KR20220136560A - Golf Simulation Method and System Using the Rotational Information of Balls Measured by Two Cameras - Google Patents

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KR20220136560A
KR20220136560A KR1020210041634A KR20210041634A KR20220136560A KR 20220136560 A KR20220136560 A KR 20220136560A KR 1020210041634 A KR1020210041634 A KR 1020210041634A KR 20210041634 A KR20210041634 A KR 20210041634A KR 20220136560 A KR20220136560 A KR 20220136560A
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Abstract

The present invention relates to a golf simulation method and system using rotation information of a ball (130) actually measured by two cameras. The golf simulation method comprises: a first step of capturing the ball (130) having two or more marks (131) flying by hitting with a golf club using two cameras (110) and (120); a second step of imaging the captured image of the ball (130) frame by frame and measuring the change in position of the marks (131) of the ball (130) in the image for each frame; a third step of analyzing the change in position of the marks (131) of the ball (130) to obtain the rotational information of the ball (130) including the rotational axis, rotational speed, and side rotation of the ball (130); and a fourth step of estimating the trajectory of the ball (130) in a virtual golf course by reflecting the rotation information of the ball (130) in a virtual golf simulation and displaying the same on a screen (300). Such that in the virtual golf simulation, the accuracy of the trajectory of the ball (130) can be improved.

Description

2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법 및 시스템{Golf Simulation Method and System Using the Rotational Information of Balls Measured by Two Cameras}Golf Simulation Method and System Using the Rotational Information of Balls Measured by Two Cameras}

본 발명은 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2대의 카메라를 이용하여 볼의 회전정보를 실측하여 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여, 가상골프에서 볼의 궤적의 정확도를 향상시킬 수 있고 높은 정확도의 볼 운동결과를 기대할 수 있는 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a golf simulation method and system using ball rotation information measured by two cameras. It relates to a golf simulation method and system using ball rotation information measured by two cameras that can improve the accuracy of the ball trajectory in golf and can expect high-accuracy ball motion results.

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.Recently, the development of various devices that allow users to enjoy popular sports such as baseball, soccer, basketball, and golf in the form of an interactive sports game through simulation indoors or in a specific place has been actively developed. is losing

특히 최근에는 이른바 스크린 골프 시스템이 등장하여 사용자가 골프 클럽을 들고 골프 스윙을 함에 따라 타격 매트에 놓인 볼을 타격하면 감지장치가 이를 감지하여 이동하는 골프공의 물리적 특성을 추출하고 이를 바탕으로 가상의 골프코스에서 볼의 궤적이 시뮬레이션되도록 함으로써, 사용자가 가상 현실상에서 골프를 즐길 수 있도록 하는 기술이 개발되고 있다.In particular, recently, a so-called screen golf system has appeared, and when a user hits a ball placed on a hitting mat while holding a golf club and swinging a golf, the sensing device detects it and extracts the physical characteristics of the moving golf ball. A technology has been developed that allows a user to enjoy golf in virtual reality by simulating the trajectory of a ball on a golf course.

이와 같은 인터랙티브 스포츠 게임에서 골프공 등의 볼을 이용하는 스포츠에 대한 시뮬레이션이 이루어지도록 하기 위해 운동하는 볼의 움직임에 대한 물리적 정보를 정확하게 감지하기 위한 각종 감지시스템에 대한 연구개발이 매우 활발하게 진행되고 있다.In order to simulate a sport using a ball such as a golf ball in such an interactive sports game, research and development on various sensing systems for accurately detecting physical information about the movement of a moving ball is being actively conducted. .

예컨대, 적외선 센서를 이용한 감지장치, 레이저 센서를 이용한 감지장치, 음향 센서를 이용한 감지장치, 그리고 카메라 센서를 이용한 감지장치 등 다양한 감지 방식이 등장하고 있으며, 운동하는 볼의 상태를 정확하게 감지하기 위하여 운동하는 볼에 대한 이미지를 취득하여 분석하는 카메라 센서 방식의 감지장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.For example, various detection methods such as a detection device using an infrared sensor, a detection device using a laser sensor, a detection device using an acoustic sensor, and a detection device using a camera sensor are emerging. Research on a camera sensor-type detection device that acquires and analyzes an image of a ball being played is being actively conducted.

도 1 및 도 2는 종래의 스크린 골프 시스템을 보인 것으로서, 종래의 스크린 골프 시스템은 천장형 카메라(CM1)와 바닥형 카메라(CM2)를 포함하여 구성되어, 운동하는 볼(B)의 속도, 방향, 높이각 등의 물리적 특성정보를 추출하고, 골프 클럽(golf club)의 운동 궤적을 산출하여 그로부터 볼의 회전(spin)을 추정한 후 이를 가상의 골프코스에서 볼의 궤적을 스크린(S)에 표시하는 가상 골프 시뮬레이션을 하는데 반영하고 있다.1 and 2 show a conventional screen golf system, the conventional screen golf system includes a ceiling camera (CM1) and a floor camera (CM2), and the speed and direction of the moving ball (B) , height angle, etc. are extracted, the motion trajectory of the golf club is calculated, the spin of the ball is estimated from it, and the trajectory of the ball in the virtual golf course is displayed on the screen (S). The display is reflected in the virtual golf simulation.

