KR20160139958A - 골프공 상태 인식 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골프공 상태 인식 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 골프공 상태 인식 장치는, 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면과 골프 클럽으로 골프공을 타격하는 장면을 촬영하는 카메라부, 상기 카메라부에서 촬영된 영상에서 골프 클럽, 골프공 및 골프티(tee)를 식별하는 영상 처리부, 상기 식별된 골프 클럽 종류 및 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태인지 여부에 따라 정상 상태 여부를 판정하는 정상 상태 판정부를 포함한다. 본 발명에 의하면 별도의 장치 없이도 골프 클럽의 종류, 골프티의 위치, 골프공의 위치를 이용하여 골프 클럽에 따라 센싱해야 하는 골프공을 자동으로 특정하고, 적절한 공이 있을 때만 센서가 동작하여 정상 상태로 처리하도록 할 수 있다. 또한 골프티와 카메라 센서의 상대적 위치가 변경되어도 별도의 설정이 필요없이 골프티의 위치를 특정하고 이를 통해 골프 클럽의 종류에 따라 적절한 공을 특정할 수 있다.

Description

골프공 상태 인식 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SENSING GOLF BALL STATE}

본 발명은 골프공 상태 인식 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 골프공, 골프 클럽 종류 및 골프티를 자동으로 인식하여 골프공의 정상 상태 여부를 판단할 수 있는 골프공 상태 인식 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 야구, 축구, 농구, 그리고 골프 등과 같은 인기 스포츠 경기를 실내나 특정 장소에서 시뮬레이션을 통해 인터랙티브 스포츠 게임(Interactive Sports Game)의 형태로 즐길 수 있도록 하는 여러 가지 다양한 장치들에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

특히 최근에는 이른바 스크린 골프 시스템이 등장하여 사용자가 골프 클럽을 들고 골프 스윙을 함에 따라 타격 매트에 놓인 볼을 타격하면 센싱장치가 이를 센싱하여 이동하는 골프공의 물리적 특성을 추출하고 이를 바탕으로 가상의 골프코스에서 볼의 궤적이 시뮬레이션 되도록 함으로써 사용자가 가상 현실상에서 골프를 즐길 수 있도록 하는 기술이 개발되고 있다.

이와 같은 인터랙티브 스포츠 게임에서 골프공 등의 볼을 이용하는 스포츠에 대한 시뮬레이션이 이루어지도록 하기 위해 운동하는 볼의 움직임에 대한 물리적 정보를 정확하게 센싱하기 위한 각종 센싱시스템에 대한 연구 개발이 매우 활발하게 진행되고 있는 실정이다.

예컨대 적외선 센서를 이용한 센싱장치, 레이저 센서를 이용한 센싱장치, 음향 센서를 이용한 센싱장치, 그리고 카메라 센서를 이용한 센싱장치 등 다양한 센싱 방식이 등장하고 있으며, 운동하는 볼의 상태를 정확하게 센싱하기 위하여 운동하는 볼에 대한 이미지를 취득하여 분석하는 카메라 센서 방식의 센싱장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

한국공개특허 제10-2014-0090008호의 경우 볼 자체에 이미 표시되어 있는 볼 제조회사의 로고나 볼에 대한 상표, 흠집, 얼룩 등과 같은 불특정의 표시, 즉 특징부를 간단한 방법에 의해 빠르고 정확하게 추출하여 이를 이용하여 볼의 회전에 대한 스핀축과 스핀양을 정확하게 산출함으로써 운동하는 볼에 대한 스핀을 측정하도록 하는 운동하는 볼에 대한 센싱장치 및 센싱방법과, 운동하는 볼의 스핀 산출을 위한 볼 이미지의 이미지 처리방법을 개시하고 있다.

일반적으로 공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 공을 조준하여 스윙을 준비하는 단계에서, 사용자가 드라이버를 사용할 경우는 골프티 위에 공이 있을 때만 스윙을 할 수 있도록 사용자에게 이 사실을 미리 알려주고 골프티 위에 공이 있을 때만 정상적으로 센싱을 한 후 시뮬레이션을 해야 하고, 반대로 우드, 아이언, 퍼터 등을 사용하는 경우는 골프티 위에 있지 않은 공이 오직 하나만 있을 때만 스윙을 할 수 있도록 사용자에게 이 사실을 미리 알려주고 골프티 위에 있지 않은 공이 오직 하나만 있을 때만 센싱을 한 후 시뮬레이션을 해야 한다.

종래에는 이를 위해 별도의 설정 프로그램을 통해 골프티의 위치를 설정하여 그 위치에 골프티가 있다고 규정하고 이를 통해 화면상의 다수의 골프공에 대한 각 골프공이 골프티 위에 있는지 아닌지를 판별한다. 그런데 종래의 골프 연습장에 설치된 골프 시뮬레이션 시스템의 경우 골프티와 카메라 센서의 위치가 변경되지 않기 때문에 커다란 불편함이 없었다.

