KR20170025234A - golf ball cognition device using camera - Google Patents

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KR20170025234A
KR20170025234A KR1020150121404A KR20150121404A KR20170025234A KR 20170025234 A KR20170025234 A KR 20170025234A KR 1020150121404 A KR1020150121404 A KR 1020150121404A KR 20150121404 A KR20150121404 A KR 20150121404A KR 20170025234 A KR20170025234 A KR 20170025234A
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Abstract

The present invention relates to a golf ball recognition device using a camera and, more specifically, to a golf ball recognition device using a camera, comprising: a photographing unit for photographing a golf ball to measure the speed and the direction of a golf ball, when the golf ball is hit; a lighting unit for irradiating the golf ball and surroundings thereof in order to increase the recognition rate of an image photographed by the photographing unit; and a controller for calculating the speed, the direction, and moving distance of the golf ball by analyzing the image photographed through the photographing unit.

Description

카메라를 이용한 골프공 인식장치{golf ball cognition device using camera}Technical Field [0001] The present invention relates to a golf ball recognition device,

본 발명은 카메라를 이용한 골프공 인식 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2000fps 미만의 카메라를 이용하여 골프공의 궤도를 계산한 후 이를 스크린에 출력하는 카메라를 이용한 골프공 인식장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a golf ball recognition apparatus using a camera, and more particularly, to a golf ball recognition apparatus using a camera that calculates a trajectory of a golf ball using a camera of less than 2000 fps and outputs the trajectory to a screen.

일반적으로 스크린 골프는 센서를 이용하여 골프공의 탄도, 방향, 거리, 스피드, 회전 등을 판독하여 데이터화 시키면 이를 컴퓨터가 계산하여 스크린에 가상의 골프 영상에 골프공의 궤도를 출력시켜 골프를 실내에서 즐길 수 있도록 제작된 시스템이다.In general, screen golf uses sensor to read ballistic, direction, distance, speed, and rotation of golf ball, and data is computed, and computer calculates it and outputs orbit of golf ball to virtual golf image on screen, It is a system made to enjoy.

스크린 골프에서 골프공의 궤적과 속도를 측정하기 위해 적외선 센서와 레이저 센서를 이용하고 있으나 골프공이 빗맞아서 포물선을 그리며 낙하하는 경우에도 타구한 위치에서 판단된 궤적으로만 출력되므로 현실성이 떨어진다는 문제점이 있었다.Although screen golf uses an infrared sensor and a laser sensor to measure the trajectory and velocity of a golf ball, even if a golf ball falls due to a parabolic curve, it is output only to the trajectory determined at the hit position, there was.

이러한 문제점을 해결하기 위한 한국특허 공개번호 제10-2013-0057101호는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치에 관한 것으로서, 골퍼에 의한 공의 타격위치와 골프 스크린 사이에 순차로 위치하는 프리 센서부 및 메인 센서부, 상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부에 의해 검출되는 상기 공의 위치를 참조하여 상기 공의 궤적을 산출하며, 상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부 사이로 상기 공이 지나가는 시간을 통해 상기 공의 실제 타구 속도를 판단하여 상기 골프 스크린에 상기 공의 타구 지점이 표시되도록 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하여 타격된 골프공의 상태를 명확하여 판단하여 공의 낙하 및 스핀의 상황을 반영하여 골프 스크린에 표현되도록 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치에 관한 것이다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0057101 for solving such a problem relates to a screen golf practice apparatus using a dual sensor, which includes a pre-sensor unit sequentially positioned between a hit position of a ball by a golfer and a golf screen, The main sensor unit calculates a trajectory of the ball with reference to the position of the ball detected by the pre-sensor unit and the main sensor unit, and calculates the locus of the ball through the time of passing the ball between the pre- And a control device for controlling the golf ball so as to display a ball point of the ball on the golf screen by judging the actual ball speed of the golf ball. To a screen golf exercise apparatus using a dual sensor to be displayed on a golf screen.

그러나 상기와 같은 종래 기술의 경우 정전기와 같은 전기적인 문제에 대한 고장률이 높고 회전 벡터 성분을 찾기가 어려워 정밀도를 높이는데 한계가 있는 문제점이 있었다.
However, in the above-described conventional art, there is a problem that the failure rate is high with respect to an electric problem such as static electricity, and it is difficult to find a rotation vector component, thereby increasing the accuracy.

한국특허 공개번호 제10-2013-0057101호Korean Patent Publication No. 10-2013-0057101

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 카메라로 골프공의 궤적을 촬영하여 정전기 및 전기적인 문제로 인해 오작동이 발생하지 않도록 하는 카메라를 이용한 골프공 인식장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a golf ball recognition apparatus using a camera that photographs a trajectory of a golf ball with a camera to prevent malfunction due to static electricity and electrical problems.

또한 본 발명의 다른 목적은 골프공의 전면과 측면을 카메라로 촬영하여 골프공이 타격된 후 속도, 방향, 스핀, 높이를 통해 골프공의 궤적을 정확히 예측하는 카메라를 이용한 골프공 인식장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a golf ball recognition device using a camera that accurately predicts a trajectory of a golf ball through a speed, direction, spin, and height after a golf ball is shot by shooting a front and a side of the golf ball with a camera will be.

