좌표를 알 수 있으며 "스트라이크-볼"을 판정 할 수 있다. 또한 감지틀-이중의 가로 도트빔레이져를 일정거리(W)를 두고 설치하고 대응하게 이중으로 가로 수광부가 설치된-의 공간을 야구공이 통과하면 이중으로 설치된 수광부가 이를 감지하며 감지된 시간차이로 계산식(속도=거리/시간)에 의하여 이 공간을 지나는 야구공의 속도를 정확히 알 수 있다.

본 발명은 기존의 도트빔레이져를 이용한 야구공의 속도 및 "스트라이크-볼"을 감지하여 연산장치를 통해서 표시부에 표시 해주는 장치에 관한 방법으로 기존의 방법은 레이져 스피드 건이나 음향 센서를 이용하여 측정하는 방법이 사용되었 다. 그러나 이러한 방법은 가격이 비싸며 "스트라이크-볼"을 판정 할 수 없다는 단점이 있었다. 특히 레이져를 이용하여 구속 및 "볼-스트라이크"를 표시하여주는 장치가 있었으나 구조적으로 오차가 많아 사용에 불편하며 야구공을 천막에 던지므로서 흥미가 많이 저하되었다. 또한 감지틀을 본체에 직접 고정하면 야구공이 충격판에 직접 투구 될 경우에 그 충격에 의하여 감지틀이 흔들리면서 오동작이 발생한다. 본 시스템은 이러한 문제를 완벽히 해결하여 적은 비용으로 실내.외에서 대형 LCD 화면에 직접 야구공을 던지는 시스템이며 특히 던져진 야구공을 정확히 감지하여 속도 및 "스트라이크-볼"을 측정하여 대형 LCD 모니터 화면에 표시 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 직진성이 좋은 도트빔레이져를 이용하여 감지틀-일정수의 도트빔레이져를 가로, 세로로 설치하고 대응하게 빛을 감지하는 일정수의 수광다이오드를 가로, 세로로 설치하며 이중의 가로 도트빔레이져를 일정거리(W)를 두고 설치하고 대응하게 이중으로 가로 수광부가 설치된-로 일정한 감지구역을 설정 할 수 있으며 던져진 야구공이 그 구역을 통과하면 수광부에서 야구공의 통과 좌표를 정확히 감지 할 수 있다. 이렇게 감지된 데이터로 연산장치에서 연산을 통해서 야구공의 위치 및 속도를 알 수 있고 대형 LCD 모니터를 사용하여 표시 할 수 있으며 화면을 다양하고 흥미롭게 구성하여 투구를 하는 사용자의 만족감을 높일 수 있도록 하였다. 대형 LCD 모니터의 보호는 일명 렉산(폴리카보네이트)이라는 충격판을 사용하였다. 또한 감지틀(SF)이 본체와 직접 닿지 않게 일정한 공간을 확보하여 야구공을 충격판에 직접 투구 하여도 감지틀이 흔들리지 않도록 하여 감지의 정확성을 확보 할 수 있으며 부피가 작고 무게가 가벼워 이동용으로 제작이 가능하다.

본 발명은 모두가 좋아하는 야구 시스템으로서 타구 시스템은 많이 보급이 되어 있었으나 던지는 시스템은 아직 미진한 상황이다. 예전에 던지는 시스템이 있었으나 정확성 부족과 흥미유발 부족으로 거의 사라진 상황이다. 특히 본 제품과 유사한 제품이 일본에서 수입이 되어있으나 가격이 본제품의 두배 이상으로 매우 비싸다. 본 시스템은 정확하고 흥미로운 시스템으로서 야구를 좋아하는 사람들에게 쉽고 편하게 본 시스템을 접할 수 있으며 청소년들에게 보다 체계적이고 효율적으로 투구를 배울 수 있는 좋은 시스템으로 사료되며 나아가 국민생활체육 발전에 큰 도움이 되리라 확신한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 감지의 정확성을 높이려면 수광부 다이오드의 간격을 야구공의 감지가 용이한 야구공의 크기보다 적은 6cm간격으로 설치하여 야구공이 통과 할 때에 최소한 한 개 이상의 수광부가 감지 되도록 한다. 또한 실외에서는 태양광의 영향을 받을 수 있으므로 수광부를 일정한 모양의 틀에 넣어서 태양광을 차단해야 한다.

도1은 전체적인 시스템구성을 표시 하였다.

도2의 [가]는 DBL과 LD 사이를 야구공이 통과하기 전에는 일정한 전압(2∼4V)이 감지되는 도면이고 도면 [나]는 야구공 이 공간을 통과하면서 빛이 차단되어 LD가 0V로 떨어 지므로써 신호가 감지되는 것을 보여준다.

도3은 감지틀에서 DBLxe-LDxe와 DBLy-LDy의 공간을 M이 지나갈 때 감지되는 좌표를 보여준다. 감지된 좌표는 Ma = LDxe5 +LDxe6 +LDy9 + LDy10, Mb = LDxe2 +LDy13 + LDy14이다. 또한 SJ 좌표를 연산부에 미리 입력 하므로서 감지된 Ma는 "스트라이크"이고 Mb는 "볼"임을 알 수 있다.

