KR20170011229A

KR20170011229A - 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템

Info

Publication number: KR20170011229A
Application number: KR1020150103485A
Authority: KR
Inventors: 한운학
Original assignee: 한운학
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-02-02
Also published as: KR101718099B1

Abstract

본 발명의 실시 형태는 중심점에서 직교하는 수평으로 된 제1가이드선 및 수직으로 된 제2가이드선을 표기하고, 상기 제2가이드선에 클럽의 종류를 표기한 스윙 바닥면; 끝단에 레이저 포인터가 마련되어 스윙 분석에 필요한 패턴 이미지를 발광하는 레이저 골프 클럽; 상기 스윙 바닥면의 정중앙과 스윙 바닥면의 일측변의 중심점에 각각 설치되어, 상기 레이저 골프 클럽에서 발광되는 패턴 이미지의 스윙속도를 측정하는 광센서; 상기 스윙 바닥면에 마련되어, 상기 패턴 이미지의 이동 속도를 표시하는 속도 표시창; 상기 스윙 바닥면의 상측에 마련되어, 상기 속도 표시창에 표시된 이동 속도를 촬영하고, 스윙 바닥면의 중심점에서의 패턴 이미지를 촬영하여 패턴 이미지의 변화된 상태를 감지하는 스윙 이미지 센싱부; 상기 패턴 이미지의 변화된 상태를 이용하여 레이저 골프 클럽의 스윙 시의 스윙 속도, 스윙 각도, 및 클럽 헤드 종류를 산출하는 스윙 정보 산출부; 상기 산출한 스윙 속도, 스윙 각도, 및 클럽 헤드 종류에 의한 가상 골프공의 움직임을 스크린 골프 영상에 반영하여 시뮬레이션하는 스크린 골프 시뮬레이션부; 및 상기 스크린 골프 영상을 디스플레이하는 스크린 골프 표시부;를 포함할 수 있다.

Description

광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템{System for screen golf using laser beam}

본 발명은 스크린 골프 시스템으로서, 가정 등의 실내에서 골프 연습을 할 수 있는 골프 시뮬레이션이 가능한 스크린 골프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 실내 골프 연습장은 실제 야외 골프장에서의 골프 플레이를 보다 정교하게 행하기 위하여 골프 스윙 등을 연습하기 위한 곳이다.

이러한 실내 골프 연습장에서 골프 스윙을 연습할 경우, 실제 야외 골프장과 분위기 및 주변 환경 등이 다르기 때문에 실제 야외 골프장에서의 골프 플레이와는 많은 차이가 있을 뿐만 아니라, 실내 골프 연습장에서의 연습 효과를 실제 야외 골프장에서 발휘하지 못하는 경우가 많았다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근 들어 실내의 골프 연습장에 실제 야외 골프장의 환경과 유사한 환경을 제공하여 골프 연습자에게 실제 야외 골프장에서 골프공을 스윙 또는 퍼팅하는 효과를 얻을 수 있는 스크린 골프 시스템이 제안되었다.

이러한 스크린 골프 시스템은 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 실제 야외 골프장과 유사한 주변 환경 및 주위 환경을 보여주기 위한 골프 시뮬레이션 프로그램을 실행하기 위한 메인 컴퓨터(10)와 메인 컴퓨터(10)에 연결되어 가상으로 실제 야외 골프장의 주변 환경 및 주위 환경에 따른 영상을 투영하기 위한 프로젝터(20)와 프로젝터(20)에서 투영되는 영상을 디스플레이하기 위한 스크린(30)과 메인 컴퓨터(10)에 연결되어 있다. 골프 연습자가 골프공 스윙시 스윙하는 클럽 헤드의 이동 속도, 방향, 궤적과 볼의 방향, 속도, 탈출각 등을 감지하기 위한 다수개의 센서를 갖는 센싱 시스템(40) 및 골프공의 스윙 또는 퍼팅 시 골프 연습자의 스윙 동작을 촬영하고, 이를 다시 골프 연습자에게 제공하는 촬영수단(50)를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같은 스크린 골프 시스템의 동작을 살펴보면, 먼저 골프 연습자가 골프공을 스윙하기 위한 골프 클럽을 선택한 후 골프공 공급기를 통해 공급되는 골프공을 스크린을 향하여 스윙 또는 퍼팅한다. 이렇게 골프 연습자가 골프공을 스윙 또는 퍼팅할 경우, 다수개의 광센서로 이루어지는 센서가 골프 연습자가 스윙하는 클럽 헤드과 스윙에 의하여 날아가는 골프공을 센싱하여 스윙 결과를 분석하고, 분석된 결과에 따라 메인 컴퓨터 및 상기 메인 컴퓨터에 연결된 스크린에 골프공을 투영한다.