또한 본 발명의 다른 목적은 촬영속도가 2000fps 미만인 카메라를 통해 촬영된 저용량의 영상 데이터를 실시간으로 분석하여 가격경쟁력을 높이고 유지관리비용이 적게 발생하는 카메라를 이용한 골프공 인식장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a golf ball recognition apparatus using a camera in which a low-capacity video data shot through a camera having a shooting speed of less than 2000 fps is analyzed in real time to increase price competitiveness and maintenance cost is low.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 카메라를 이용한 골프공 인식장치는 골프공 타격시 골프공의 속도와 방향을 측정하기 위해 골프공을 촬영하는 촬영부와, 상기 촬영부에서 촬영되는 영상의 인식률을 높이기 위해 골프공과 그 주변에 빛을 조사하는 조명부와, 상기 촬영부를 통해 촬영된 영상을 분석하여 골프공의 속도, 방향, 이동거리를 연산하기 위한 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a golf ball recognition apparatus using a camera, including: a photographing unit photographing a golf ball to measure a velocity and a direction of the golf ball when the golf ball is hit; And a controller for calculating a speed, a direction, and a moving distance of the golf ball by analyzing the image photographed through the photographing unit.

또한 본 발명의 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 조명부는 적외선 램프과 할로겐 램프를 이루어지며 촬영부는 타격된 골프공을 촬영할 때 램프가 교번하여 적외선 램프가 점등될 때만 촬영하는 것을 특징으로 한다.Further, the lighting unit of the golf ball recognition apparatus using the camera of the present invention comprises an infrared lamp and a halogen lamp, and the photographing unit photographs the shot golf ball only when the lamp is turned on and the infrared lamp is turned on.

또한 본 발명의 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 제어장치는 촬영부에서 촬영된 영상을 색상이 0~255의 수치로 표현되는 그레이스케일로 변환하고, 그레이스케일로 변환된 영상 중 200~255의 수치가 밀집된 점을 이용하여 골프공의 위치를 찾아내는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller of the golf ball recognition device using the camera of the present invention converts an image photographed by the photographing unit into grayscale represented by a numerical value of 0 to 255, and calculates a numerical value of 200 to 255 And the position of the golf ball is determined by using the densified points.

또한 본 발명의 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 촬영부는 골프공이 타격된 후 활공될 때의 방향을 측정하기 위해 골프공의 전면 상부에서 촬영하는 전면카메라와, 골프공이 타격되기 전부터 타격되어 활공될 때까지 골프공의 무늬의 변화를 촬영하기 위해 골프공의 측면에서 촬영하는 측면카메라로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the photographing unit of the golf ball recognizing apparatus using the camera of the present invention includes a front camera for photographing at the upper part of the front face of the golf ball to measure the direction when the golf ball is struck after being hit, And a side camera for photographing from the side of the golf ball to capture a change in the pattern of the golf ball up to the golf ball.

또한 본 발명의 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 제어장치는 촬영부가 촬영한 영상을 통해 골프공이 타격될 때 골프공의 속도, 방향, 이동거리를 분석하여 스크린에 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller of the golf ball recognition apparatus using the camera according to the present invention is characterized by analyzing the velocity, direction and movement distance of the golf ball when the golf ball is hit through the video shot by the shooting section and outputting the analyzed result to the screen.

또한 본 발명의 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 제어장치는 골프채가 골프공을 타격할 때의 입사각도와 높이에 따라 골프공의 스핀 방향과 스핀 속도가 달라지도록 출력하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the controller of the golf ball recognition apparatus using the camera according to the present invention is characterized in that the spin direction and the spin speed of the golf ball are changed according to the incident angle and height when the golf ball hits the golf ball.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치에 의하면 카메라로 골프공의 궤적을 촬영하여 정전기 및 전기적인 문제로 인해 오작동이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the golf ball recognition apparatus using the camera according to the present invention, the trajectory of the golf ball is photographed by the camera, thereby preventing malfunction due to static electricity and electrical problems.

본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치에 의하면 골프공의 전면과 측면을 카메라로 촬영하여 골프공이 타격된 후 속도, 방향, 스핀, 높이를 통해 골프공의 궤적을 정확히 예측하는 효과가 있다.According to the golf ball recognition apparatus using the camera according to the present invention, the front and the side of the golf ball are photographed by a camera, and the trajectory of the golf ball is precisely predicted through velocity, direction, spin and height after the golf ball is hit.

본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치에 의하면 촬영속도가 2000fps 미만인 카메라를 통해 촬영된 저용량의 영상 데이터를 실시간으로 분석하여 분석속도가 빠르고 유지관리비용이 적게 발생하는 효과가 있다.
According to the golf ball recognition apparatus using the camera according to the present invention, low-capacity video data shot through a camera having a shooting speed of less than 2000 fps is analyzed in real time, and analysis speed is fast and maintenance cost is low.