이렇게 2대의 카메라를 이용하는 스크린 골프 시스템은 정상(top)과 측면(side)에서 촬영하기 때문에 정상 시야에서 좌/우각, 측면 시야에서 높낮이 각을 확인할 수 있으나, 이는 운동하는 볼의 회전속도를 실측할 수 없다는 한계가 있다. 이에 종래에는 골프 클럽의 운동 궤적과 운동하는 볼의 물리적 특성정보로부터 추정한 볼의 회전정보를 가상의 골프코스에서 볼의 궤적을 시뮬레이션하는데 반영할 수 밖에 없다.Since the screen golf system using two cameras shoots from the top and the side, it is possible to check the left/right angle in the normal view and the height angle in the side view. There is a limit that it cannot. Accordingly, in the related art, the rotation information of the ball estimated from the motion trajectory of the golf club and the physical characteristic information of the moving ball has to be reflected in simulating the trajectory of the ball in a virtual golf course.

여기서, 볼의 회전(spin)은 볼의 비거리, 방향, 높이각 등에 밀접한 관계가 있어 정확하지 않은 볼의 회전은 볼의 운동결과에 악영향을 끼치므로, 추정된 볼의 회전을 적용하여 가상의 골프코스에서 볼의 궤적을 보여주는 시뮬레이션의 정확도가 매우 낮아 그 정보를 신뢰할 수 없다.Here, since the spin of the ball is closely related to the distance, direction, and height angle of the ball, incorrect rotation of the ball adversely affects the result of the movement of the ball. The accuracy of the simulation showing the trajectory of the ball on the course is very low and the information is unreliable.

위와 같은 종래기술은 볼의 회전을 실측하지 않고 추정을 하다 보니, 회전축(spin axis), 회전속도(spin rate) 등이 정확하지 않아 사용자들이 적용한 볼의 구질 및 운동정보를 가상의 골프코스에서 볼의 궤적을 보여주는 시뮬레이션이 정확하게 구하지 못하고 있다.As the above prior art estimates the rotation of the ball without actually measuring it, the spin axis and the spin rate are not accurate. The simulation showing the trajectory of