그러나, 상술한 바와 같은 스크린 골프 시스템은 해당 시스템이 설치된 업장을 방문하여야 하는 불편이 있다. 우드나 아이언의 스윙 장치의 길이로 인하여 일반 가정에 스크린 골프 시스템을 설치하는 것은 현실적으로 불가능한 문제가 있다. 이에 가정에서 누구나 손쉽게 즐길 수 있는 스크린 골프 시스템의 필요성이 절실하다.

한국공개특허 10-2012-0052481

본 발명의 기술적 과제는 층고가 낮거나 좁은 공간의 실내에서도 골프 연습을 할 수 있는 골프 시뮬레이션이 가능한 가정용 스크린 골프 시스템을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 실물의 클럽 헤드가 아니라 가상의 클럽 헤드를 이용하여 스크린 골프를 즐길 수 있도록 하는데 있다.

상기 이미지 패턴 이미지는, 외부원; 상기 외부원의 직경으로서, 외부원의 중심점을 수평으로 가로지르는 제1직경선; 상기 외부원의 직경으로서, 상기 제1직경선과 직교하여 외부원의 중심점을 가로지르는 제2직경선;을 포함할 수 있다.

상기 스윙 정보 산출부는, 상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴 이미지의 움직이는 방향에서의 원형 패턴 이미지의 움직임 속도에 따라서 상기 스윙 속도를 산출할 수 있다.

상기 스윙 정보 산출부는, 상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴 이미지의 움직이는 방향에서의 원형 패턴 이미지의 내부의 제2직경선과 제1직경선의 교차점인 중심점을 기준으로 분리되는 2개의 제1직경선의 길이에 따라서 상기 스윙 각도를 산출할 수 있다.

상기 스윙 정보 산출부는, 상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴 이미지의 움직이는 방향과 수직된 수직 방향에서의 원형 패턴 이미지의 내부의 제2직경선과 제1직경선의 교차점인 중심점을 기준으로 분리되는 2개의 제2직경선의 길이에 따라서 클럽 헤드 종류(클럽의 라이각)를 산출할 수 있다.

상기 스윙 각도는, 헤드의 진입 각도, 바닥면과의 이격 상태, 헤드의 정렬 각도를 포함하며, 상기 스윙 정보 산출부는, 상기 스윙 바닥면의 제1가이드선 및 제2가이드선과 상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 조사된 패턴 이미지에서 상기 헤드의 정렬각을 산출할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 실물의 클럽 헤드가 아니라 레이저 포인터에 의해 발광되는 패턴 이미지의 변화된 상태를 분석함으로써, 비교적 정확한 골프 시뮬레이션이 가능하며 누구나 층고가 낮은 좁은 공간이 가정에서 손쉽고 흥미로운 스크린 골프를 즐길 수 있는 장점이 있다.

도 1은 기존의 스크린 골프를 즐기는 장소를 도시한 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스윙 바닥면의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 골프 클럽의 파지 기울기를 각각 도시한 그림.
도 5는 실제의 골프 클럽을 기울일 때의 라이각을 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 골프 클럽의 스윙 방향에 따라 표시되는 원형 패턴 이미지의 모양을 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 골프 클럽을 스윙 바닥면에 가깝게 한 상태로 스윙하는 모습을 도시한 그림.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 골프 클럽을 스윙 바닥면에 멀리 하한 상태로 스윙하는 모습을 도시한 그림.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 레이저 골프 클럽이 스윙될 때의 가상의 헤드 라인의 정렬 각도를 도시한 그림.
도 10은 아이언 클럽의 종류를 도시한 그림.
도 11은 각각의 골프 클럽의 로프트각을 설명한 그림.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해서 보다 명확해질 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스윙 바닥면의 평면도이다.

본 발명은 스윙 바닥면(200), 광센서(211,212), 속도 표시창(220), 레이저 골프 클럽(100), 스윙 이미지 센싱부(300), 스윙 정보 산출부(400), 스크린 골프 시뮬레이션부(500), 및 스크린 골프 표시부(600)를 포함할 수 있다.

스윙 바닥면(200)은 레이저 골프 클럽(100)의 스윙이 이루어지는 면으로서, 스윙 바닥면(200)의 상측을 스치며 지나가며 레이저 골프 클럽(100)이 스윙(swing)된다. 본 발명의 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템의 사용자는 스윙 바닥면의 중심점 가상의 골프공이 있다고 가정하고, 스윙 바닥면(200)의 중심점의 상측을 스치며 지나가며 레이저 골프 클럽(100)을 스윙(swing)한다.