도 1은 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치를 간략하게 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 전체적인 구성을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치가 골프채의 입사각도에 따라 골프공에 스핀을 적용하는 모습을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 측면카메라가 촬영한 영상을 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 전면카메라가 촬영한 영상을 나타낸 전면도.1 is a block diagram briefly showing a golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the overall structure of a golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention. FIG.
3 is a side view showing a state in which a golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention applies a spin to a golf ball according to an incident angle of the golf club.
FIG. 4 is a side view showing an image taken by a side camera of a golf ball recognition device using a camera according to the present invention. FIG.
FIG. 5 is a front view showing an image taken by a front camera of a golf ball recognition device using a camera according to the present invention. FIG.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
Specific features and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The detailed description of the functions and configurations of the present invention will be omitted if it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

본 발명은 카메라를 이용한 골프공 인식 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2000fps 미만의 카메라를 이용하여 골프공의 궤도를 계산한 후 이를 스크린에 출력하는 카메라를 이용한 골프공 인식장치에 관한 것이다.The present invention relates to a golf ball recognition apparatus using a camera, and more particularly, to a golf ball recognition apparatus using a camera that calculates a trajectory of a golf ball using a camera of less than 2000 fps and outputs the trajectory to a screen.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치를 간략하게 도시한 블록도이다.1 is a block diagram briefly showing a golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치는 골프공(도시되지 않음) 타격시 골프공의 속도와 방향을 측정하기 위해 골프공을 촬영하는 촬영부(100)와, 촬영부(100)에서 촬영되는 영상의 인식률을 높이기 위해 골프공과 그 주변에 빛을 조사하는 조명부(200)와, 촬영부(100)를 통해 촬영된 영상을 분석하여 골프공의 속도, 방향, 높이를 연산하기 위한 제어장치(300)와, 제어장치(300)에 의해 출력되는 영상을 보거나 조작할 수 잇도록 터치스크린으로 형성된 키오스크(400)와, 키오스크(400) 전면에 형성되어 골프공을 자동으로 공급하는 캐디장치(700)와, 캐디장치(700)의 전면 상부에 위치하여 영상을 출력되도록 형성된 스크린(600) 및 빔프로젝터(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention includes a photographing unit 100 for photographing a golf ball to measure the speed and direction of the golf ball when hitting a golf ball (not shown) A lighting unit 200 for irradiating light to the golf ball and its surroundings in order to increase the recognition rate of the image photographed by the photographing unit 100, and a controller 200 for analyzing the image photographed through the photographing unit 100, A kiosk 400 formed on the touch screen so as to be able to view and manipulate the image output by the controller 300 and a golf ball 300 formed on the front of the kiosk 400, A caddy 700 that automatically supplies the caddy 700 and a screen 600 and a beam projector 500 positioned above the front of the caddy 700 to output an image.

또한 조명부(200)는 적외선 램프과 할로겐 램프를 이루어지며 촬영부(100)는 타격된 골프공을 촬영할 때 램프가 교번하여 적외선 램프가 점등될 때만 촬영하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the illumination unit 200 comprises an infrared lamp and a halogen lamp, and the photographing unit 100 photographs the hit golf ball only when the lamp is alternately turned on and the infrared lamp is lit.

촬영부(100)는 2000fps 미만으로 촬영되는 일반 또는 산업용 카메라를 사용하여 골프공 주위를 촬영하게 되며 골프공의 궤적을 3차원으로 확인할 수 잇도록 카메라는 골프공(1)의 전면 상부와 골프공의 측면에서 촬영하게 된다.
The photographing unit 100 photographs a golf ball around a golf ball using a general or industrial camera photographed at less than 2000 fps. In order to check the trajectory of the golf ball in three dimensions, And the like.

조명부(200)는 촬영부(100)가 골프공을 촬영할 때 주변 광도를 조절하여 촬영부(100)가 골프공을 인식할 수 있도록 하는 장치이다.The lighting unit 200 is a device that allows the photographing unit 100 to recognize the golf ball by adjusting the ambient light intensity when the photographing unit 100 photographs the golf ball.

가상 골프 게임이 제공되는 장소는 대부분 빔프로젝터(500)와 스크린(600)을 이용하여 게임 화면을 제공하기 때문에 조명을 어둡게 하므로 골프공의 위치에 따라 촬영부(100)가 골프공을 정확히 파악하지 못할 수도 있다.
Since the virtual golf game is mostly provided with the game screen using the beam projector 500 and the screen 600, the lighting is darkened so that the shooting unit 100 can grasp the golf ball accurately according to the position of the golf ball It may not be possible.

조명부(200)는 적외선 램프(도시되지 않음)와 할로겐 램프(도시되지 않음)로 형성되며, 할로겐 램프는 사용자가 캐디장치(700)에 의해 공급된 골프공을 보고 타격할 수 있도록 비춰주고, 적외선 램프는 촬영부(100)의 카메라와 일체형으로 형성되어 카메라가 촬영하는 골프공 주위에 적외선을 조사하여 어두운 곳에서도 골프공이 명확하게 촬영될 수 있게 한다.The illumination unit 200 is formed of an infrared lamp (not shown) and a halogen lamp (not shown), which illuminates the user to see and hit the golf ball supplied by the caddy device 700, The lamp is formed integrally with the camera of the photographing unit 100 so that infrared light is irradiated around the golf ball photographed by the camera so that the golf ball can be clearly photographed even in a dark place.

