KR20220146737A - floor golf simulation system using two cameras - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a floor-type golf simulation system using two cameras which performs: a first step of analyzing images photographed by first and second cameras arranged vertically to check the flight of a ball on a reference point (tee) in the air; a second step of obtaining first and second direction vectors toward the ball from the first and second cameras through images captured and input by the first and second cameras; a third step of obtaining relative coordinates of the ball with the first camera as the zero point by triangulation with the constant values including the first and second direction vectors obtained in the second step and the positional information and viewpoint angle of the first and second cameras; a fourth step of storing the array of the relative coordinates of the ball obtained by repeatedly executing the second and third steps; a fifth step of obtaining the relative direction vector and speed of the ball using three-dimensional coordinates of the ball stored in the fourth step; a sixth step of estimating the movement direction of a club by analyzing the images captured by the first and second cameras; a seventh step of simulating sidespin based on the movement direction of the club, a ball azimuth difference and preset data; an eighth step of simulating backspin based on the launch angle of the ball and preset data; and a ninth step of calculating the trajectory data of the ball based on the backspin, the sidespin, the azimuth, and the launch angle of the flying ball. The trajectory of the golf ball can be accurately calculated.

Description

두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템{floor golf simulation system using two cameras}Floor golf simulation system using two cameras

본 발명은 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 대의 카메라가 공을 향하는 방향벡터와 카메라의 위치 및 시선방향 상수값을 공의 상대좌표를 구하여 공의 진행방향을 추정하되, Z축 중심으로 하는 카메라의 방향변화에 따라 공의 진행방향을 보정함으로써, 공의 진행방향을 포함하는 정보로 계산되는 골프공 궤적 데이터의 정확도를 높일 수 있는 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a floor-type golf simulation system using two cameras, and more particularly, the direction vector of the two cameras facing the ball, and the relative coordinates of the camera and the constant values of the camera's position and gaze direction to obtain the ball's moving direction. A floor using two cameras that can increase the accuracy of the golf ball trajectory data calculated by information including the ball's moving direction It relates to a type golf simulation system.

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, and based on this, virtual By allowing the trajectory of the ball to be simulated on the golf course of

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.

또한, 종래의 IR 센서 골프 시스템은, 조명으로서 할로겐 전구를 사용하고, 공의 전방, 즉 스크린을 향하는 공의 전방에 2열로 배열되는 두 개의 IR 센서모듈만을 이용하여, 타격으로 인해 공중을 비행하는 공을 감지하여 인식하고 있으나, 이 경우 공의 비행을 단순히 2열로 배열된 두 개의 IR 센서모듈로만 두 번만 감지하기 때문에 공의 비행 감지가 연속적으로 반복적으로 이루어지지 않아 공의 비행정보와 함께 클럽에 대한 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.In addition, the conventional IR sensor golf system uses a halogen light bulb as lighting, and uses only two IR sensor modules arranged in two rows in front of the ball, that is, in front of the ball facing the screen, to fly in the air due to hitting. The ball is detected and recognized, but in this case, the flight of the ball is detected only twice with two IR sensor modules arranged in two rows. There is a problem in that the accuracy is lowered.