스윙 바닥면(200)에는 도 3에 도시한 바와 같이 중심점에서 직교하는 수평으로 된 제1가이드선(L1) 및 수직으로 된 제2가이드선(L2)을 표기하고, 제2가이드선(L2)에 클럽의 종류가 표기될 수 있다. 스윙 바닥면(200)의 중심점에는 골프공 크기의 원형을 표시하여 사용자가 가상의 골프공으로 인식할 수 있도록 한다.

광센서(211,212)는, 스윙 바닥면의 정중앙에 위치한 제1광센서(211)과 스윙 바닥면의 일측변의 중심점에 위치한 제2광센서(212)가 마련된다. 제1광센서(211) 및 제2광센서(212)는 레이저 골프 클럽에서 발광되는 패턴 이미지의 스윙 속도를 측정할 수 있다. 즉, 스크린 골프 시스템의 사용자는 스윙바닥면 위의 정중앙에 표기된 가상의 골프공을 스윙 바닥면(200)의 광센서(211,212)의 2곳의 상측을 지나가며 레이저 골프 클럽(100)을 스윙(swing)한다. 일정한 간격의 2개의 광센서(211,212)는 레이저 골프 클럽(100)에서 발광되는 패턴 이미지(P)를 감지하고 각각의 광센서에 인지된 패턴 이미지의 시간간격을 이용하여 클럽의 속도를 속도 표시창(220)에 표시할 수 있다.

속도 표시창(220)은, 스윙 바닥면에 마련되어, 광센서(211,212)를 통해 측정된 패턴 이미지의 이동 속도를 표시한다.

레이저 골프 클럽(100)은, 우드, 아이언과 같은 골프 클럽의 실물이 아니라 파지체(110)와 파지체(110)의 끝단에 결합된 레이저 포인터(120)로 이루어진다. 파지체(110)의 끝단에 마련된 레이저 포인터(120)가 패턴 이미지(P)를 발광한다. 레이저 골프 클럽(100)을 파지한 사용자의 스윙에 의하여 패턴 이미지(P)의 이미지가 스윙 바닥면(200)의 숭앙 상측에 설치된 이미지센싱부(300)의 촬영범위를 움직이며 지나갈 수 있다. 따라서 원형 패턴 이미지(P)의 움직임 속도 및 형상이 이미지센싱부(300)에 의해서 촬영될 수 있다.

패턴 이미지(P)는, 도 4에 도시한 바와 같이 원형 패턴으로 될 수 있는데, 외부원(P0)과, 외부원의 직경으로서 외부원의 중심점을 수평으로 가로지르는 제1직경선(P1)과, 외부원(P0)의 직경으로서 제1직경선(P1)과 직교하여 외부원의 중심점을 가로지르는 제2직경선(P2)를 가진다. 이하에서는 레이저 골프 클럽의 스윙 방향과 동일한 방향의 직경선을 제1직경선(P1)이라 하며, 스윙 방향과 직각된 방향의 직경선을 제2직경선(P2)이라 부르기로 한다.

참고로, 본 발명은 원형의 패턴 이미지를 예로 들어 설명하겠으나, 원형 패턴이 아니더라도 사각형 패턴 등도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

스윙 이미지 센싱부(300)는, 스윙 바닥면의 상측에 마련되어, 속도 표시창(220)에 표시된 이동 속도를 촬영하고, 스윙 바닥면의 중심점에서의 패턴 이미지를 촬영하여 패턴 이미지의 변화된 상태를 감지한다. 이때 패턴 이미지를 촬영하는 시점은 패턴이 스윙 바닥판(200)의 정중앙에 설치된 제1광센서(211)를 통과할 때 촬영하도록 동기화(TRIGGER)한다

스윙 이미지 센싱부(300)는 카메라 등의 다양한 이미지 획득 수단으로 구현될 수 있다. 참고로 카메라는, 렌즈 어셈블리, 필터, 광전 변환 모듈, 및 아날로그 디지털 변환 모듈을 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 보상 렌즈를 포함한다. 포커스 모터(MF)의 제어에 따라 렌즈의 촛점 거리가 이동될 수 있다. 필터는, 광학적 저역통과필터(Optical Low Pass Filter)와. 적외선 차단 필터(Infra-Red cut Filter)를 포함할 수 있다. 광학적 저역통과필터(Optical Low Pass Filter)로서 고주파 성분의 광학적 노이즈를 제거하며, 적외선 차단 필터(Infra-Red cut Filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다. 광전 변환 모듈은 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor) 등의 촬상 소자를 포함하여 이루어질 수 있다. 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 아날로그-디지털 변환 모듈은 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자를 포함하여 이루어질 수 있다. 아날로그-디지털 변환 모듈(미도시)은 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킨다.