이때 조명부(200)의 할로겐 램프와 적외선 램프는 카메라의 촬영 속도(fps)의 1/2의 속도로 깜빡이도록 설정되며 할로겐 램프와 적외선 램프는 서로 교번하여 점등 및 소등이 되도록 형성한다.At this time, the halogen lamp and the infrared lamp of the illumination unit 200 are set to blink at half the shooting speed (fps) of the camera, and the halogen lamp and the infrared lamp are alternately turned on and off.

따라서 조명부(200)의 할로겐 램프가 소등된 후 적외선 램프가 점등하여 골프공 주위에 적외선을 조사하게 되고, 촬영부(100)의 카메라는 적외선이 조사될 때만 골프공을 촬영이 가능하게 된다.Therefore, after the halogen lamp of the illumination unit 200 is turned off, the infrared lamp is turned on to irradiate infrared rays around the golf ball, and the camera of the photographing unit 100 can photograph the golf ball only when the infrared ray is irradiated.

이로 인해 촬영부(100)는 항상 동일한 밝기로 촬영된 골프공 영상을 얻을 수 있어 제어장치(300)가 골프공의 위치를 정확히 인식하여 계산할 수 있게 되고 골프공을 인식하지 못하는 문제점을 방지할 수 있게 된다.
Therefore, the photographing unit 100 can always obtain the golf ball image photographed with the same brightness, so that the control apparatus 300 can accurately recognize and calculate the position of the golf ball, and can prevent the problem that the golf ball is not recognized .

제어장치(300)는 가상 골프 게임에 대한 프로그램 영상을 빔프로젝터(500)를 이용하여 스크린(600)에 출력하고 촬영부(100)에 의해 촬영된 단시간의 영상을 이용하여 골프공의 이동거리, 속도, 방향을 계산하는 장치이다.The control device 300 outputs the program image for the virtual golf game to the screen 600 using the beam projector 500 and displays the moving distance of the golf ball using the short time image photographed by the photographing unit 100, Speed, and direction.

또한 제어장치(300)는 촬영부(100), 조명부(200), 캐디장치(700)의 작동을 제어하게 되며 키오스크(400)를 통해 제어장치(300)에 의해 출력되는 가상 골프 게임을 사용자가 직접 제어할 수도 있다.
The controller 300 controls the operations of the photographing unit 100, the illumination unit 200 and the caddy 700. The virtual golf game output by the control unit 300 through the kiosk 400 is displayed on the display unit 100, You can also control it directly.

캐디장치(700)는 사용자가 골프공을 타격할 수 있도록 지정된 위치에 자동으로 공급하는 장치로 게임이 시작된 후 제어장치(300)에 의해 제어를 받아 공급되게 된다.
The caddy device 700 is a device that automatically supplies the caddy device 700 to a designated position so that the user can hit the golf ball. The caddy device 700 is controlled by the control device 300 after the game starts.

키오스크(400)는 터치스크린이 형성되어 있어 제어장치(300)에 의해 출력되는 게임 화면을 타석 가까이에서 확인하고 화면을 터치하여 제어장치(300)를 조작할 수 있게 형성된다.
The kiosk 400 is formed so that a game screen output by the control device 300 is formed near the batter pad and the controller 300 can be operated by touching the screen.

도 2는 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 전체적인 구성을 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing the overall configuration of a golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 촬영부(100)(도1 참조)는 골프공(1)이 타격된 후 활공될 때의 방향을 측정하기 위해 골프공(1)의 전면 상부에서 촬영하는 전면카메라(110)와, 골프공(1)이 타격되기 전부터 타격되어 활공될 때까지 골프공(1)의 무늬의 변화를 촬영하기 위해 골프공(1)의 측면에서 촬영하는 측면카메라(120)와, 사용자의 스윙자세를 촬영하는 자세카메라(130)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2, the photographing unit 100 (see FIG. 1) of the golf ball recognizing apparatus using the camera according to the present invention includes a golf ball 1 for measuring the direction when the golf ball 1 is hit, A front camera 110 for photographing at the upper front of the golf ball 1 and a front camera 110 for photographing a change in the pattern of the golf ball 1 until the golf ball 1 is hit and glided before being hit, And a posture camera 130 for photographing the swing posture of the user.

또한 도1의 제어장치(300)는 상기 촬영부(100)가 촬영한 영상을 통해 골프공(1)이 타격될 때 골프공(1)의 속도, 방향, 이동거리를 분석하여 스크린(600)에 출력하는 것을 특징으로 한다.
The controller 300 of FIG. 1 analyzes the speed, direction, and moving distance of the golf ball 1 when the golf ball 1 is hit through the image taken by the photographing unit 100, And outputting the result to the output terminal.

전면카메라(110)는 캐디장치(700)와 스크린(600) 사이 상부에 위치하여 골프공(1)을 X축과 Z축 평면에서 촬영하여 골프공(1)의 초기 위치와 단위 시간동안의 이동된 위치를 영상으로 촬영하게 된다.The front camera 110 is positioned above the caddy 700 and the screen 600 to photograph the golf ball 1 in the X and Z axis planes and to move the initial position of the golf ball 1 And the captured position is photographed.