특히, IR 센서 모듈의 해상도가 낮아, IR 센서모듈에 의해 감지되는 정보를 기초로 하는 클럽이나 공의 진행방향, 공의 속도, 회전 등에 대한 정보 역시 정확도가 낮다는 문제점이 있다.In particular, since the resolution of the IR sensor module is low, there is a problem in that the information on the progress direction of the club or the ball, the speed of the ball, the rotation, etc. based on the information sensed by the IR sensor module is also low in accuracy.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 공의 진행방향에 대한 정확성을 높여 이를 포함하는 정보로 계산되는 골프공 궤적 데이터의 정확도를 높일 수 있는 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the problems of the prior art as described above is a floor-type golf simulation using two cameras that can increase the accuracy of the moving direction of the ball and increase the accuracy of the golf ball trajectory data calculated with the information including the same. The purpose is to provide a system.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은,상하 수직으로 배치된 제1, 제2 카메라에 의해 촬영되는 영상을 분석하여, 기준점(tee) 공의 공중으로의 비행을 확인하는 제1 단계; 제1, 제2 카메라에 의해 촬영되어 입력되는 영상을 통해 제1, 제2 카메라에서 공을 향하는 제1, 제2 방향벡터를 구하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 구한 제1, 제2 방향벡터와 제1, 제2 카메라의 위치정보와 시점각도를 포함하는 상수값으로 삼각측량하여 제1 카메라를 영점으로 하는 공의 상대좌표를 구하는 제3 단계; 상기 제2, 제3 단계를 반복적으로 실행하여 구한 공의 상대좌표들의 배열을 저장하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 저장된 공의 3차원 좌표를 이용하여 공의 상대적 진행방향벡터와 속도를 구하는 제5 단계; 제1, 제2 카메라에 의해 촬영되는 영상 이미지를 분석하여, 클럽의 진행방향을 추정하는 제6 단계; 상기 클럽의 진행방향과, 공의 방위각의 차이와 미리 설정된 데이터를 기준으로 사이드스핀을 시뮬레이션하는 제7 단계; 상기 공의 발사각과 미리 설정된 데이터를 기준으로 백스핀을 시뮬레이션하는 제8 단계; 및 상기 비행하는 공의 백스핀, 사이드스핀, 방위각 및 발사각을 근거로 공의 궤적 데이터를 계산하는 제9 단계로 구성되는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 방법에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above, Analyzing the images taken by the first and second cameras arranged vertically up and down, the first step of confirming the flight of the reference point (tee) ball in the air; a second step of obtaining first and second direction vectors toward the ball from the first and second cameras through images captured by the first and second cameras and input; A third to obtain the relative coordinates of the ball with the first camera as the zero point by triangulating with a constant value including the first and second direction vectors obtained in the second step, the position information of the first and second cameras, and the viewpoint angle step; a fourth step of storing the arrangement of the relative coordinates of the ball obtained by repeatedly executing the second and third steps; a fifth step of obtaining a relative moving direction vector and velocity of the ball using the three-dimensional coordinates of the ball stored in the fourth step; a sixth step of estimating the club's moving direction by analyzing the video images taken by the first and second cameras; a seventh step of simulating side spin based on the difference between the club's moving direction, the ball's azimuth angle, and preset data; an eighth step of simulating a backspin based on the launch angle of the ball and preset data; and a ninth step of calculating ball trajectory data based on the backspin, side spin, azimuth, and launch angle of the flying ball, achieved by a floor type golf simulation method using two cameras.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 제5 단계는, 제1, 제2 카메라의 Z축을 중심으로 하는 회전에 따라 각도 상수값을 입력하여 공의 진행방향을 보정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the fifth step further comprises the step of correcting the moving direction of the ball by inputting an angular constant value according to the rotation about the Z axis of the first and second cameras. characterized in that

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 제1 단계에 이전에 상하 수직으로 배치된 제1, 제2 카메라의 위치정보와 기준점의 공을 바라보는 제1, 제2 카메라의 시점 각도를 상수값으로 설정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, in the first step, position information of the first and second cameras arranged vertically and vertically and the viewpoint angles of the first and second cameras looking at the ball of the reference point are set as constant values. It is characterized in that it is configured to further include the step of

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 영상 입력부를 통해 입력되는 제1, 제2 카메라에 의해 촬영되는 영상을 분석하여, 기준점(tee) 공의 공중으로의 비행을 확인하는 타격 확인부; 상기 영상 입력부를 통해 입력되는 상기 제1, 제2 카메라의 영상을 통해 상기 제1, 제2 카메라에서 공을 향하는 제1, 제2 방향벡터를 구하는 방향벡터 연산부; 상기 방향벡터 연산부에서 구한 제1, 제2 방향벡터와 상기 제1, 제2 카메라의 위치정보와 시점각도를 포함하는 상수값으로 삼각측량하여 상기 제1 카메라를 영점으로 하는 공의 상대좌표를 구하는 상대좌표 연산부; 상기 방향벡터 연산부에 의한 제1, 제2 방향벡터와 상기 상대좌표 연산부에 의한 상대좌표를 반복적으로 구해, 공의 상대좌표들의 배열을 저장하는 상대좌표 배열 저장부; 상기 상대좌표 배열 저장부에서 저장된 공의 3차원 좌표를 이용하여 공의 상대적 진행방향벡터와 속도를 구하는 비행정보 연산부; 상기 제1, 제2 카메라에 의해 촬영되는 영상 이미지를 분석하여, 클럽의 진행방향을 검출하는 진행방향 검출부; 상기 클럽의 진행방향과, 공의 방위각의 차이와 미리 설정된 데이터를 기준으로 사이드스핀을 시뮬레이션하는 사이드스핀 시뮬레이션부; 상기 공의 발사각과 미리 설정된 데이터를 기준으로 백스핀을 시뮬레이션하는 백스핀 시뮬레이션부; 및 상기 비행하는 공의 백스핀, 사이드스핀, 방위각 및 발사각을 근거로 공의 궤적 데이터를 계산하는 골프공 궤적 데이터 계산부로 구성되는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템에 의해 달성된다.In addition, another object of the present invention, by analyzing the image taken by the first and second cameras input through the image input unit, the reference point (tee) hit check unit to confirm the flight of the ball in the air; a direction vector calculating unit for obtaining first and second direction vectors facing the ball from the first and second cameras through the images of the first and second cameras input through the image input unit; To obtain the relative coordinates of the ball with the first camera as the zero point by triangulating with a constant value including the first and second direction vectors obtained by the direction vector calculating unit, the position information of the first and second cameras, and the viewpoint angle Relative coordinate calculator; a relative coordinate array storage unit for repeatedly obtaining the first and second direction vectors by the direction vector calculating unit and the relative coordinates by the relative coordinate calculating unit, and storing the arrangement of the relative coordinates of the ball; a flight information calculating unit for obtaining a relative moving direction vector and speed of the ball using the three-dimensional coordinates of the ball stored in the relative coordinate array storage unit; a moving direction detecting unit which analyzes the video images taken by the first and second cameras and detects the moving direction of the club; a side spin simulation unit for simulating side spin based on the difference between the moving direction of the club, the azimuth angle of the ball, and preset data; a backspin simulation unit for simulating backspin based on the launch angle of the ball and preset data; and a golf ball trajectory data calculation unit that calculates trajectory data of the ball based on the backspin, side spin, azimuth and launch angle of the flying ball, and is achieved by a floor type golf simulation system using two cameras.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 제1, 제2 카메라는, 상하로 수직으로 배치되어, 동일한 X, Y 좌표를 가지는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the first and second cameras are vertically arranged vertically, and have the same X and Y coordinates.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 비행정보 연산부는, 상기 제1, 제2 카메라의 Z축을 중심으로 하는 회전에 따라 각도 상수값을 입력하여 공의 진행방향을 보정하는 보정부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the flight information calculating unit further comprises a correction unit for correcting the moving direction of the ball by inputting an angular constant value according to the rotation about the Z axis of the first and second cameras. characterized in that