예를 들어, 입사각(launch angle)이 큰 샷의 경우 그루브(groove)가 많은 웨지 클럽(wedge club)과 그루부 양이 적은 드라이버 클럽(driver club)에 상관없이 입사각 값만 크다면 회전속도(spin rate)이 많이 나올 확률이 높다. 이러한 부정확한 정보는 볼의 비거리와 방향 등에도 큰 악영향을 미치는 문제점이 있다.For example, in the case of a shot with a large launch angle, regardless of a wedge club with a large number of grooves and a driver club with a small amount of grooves, if the angle of incidence is large, the spin rate (spin rate) ) is more likely to occur. Such inaccurate information has a problem in that it greatly adversely affects the distance and direction of the ball.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 2대의 카메라를 이용하여 운동하는 볼을 실측하여, 가상골프에서 볼의 궤적의 정확도를 향상시킬 수 있고 높은 정확도의 볼 운동결과를 기대할 수 있는 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있.The present invention for solving the problems of the prior art as described above can improve the accuracy of the trajectory of the ball in virtual golf by actually measuring the moving ball using two cameras, and can expect high-accuracy ball movement results. An object of the present invention is to provide a golf simulation method and system using ball rotation information measured by two cameras.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은, 골프 클럽에 의한 타격으로 비행하는 2개 이상의 마크를 가지는 볼을 2대의 카메라를 이용하여 촬영하는 제1 단계; 상기 촬영된 볼의 영상을 프레임별로 이미지화하고 각 프레임별 이미지에서의 볼의 마크들의 위치 변화를 측정하는 제2 단계; 상기 볼의 마크들의 위치 변화를 분석하여, 볼의 회전축, 회전속도, 사이드 회전을 포함하는 볼의 회전정보를 취득하는 제3단계; 및 상기 볼의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여 가상의 골프코스에서의 볼의 궤적을 추정하여 스크린에 디스플레이하는 제4 단계로 구성되는 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법에 달성된다.An object of the present invention as described above, a first step of photographing a ball having two or more marks flying by a blow by a golf club using two cameras; a second step of imaging the photographed image of the ball for each frame and measuring the position change of the marks of the ball in the image for each frame; a third step of analyzing the position change of the marks of the ball to obtain rotation information of the ball including the rotation axis, rotation speed, and side rotation of the ball; and a fourth step of estimating the trajectory of the ball on a virtual golf course by reflecting the rotation information of the ball in the virtual golf simulation and displaying it on the screen. Golf simulation using the rotation information of the ball measured by two cameras. is achieved in a way.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 볼의 마크는, 볼의 표면과 구분되는 색상의 마크로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the mark of the ball is characterized in that it is composed of a mark of a color distinguished from the surface of the ball.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 볼의 마크는, 서로 구별되는 각기 다른 모양이나 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the mark of the ball is characterized in that it has different shapes or sizes that are distinguished from each other.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 볼의 회전정보는, 각 프레임별 이미지에서 볼의 위치변화를 분석하여 계산되는 볼의 속도, 방위(좌우)각 및 발사(상하)각에 대한 볼의 운동정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the ball rotation information is the movement of the ball with respect to the ball speed, azimuth (left and right) angle, and launch (up and down) angle calculated by analyzing the change in the position of the ball in the image for each frame. It is characterized in that it contains information.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 2대의 카메라는, 타석을 중심으로 사용자가 서 있는 반대방향의 타석으로부터 일정거리 떨어진 측면부 및 타석 정상부의 천장에 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the two cameras are respectively located on the side of the plate and on the ceiling of the top of the plate at a certain distance away from the plate in the opposite direction from which the user is standing.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 2대의 카메라에 대응하는 적외선 램프를 구비하여, 상기 2대의 카메라가 촬영하고자 하는 볼에 적외선을 조사하고, 상기 볼을 촬영하는 상기 2대의 카메라가 적외선 카메라로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, infrared lamps corresponding to the two cameras are provided, the two cameras irradiate infrared rays to the balls to be photographed, and the two cameras for photographing the balls are infrared cameras. characterized in that it is composed.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 골프 클럽에 의한 타격으로 비행하는 2대 이상의 마크를 가지는 볼을 촬영한 2대의 카메라로부터 영상을 취득하는 영상 취득부; 상기 촬영된 볼의 영상을 프레임별로 이미지화하는 영상 프레임별 이미지화부; 상기 각 프레임별 이미지에서의 볼의 마크들의 위치 변화를 측정하는 볼 마크 위치변화 실측부; 상기 볼의 마크들의 위치 변화를 분석하여, 볼의 회전축, 회전속도, 사이드 회전을 포함하는 볼의 회전정보를 취득하는 볼 회전정보 산출부; 및 상기 볼의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여 가상의 골프코스에서의 볼의 궤적을 추정하여 스크린에 디스플레이하는 볼 궤적 추정 표시부로 구성되는 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템에 의해 달성된다.In addition, another object of the present invention, an image acquisition unit for acquiring an image from two cameras photographing a ball having two or more marks flying by a blow by a golf club; an image frame-by-frame imaging unit for imaging the captured image of the ball frame-by-frame; a ball mark position change measurement unit for measuring the position change of the ball marks in the image for each frame; a ball rotation information calculation unit which analyzes a change in the position of the marks of the ball and obtains rotation information of the ball including the rotation axis, rotation speed, and side rotation of the ball; and a ball trajectory estimation display unit for estimating a trajectory of a ball on a virtual golf course by reflecting the rotation information of the ball in a virtual golf simulation and displaying it on a screen. Golf using ball rotation information measured by two cameras This is achieved by the simulation system.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 볼의 마크는, 볼의 표면과 구분되는 색상의 마크로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the mark of the ball is characterized in that it is composed of a mark of a color distinguished from the surface of the ball.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 볼의 마크는, 서로 구별되는 각기 다른 모양이나 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the mark of the ball is characterized in that it has different shapes or sizes that are distinguished from each other.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 각 프레임별 이미지에서 볼의 위치변화를 분석하여 계산되는 볼의 속도, 방위(좌우)각 및 발사(상하)각에 대한 볼의 운동정보를 산출하는 볼 운동정보 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, ball motion information for calculating ball motion information for the ball speed, azimuth (left and right) angle, and launch (up and down) angle calculated by analyzing the change in the position of the ball in the image for each frame It is characterized in that it further comprises a calculation unit.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 2대의 카메라는, 타석을 중심으로 사용자가 서 있는 반대방향의 타석으로부터 일정거리 떨어진 측면부 및 타석 정상부의 천장에 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the two cameras are respectively located on the side of the plate and on the ceiling of the top of the plate at a certain distance away from the plate in the opposite direction from which the user is standing.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 2대의 카메라에 대응하는 적외선 램프를 구비하여, 상기 2대의 카메라가 촬영하고자 하는 볼에 적외선을 조사하고, 상기 볼을 촬영하는 상기 2대의 카메라가 적외선 카메라로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, infrared lamps corresponding to the two cameras are provided, the two cameras irradiate infrared rays to the balls to be photographed, and the two cameras for photographing the balls are infrared cameras. characterized in that it is composed.

본 발명에 의하면, 2대의 카메라를 이용하여 볼의 회전정보를 실측하여 가상 골프 시뮬레이션에 반영함으로써, 가상골프에서 볼의 궤적의 정확도를 향상시킬 수 있고 높은 정확도의 볼 운동결과를 기대할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by actually measuring the ball rotation information using two cameras and reflecting it in the virtual golf simulation, it is possible to improve the accuracy of the ball trajectory in virtual golf and to expect high-accuracy ball movement results. have.

또한, 본 발명은 2개의 볼의 마크만을 이용하여 볼의 회전정보를 연산하는 것이 아니라 카메라(센서)가 인식할 수 있는 다수개의 마크들의 위치변화를 분산하여 볼의 회전정보를 연산하고, 그 연산값을 검수하는 과정을 거치면서 더욱더 높은 정확도의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention does not calculate the rotation information of the ball using only the marks of the two balls, but calculates the rotation information of the ball by dispersing the position change of a plurality of marks that the camera (sensor) can recognize, and the calculation There is an effect that even higher accuracy of rotation information can be reflected in the virtual golf simulation while going through the process of checking the value.

그리고, 본 발명은 볼의 연산된 볼의 운동정보가 오차가 없는지 확인하기 위해, 2대의 카메라에서 운동하는 볼을 촬영하여 프레임별로 시각화한 다음 이 값을 실측하여 연산값과 검수하는 과정까지 구현함으로써, 회전정보 외의 볼의 운동정보도 정확도 향상을 기대할 수 있다.And, in order to check whether the calculated ball motion information of the ball has an error, the present invention captures a moving ball with two cameras, visualizes it for each frame, and then implements a process of actually measuring this value and checking the calculated value. In addition to , rotation information, ball motion information can also be expected to improve accuracy.