스윙 정보 산출부(400)는, 패턴 이미지의 변화된 상태를 이용하여 레이저 골프 클럽의 스윙 시의 스윙 속도, 스윙 각도, 및 클럽 헤드 종류를 산출한다. 스윙시 원형의 패턴 이미지(P)가 스윙 바닥면(200)의 중심점의 제1광센서(211)에 의해 감지된 시점 즉 임팩 시점의 이미지를 전송받아 레이저 골프 클럽(100)의 스윙시 클럽의 스윙 속도, 클럽의 스윙 각도(클럽의 진입 각도, 클럽의 정렬 각도), 및 클럽 헤드 종류를 산출할 수 있다.

레이저 골프 클럽(100)을 파지하여 스윙할 때의 스윙 속도에 의하여 원형 패턴(P)의 움직임 속도가 달라지며, 레이저 골프 클럽(100)을 파지하여 기울인 정도에 따라서 원형 패턴(P)의 형상 변화량이 달라지기 때문에 이러한 특성을 이용하여 레이저 골프 클럽(100)의 스윙시의 클럽의 속도, 클럽의 진입 각도, 클럽의 정렬각도 및 클럽 헤드 종류를 산출할 수 있는 것이다. 참고로, 레이저 골프 클럽(100)을 스윙을 하게 되면 스윙 방향에 따라 스윙 바닥면(200)상에서의 원형 패턴(P)의 형상이 도 6과 같이 변화된다.

스윙 정보 산출부(400)에서 레이저 골프 클럽(100)의 스윙 속도 산출은, 2개의 광센서(211,212) 사이에 감지되는 패턴 이미지(P)의 감지 시간에 의해 결정된다. 즉, 사용자가 레이저 골프 클럽(100)을 파지하여 스윙하는 속도에 따라서 스윙 바닥면(200)의 정중앙과 우측중앙에 설치한 2개의 광센서(211,212)사이에 감지되는 패턴 이미지(P)의 감지 시간이 달라질 것이다. 예를 들어, 사용자가 레이저 골프 클럽(100)을 파지한 채로 스윙 바닥면(200)의 상측에서 빠르게 스윙하게 되면 광센서(211,212)의 상측을 지나가며 감지되는 패턴 이미지(P)의 시간 간격이 빠를 것이며, 반대로 사용자가 레이저 골프 클럽(100)을 파지한 채로 스윙 바닥면(200) 상측에서 느리게 스윙하게 되면 광센서(211,212)의 상측을 지나가며 감지되는 원형 패턴(P)의 시간 간격이 느릴 것이다.

레이저 골프 클럽(100)의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴(P)의 움직이는 방향을 기준으로, 스윙 바닥면(200)의 정중앙에 설치된 제1광센서(211)과 오른쪽 가운데에 설치된 제2광센서(212)에 레이저 광선이 감지되는 시간과 센서간의 거리를 이용하여 속도를 알아낼 수 있다. 하기의 [수학식 1]에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 1]

헤드의 속도 = 2개의 광센서간의 거리 / 광패턴이 광센서에 인지된 시간차이

따라서 각각의 광센서에서 인지된 시간의 간격을 광센서의 거리를 이용하여 속도로 환산하여 스윙 바닥면(200) 중앙 하단의 속도 표시창(220)에 숫자로 표시하고 스윙 이미징 센싱부(300)는 숫자의 이미지를 축출한다

또한 스윙 정보 산출부(400)에서 클럽 헤드의 종류를 산출하는 것은, 레이저 골프 클럽(100)의 스윙이 이루어질 때의 패턴 이미지(P)의 움직이는 방향과 수직된 수직 방향에서의 원형의 패턴 이미지(P)의 외부원(P0) 내부에 수평선인 제1직경선(P1)에 의해 분리된 제2직경선(P2)의 2개의 길이의 관계로 클럽 고유의 라이각을 알아내어 클럽 헤드 종류를 산출할 수 있다. 상술하면 사용자가 레이저 골프 클럽(100)을 파지하여 기울인 정도에 따라서 감지되는 패턴 이미지(P)의 변화량이 달라질 것이다. 예를 들어, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 사용자가 레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)를 많이 기울이지 않은 경우 파지체(110)의 끝단에 마련된 레이저 포인터(120)에서 발광되는 원형의 패턴 이미지(P)는 원형에 가깝게 된다. 반면에 도 4(b)에 도시한 바와 같이 사용자가 레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)를 도 4(b)보다 더 많이 기울인 경우 원형의 패턴 이미지(P)는 원형보다 타원형에 가깝게 되며, 도 4(c)에 도시한 바와 같이 사용자가 레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)를 도 4(b)보다 더 많이 기울인 경우 도 4(b)보다 더욱 타원형에 가까운 도 4(c)와 같은 패턴 이미지의 형상을 가질 것이다.