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 제1, 제2 카메라의 위치정보와 기준점의 공을 바라보는 상기 제1, 제2 카메라의 시점 각도를 상수값으로 설정하는 제1, 제2 카메라 위치정보 입력부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the position information of the first and second cameras and the position information of the first and second cameras for setting the viewing angles of the first and second cameras looking at the ball of the reference point to constant values It is characterized in that it is configured to further include an input unit.

본 발명에 의하면, 두 대의 카메라가 공을 향하는 방향벡터와 카메라의 위치 및 시선방향 상수값을 공의 상대좌표를 구해, 공의 진행방향을 추정하되, Z축 중심으로 하는 카메라의 방향변화에 따라 공의 진행방향을 보정함으로써, 공의 진행방향을 포함하는 정보로 계산되는 골프공 궤적 데이터의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the relative coordinates of the ball are obtained from the direction vectors of the two cameras facing the ball and the camera position and gaze direction constant values to estimate the direction of the ball, but according to the change in the direction of the camera centered on the Z axis. By correcting the moving direction of the ball, it is possible to increase the accuracy of the golf ball trajectory data calculated with information including the moving direction of the ball.

도 1a는 본 발명의 실시예에 의한 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템의 구성도이다.
도 1b는 도 1a에 개시된 카메라와 조명 모듈의 설치상태를 보인 도면이다.
도 2는 도 1a에 개시된 골프공 궤적 시뮬레이션부의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1a에 개시된 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템에 의해 골프 가상 코스에서 골프공 궤적 시뮬레이션 과정을 보여주는 흐름도이다.1A is a block diagram of a floor type golf simulation system using two cameras according to an embodiment of the present invention.
Figure 1b is a view showing the installation state of the camera and the lighting module disclosed in Figure 1a.
2 is a detailed configuration diagram of the golf ball trajectory simulation unit shown in FIG. 1A.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a golf ball trajectory simulation process on a virtual golf course by the floor type golf simulation system using two cameras disclosed in FIG. 1A .

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 1a는 본 발명의 실시예에 의한 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템의 구성도, 도 1b는 도 1a에 개시된 카메라와 조명 모듈의 설치상태를 보인 도면이다.1A is a block diagram of a floor type golf simulation system using two cameras according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a view showing the installation state of the camera and the lighting module disclosed in FIG. 1A.