도 1은 종래의 스크린 골프 시스템을 보인 개략도이다.
도 2는 도 1의 스크린 골프 시스템의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3의 구성이 적용된 스크린 골프 시스템을 보인 개략도이다.
도 5는 도 3의 구성이 적용된 스크린 골프 시스템의 예시도이다.
도 6은 도 3의 스크린 골프 시스템에서 사용되는 골프공의 예시도이다.
도 7은 영상의 각 프레임별 이미지에서 볼의 마크의 위치변화를 실측하여 볼의 회전정보를 연산하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8은 운동하는 볼의 마크들의 위치변화를 연산하는 과정을 보인 도면이다.
도 9는 두 대의 카메라에 의해 촬영된 운동하는 볼의 영상을 프레임별로 시각화하여 볼의 방향각, 발사각 등을 실측하고, 운동하는 볼의 속도, 방향각 및 발사각 등의 물리적 특정 정보를 추출하는 과정을 보여주는 도면이다.
도10은 회전값을 실측하여 연산한 뒤 3차원 이미지로 변환하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 11은 프레임별로 촬영한 볼의 이미지와 연산된 볼의 물리적 특성정보를 실측하여 검수하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법을 보여주는 흐름도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional screen golf system.
FIG. 2 is an exemplary view of the screen golf system of FIG. 1 .
3 is a configuration diagram of a golf simulation system using ball rotation information measured by two cameras according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a screen golf system to which the configuration of FIG. 3 is applied.
5 is an exemplary view of a screen golf system to which the configuration of FIG. 3 is applied.
6 is an exemplary view of a golf ball used in the screen golf system of FIG. 3 .
7 is a view showing a process of calculating the rotation information of the ball by measuring the change in the position of the mark of the ball in the image for each frame of the image.
8 is a view showing a process of calculating the position change of the marks of the moving ball.
9 is a process of visualizing an image of a moving ball taken by two cameras for each frame, measuring the ball's direction angle, launch angle, etc., and extracting specific physical information such as the speed, direction angle, and launch angle of the moving ball; is a drawing showing
10 is a diagram illustrating a process of converting a rotation value into a three-dimensional image after actually measuring and calculating the rotation value.
11 is a view showing a process of actually measuring and inspecting the image of the ball photographed for each frame and the calculated physical characteristic information of the ball.
12 is a flowchart illustrating a golf simulation method using ball rotation information measured by two cameras according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a golf simulation system using ball rotation information measured by two cameras according to an embodiment of the present invention.

도 3에 의하면, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템은, 천장형 카메라(110) 및 측면형 카메라(120)를 포함하는 카메라, 볼의 마크를 실시간으로 촬영 분석하여 볼의 회전정보 및 운동정보를 산출하여 가상 골프코스에서 볼의 궤적을 추정하는 볼 궤적 시뮬레이션부(200) 및 볼 궤적 시뮬레이션부(200)에 추적되는 볼의 궤적을 표시하는 스크린(300)으로 구성된다.According to FIG. 3, the golf simulation system using the rotation information of the ball measured by two cameras is a camera including a ceiling camera 110 and a side camera 120, shooting and analyzing the mark of the ball in real time. The ball trajectory simulation unit 200 for estimating the trajectory of the ball in the virtual golf course by calculating the rotation information and motion information of the ball and the screen 300 for displaying the trajectory of the ball tracked by the ball trajectory simulation unit 200 do.

위 실시예에서, 볼 궤적 시뮬레이션부(200)는, 골프 클럽에 의한 타격으로 비행하는 2개 이상의 마크(131)를 가지는 볼(130)을 촬영한 2대의 카메라(110)(120)로부터 영상을 취득하는 영상 취득부(210), 촬영된 볼(130)의 영상을 프레임별로 이미지화하는 영상 프레임별 이미지화부(220), 각 프레임별 이미지에서의 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 측정하는 볼 마크 위치변화 실측부(230), 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 분석하여, 볼(130)의 회전축, 회전속도, 사이드 회전을 포함하는 볼의 회전정보를 취득하는 볼 회전정보 산출부(240) 및 볼(130)의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여 가상의 골프코스에서의 볼(130)의 궤적을 추정하여 스크린(300)에 디스플레이하는 볼 궤적 추정 표시부(250)로 구성될 수 있다.In the above embodiment, the ball trajectory simulation unit 200 is an image from two cameras 110 and 120 photographing the ball 130 having two or more marks 131 flying with a blow by a golf club. The image acquisition unit 210 to acquire, the image frame-by-frame imaging unit 220 for imaging the image of the photographed ball 130 by frame, the position change of the marks 131 of the ball 130 in the image for each frame By analyzing the change in the position of the marks 131 of the ball mark position measurement unit 230 and the ball 130 to measure, the rotation axis of the ball 130, the rotation speed, and the rotation information of the ball including the side rotation are obtained. A ball trajectory estimation display unit ( 250) may be configured.