전면카메라(110)에 의해 촬영된 영상은 도 1의 제어장치(300)에 의해 골프공(1)의 초기 위치와 이동된 위치를 이용하여 골프공(1)의 방향을 분석하게 된다.
The image captured by the front camera 110 is analyzed by the control device 300 of FIG. 1 using the initial position and the moved position of the golf ball 1 to analyze the direction of the golf ball 1.

측면카메라(120)는 키오스크(400)의 하부에 형성되어 골프공(1)을 X축과 Y축 평면에서 촬영하여 골프공(1)의 초기 위치와 단위 시간동안의 이동된 위치를 영상으로 촬영하게 된다.The side camera 120 is formed at a lower portion of the kiosk 400 and photographs the golf ball 1 in the X axis and Y axis planes to capture the initial position of the golf ball 1 and the moved position during the unit time .

측면카메라(120)에 의해 촬영된 영상은 도 1의 제어장치(300)에 의해 골프공(1)의 초기 위치와 이동된 위치를 X축과 Y축을 이용하여 이동거리와 각도를 분석하고 이를 이용하여 X축과 Y축에 대한 속도벡터를 계산하게 된다.The image captured by the side camera 120 is analyzed by the control device 300 of FIG. 1 using the X-axis and the Y-axis for the initial position and the moved position of the golf ball 1, To calculate the velocity vectors for the X and Y axes.

도 1의 제어장치(300)가 속도벡터를 계산하는 상세한 설명은 도 4 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
Details of how the control apparatus 300 of FIG. 1 calculates the velocity vector will be described later with reference to FIGS. 4 to 5. FIG.

자세카메라(130)는 사용자가 골프공(1)을 타격할 때의 자세를 촬영할 수 있도록 키오스크(400) 상부에 형성된다.The posture camera 130 is formed on the kiosk 400 so that the posture camera 130 can photograph the posture when the user hits the golf ball 1.

사용자는 자세카메라(130)를 통해 촬영된 사용자의 스윙모습을 키오스크(400)를 통해 재생하여 확인할 수 있으며 필요에 따라 키오스크(400)에 표준자세와 사용자의 자세를 함께 출력하여 비교할 수 있도록 할 수도 있다.
The user can reproduce the swing state of the user photographed through the posture camera 130 through the kiosk 400 and can also output the standard posture and the user's posture to the kiosk 400 as needed have.

도 3은 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치가 골프채의 입사각도에 따라 골프공에 스핀이 적용되는 모습을 도시한 측면도이다.FIG. 3 is a side view of a golf ball recognition apparatus using a camera according to the present invention, in which a spin is applied to a golf ball according to an incident angle of a golf club.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 제어장치(300)는 골프채(10)가 골프공(1)을 타격할 때의 입사각도와 높이에 따라 골프공(1)의 스핀 방향과 스핀 속도가 달라지도록 출력하는 것을 특징으로 한다.
3, the control device 300 of the golf ball recognition device using the camera according to the present invention includes a golf ball 1 (hereinafter referred to as a " golf ball " The spin direction and the spin speed of the magnetic disk are different from each other.

일반적으로 골프채(10)가 골프공(1)을 타격할 때 골프채(10)의 입사각도와 높이에 따라 골프공(1)이 회전하는 방향이나 속도가 달라지게 된다.Generally, when the golf club 10 hits the golf ball 1, the direction or speed of rotation of the golf ball 1 changes depending on the incident angle and height of the golf club 10.

도 3의 A와 같이, 골프채(10)의 헤드(11)가 골프공(1)을 타격할 때 헤드(11)의 중앙에서 골프채(10)의 입사각도가 골프공(1)의 중심점과 수직이 되는 경우 골프공(1)은 시계 반대방향으로 약하게 회전하게 된다.3, when the head 11 of the golf club 10 hits the golf ball 1, the incident angle of the golf club 10 at the center of the head 11 is perpendicular to the center point of the golf ball 1 The golf ball 1 is slightly rotated in the counterclockwise direction.

도 3의 B와 같이, 골프채(10)의 헤드(11)가 골프공(1)을 타격할 때 헤드(11)의 하부에서 골프채(10)의 입사각도가 골프공(1)의 중심점에 대해 90ㅀ 미만으로 되는 경우 골프공(1)은 시계 반대방향으로 강하게 회전하게 된다.3B, when the head 11 of the golf club 10 strikes the golf ball 1, the angle of incidence of the golf club 10 at the lower portion of the head 11 is about the center of the golf ball 1 When it is less than 90 ㅀ, the golf ball (1) turns strongly counterclockwise.

도 3의 C와 같이, 골프채(10)의 헤드(11)가 골프공(1)을 타격할 때 헤드(11)의 상부에서 골프채(10)의 입사각도가 골프공(1)의 중심점에 대해 90ㅀ 초과되는 경우 골프공(1)은 시계방향으로 강하게 회전하게 된다.
3C, when the head 11 of the golf club 10 strikes the golf ball 1, the angle of incidence of the golf club 10 at the top of the head 11 is about the center of the golf ball 1 When the distance exceeds 90 ㅀ, the golf ball 1 is rotated in a clockwise direction.