도 1a 및 도 1b에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템은, 상하 수직으로 배치되어 공의 시작 위치와 타격으로 인해 비행하는 골프공을 촬영하는 고해상도의 제1, 제2 카메라(110)(120), 제1, 제2 카메라(110)(120)에 의해 촬영되는 골프 클럽과 공에 대한 영상을 분석하여, 가상 골프 코스에서의 골프 시뮬레이션을 위한 공의 궤적 데이터를 계산하는 골프공 궤적 시뮬레이션부(200), 가상 골프 코스와 공의 궤적을 표시하기 위한 프로젝트의 구동을 제어하는 프로젝트 구동 제어부(400), 골프 가상 코스와 골프공의 움직임이 표시되는 스크린(500) 및 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치정보와 기준점의 공을 바라보는 제1, 제2 카메라(110)(120)의 시점 각도를 상수값으로 설정하는 제1, 제2 카메라 위치정보 입력부(600)로 구성된다.1A and 1B, a floor-type golf simulation system using two cameras according to an embodiment of the present invention is a high-resolution product that is arranged vertically and shoots a golf ball flying due to the start position and hitting of the ball. The first and second cameras 110 and 120 and the first and second cameras 110 and 120 analyze the images of the golf club and the ball taken by the ball for the golf simulation in the virtual golf course. A golf ball trajectory simulation unit 200 for calculating trajectory data, a project driving controller 400 for controlling driving of a project for displaying a trajectory of a virtual golf course and a ball, a screen for displaying the movement of a virtual golf course and a golf ball (500) and the first and second cameras 110, 120, the position information of the first and second cameras 110 and 120 looking at the ball of the reference point, the first, and a second camera location information input unit 600 .

위에서 언급한 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치좌표는, 제1 카메라(110)의 위치좌표, 즉 X, Y Z 좌표를 0, 0, 0으로 하고, 제1 카메라(110)에 대한 제2 카메라(120)의 상대좌표, 즉 X, Y, Z 좌표를 0, 0, N으로 하는 것을 예로 들 수 있다. 이하에서 설명될 시점 각도는 공의 진행방향을 기준으로 하는 값이다.The above-mentioned position coordinates of the first and second cameras 110 and 120 are the position coordinates of the first camera 110 , that is, X, Y Z coordinates are 0, 0, 0, and the first camera 110 is For example, the relative coordinates of the second camera 120 with respect to , that is, the X, Y, and Z coordinates are 0, 0, and N, for example. The viewing angle to be described below is a value based on the moving direction of the ball.

또한, 제1, 제2 카메라(110)(120)를 상하로 수직으로 배치하되, 제1, 제2 카메라(110)(120)의 시선이 교차하도록 배치한다. 조명 모듈(4)은 제1, 제2 카메라(110)(120)와 함게 하나의 모듈로 구성된다. 골프공 궤적 시뮬레이션부(400)를 포함하는 키오스크(3)는 골프 매트(2)에 근접되게 배치된다.In addition, the first and second cameras 110 and 120 are vertically disposed up and down, and the first and second cameras 110 and 120 are disposed so that the gazes of the first and second cameras 110 and 120 intersect. The lighting module 4 is configured as one module together with the first and second cameras 110 and 120 . The kiosk 3 including the golf ball trajectory simulation unit 400 is disposed close to the golf mat 2 .

도 2는 도 1a에 개시된 골프공 궤적 시뮬레이션부(200)의 상세 구성도이다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the golf ball trajectory simulation unit 200 illustrated in FIG. 1A .