위 실시예에서, 볼 궤적 시뮬레이션부(200)는 각 프레임별 이미지에서 볼(130)의 위치변화를 분석하여 계산되는 볼(130)의 속도, 방위(좌우)각 및 발사(상하)각에 대한 볼(130)의 운동정보를 산출하는 볼 운동정보 계산부(260)를 더 구비할 수 있다.In the above embodiment, the ball trajectory simulation unit 200 analyzes the position change of the ball 130 in the image for each frame and calculates the velocity, azimuth (left and right) angle, and launch (up and down) angle of the ball 130. A ball motion information calculation unit 260 for calculating motion information of the ball 130 may be further provided.

위 실시예에서, 2대의 카메라(110)(120)는 타석을 중심으로 사용자가 서 있는 반대방향의 타석으로부터 일정거리 떨어진 측면부 및 타석 정상부의 천장에 각각 위치할 수 있다.In the above embodiment, the two cameras 110 and 120 may be respectively located on the side of the bat and on the ceiling of the top of the bat at a certain distance from the bat in the opposite direction to the bat where the user stands.

위 실시예에서, 2대의 카메라(110)(120)에 대응하는 적외선 램프(111)(121)를 구비하여, 2대의 카메라(110)(120)가 촬영하고자 하는 볼(130)에 적외선을 조사하고, 볼(130)을 촬영하는 상기 2대의 카메라(110)(120)가 적외선 카메라로 구성될 수 있다.In the above embodiment, infrared lamps 111 and 121 corresponding to the two cameras 110 and 120 are provided, and the two cameras 110 and 120 are irradiated with infrared rays to the ball 130 to be photographed. And, the two cameras 110 and 120 for photographing the ball 130 may be configured as infrared cameras.

도 4는 도 3의 구성이 적용된 스크린 골프 시스템을 보인 개략도, 도 5는 도 3의 구성이 적용된 스크린 골프 시스템의 예시도이다.4 is a schematic diagram showing a screen golf system to which the configuration of FIG. 3 is applied, and FIG. 5 is an exemplary view of a screen golf system to which the configuration of FIG. 3 is applied.

도 4 및 도 5에 의하면, 볼(130)이 배치되는 타석을 중심으로 천장에는 천장형 카메라(110)가 배치되고, 사용자가 위치하는 타석의 반대방향에는 측면형 카메라(120)가 배치된다. 또한, 타석의 전방에는 가상 골프 시뮬레이션을 보여주는 스크린(300)이 배치된다. 물론, 터치 스크린(300)에 영상을 조사하는 별도의 프로젝트가 배치되는데, 이는 볼 궤적 시뮬레이션부(200)에 의해 구동된다. 여기서, 도면에는 도시하지 않았으나, 천장형 카메라(110)와 측면형 카메라(120)와 같은 위치에는 타석에 위치한 볼(130)에 적외선을 조사하는 적외선 램프(111)(121)가 각각 배치된다.4 and 5 , the ceiling-type camera 110 is disposed on the ceiling around the turn at bat where the ball 130 is disposed, and the side-type camera 120 is disposed in the opposite direction of the turn at bat where the user is positioned. In addition, a screen 300 showing a virtual golf simulation is disposed in front of the turn at bat. Of course, a separate project for irradiating an image on the touch screen 300 is arranged, which is driven by the ball trajectory simulation unit 200 . Here, although not shown in the drawings, infrared lamps 111 and 121 for irradiating infrared rays to the ball 130 positioned at the bat are disposed at the same location as the ceiling-type camera 110 and the side-type camera 120 , respectively.

도 6은 도 3의 스크린 골프 시스템에서 사용되는 골프공의 예시도이다.6 is an exemplary view of a golf ball used in the screen golf system of FIG. 3 .

도 6에 의하면, 볼(130)은 마크(131)가 볼(130)의 표면과 구분되는 색상의 마크로 구성될 수 있다. 또한, 볼(130)의 마크(131)는 서로 구별되는 각기 다른 모양이나 크기를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6 , the ball 130 may be configured as a mark of a color in which the mark 131 is distinguished from the surface of the ball 130 . In addition, the marks 131 of the ball 130 may have different shapes or sizes to be distinguished from each other.

도 7은 영상의 각 프레임별 이미지에서 볼의 마크의 위치변화를 실측하여 볼의 회전정보를 연산하는 과정을 보여주는 도면이다.7 is a view showing a process of calculating the rotation information of the ball by measuring the change in the position of the mark of the ball in the image for each frame of the image.

도 7에 의하면, 사용자에 의한 타격으로 운동하는 볼을 촬영한 영상을 프레임별로 이미지화한 후 마크들이 위치(좌표)변화하는 정보를 이용하여 볼의 회전을 실측한다. 즉, T1의 a1-a2-a3-a4의 볼의 마크들, T2의 b1-b2-b3-b4의 볼의 마크들의 위치변화, T2와 T3의 볼의 마크들의 변화, T3, T4의 볼의 마크들의 위치변화, 즉 각 프레임별 모든 마크들의 위치변화를 실측하여 연산한 뒤, 볼의 회전축, 회전속도 및 사이드 회전하고, 그 결과를 3차원 정보로 전환시킨다. 그리고, 3차원으로 전환된 모든 정보와 실제 카메라에 의해 촬영된 이미지의 볼의 정보를 비교하여 검수과정을 거치게 되므로, 가장 정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영할 수 있다.Referring to FIG. 7 , after images of images of a ball moving by a blow by a user are imaged for each frame, the rotation of the ball is actually measured using the information that the marks change position (coordinate). That is, the marks of the ball of a1-a2-a3-a4 of T1, the position change of the marks of the ball of b1-b2-b3-b4 of T2, the change of the marks of the ball of T2 and T3, the marks of the ball of T3 and T4 After measuring and calculating the position change of the marks, that is, the position change of all marks for each frame, the rotation axis, rotation speed, and side rotation of the ball are performed, and the result is converted into three-dimensional information. And, since all the information converted into 3D and the information of the ball of the image photographed by the real camera are compared and passed through the inspection process, the most information can be reflected in the virtual golf simulation.