따라서 도 2의 측면카메라(120)는 골프공(1)이 타격될 때 골프채(10)의 입사각도와 헤드(11)의 위치를 촬영하고 이를 도 1의 제어장치(300)가 분석하여 골프공(1)의 입사각도와 헤드(11)의 높이를 파악할 수 있게 된다.Therefore, the side camera 120 of FIG. 2 photographs the incident angle of the golf club 10 and the position of the head 11 when the golf ball 1 is hit, and the controller 300 of FIG. 1 and the height of the head 11 can be grasped.

이때 도 1의 제어장치(300)는 골프채(10)의 입사각도와 헤드(11)의 위치에 따라 골프공(1)에 발생하는 스핀의 방향과 속도 데이터를 미리 저장하여 제어장치(300)에 의해 분석된 골프채(10)의 입사각도와 헤드(11)의 높이에 근접한 스핀 방향과 속도 데이터를 게임 영상으로 출력할 수 있게 된다.
The control device 300 of FIG. 1 previously stores the direction and velocity data of the spin generated in the golf ball 1 according to the incident angle of the golf club 10 and the position of the head 11, The angle of incidence of the analyzed golf club 10 and the spin direction and velocity data close to the height of the head 11 can be output to the game image.

또한 도 1의 제어장치(300)는 골프공(1)이 타격될 때 무늬 형상의 변화를 통해 골프공(1)의 회전속도와 회전방향을 파악할 수도 있으며, 골프공(1)의 스핀에 따라 무늬가 변화하는 영상과 이에 대한 스핀 데이터를 도 1의 제어장치(300)에 미리 저장시킨 후 도 2의 측면카메라(120)에서 촬영된 영상과 비교하여 가장 유사한 영상에 해당하는 스핀 데이터를 골프공(1)에 적용하여 출력하게 할 수도 있다.
The controller 300 of FIG. 1 may also determine the rotational speed and the rotational direction of the golf ball 1 by changing the shape of the golf ball 1 when the golf ball 1 is hit, 1 and the spin data corresponding thereto are compared with the images photographed by the side camera 120 of FIG. 2, and the spin data corresponding to the most similar image is stored in the golf ball (1) and output it.

도 4는 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 측면카메라가 촬영한 이미지를 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 전면카메라가 촬영한 이미지를 나타낸 전면도이다.FIG. 4 is a side view showing an image taken by a side camera of a golf ball recognition device using a camera according to the present invention, FIG. 5 is a front view of a golf ball recognition device using a camera according to the present invention, .

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라를 이용한 골프공 인식장치의 제어장치(300)(도1 참조)는 도 2의 전면카메라(110)와 도 2의 측면카메라(120)에서 촬영된 영상에서 단위 시간 동안 골프공(1)이 X축, Y축, Z축으로 이동한 거리를 각각 계산하여 속도벡터를 산출하고 이를 합산하여 골프공(1)의 속도, 방향, 이동거리를 계산하여 영상으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
4 and 5, the control device 300 (see FIG. 1) of the golf ball recognition device using the camera according to the present invention includes the front camera 110 of FIG. 2, the side camera 120 of FIG. 2 Axis, the Y-axis, and the Z-axis during the unit time of the golf ball 1, and calculates a velocity vector to calculate a velocity vector of the golf ball 1, And the distance is calculated and outputted as an image.

도 4와 같이, 도 2의 측면카메라(120)는 골프공(1)의 측면에 위치하여 골프공(1)을 촬영한 후 도 1의 제어장치(300)로 영상을 전송하게 된다.As shown in FIG. 4, the side camera 120 of FIG. 2 is positioned on the side of the golf ball 1 and photographs the golf ball 1, and then transmits the image to the control device 300 of FIG.

도 1의 제어장치(300)는 도 2의 측면카메라(120)가 촬영한 골프공(1)의 초기 위치 영상과 타격된 후 이동된 위치 영상을 합성하여 이동된 거리를 픽셀을 통해 분석하고, 도 2의 측면 카메라의 촬영속도(fps)를 기준으로 몇 번째 영상인지 확인하여 시간을 파악한다.
The control device 300 of FIG. 1 synthesizes an initial position image of the golf ball 1 captured by the side camera 120 of FIG. 2 and a position image moved after being shot, analyzes the moved distance through pixels, The time is determined by checking the number of images based on the shooting speed (fps) of the side camera of FIG.

도 1의 제어장치(300)가 골프공(1)이 이동한 X축의 이동량 w와 Y축의 이동량 h 값과 초기 위치에서 이동한 위치까지 도달한 시간 t가 파악되면, 초기 위치와 초기 시간은 0이므로 도 1의 제어장치(300)는 X축의 속력

Figure pat00001
와 Y축의 속력
Figure pat00002
를 다음과 같이 구할 수 있게 된다.When the control device 300 of FIG. 1 determines the movement amount w of the X-axis and the movement amount h of the Y-axis of the golf ball 1 and the time t of the movement of the golf ball 1 from the initial position to the moved position, The controller 300 of FIG. 1 determines the speed of the X axis
Figure pat00001
And Y-axis speed
Figure pat00002
Can be obtained as follows.