이때 레이저 골프 클럽별 기울기는 지면과의 사이각인 라이각으로 고유의 클럽별로 다르게 형성하는데, 따라서 패턴 이미지(P)의 변화는 패턴내의 제2직경선(P2)이 중심점을 기준으로 2개(h1, h2)로 서로 다른 길이로 분리되어지는 것을 이용하여 골프클럽별 지면과의 사이각인 라이각을 알아내어 클럽의 종류를 축출할 수 있다. 참고로 도 4(a), 도 4(b), 도 4(c)와 대응되는, 실제의 골프 클럽의 라이각을 도 5에 도시하였다.

결국, 도 4에 도시한 바와 같이 레이저 골프 클럽(100)의 기울기를 다르게 하여 파지하여 스윙할 수 있는데, 그에 따라서 도 4에 도시한 바와 같이 패턴 이미지(P)의 움직임 방향(스윙 방향)과 수직된 수직 방향의 제2직경선(P2)이 또 다른 내부의 수평선인 제1직경선(P1)에 의해 분리된 2개의 제2직경선 길이(h1,h2)의 관계에 의해 골프클럽의 기울기인 라이각을 알아내고 이것을 각 골프클럽의 고유의 라이각과 대입하여 클럽의 헤드종류를 결정할 수 있다.

일반적으로 골프 클럽의 아이언의 경우, 도 10에 도시한 바와 같이 아이언 헤드의 형상에 따라 아이언 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9번, 피칭 웨지의 종류를 가진다. 골프 클럽의 우드(드라이버) 역시 헤드 형상에 따라서 우드 1, 3, 4, 5번의 종류를 가진다. 골프 실전에서 아이언이나 우드의 헤드 형상에 따라서 골프공의 타격 시에 골프공의 진행 방향 및 이동 거리가 달라질 수 있다.

따라서 골프 스크린에서 골프를 진행할 때 아이언의 종류를 어떤 것으로 사용되었는지에 따라서 골프 시뮬레이션 결과값이 달라지기 때문에, 클럽 헤드의 종류를 산출하는 것이다.

골프 실전에서 7번 아이언의 경우 3번 아이언보다 헤드의 형상 특성으로 인하여 골프채를 적게 기울여서 스윙하게 되며, 아이언 번호가 낮아질수록 골프채를 더 기울여 스윙하게 된다. 이러한 헤드 특성을 이용하여 클럽 헤드의 종류를 산출하는 것이다.

레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)의 기울인 정도를 제1기울기<제2기울기<제3기울기를 가져 제1기울기가 가장 덜 기울었고 제3기울기가 가장 많이 기울었다고 가정하면, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)를 제1기울기로 기울인 경우에는 스윙 방향과 수직된 수직 방향의 원형 패턴(P)의 외부원(P0)내의 제1직경선에 의해 분리된 2개의 서로 다른 길이(h1, h2)가 산출될 수 있다. 또한 도 4(b)에 도시한 바와 같이 레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)를 제2기울기로 기울인 경우에는 원형의 패턴 이미지(P)의 외부원(P2)내의 수평선인 제1직경선(P1)에 의해 분리된 2개의 서로 다른 제2직경선인 길이(h1, h2)가 산출될 수 있다. 또한 도 4(c)에 도시한 바와 같이 레이저 골프 클럽의 파지체(110)를 제3기울기로 기울인 경우에는 원형의 패턴 이미지(P)의 제1직경선에 의해 분리된 2개의 서로 다른 길이 수직선(h1, h2)이 산출될 수 있다

따라서 클럽의 기울기에 따라 2개의 수직으로 분리된 선의 길이는 함수적 관계를 가지게 된다. 따라서 이러한 스윙 방향과 수직된 수직 방향에서의 원형 패턴(P)의 수직으로 분리된 선의 길이 (h1)과 (h2)길이를 이용하여 클럽 헤드의 종류를 파악할 수 있다. 라이 각도는 하기의 [수학식 2]에 의해 산출될 수 있는데, 여기서 조사각은 레이저 골프 클럽에서 발광하는 레이저의 조사범위를 나타내는 각도이다.