여기서, 카메라에 촬영되는 볼의 마크들이 많을수록 더 많는 실측과 연산을 할 수 있으므로, 마크의 개수가 많을수록 회전정보의 정확도를 높일 수 있다. 이로서, 추정되는 회전정보와 두 마크만을 이용하여 실측한 회전정보보다 더욱더 정확한 회전정보를 산출할 수 있다.Here, since the more the marks of the ball photographed by the camera, the more measurements and calculations can be performed, the greater the number of marks, the higher the accuracy of the rotation information. In this way, it is possible to calculate more accurate rotation information than the rotation information actually measured using only the estimated rotation information and the two marks.

도 8은 운동하는 볼의 마크들의 위치변화를 연산하는 과정을 보인 도면이다.8 is a view showing a process of calculating the position change of the marks of the moving ball.

도 8에 의하면, 사용자의 타격에 의해 운동하는 볼의 마크들의 위치변화를 59번 연산하고, 검수과정을 거쳐 가장 정확한 볼의 회전정보를 얻을 수 있다.According to FIG. 8, it is possible to calculate the position change of the marks of the ball moving by the user's blow 59 times, and obtain the most accurate ball rotation information through the inspection process.

도 9는 두 대의 카메라에 의해 촬영된 운동하는 볼의 영상을 프레임별로 시각화하여 볼의 방향각, 발사각 등을 실측하고, 운동하는 볼의 속도, 방향각 및 발사각 등의 물리적 특정 정보를 추출하는 과정을 보여주는 도면이다.9 is a process of visualizing an image of a moving ball captured by two cameras for each frame, measuring the ball's direction angle, launch angle, etc., and extracting specific physical information such as the speed, direction angle and launch angle of the moving ball; is a drawing showing

도 9에 의하면, 두 대의 카메라에 의해 촬영된 운동하는 볼의 영상을 프레임별로 시각화하여 볼의 방향각, 발사각 등을 실측하고, 운동하는 볼의 속도, 방향각 및 발사각 등의 물리적 특정 정보를 추출하여 연산한 값과 비교하여 검수하는 과정을 보여주고 있다.According to FIG. 9 , the image of a moving ball captured by two cameras is visualized for each frame to measure the ball's direction angle and launch angle, and physical specific information such as the speed, direction angle, and launch angle of the moving ball is extracted. It shows the process of checking by comparing it with the calculated value.

도10은 회전값을 실측하여 연산한 뒤 3차원 이미지로 변환하는 과정을 보여주는 도면이다.10 is a diagram illustrating a process of converting a rotation value into a three-dimensional image after actually measuring and calculating the rotation value.

도 10에 의하면, 두 대의 카메라에 의해 사용자의 타격으로 운동(비행)하는 볼에 대한 영상이 실시간으로 취득되면, 이 영상으로부터 회전값을 실측하여 연산한 뒤 3차원 이미지로 변환하고, 이를 촬영된 영상의 프레임별 이미지와 비교하여 가상 골프 시뮬레이션을 위한 볼의 회전정보의 정확도를 높일 수 있다. According to FIG. 10, when an image of a ball moving (flying) by a user's blow is acquired in real time by two cameras, the rotation value is actually measured and calculated from this image, and then converted into a three-dimensional image, which is captured It is possible to increase the accuracy of the ball rotation information for the virtual golf simulation compared to the image for each frame of the video.

도 11은 프레임별로 촬영한 볼의 이미지와 연산된 볼의 물리적 특성정보를 실측하여 검수하는 과정을 보여주는 도면이다.11 is a view showing a process of actually measuring and inspecting the image of the ball photographed for each frame and the calculated physical characteristic information of the ball.

도 11에 의하면, 프레임별로 촬영한 볼의 이미지와 연산된 볼의 물리적 특성정보를 실측하여 검수하면, 볼의 회전정보의 정확도를 높일 수 있다. 즉, 연산하여 산출한 물리적 특성정보와 실측한 회전정보를 반영함으로써, 가상 골프코스에서 볼의 궤적을 시뮬레이션 하는데 정확도를 높일 수 있다.According to FIG. 11 , if the image of the ball photographed for each frame and the calculated physical property information of the ball are measured and inspected, the accuracy of the ball rotation information can be improved. That is, by reflecting the calculated physical characteristic information and the actually measured rotation information, it is possible to increase the accuracy in simulating the trajectory of the ball in the virtual golf course.

도 12는 본 발명의 실시예에 의한 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법을 보여주는 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a golf simulation method using ball rotation information measured by two cameras according to an embodiment of the present invention.