그러나 수시로 사용 위치를 바꿀 수 있는 휴대형 골프 시뮬레이션 장치는 사용 장소가 변경될 때마다 별도의 설정 프로그램을 통해 골프티의 위치를 매번 설정해줘야 하는 불편함이 있었다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 골프공, 골프 클럽 종류 및 골프티를 자동으로 인식하여 골프공의 정상 상태 여부를 판단할 수 있는 골프공 상태 인식 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 골프공 상태 인식 장치는, 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면과 골프 클럽으로 골프공을 타격하는 장면을 촬영하는 카메라부, 상기 카메라부에서 촬영된 영상에서 골프 클럽, 골프공 및 골프티(tee)를 식별하는 영상 처리부, 상기 식별된 골프 클럽 종류 및 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태인지 여부에 따라 정상 상태 여부를 판정하는 정상 상태 판정부를 포함한다.

상기 정상 상태 판정부는, 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태에서 상기 골프 클럽 종류가 드라이버인 경우 정상 상태로 판정할 수 있다.

상기 정상 상태 판정부는, 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있지 않은 상태에서 상기 골프 클럽 종류가 드라이버가 아닌 경우 정상 상태로 판정할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 골프공 상태 인식 방법은, 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 영상에서 골프 클럽, 골프공 및 골프티(tee)를 식별하는 단계, 그리고 상기 식별된 골프 클럽 종류 및 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태인지 여부에 따라 정상 상태 여부를 판정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면 별도의 장치 없이도 골프 클럽의 종류, 골프티의 위치, 골프공의 위치를 이용하여 골프 클럽에 따라 센싱해야 하는 골프공을 자동으로 특정하고, 골프공이 적절한 위치에 있을 때만 정상 상태로 처리하도록 할 수 있다.

또한 골프티와 카메라 센서의 상대적 위치가 변경되어도 별도의 설정이 필요없이 골프티의 위치를 특정하고 이를 통해 골프 클럽의 종류에 따라 적절한 공을 특정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 골프 시뮬레이션 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골프공 정상 상태 인식 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 골프 시뮬레이션 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 휴대형 골프 시뮬레이션 장치(100)는 카메라부(110), 영상 처리부(120), 정상 상태 판정부(130) 및 골프공 궤적 시뮬레이션부(140)를 포함할 수 있다.

카메라부(110)는 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면과 골프 클럽으로 골프공을 타격하는 장면을 촬영한 영상을 생성하는 기능을 수행한다.

이를 위해 카메라부(110)는 스윙 준비 촬영부(111) 및 골프공 타격 촬영부(113)를 포함할 수 있다.

스윙 준비 촬영부(111)는 사용자가 공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 영상을 촬영하는 기능을 수행한다.

골프공 타격 촬영부(113)는 사용자가 골프공을 타격하는 영상을 촬영하는 기능을 수행한다.

카메라부(110)는 적어도 2개 이상의 카메라를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서 320×240 픽셀 이하의 비교적 저해상도를 가지고 초당 300 프레임 이하인 카메라가 사용되어도 무방하다.

영상 처리부(120)는 카메라부(110)에서 촬영된 영상을 처리하여 골프 클럽, 골프공 및 골프티(tee)를 식별하는 기능을 수행한다.

이를 위해 영상 처리부(120)는 골프 클럽 식별부(121), 골프티 식별부(123) 및 골프공 식별부(125)를 포함할 수 있다.

골프 클럽 식별부(121)는 카메라부(110)에서 촬영된 영상에서 사용자에 의해 휘둘러지는 골프 클럽의 종류, 예컨대 드라이버, 우드, 아이언 또는 퍼터 등을 식별할 수 있다.

골프티 식별부(123)는 카메라부(110)에서 촬영된 영상에서 골프티를 인식하고 위치를 추출하는 기능을 수행한다.

골프공 식별부(125)는 카메라부(110)에서 촬영된 영상에서 골프공을 인식하고 위치를 추출하는 기능을 수행한다.

골프 클럽 식별부(121), 골프티 식별부(123) 및 골프공 식별부(125)는 머신 러닝(machine learning) 기능을 구비하여 다양한 골프 클럽, 골프공 및 골프티를 판단할 수 있게 구현하는 것이 바람직하다.

정상 상태 판정부(130)는 골프 클럽 식별부(121)에서 식별된 골프 클럽 종류 및 골프공이 골프티 상에 놓여 있었는지 여부에 따라 정상 상태 여부를 판정할 수 있다. 여기서 정상 상태라고 함은 사용자가 골프 클럽으로 골프공을 타격했을 때 유효한 것으로 처리할 수 있는 상태를 의미하며, 무효 상태는 사용자가 골프 클럽으로 골프공을 타격하더라도 무효 처리하는 상태를 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골프공 정상 상태 인식 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.

도 2를 참고하면, 먼저 카메라부(110)는 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면을 촬영한 영상을 생성할 수 있다(S210).

다음으로 영상 처리부(120)는 카메라부(110)에서 촬영된 영상을 처리하여 골프 클럽 종류, 예컨대 드라이버, 우드, 아이언 또는 퍼터 등을 식별할 수 있다(S220). 단계(S220)에서 영상 처리부(120)는 골프공 및 골프티(tee)를 식별하고 위치를 파악하는 동작도 함께 수행할 수 있다.