[수학식 2]

(라이 각도)=arctan(((h1+h2 )/(h1-h2))*tan(조사각*0.5))

참고로, 스크린골프 시물레이션부에 클럽 헤드의 고유 라이각, 로프트각을 할당하여 저장해놓은 후, 게임을 하는 플레이어가 원하는 클럽을 스크린골프 시물레이션부에 선택한후 클럽의 스윙에 의해 측정된 헤드의 라이각을 측정하여 정상적인 클럽을 사용하여 스윙하였는지 파악한다. 참고로 로프트각을 도 11에 도시하였다.

한편, 스윙 정보 산출부는, 스윙 각도를 산출하는데 스윙 각도는 헤드의 진입 각도, 바닥면과의 이격 상태, 및 헤드의 정렬 각도를 포함할 수 있다. 이하 산출 예를 설명한다.

1. 헤드의 진입 각도 산출

스윙 정보 산출부(400)에서 레이저 골프 클럽의 헤드의 진입각을 산출하는 것은, 레이저 골프 클럽(100)의 스윙이 이루어질 때의 패턴 이미지(P)의 움직이는 방향(스윙 방향)을 기준으로, 임팩 시점의 패턴 이미지(P)의 외부원(P0)내의 제1직경선이 중점을 기준으로 2개로 분리되고 이 2개의 길이(h3,h4)를 이용하여 스윙 진입 각도를 산출할 수 있다.

예를 들어, 도 6(a)에 도시한 바와 같이 사용자가 레이저 골프 클럽(100)의 파지체(110)를 스윙하면 헤드의 진행 방향에 따라서 파지체(110)의 끝단에 마련된 레이저 포인터(120)에서 발광되는 원형의 패턴 이미지(P)는 진입시에는 타원형에 가깝고 임팩시에는 원형으로 변하였다가 FOLLOW SWING에서는 다시 타원형으로 된다. 하지만 도 6(b)에 도시한 바와 같이 원형 패턴의 수평선인 제1직경선(L1)의 중점을 기준으로 2개(h3, h4)로 서로 다른 길이로 나타난다. 즉, 진입시에는 h3>h4이며, 임팩시에는 h3=h4이며, FOLLOW SWING시 h3<h4로 변화한다. 이때 h3와 h4의 길이를 이용하여 헤드의 진입각을 산출할 수 있다.

결국, 패턴 이미지(P)의 움직이는 방향에서의 패턴 이미지(P)의 외부원(P0)내의 수평선인 제1직경선(P1)을 수직선인 제2직경선(P2)을 기준으로 분리되는 길이에 따라서 스윙 진입 각도는 달라지게 된다. 여기서 스윙 진입 각도는 레이저 골프 클럽(100)이 임팩시에 클럽의 고유한 로프트각(예컨대, 드라이버:10,5, s/w 56 등)에 가감되어 공의 탄도에 영향을 주는 스윙 요소(down blow[도 6-c], Upward[도6-d]이다

이때의 진입각도는 패턴 이미지(P)의 제1직경선(P1)에서 분리되는 h3,h4의 길이와 패턴의 조사각에 의해서 구해질수 있으며 플레이어가 선택한 클럽 종류의 고유한 로프트각도와 더해서 골프공의 탄도를 결정시킬 수 있다. 하기의 [수학식 3]에 진입각도 산출식을 표시하였다.

[수학식 3]

(진입각도)=arctan(((h3+h4 )/(h3-h4))*tan(조사각*0.5))-90°

2. 바닥면과의 이격 상태 산출

레이저 포인터(120)가 스윙 바닥면(200)의 스윙 바닥면(210)에 얼만큼 이격되어 있는지를 나타내는 척도로서, 실제 골프 칠때의 지면과 클럽 헤드간의 간격을 말한다. 예를 들어, 도 7(a)에 도시한 바와 같이 스윙 바닥면(210)을 지나치는 레이저 골프 클럽(100)의 레이저 포인터(120)를 스윙 바닥면(210)에 가깝게 위치하여 스윙할 때는 도 7(b)에 도시한 바와 같이 패턴 이미지(P)의 외부원(P0)의 내에 위치한 제2직경선(L2)의 길이(P2')가 결정된다.