도 2에 의하면, 도 1a에 개시된 골프공 궤적 시뮬레이션부(200)는, 영상 입력부(210)를 통해 입력되는 제1, 제2 카메라(110)(120)에 의해 촬영되는 영상을 분석하여, 기준점(tee) 공의 공중으로의 비행을 확인하는 타격 확인부(220), 영상 입력부(210)를 통해 입력되는 제1, 제2 카메라(110)(120)의 영상을 통해 제1, 제2 카메라(110)(120)에서 공을 향하는 제1, 제2 방향벡터를 구하는 방향벡터 연산부(230), 방향벡터 연산부(230)에 구한 제1, 제2 방향벡터와 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치정보와 시점각도를 포함하는 상수값으로 삼각측량하여 제1 카메라(110)를 영점으로 하는 공의 상대좌표를 구하는 상대좌표 연산부(240), 방향벡터 연산부(230)에 의한 제1, 제2 방향벡터와 상대좌표 연산부(240)에 의한 상대좌표를 반복적으로 구해, 공의 상대좌표들의 배열을 저장하는 상대좌표 배열 저장부(250), 상대좌표 배열 저장부(250)에서 저장된 공의 3차원 좌표를 이용하여 공의 상대적 진행방행벡터와 속도를 구하는 비행정보 연산부(260), 제1, 제2 카메라(110)(120)에 의해 촬영되는 영상 이미지를 분석하여, 클럽의 진행방향을 검출하는 진행방향 검출부(270), 클럽의 진행방향과, 공의 방위각의 차이와 미리 설정된 데이터를 기준으로 사이드스핀을 시뮬레이션하는 사이드스핀 시뮬레이션부(280), 공의 발사각과 미리 설정된 데이터를 기준으로 백스핀을 시뮬레이션하는 백스핀 시뮬레이션부(290), 및 비행하는 공의 백스핀, 사이드스핀, 방위각 및 발사각을 근거로 공의 궤적 데이터를 계산하는 골프공 궤적 데이터 계산부(300)로 구성된다.Referring to FIG. 2 , the golf ball trajectory simulation unit 200 illustrated in FIG. 1A analyzes the images captured by the first and second cameras 110 and 120 input through the image input unit 210 , and provides a reference point. (tee) The first and second cameras through the images of the first and second cameras 110 and 120 input through the hitting confirmation unit 220 and the image input unit 210 to confirm the flight of the ball in the air The first and second direction vectors obtained by the direction vector calculating unit 230 and the direction vector calculating unit 230 for obtaining the first and second direction vectors facing the ball in (110) (120) and the first and second cameras 110 ) (120) by triangulation with a constant value including the position information and the viewing angle to obtain the relative coordinates of the ball with the first camera 110 as the zero point. The first and second direction vectors and the relative coordinates by the relative coordinate operator 240 are repeatedly obtained, and the relative coordinate array storage unit 250 and the relative coordinate array storage unit 250 for storing the arrangement of the relative coordinates of the ball. By analyzing the video images taken by the flight information calculation unit 260 and the first and second cameras 110 and 120 to obtain the relative travel direction vector and speed of the ball using the stored three-dimensional coordinates of the ball, The traveling direction detection unit 270 for detecting the traveling direction, the side spin simulation unit 280 for simulating side spin based on the difference between the traveling direction of the club and the azimuth angle of the ball and preset data, the ball launch angle and preset data a backspin simulation unit 290 that simulates backspin based on is composed

여기서, 제1, 제2 카메라(110)(120)는, 상하로 수직으로 배치되어, 동일한 X, Y 좌표를 가지는 것을 예로 할 수 있다.Here, for example, the first and second cameras 110 and 120 are vertically disposed and have the same X and Y coordinates.

위에서 비행정보 연산부(260)는 제1, 제2 카메라(110)(120)의 Z축을 중심으로 하는 회전에 따라 각도 상수값을 입력하여 공의 진행방향을 보정하는 보정부(261)를 더 포함하여 구성될 수 있다.From above, the flight information calculating unit 260 further includes a correcting unit 261 for correcting the moving direction of the ball by inputting an angular constant value according to the rotation about the Z axis of the first and second cameras 110 and 120 . can be configured.

도 3은 도 1a에 개시된 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템에 의해 골프 가상 코스에서 골프공 궤적의 시뮬레이션 과정을 보여주는 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a simulation process of a golf ball trajectory on a virtual golf course by the floor type golf simulation system using two cameras disclosed in FIG. 1A .

도 3에 의하면, 가상 스크린 골프, 즉 골프 가상 코스에서의 골프공 궤적 시뮬레이션을 실행하기에 앞서, 사용자는 공(골프공)을 골프 매트 위의 시작 위치(tee)에 배치 후 제1, 제2 카메라(110)(120)를 상하로 수직으로 배치(S1)하여, 제1, 제2 카메라(110)(120)의 시선이 교차하도록 한다.According to FIG. 3 , before executing the virtual screen golf, that is, the golf ball trajectory simulation in the golf virtual course, the user places the ball (golf ball) at the starting position tee on the golf mat and then first and second The cameras 110 and 120 are vertically arranged (S1) so that the gazes of the first and second cameras 110 and 120 intersect.

이와 함께 사용자는 제1, 제2 카메라 위치정보 입력부(600)의 조작으로 상하 수직으로 배치된 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치정보와 기준점의 공을 바라보는 제1, 제2 카메라(110)(120)의 시점 각도를 상수값으로 설정(S2)한다.At the same time, the user views the position information of the first and second cameras 110 and 120 vertically arranged up and down by manipulating the first and second camera position information input unit 600 and the first and second views of the ball of the reference point. 2 The viewing angles of the cameras 110 and 120 are set to a constant value (S2).