이후 정상 상태 판정부(130)는 단계(S220)에서 식별된 골프 클럽 종류 및 골프공이 골프티 상에 놓여 있는지 여부를 판정할 수 있다(S230).

단계(S230)를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 정상 상태 판정부(130)는 골프공이 골프티 상에 놓여 있는지 여부를 판단한다(S231).

골프공이 골프티 위에 놓여 있고(S231-Y), 단계(S220)에서 식별된 골프 클럽 종류가 드라이버가 아닌 경우(S233-N), 정상 상태 판정부(130)는 정상적으로 스윙할 수 없는 무효 상태로 처리한다(S235).

골프공이 골프티 위에 놓여 있고(S231-Y), 단계(S220)에서 식별된 골프 클럽 종류가 드라이버인 경우(S233-Y), 정상 상태 판정부(130)는 정상적으로 스윙할 수 있는 정상 상태로 처리한다(S236).

골프티 위에 골프공이 놓여 있지 않고(S231-N), 스윙 준비 장면에서 인식된 골프공이 1개가 아닌 경우(S232-N), 정상 상태 판정부(130)는 정상적으로 스윙할 수 없는 무효 상태로 처리한다(S237).

골프티 위에 골프공이 놓여 있지 않고(S231-N), 스윙 준비 장면에서 인식된 골프공이 1개이고(S232-Y), 단계(S220)에서 식별된 골프 클럽 종류가 드라이버인 경우(S234-Y), 정상 상태 판정부(130)는 정상적으로 스윙할 수 없는 무효 상태로 처리한다(S237).

한편 골프티 위에 골프공이 놓여 있지 않고(S231-N), 스윙 준비 장면에서 인식된 골프공이 1개이고(S232-Y), 단계(S220)에서 식별된 골프 클럽 종류가 드라이버가 아닌 경우(S234-N), 정상 상태 판정부(130)는 정상적으로 스윙할 수 있는 정상 상태로 처리한다(S236).

실시예에 따라서 골프 클럽 식별부(121) 또는 골프티 식별부(123)를 별도로 구비하지 않고, 사용자로부터 골프 클럽 종류나 골프티 위치를 설정받도록 구현하는 것도 가능하다. 이 경우에도 사용자로부터 설정된 골프 클럽 종류 또는 골프티 위치를 이용하여 정상 상태 판정부(130)가 정상 상태 여부를 판정하도록 구현하는 것도 가능하다.

한편 골프공 궤적 시뮬레이션부(140)는 정상 상태 판정부(130)에서 정상 상태로 판정된 경우 카메라부(110)의 골프공 타격 촬영부(113)에서 촬영된 영상에서 인식된 골프 클럽, 골프공의 변위, 속도 등에 대한 정보와, 골프공의 스핀축, 스핀 속도 등을 분석하여 골프공이 타격된 후의 운동 궤적을 포함한 골프공 시뮬레이션 결과를 계산하여 모니터 등과 같은 디스플레이 수단에 출력할 수 있다.

골프공 궤적 시뮬레이션은 공지된 상용 기술이 이용될 수 있으며, 그 외에도 향후 개발될 시뮬레이션 프로그램 등이 적용되는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 골프공 정상 상태 인식 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

1. 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면과 골프 클럽으로 골프공을 타격하는 장면을 촬영하는 카메라부,
   상기 카메라부에서 촬영된 영상에서 골프 클럽, 골프공 및 골프티(tee)를 식별하는 영상 처리부, 그리고
   상기 식별된 골프 클럽 종류 및 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태인지 여부에 따라 정상 상태 여부를 판정하는 정상 상태 판정부
   를 포함하는 골프공 상태 인식 장치.
2. 제 1 항에서,
   상기 정상 상태 판정부는,
   상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태에서 상기 골프 클럽 종류가 드라이버인 경우 정상 상태로 판정하는 골프공 상태 인식 장치.
3. 제 1 항에서,
   상기 정상 상태 판정부는,
   상기 골프공이 골프티 상에 놓여있지 않은 상태에서 상기 골프 클럽 종류가 드라이버가 아닌 경우 정상 상태로 판정하는 골프공 상태 인식 장치.
4. 사용자가 골프공을 타격 위치에 놓고 골프 클럽으로 골프공을 조준하여 스윙을 준비하는 장면과 골프 클럽으로 골프공을 타격하는 장면을 촬영하는 단계,
   상기 촬영된 영상에서 골프 클럽, 골프공 및 골프티(tee)를 식별하는 단계, 그리고
   상기 식별된 골프 클럽 종류 및 상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태인지 여부에 따라 정상 상태 여부를 판정하는 단계
   를 포함하는 골프공 상태 인식 방법.
5. 제 4 항에서,
   상기 골프공이 골프티 상에 놓여있는 상태에서 상기 골프 클럽 종류가 드라이버인 경우 정상 상태로 판정하는 골프공 상태 인식 방법.
6. 제 4 항에서,
   상기 골프공이 골프티 상에 놓여있지 않은 상태에서 상기 골프 클럽 종류가 드라이버가 아닌 경우 정상 상태로 판정하는 골프공 상태 인식 방법.

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