Figure pat00003

Figure pat00003

이때 골프공(1)의 최종 속력

Figure pat00004
는 X축의 속력
Figure pat00005
와 Y축의 속력
Figure pat00006
를 합산하여 다음과 같이 구할 수 있게 된다.At this time, the final speed of the golf ball (1)
Figure pat00004
The speed of the X axis
Figure pat00005
And Y-axis speed
Figure pat00006
Can be summed up as follows.

Figure pat00007

Figure pat00007

또한 골프공(1)의 타격된 후 높이각 α는 이동량 w와 h를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있게 된다.Also, after the golf ball 1 is hit, the height angle? Can be obtained as follows using the movement amounts w and h.

Figure pat00008

Figure pat00008

이를 통해 골프공(1)의 속력과 방향이 파악되었으므로 도 1의 제어장치(300)는 골프공(1)이 활공시간 S를 중력가속도 g와 Y축의 속력

Figure pat00009
로 다음과 같이 구할 수 있게 된다.Since the speed and direction of the golf ball 1 are grasped, the control device 300 of FIG. 1 determines that the golf ball 1 has the glide time S as the gravitational acceleration g and the speed
Figure pat00009
Can be obtained as follows.

Figure pat00010

Figure pat00010

골프공(1)의 활공시간 S이용하여 골프공(1)이 최종 이동거리 R은 다음과 같이 구할 수 있게 된다.The final travel distance R of the golf ball 1 using the glide time S of the golf ball 1 can be obtained as follows.

Figure pat00011

Figure pat00011

또한 골프공(1)이 날아가는 모습을 입체적으로 표현할 수 있도록 도 5와 같이 골프공(1)을 전면 상부에서 골프공(1)을 촬영한 후 도 1의 제어장치(300)로 영상을 전송하게 된다.As shown in FIG. 5, the golf ball 1 is photographed by the control unit 300 of FIG. 1 after the golf ball 1 is photographed from the upper part of the front surface of the golf ball 1 in order to express the flying state of the golf ball 1 in a three- do.

도 1의 제어장치(300)는 도 2의 전면카메라(110)가 촬영한 골프공(1)의 초기 위치 영상과 타격된 후 이동된 골프공(1)의 위치 영상을 합성하여 이동된 거리를 픽셀을 통해 분석하여 골프공(1)이 이동하는 방향을 계산한다.
The control device 300 of FIG. 1 synthesizes an initial position image of the golf ball 1 captured by the front camera 110 of FIG. 2 and a position image of the golf ball 1 moved after being shot, And calculates the direction in which the golf ball 1 moves.

도 1의 제어장치(300)가 골프공(1)이 이동한 X축의 이동량 w와 Z축의 이동량 l의 값과 초기 위치에서 이동한 위치까지 도달한 시간 t가 파악되면, 초기 위치와 초기 시간은 0이므로 도 1의 제어장치(300)는 골프공(1)의 타격된 후 방향각 β는 이동량 w와 l을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있게 된다.When the control device 300 of FIG. 1 determines the value of the movement amount w of the X-axis and the movement amount 1 of the Z-axis of the golf ball 1 and the time t of reaching the position moved from the initial position, 0, the control device 300 of FIG. 1 can obtain the following backward direction angle β of the golf ball 1 by using the movement amounts w and l as follows.

Figure pat00012

Figure pat00012

따라서 도 1의 제어장치(300)는 골프공(1)의 비상시간 S, 최종이동거리 R, 높이각 α, 방향각 β를 이용하여 스크린(600)에 골프공(1)이 비상하는 모습을 3차원으로 출력할 수 있게 되며, 골프공(1)의 스핀, 풍속, 풍향 데이터를 삽입하여 다양한 변수를 만들어 낼 수도 있게 된다.
Therefore, the control apparatus 300 of FIG. 1 displays a state in which the golf ball 1 emerges on the screen 600 using the emergency time S of the golf ball 1, the final movement distance R, the height angle? And it is possible to generate various variables by inserting spin, wind speed, and wind direction data of the golf ball 1. [

또한 도 1의 제어장치(300)는 상기 촬영부(100)에서 촬영된 영상을 색상이 0~255의 수치로 표현되는 그레이스케일로 변환하고, 그레이스케일로 변환된 영상 중 200~255의 수치가 밀집된 점을 이용하여 골프공(1)의 위치를 찾아내는 것을 특징으로 한다.1 converts the image photographed by the photographing unit 100 into a gray scale expressed by a numerical value between 0 and 255. The numerical values of 200 to 255 of the gray scale converted image are And the position of the golf ball 1 is detected using the concentrated points.

그레이스케일은 하양에서 검정 사이의 회색의 점진적인 단계 범위를 나타낸 것으로 도 1의 제어장치(300)는 도 2의 측면카메라(120)와 도 2의 전면카메라(110)에서 전송된 영상을 색상이 0~255의 수치로 표현되는 그레이스케일로 변환한다.The gray scale shows an incremental step range of gray between white and black. The controller 300 of FIG. 1 converts the image transmitted from the side camera 120 of FIG. 2 and the front camera 110 of FIG. To a gray scale represented by a numerical value of ~ 255.