이어서, 타격 확인부(220)에 의한 영상 입력부(210)를 통해 입력되는 영상 분석으로, 사용자가 기준점의 공을 타격하여 공중으로 비행하는 것으로 확인되는 경우, 방향 벡터 연산부(230)는 영상 입력부(210)를 통해 입력되는 제1, 제2 카메라(110)(120)의 영상을 통해 제1, 제2 방향벡터를 구한다(S3). 여기서, 제1 방향벡터는 제1 카메라(110)에서 보는 공의 진행방향을 말하고, 제2 방향벡터는 제2 카메라(120)에서 보는 공의 진행방향을 말한다.Then, by analyzing the image input through the image input unit 210 by the hitting confirmation unit 220, when it is confirmed that the user hits the ball of the reference point and flies in the air, the direction vector calculating unit 230 is the image input unit ( The first and second direction vectors are obtained through the images of the first and second cameras 110 and 120 input through the 210 ( S3 ). Here, the first direction vector refers to the moving direction of the ball viewed from the first camera 110 , and the second direction vector refers to the moving direction of the ball viewed from the second camera 120 .

이어서, 상대좌표 연산부(240)는 방향벡터 연산부(230)에서 구한 제1, 제2 방향벡터와 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치정보와 시선방향(시점각도) 등의 상수값으로 삼각 측량하여 제1 카메라(110)를 영점으로 하는 공의 상대좌표를 구(S4)하는데, 이어 상대좌표 배열 저장부(250)는 위의 S3, S4 단계의 반복 수행으로 방향벡터 연산부(230)에 의해 얻어진 제1, 제2 방향벡터와 상대좌표 연산부(240)에 얻어진 상대좌표를 취득하여 상대좌표를 배열 저장한다(S5).Next, the relative coordinate calculating unit 240 calculates the first and second direction vectors obtained by the direction vector calculating unit 230, the position information of the first and second cameras 110 and 120, and constants such as the gaze direction (view angle). By triangulating the values, the relative coordinates of the ball with the first camera 110 as the zero point are obtained (S4), and then the relative coordinate array storage unit 250 performs the above steps S3 and S4 repeatedly, and the direction vector operation unit ( 230) and the relative coordinates obtained by the relative coordinate calculating unit 240 are obtained and the relative coordinates are arrayed and stored (S5).

위와 같이 상대좌표 배열 저장부(250)에 의해 배열에 공의 3차원 좌표들이 저장되면, 비행정보 연산부(260)는 3차원 좌표를 이용하여 공의 상대적 진행방향벡터를 구한다(S6). 이때 비행정보 연산부(260) 내의 보정부(261)는 제1, 제2 카메라(110)(120)의 Z축을 중심으로 하는 회전에 따라 각도 상수값을 입력하여 공의 진행방향을 보정할 수 있다.When the three-dimensional coordinates of the ball are stored in the array by the relative coordinate array storage unit 250 as described above, the flight information calculating unit 260 obtains a relative moving direction vector of the ball using the three-dimensional coordinates (S6). At this time, the correction unit 261 in the flight information calculating unit 260 may correct the moving direction of the ball by inputting an angular constant value according to the rotation about the Z axis of the first and second cameras 110 and 120 . .

이어서, 진행방향 검출부(270)는 제1 카메라(110)(120)에 의해 촬영되는 영상의 프레임에서 변경된 이미지를 분석하여, 클럽의 진행방향을 추정(S7)하고, 이어서, 사이드스핀 시뮬레이션부(280)는 클럽의 진행방향과 공의 방위각 차이 그리고 미리 설정된 데이터를 기준으로 공의 사이드스핀(sidespin)을 시뮬레이션(S18)하고, 백스핀 시뮬레이션부(290)는 공의 상하각과 미리 설정된 데이터를 기준으로 공의 백스핀(backspin)을 시뮬레이션(S9)한다.Next, the moving direction detecting unit 270 analyzes the changed image in the frame of the image captured by the first camera 110 and 120 to estimate the moving direction of the club (S7), and then, the side spin simulation unit ( 280) simulates the sidespin of the ball based on the advance direction of the club, the difference in the azimuth angle of the ball, and preset data (S18), and the backspin simulation unit 290 is based on the vertical angle of the ball and preset data to simulate the backspin of the ball (S9).

그리고, 골프공 궤적 데이터 계산부(300)는 공의 백스핀, 사이드스핀, 방위각 및 발사각을 근거로 공의 궤적 데이터를 계산(S10)하여, 프로젝트 구동 제어부(400)를 통해 스크린(500)상에 가상 골프 코스와 함께 공의 궤적을 표시한다.And, the golf ball trajectory data calculation unit 300 calculates the trajectory data of the ball based on the backspin, side spin, azimuth and launch angle of the ball (S10), and through the project driving control unit 400 on the screen 500 Displays the trajectory of the ball along with the virtual golf course on.