그런데 도 8(a)에 도시한 바와 같이 스윙 바닥면(210)을 지나치는 레이저 골프 클럽(100)의 레이저 포인터(120)를 도 7(a)보다 스윙 바닥면(210)에 더 멀리 위치하여 스윙할 경우에는, 도 8(b)에 도시한 바와 같이 패턴 이미지(P)의 외부원(P2)의 제2직경선(L2)의 길이(P2")로 결정된다. 레이저 골프 클럽(100)의 레이저 포인터(120)와 스윙 바닥면(210)간의 간격이 멀수록 P2'<P2"의 관계를 가지게 된다. 따라서 이러한 스윙 방향에서의 원형의 패턴 이미지(P)의 외부원(P0)의 내부의 제2직경선(P2)의 길이가 달라지게 되므로, 이러한 패턴 이미지(P)의 외부원(P0)의 제2직경선의 길이를 이용하여 즉, 레이저 골프 클럽(100)과 스윙 바닥면(210)의 간격를 산출할 수 있다.

참고로, 스윙 방향에서의 패턴 이미지(P0)의 제2직경선(P2)의 길이를 이용하여 레이저 골프 클럽(100)와 스윙 바닥면(200)의 간격을 지정하여 저장해놓은 후, 스윙 방향에서의 측정되는 패턴 이미지(P)의 제2직경선(P2)의 길이에 매칭되는 정도로 스윙의 정상적인 헤드와 지면과의 간격을 확인할 수 있다.

레이저 골프 클럽(100)과 스윙 바닥면(200)간의 간격(클럽과 스윙바닥면)은 아래의 [수학식 4]를 이용하여 알아낼 수 있다. 즉, 이미 알고 있는 조사각과 패턴 분석에 의한 라이각을 이용한다. 즉, 도 9에 도시한 제2직경선(P2)의 상측끝부분 광선이 바닥면에 접하는 각도인 사이각을 알아내어 다음과 같은 함수식을 도입할 수 있다.

[수학식 4]

클럽과 바닥면과의 간격(G) = (원형패턴내의 상측수직선의 길이(h1)/sin(조사각*0.5))*sin(사이각)

즉, 원형 패턴 내의 상측 수직선의 길이변화는 클럽과 바닥면이 간격에 영향을 주어 간격의 변화를 알아낼 수 있다.

3. 클럽 헤드의 정렬 각도 산출

클럽 헤드의 정렬 각도는 헤드가 임팩 시에 정렬 상태를 나타내는 척도이다.

클럽 헤드의 정렬 각도를 산출하기 위하여, 스윙 바닥면(200)의 중심점을 기준으로 수평인 제1가이드선(L1) 및 수직인 제2가이드선(L2)와, 스윙 바닥면(200) 상에 조사된 패턴 이미지(P)를 축출하여 스윙 바닥면(200)의 제2가이드선(L2)과의 레이저 골프 클럽(100)의 패턴 이미지(P)의 수직선인 제2직경선(P2)과의 사잇각을 알아내어 클럽 헤드의 정렬 각도를 알아낼 수 있다.

스윙 바닥면(200)에는 가상의 골프공의 임팩 포인트를 기준으로 제1가이드선과 제2가이드선인 가이드라인을 표시하였다. 스윙 바닥면(200)에 조사된 패턴 이미지의 변화된 이미지를 분석하여 클럽 헤드의 정렬각을 분석할 수 있다.

도 9(a)는 열린 상태의 헤드 모습을 도 9(b)는 닫힌상태의 해드모습을 나타낸 것이다. 도 9(a)의 이미지는 스윙 바닥면(200)과 조사된 패턴 이미지(P)을 이미지화 한 것이다. 여기서 중심점을 X0라 하고, 스윙바닥면의 제2가이드선(L2)과 패턴의 외부원(P0)의 교차점을 X1, 패턴의 제2직경선(P2)과 외부원(P0)의 교점을 X2, X0와 X1간의 길이를 Y1, X1와 X2간의 길이를 Y2, X0와 X2와의 길이를 Y3라 하면, 하기의 [수학식 5]에 의하여 산출될 수 있다.

[수학식 5]

헤드 정렬 각도 = arccos((Y1²+Y3²-Y2²)/2*Y1*Y3)

한편, 스크린 골프 시뮬레이션부는, 산출한 스윙 속도, 스윙 각도(헤드의 진입 각도, 바닥면과의 이격 상태, 헤드의 정렬 각도) 및 클럽 헤드 종류에 의한 가상 골프공의 움직임을 스크린 골프 영상에 반영하여 시뮬레이션한다. 이러한 스크린 골프 영상의 시뮬레이션은 기존에 공지된 다양한 스크린 골프 시뮬레이션이 활용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 스윙 정보 산출부(400)에서 제공되는 스윙 속도, 스윙 각도(헤드의 진입 각도, 바닥면과의 이격 상태, 헤드의 정렬 각도) 및 클럽 헤드 종류를 입력받아, 입력된 스윙 정보에 따라 가상의 3차원 골프 필드에서 골프공의 이동 영상인 스크린 골프 영상을 생성할 수 있다.