이때 골프공(1)의 색상은 대부분 흰색으로 되어 있으므로 색상이 255 수치에 근접하게 되고 조명의 위치에 따라 밝기가 달라질 수 있으므로 200~255의 수치가 원형으로 밀집된 지점을 골프공(1)으로 인식하도록 설정한다.At this time, since the color of the golf ball 1 is mostly white, the color is close to the 255 value and the brightness may be changed according to the position of the light. Therefore, the spot having a circular density of 200 to 255 is regarded as the golf ball 1 .

따라서 그레이스케일로 200~255의 수치가 원형으로 밀집된 지점을 파악하면 조명에 영향을 받지 않고도 골프공(1)의 위치를 정확히 찾아낼 수 있게 된다.
Therefore, if the point where the numerical value of 200 to 255 in the gray scale is concentrated in the circular shape is grasped, the position of the golf ball 1 can be accurately detected without being affected by the illumination.

이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as a limitation of the scope of the present invention. Or modify it. The scope of the invention should, therefore, be construed in light of the claims set forth to cover many of such variations.

1 : 골프공 10 : 골프채
11 : 헤드 100 : 촬영부
110 : 전면카메라 120 : 측면카메라
130 : 자세카메라 200 : 조명부
300 : 제어장치 400 : 키오스크
500 : 빔프로젝터 600 : 스크린
700 : 캐디장치1: golf ball 10: golf club
11: head 100:
110: front camera 120: side camera
130: posture camera 200: illuminator
300: Control device 400: Kiosk
500: a beam projector 600: a screen
700: Caddy device

Claims (6)

골프공 타격시 골프공의 속도와 방향을 측정하기 위해 골프공을 촬영하는 촬영부와;
상기 촬영부에서 촬영되는 영상의 인식률을 높이기 위해 골프공과 그 주변에 빛을 조사하는 조명부와;
상기 촬영부를 통해 촬영된 영상을 분석하여 골프공의 속도, 방향, 이동거리를 연산하기 위한 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는
카메라를 이용한 골프공 인식장치.
A photographing unit photographing a golf ball to measure the speed and direction of the golf ball when the golf ball is hit;
A lighting unit for irradiating light to the golf ball and its periphery to increase the recognition rate of the image photographed by the photographing unit;
And a control unit for analyzing the image photographed through the photographing unit to calculate the velocity, direction and movement distance of the golf ball
A golf ball recognition device using a camera.
제 1항에 있어서,
상기 조명부는 적외선 램프과 할로겐 램프를 이루어지며 상기 촬영부는 타격된 골프공을 촬영할 때 램프가 교번하여 적외선 램프가 점등될 때만 촬영하는 것을 특징으로 하는
카메라를 이용한 골프공 인식장치.
The method according to claim 1,
Wherein the illumination unit comprises an infrared lamp and a halogen lamp, and the photographing unit photographs only the infrared lamp when the lamp is alternated when the shot of the hit golf ball is taken.
A golf ball recognition device using a camera.
제 1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 촬영부에서 촬영된 영상을 색상이 0~255의 수치로 표현되는 그레이스케일로 변환하고, 그레이스케일로 변환된 영상 중 200~255의 수치가 밀집된 점을 이용하여 골프공의 위치를 찾아내는 것을 특징으로 하는
카메라를 이용한 골프공 인식장치.
The method according to claim 1,
The control unit converts the image photographed by the photographing unit into a gray scale expressed by a numerical value of 0 to 255 and displays the position of the golf ball using the dotted value of 200 to 255 among the grayscale- ≪ / RTI >
A golf ball recognition device using a camera.
제 1항에 있어서,
상기 촬영부는
골프공이 타격된 후 활공될 때의 방향을 측정하기 위해 골프공의 전면 상부에서 촬영하는 전면카메라와;
골프공이 타격되기 전부터 타격되어 활공될 때까지 골프공의 무늬의 변화를 촬영하기 위해 골프공의 측면에서 촬영하는 측면카메라;로 이루어지는 것을 특징으로 하는
카메라를 이용한 골프공 인식장치.
The method according to claim 1,
The photographing unit
A front camera for photographing from the upper front of the golf ball to measure a direction when the golf ball is struck after being hit;
And a side camera for photographing the golf ball from the side of the golf ball to capture a change in the pattern of the golf ball until the golf ball is hit and glided before the golf ball is hit.
A golf ball recognition device using a camera.
제 1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 촬영부가 촬영한 영상을 통해 골프공이 타격될 때 골프공의 속도, 방향, 이동거리를 분석하여 스크린에 출력하는 것을 특징으로 하는
카메라를 이용한 골프공 인식장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller analyzes the speed, direction, and moving distance of the golf ball when the golf ball is hit through the image taken by the shooting unit, and outputs the analyzed result to the screen
A golf ball recognition device using a camera.
제 1항에 있어서,
상기 제어장치는 골프채가 골프공을 타격할 때의 입사각도와 높이에 따라 골프공의 스핀 방향과 스핀 속도가 달라지도록 출력하는 것을 특징으로 하는
카메라를 이용한 골프공 인식장치.

The method according to claim 1,
Wherein the controller outputs the spin direction and the spin speed of the golf ball to be different according to the incident angle and height when the golf ball strikes the golf ball
A golf ball recognition device using a camera.

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