도4는 속도를 측정하는 기존의 방식을 위에서 본 그림이며 레이져를 가로와 세로로 일정한 간격(W)을 두고 설치한다. 그림에서와 같이 M의 위치에 따라서 Wa와 Wb가 각각 차이가 발생하며 이는 약 2Cm 정도이다. 이는 x와 y의 간격을 10Cm일 경우에 감지 시간이 20%정도 줄었다는 의미이며 계산식에서 속도가 20%정도 빠르게 산출된다. 즉 Ma와 Mb가 동일한 속도로 진행을 하더라도 Ma가 Mb 보다 약 20% 정도 오차를 가지고 측정되는 문제점이 있다.

도5는 기존 속도측정 방식의 오차를 극복하기 위하여 DBLxs와 DBLxe를 LDxs와 LDxe를 각각 평행하게 일정한 거리(W)를 두고 설치한 그림이다. 이러한 공간에서는 던져진 Ma의 Wa와 Mb의 Wb는 거의 오차가 없이 W와 동일하게 된다. 따라서 T가 항상 동일한 W에서 측정이 되므로 속도를 계산하는 식(속도=거리(W)/시간(T))에서 정확한 속도를 측정 할 수 있다. (우측면도)

도6는 감지틀의 모양과 DPB, PC 그리고 대형 LCD의 연결 된 그림이다.

도7은 도면[가]와 [나]에서는 감지틀과 본체 사이에 일정한 공간(D)-야구공이 본체에 200Km로 투구 되었을 때 흔들리는 간격보다 큰간격-을 두어 본체에 연결 된 충격판의 충격이 감지틀에 전달되지 않도록 하여 감지의 정확성을 확보 하였다.

도8은 감지틀 상단 양쪽에 선을 고정하고 이 선을 감지틀 조정 핸들(H)에 연결한 모습이다. 도면 [가]는 감지틀 조정 핸들(H)을 화살표 방향으로 돌리면 선이 풀리면서 감지틀이 아 래로 이동하여 투수연습기 사용이 가능하며, 도면[나]는 이동시에는 감지틀 조정 핸들(H)을 화살표 방향으로 돌리면 선이 감기면서 감지틀이 위로 이동하여 본체에 고정이 되어 투수연습기의 이동을 용이하게 하였다.(우측면도)

실내.외 야구연습장에서 투수연습을 효율적으로 할 수 있는 시스템으로서 투수연습장, 청소년체육센터, 놀이시설등, 청소년뿐만 아니라 일반인들이 쉽게 찾을 수 있는 장소에 설치 할 수 있으며 국민생활체육 향상에 많은 도움이 되는 시스템이다.

도1은 전체적인 구성을 표시하였다.

도2는 DBL과 LD사이를 던져진 야구공이 통과할 때 신호발생을 보여준다.

도3은 감지틀-가로 세로로 설치된 DBLx와 DBLy와 대응되는 가로 세로로 설치된 LD-사이의 공간을 야구공이 지나갈 때 감지되는 좌표를 보여주며, 기입력 된 SJ에 의하여 "볼-스트라이크"가 자동으로 판정되는 것을 보여준다.

도4는 기존의 속도 측정 방식의 문제점을 보여준다. (윗면도)

도5는 정확한 속도를 측정하기 위해 일정거리(W)를 두고 이중으로 설치된 DBLxs와 DBLxe, 이중으로 설치된 LDxs와 LDxe를 보여준다. (우측면도)

도6는 감지틀, DPB, PC 그리고 대형 LCD 모니터의 연결 된 모습을 보여준다.

도7은 감지틀과 본체 사이에 일정한 공간(D)을 표시 하였다.(정면도)

도8은 고정시와 이동시의 감지틀의 모습을 보여준다.(우측면도)

Claims (2)

1. 실내.외에서 던져진 야구공의 진행방향과 평행하지 않은 방향으로 이중 가로로 설치된 적어도 2개 이상의 도트빔레이져와 세로로 설치된 적어도 2개 이상의 도트빔레이져를 발광하는 장치를 포함하는 도트빔레이져 발광부와 대응하게 1개 이상의 도트빔레이져(DBL)의 빛을 수광하는 센서를 포함하는 수광부 다이오드(LD)가 설치된 감지틀에서 검출된 신호를 DPB에서 받아 PC에서 연산하여 대형 LCD 모니터에 그래픽 및 숫자로 표시하며 음성으로도 표시가 가능한 도트빔레이져와 수광부 센서를 이용한 "이동용 실내.외 야구연습장의 야구공 속도 및 "스트라이크-볼" 표시장치"
2. 본 장치 대형 LCD 화면에 직접 투구하는 장치이며 투구 된 야구공의 감지를 정확하게 하기 위하여 감지틀과 본체와의 사이에 일정한 공간-야구공이 본체에 200Km로 투구 되었을 때 흔들리는 간격보다 큰간격-을 두어 본체의 충격이 감지틀에 전달되는 것을 방지하고 고정 및 이동시에 용이 하도록 감지틀 조정 핸들을 사용한 도트빔레이져와 수광부 센서를 이용한 "이동용 실내.외 야구연습장의 야구공 속도 및 "스트라이크-볼" 표시장치"

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