도 12에 의하면, 타석의 측면과 천장에 각각 위치한 2대의 카메라(110)(120)가 골프 클럽에 의한 타격으로 운동(비행)하는 2개 이상의 마크(131)를 가지는 볼(130)을 촬영(S110)하면, 볼 궤적 시뮬레이션부(200)는 영상을 취득한다.According to FIG. 12, two cameras 110 and 120 located on the side and ceiling of the batting table, respectively, shoot the ball 130 having two or more marks 131 that move (fly) with a blow by a golf club ( S110), the ball trajectory simulation unit 200 acquires an image.

이어서, 볼 궤적 시뮬레이션부(200)는 촬영된 볼(130)의 영상을 프레임별로 이미지화(S120)하고 각 프레임별 이미지에서의 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 측정(S130)한다.Subsequently, the ball trajectory simulation unit 200 images the captured image of the ball 130 for each frame (S120) and measures the position change of the marks 131 of the ball 130 in the image for each frame (S130). .

그리고, 볼 궤적 시뮬레이션부(200)는 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 분석하여, 볼(130)의 회전축, 회전속도, 사이드 회전을 포함하는 볼의 회전정보를 취득(S140)한다.Then, the ball trajectory simulation unit 200 analyzes the change in the position of the marks 131 of the ball 130, and obtains rotation information of the ball including the rotation axis, rotation speed, and side rotation of the ball 130 (S140) do.

마지막으로, 볼 궤적 시뮬레이션부(200)는 볼(130)의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여 가상의 골프코스에서의 볼(130)의 궤적을 추정(S150)하여 스크린(300)에 디스플레이한다.Finally, the ball trajectory simulation unit 200 reflects the rotation information of the ball 130 in the virtual golf simulation to estimate the trajectory of the ball 130 in the virtual golf course ( S150 ) and display it on the screen 300 . .

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시 구조들은 본 발명의 기술 사상으로부터 벗어나는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications are possible by those having the knowledge of, of course, these modified implementation structures should not be understood as departing from the technical spirit of the present invention.

110 : 천장형 카메라 120 : 측면형 카메라
111, 112 : 적외선 램프 130 : 볼
131 : 마크 200 : 볼 궤적 시뮬레이션부
210 : 영상 취득부 220 : 영상 프레임별 이미지화부
230 : 볼 마크 위치변화 실측부 240 : 볼 회전정보 산출부
250 : 볼 궤적 추정 표시부 260 : 볼 운동정보 계산부
300 : 스크린110: ceiling camera 120: side camera
111, 112: infrared lamp 130: ball
131: mark 200: ball trajectory simulation unit
210: image acquisition unit 220: image conversion unit for each image frame
230: ball mark position change measurement unit 240: ball rotation information calculation unit
250: ball trajectory estimation display unit 260: ball motion information calculation unit
300: screen

Claims (12)