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, 120 : 제1, 제2 카메라 200 : 골프공 궤적 시뮬레이션부
210 : 영상 입력부 220 : 타격 확인부
230 : 방향벡터 연산부 240 : 상대좌표 연산부
250 : 상대좌표 배열 저장부 260 : 비행정보 연산부
261 : 보정부 270 : 진행방향 검출부
280 : 사이드스핀 시뮬레이션부 290 : 백스핀 시뮬레이션부
300 : 골프공 궤적 데이터 계산부 400 : 프로젝트 구동 제어부
500 : 스크린 600 : 제1, 제2 카메라 위치정보 입력부110, 120: first, second camera 200: golf ball trajectory simulation unit
210: video input unit 220: hit confirmation unit
230: direction vector calculating unit 240: relative coordinates calculating unit
250: relative coordinate array storage unit 260: flight information calculation unit
261: correction unit 270: travel direction detection unit
280: side spin simulation unit 290: back spin simulation unit
300: golf ball trajectory data calculation unit 400: project driving control unit
500: screen 600: first, second camera location information input unit

Claims (7)

상하 수직으로 배치된 제1, 제2 카메라에 의해 촬영되는 영상을 분석하여, 기준점(tee) 공의 공중으로의 비행을 확인하는 제1 단계;
제1, 제2 카메라에 의해 촬영되어 입력되는 영상을 통해 제1, 제2 카메라에서 공을 향하는 제1, 제2 방향벡터를 구하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서 구한 제1, 제2 방향벡터와 제1, 제2 카메라의 위치정보와 시점각도를 포함하는 상수값으로 삼각측량하여 제1 카메라를 영점으로 하는 공의 상대좌표를 구하는 제3 단계;
상기 제2, 제3 단계를 반복적으로 실행하여 구한 공의 상대좌표들의 배열을 저장하는 제4 단계;
상기 제4 단계에서 저장된 공의 3차원 좌표를 이용하여 공의 상대적 진행방행벡터와 속도를 구하는 제5 단계;
제1, 제2 카메라에 의해 촬영되는 영상 이미지를 분석하여, 클럽의 진행방향을 추정하는 제6 단계;
상기 클럽의 진행방향과, 공의 방위각의 차이와 미리 설정된 데이터를 기준으로 사이드스핀을 시뮬레이션하는 제7 단계;
상기 공의 발사각과 미리 설정된 데이터를 기준으로 백스핀을 시뮬레이션하는 제8 단계; 및
상기 비행하는 공의 백스핀, 사이드스핀, 방위각 및 발사각을 근거로 공의 궤적 데이터를 계산하는 제9 단계
로 구성되는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 방법.A first step of analyzing the images taken by the first and second cameras arranged vertically up and down to confirm the flight of the reference point (tee) ball in the air;
a second step of obtaining first and second direction vectors toward the ball from the first and second cameras through images captured by the first and second cameras and input;
A third to obtain the relative coordinates of the ball with the first camera as the zero point by triangulating with a constant value including the first and second direction vectors obtained in the second step, the position information of the first and second cameras, and the viewpoint angle step;
a fourth step of storing the arrangement of the relative coordinates of the ball obtained by repeatedly executing the second and third steps;
a fifth step of obtaining a relative moving direction vector and velocity of the ball using the three-dimensional coordinates of the ball stored in the fourth step;
a sixth step of estimating the club's moving direction by analyzing the video images taken by the first and second cameras;
a seventh step of simulating side spin based on the difference between the club's moving direction, the ball's azimuth angle, and preset data;
an eighth step of simulating backspin based on the launch angle of the ball and preset data; and
A ninth step of calculating ball trajectory data based on the backspin, side spin, azimuth and launch angle of the flying ball
A floor-type golf simulation method using two cameras, consisting of 제1항에 있어서,
상기 제5 단계는, 제1, 제2 카메라의 Z축을 중심으로 하는 회전에 따라 각도 상수값을 입력하여 공의 진행방향을 보정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 방법.According to claim 1,
The fifth step is characterized in that it further comprises the step of correcting the moving direction of the ball by inputting an angular constant value according to the rotation about the Z-axis of the first and second cameras. A floor-type golf simulation method using 제1항에 있어서,
상기 제1 단계에 이전에 상하 수직으로 배치된 제1, 제2 카메라의 위치정보와 기준점의 공을 바라보는 제1, 제2 카메라의 시점 각도를 상수값으로 설정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 방법.According to claim 1,
The first step further comprises the step of setting the position information of the first and second cameras arranged vertically and vertically before the first step and the viewing angles of the first and second cameras looking at the ball of the reference point as constant values. A floor type golf simulation method using two cameras, characterized in that. 영상 입력부(210)를 통해 입력되는 제1, 제2 카메라(110)(120)에 의해 촬영되는 영상을 분석하여, 기준점(tee) 공의 공중으로의 비행을 확인하는 타격 확인부(220);