스크린 골프 표시부(600)는 생성된 스크린 골프 영상을 디스플레이하여 표시하는 표시 수단이다. 스크린 골프 표시부(600)는 LCD, LED 등의 TV 모니터 등으로 구현하거나 입력과 표시를 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린 패널로도 구현할 수 있다. 참고로, 터치 스크린 패널이라 함은, 화면 표시 수단일 뿐만 아니라 터치펜이나 손가락 등의 터치 수단에 의하여 터치를 감지하는 입력 수단이다. 참고로, 터치 스크린 패널은, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 중 어느 하나의 방식의 터치 패널로 구현될 수 있다. 터치 패널은 CRT나 LCD 등과 조합시켜 문장과 그림 등이 표시되어 있는 장소를 직접 누름으로써 기기를 제어할 수 있는 투명 스위치 패널이다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:레이저 골프 클럽
200:스윙 바닥면
300:스윙 이미지 센싱부
400:스윙 정보 산출부
500:스크린 골프 시뮬레이션부
600:스크린 골프 표시부

Claims

중심점에서 직교하는 수평으로 된 제1가이드선 및 수직으로 된 제2가이드선을 표기하고, 상기 제2가이드선에 클럽의 종류를 표기한 스윙 바닥면;
끝단에 레이저 포인터가 마련되어 스윙 분석에 필요한 패턴 이미지를 발광하는 레이저 골프 클럽;
상기 스윙 바닥면의 정중앙과 스윙 바닥면의 일측변의 중심점에 각각 설치되어, 상기 레이저 골프 클럽에서 발광되는 패턴 이미지의 스윙속도를 측정하는 광센서;
상기 스윙 바닥면에 마련되어, 상기 패턴 이미지의 이동 속도를 표시하는 속도 표시창;
상기 스윙 바닥면의 상측에 마련되어, 상기 속도 표시창에 표시된 이동 속도를 촬영하고, 스윙 바닥면의 중심점에서의 패턴 이미지를 촬영하여 패턴 이미지의 변화된 상태를 감지하는 스윙 이미지 센싱부;
상기 패턴 이미지의 변화된 상태를 이용하여 레이저 골프 클럽의 스윙 시의 스윙 속도, 스윙 각도, 및 클럽 헤드 종류를 산출하는 스윙 정보 산출부;
상기 산출한 스윙 속도, 스윙 각도, 및 클럽 헤드 종류에 의한 가상 골프공의 움직임을 스크린 골프 영상에 반영하여 시뮬레이션하는 스크린 골프 시뮬레이션부; 및
상기 스크린 골프 영상을 디스플레이하는 스크린 골프 표시부;
를 포함하는 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 이미지 패턴 이미지는,
외부원;
상기 외부원의 직경으로서, 외부원의 중심점을 수평으로 가로지르는 제1직경선;
상기 외부원의 직경으로서, 상기 제1직경선과 직교하여 외부원의 중심점을 가로지르는 제2직경선;
을 포함하는 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 스윙 정보 산출부는,
상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴 이미지의 움직이는 방향에서의 원형 패턴 이미지의 움직임 속도에 따라서 상기 스윙 속도를 산출하는 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 스윙 정보 산출부는,
상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴 이미지의 움직이는 방향에서의 원형 패턴 이미지의 내부의 제2직경선과 제1직경선의 교차점인 중심점을 기준으로 분리되는 2개의 제1직경선의 길이에 따라서 상기 스윙 각도를 산출하는 광선 패턴 이미지를 이용한 가정용 골프 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 스윙 정보 산출부는,
상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 원형 패턴 이미지의 움직이는 방향과 수직된 수직 방향에서의 원형 패턴 이미지의 내부의 제2직경선과 제1직경선의 교차점인 중심점을 기준으로 분리되는 2개의 제2직경선의 길이에 따라서 클럽 헤드 종류(클럽의 라이각)를 산출하는 스크린 골프 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 스윙 각도는, 헤드의 진입 각도, 바닥면과의 이격 상태, 헤드의 정렬 각도를 포함하며, 상기 스윙 정보 산출부는, 상기 스윙 바닥면의 제1가이드선 및 제2가이드선과 상기 레이저 골프 클럽의 스윙이 이루어질 때의 조사된 패턴 이미지에서 상기 헤드의 정렬각을 산출하는 스크린 골프 시스템.