골프 클럽에 의한 타격으로 비행하는 2개 이상의 마크(131)를 가지는 볼(130)을 2대의 카메라(110)(120)를 이용하여 촬영하는 제1 단계;
상기 촬영된 볼(130)의 영상을 프레임별로 이미지화하고 각 프레임별 이미지에서의 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 측정하는 제2 단계;
상기 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 분석하여, 볼(130)의 회전축, 회전속도, 사이드 회전을 포함하는 볼의 회전정보를 취득하는 제3단계; 및
상기 볼(130)의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여 가상의 골프코스에서의 볼(130)의 궤적을 추정하여 스크린(300)에 디스플레이하는 제4 단계
로 구성되는 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법.A first step of photographing a ball 130 having two or more marks 131 flying by hitting by a golf club using two cameras 110 and 120;
a second step of imaging the captured image of the ball 130 for each frame and measuring the position change of the marks 131 of the ball 130 in the image for each frame;
a third step of analyzing the position change of the marks 131 of the ball 130 to obtain rotation information of the ball including the rotation axis, rotation speed, and side rotation of the ball 130; and
A fourth step of reflecting the rotation information of the ball 130 in the virtual golf simulation to estimate the trajectory of the ball 130 on the virtual golf course and display it on the screen 300
A golf simulation method using ball rotation information measured by two cameras consisting of 제1항에 있어서,
상기 볼(130)의 마크(131)는, 볼(130)의 표면과 구분되는 색상의 마크로 구성되는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 운동하는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법.According to claim 1,
The mark 131 of the ball 130 is a golf simulation method using rotation information of a moving ball measured by two cameras, characterized in that it is composed of a mark of a color distinguishing from the surface of the ball 130. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 볼(130)의 마크(131)는, 서로 구별되는 각기 다른 모양이나 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법.3. The method of claim 1 or 2,
A golf simulation method using the rotation information of the ball measured by two cameras, characterized in that the marks 131 of the ball 130 have different shapes and sizes that are distinguished from each other. 제1항에 있어서,
상기 볼(130)의 회전정보는,
각 프레임별 이미지에서 볼(130)의 위치변화를 분석하여 계산되는 볼(130)의 속도, 방위(좌우)각 및 발사(상하)각에 대한 볼(130)의 운동정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법.According to claim 1,
The rotation information of the ball 130 is,
It is characterized by including motion information of the ball 130 for the speed, azimuth (left and right) angle, and launch (up and down) angle of the ball 130 calculated by analyzing the position change of the ball 130 in the image for each frame A golf simulation method using ball rotation information measured by two cameras. 제1항에 있어서,
상기 2대의 카메라(110)(120)는, 타석을 중심으로 사용자가 서 있는 반대방향의 타석으로부터 일정거리 떨어진 측면부 및 타석 정상부의 천장에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법.According to claim 1,
The two cameras 110 and 120 are measured by two cameras, characterized in that they are respectively located on the side part and the ceiling of the top part of the plate at a certain distance away from the plate in the opposite direction from which the user is standing. A golf simulation method using ball rotation information. 제1항에 있어서,
상기 2대의 카메라(110)(120)에 대응하는 적외선 램프(111)(121)를 구비하여, 상기 2대의 카메라(110)(120)가 촬영하고자 하는 볼(130)에 적외선을 조사하고, 상기 볼(130)을 촬영하는 상기 2대의 카메라(110)(120)가 적외선 카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 방법.According to claim 1,
Infrared lamps 111 and 121 corresponding to the two cameras 110 and 120 are provided, and the two cameras 110 and 120 irradiate infrared rays to the ball 130 to be photographed, and the A golf simulation method using the rotation information of the ball measured by the two cameras, characterized in that the two cameras 110 and 120 for photographing the ball 130 are configured as infrared cameras. 골프 클럽에 의한 타격으로 비행하는 2개 이상의 마크(131)를 가지는 볼(130)을 촬영한 2대의 카메라(110)(120)로부터 영상을 취득하는 영상 취득부(210);
상기 촬영된 볼(130)의 영상을 프레임별로 이미지화하는 영상 프레임별 이미지화부(220);
상기 각 프레임별 이미지에서의 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 측정하는 볼 마크 위치변화 실측부(230);
상기 볼(130)의 마크(131)들의 위치 변화를 분석하여, 볼(130)의 회전축, 회전속도, 사이드 회전을 포함하는 볼의 회전정보를 취득하는 볼 회전정보 산출부(240); 및
상기 볼(130)의 회전정보를 가상 골프 시뮬레이션에 반영하여 가상의 골프코스에서의 볼(130)의 궤적을 추정하여 스크린(300)에 디스플레이하는 볼 궤적 추정 표시부(250)
로 구성되는 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템.An image acquisition unit 210 for acquiring an image from two cameras 110 and 120 photographing a ball 130 having two or more marks 131 flying by a blow by a golf club;
an image frame-by-frame imaging unit 220 for imaging the captured image of the ball 130 for each frame;
a ball mark position change measurement unit 230 for measuring the position change of the marks 131 of the ball 130 in the image for each frame;
a ball rotation information calculation unit 240 for analyzing the position change of the marks 131 of the ball 130 to obtain rotation information of the ball including the rotation axis, rotation speed, and side rotation of the ball 130; and
The ball trajectory estimation display unit 250 for estimating the trajectory of the ball 130 on the virtual golf course by reflecting the rotation information of the ball 130 in the virtual golf simulation and displaying it on the screen 300
A golf simulation system using ball rotation information measured by two cameras consisting of 제7항에 있어서,
상기 볼(130)의 마크(131)는, 볼(130)의 표면과 구분되는 색상의 마크로 구성되는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 운동하는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템.8. The method of claim 7,
The mark 131 of the ball 130 is a golf simulation system using rotation information of a moving ball measured by two cameras, characterized in that it is composed of a mark of a color that is distinguished from the surface of the ball 130. 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 볼(130)의 마크(131)는, 서로 구별되는 각기 다른 모양이나 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템.9. The method according to claim 7 or 8,
The mark 131 of the ball 130 is a golf simulation system using rotation information of the ball measured by two cameras, characterized in that it has different shapes and sizes that are distinguished from each other. 제7항에 있어서,
각 프레임별 이미지에서 볼(130)의 위치변화를 분석하여 계산되는 볼(130)의 속도, 방위(좌우)각 및 발사(상하)각에 대한 볼(130)의 운동정보를 산출하는 볼 운동정보 계산부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템.8. The method of claim 7,
Ball motion information that calculates motion information of the ball 130 for the speed, azimuth (left and right) angle, and launch (up and down) angle of the ball 130 calculated by analyzing the position change of the ball 130 in the image for each frame A golf simulation system using the rotation information of the ball measured by two cameras, characterized in that it further comprises a calculation unit (260). 제7항에 있어서,
상기 2대의 카메라(110)(120)는, 타석을 중심으로 사용자가 서 있는 반대방향의 타석으로부터 일정거리 떨어진 측면부 및 타석 정상부의 천장에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템.8. The method of claim 7,
The two cameras 110 and 120 are measured by two cameras, characterized in that they are respectively located on the side of the plate and on the ceiling of the top of the plate at a certain distance away from the plate in the opposite direction from which the user is standing. A golf simulation system using ball rotation information. 제7항에 있어서,
상기 2대의 카메라(110)(120)에 대응하는 적외선 램프(111)(121)를 구비하여, 상기 2대의 카메라(110)(120)가 촬영하고자 하는 볼(130)에 적외선을 조사하고, 상기 볼(130)을 촬영하는 상기 2대의 카메라(110)(120)가 적외선 카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는, 2대의 카메라에 의해 실측되는 볼의 회전정보를 이용한 골프 시뮬레이션 시스템.8. The method of claim 7,
Infrared lamps 111 and 121 corresponding to the two cameras 110 and 120 are provided, and the two cameras 110 and 120 irradiate infrared rays to the ball 130 to be photographed, and the A golf simulation system using the rotation information of the ball measured by the two cameras, characterized in that the two cameras 110 and 120 for photographing the ball 130 are configured as infrared cameras.
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