상기 영상 입력부(210)를 통해 입력되는 상기 제1, 제2 카메라(110)(120)의 영상을 통해 상기 제1, 제2 카메라(110)(120)에서 공을 향하는 제1, 제2 방향벡터를 구하는 방향벡터 연산부(230);
상기 방향벡터 연산부(230)에 구한 제1, 제2 방향벡터와 상기 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치정보와 시점각도를 포함하는 상수값으로 삼각측량하여 상기 제1 카메라(110)를 영점으로 하는 공의 상대좌표를 구하는 상대좌표 연산부(240);
상기 방향벡터 연산부(230)에 의한 제1, 제2 방향벡터와 상기 상대좌표 연산부(240)에 의한 상대좌표를 반복적으로 구해, 공의 상대좌표들의 배열을 저장하는 상대좌표 배열 저장부(250);
상기 상대좌표 배열 저장부(250)에서 저장된 공의 3차원 좌표를 이용하여 공의 상대적 진행방행벡터와 속도를 구하는 비행정보 연산부(260);
상기 제1, 제2 카메라(110)(120)에 의해 촬영되는 영상 이미지를 분석하여, 클럽의 진행방향을 추정하는 진행방향 검출부(270);
상기 클럽의 진행방향과, 공의 방위각의 차이와 미리 설정된 데이터를 기준으로 사이드스핀을 시뮬레이션하는 사이드스핀 시뮬레이션부(280);
상기 공의 발사각과 미리 설정된 데이터를 기준으로 백스핀을 시뮬레이션하는 백스핀 시뮬레이션부(290); 및
상기 비행하는 공의 백스핀, 사이드스핀, 방위각 및 발사각을 근거로 공의 궤적 데이터를 계산하는 골프공 궤적 데이터 계산부(300)
로 구성되는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템.The first and second cameras 110 and 120 are inputted through the image input unit 210 by analyzing the images taken, the reference point (tee) hitting the ball to check the flight of the ball in the air (220);
First and second directions toward the ball from the first and second cameras 110 and 120 through the images of the first and second cameras 110 and 120 input through the image input unit 210 . a direction vector calculating unit 230 for obtaining a vector;
The first camera ( 110) a relative coordinate calculating unit 240 for obtaining the relative coordinates of the ball as the zero point;
Relative coordinate array storage unit 250 for repeatedly obtaining the first and second direction vectors by the direction vector operation unit 230 and the relative coordinates by the relative coordinate operation unit 240 to store the arrangement of the relative coordinates of the ball ;
a flight information calculating unit 260 for obtaining a relative moving direction vector and velocity of the ball using the three-dimensional coordinates of the ball stored in the relative coordinate array storage unit 250;
a moving direction detecting unit 270 for estimating the moving direction of the club by analyzing the video images taken by the first and second cameras 110 and 120;
a side spin simulation unit 280 for simulating side spin based on the difference between the moving direction of the club, the azimuth angle of the ball, and preset data;
a backspin simulation unit 290 for simulating backspin based on the ball launch angle and preset data; and
Golf ball trajectory data calculation unit 300 for calculating trajectory data of the ball based on the backspin, side spin, azimuth and launch angle of the flying ball
A floor-type golf simulation system using two cameras. 제4항에 있어서,
상기 제1, 제2 카메라(110)(120)는, 상하로 수직으로 배치되어, 동일한 X, Y 좌표를 가지는 것을 특징으로 하는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
The first and second cameras 110 and 120 are vertically arranged, and have the same X and Y coordinates, a floor type golf simulation system using two cameras. 제4항에 있어서,
상기 비행정보 연산부(260)는, 상기 제1, 제2 카메라(110)(120)의 Z축을 중심으로 하는 회전에 따라 각도 상수값을 입력하여 공의 진행방향을 보정하는 보정부(261)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
The flight information calculation unit 260, the first and second cameras 110 and 120 according to the rotation about the Z-axis by inputting an angular constant value to correct the moving direction of the ball correction unit 261 The floor type golf simulation system using two cameras, characterized in that it further comprises. 제4항에 있어서,
상기 제1, 제2 카메라(110)(120)의 위치정보와 기준점의 공을 바라보는 상기 제1, 제2 카메라(110)(120)의 시점 각도를 상수값으로 설정하는 제1, 제2 카메라 위치정보 입력부(600)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 두 대의 카메라를 이용한 바닥형 골프 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
The first and second setting the positional information of the first and second cameras 110 and 120 and the viewing angles of the first and second cameras 110 and 120 looking at the ball of the reference point as constant values. A floor type golf simulation system using two cameras, characterized in that it further comprises a camera location information input unit (600).
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