KR20230091077A - 가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 - Google Patents

가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 태양에 따르면, 가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법으로서, 운동하는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보 및 상기 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여, 상기 제1 촬영 모듈에서 특정되는 좌표 및 상기 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정하는 단계, 및 상기 위치 관계를 참조하여 상기 디스플레이 영역에서의 상기 피사체의 운동 궤적에 관한 정보를 결정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

Description

가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체{METHOD, SYSTEM, AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR SUPPORTING A VIRTUAL GOLF SIMULATION}
본 발명은 가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 관한 것이다.
골퍼들이 도심 등에서도 적은 비용으로 가상적으로 골프를 즐길 수 있도록 하는 가상 골프 시스템이 널리 보급되고 있다. 이와 같은 가상 골프 시스템은, 골퍼가 골프 공을 치면, 시뮬레이션을 행하여 샷의 시뮬레이션 결과를 스크린 상에 표시하여 주는 것을 그 기본 컨셉으로 할 수 있다.
하지만, 위와 같은 종래 기술을 비롯하여 지금까지 소개된 기술에 의하면, 골퍼가 골프 공을 치는 경우에, 골퍼에게 보여지는 실세계에서의 공의 궤적과 시뮬레이션을 통해 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 영역에서의 공의 궤적이 서로 일치하지 않기 때문에, 사용자 경험적인 측면에서 현실감이 떨어지는 등의 문제가 존재하였다.
이에, 본 발명자(들)는, 실세계에서 골프 공이 운동하는 궤적과 시뮬레이션을 통해 골프 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 영역에서 골프 공이 운동하는 궤적을 동기화할 수 있는 신규하고도 진보된 기술에 관하여 제안하는 바이다.
한국 공개특허공보 제10-1986-0004642호(1986.07.11) 한국 등록특허공보 제10-0185841호(2000.04.04)
본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 가상 골프를 체험하는 골퍼들의 현실감, 실재감 및 몰입도를 증가시키는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 골퍼가 골프 공을 치는 경우에 실제 공이 운동하는 궤적과 시뮬레이션을 통해 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 영역에서 공이 운동하는 궤적이 서로 동기화될 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법으로서, 운동하는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보 및 상기 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여, 상기 제1 촬영 모듈에서 특정되는 좌표 및 상기 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정하는 단계, 및 상기 위치 관계를 참조하여 상기 디스플레이 영역에서의 상기 피사체의 운동 궤적에 관한 정보를 결정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 시스템으로서, 운동하는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보 및 상기 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여, 상기 제1 촬영 모듈에서 특정되는 좌표 및 상기 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정하는 위치 관계 결정부, 및 상기 위치 관계를 참조하여 상기 디스플레이 영역에서의 상기 피사체의 운동 궤적에 관한 정보를 결정하는 운동 궤적 정보 결정부를 포함하는 시스템이 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명에 의하면, 가상 골프를 체험하는 골퍼들의 현실감, 실재감 및 몰입도를 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 골퍼가 골프 공을 치는 경우에 실제 공이 운동하는 궤적과 시뮬레이션을 통해 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 영역에서 공이 운동하는 궤적이 서로 동기화될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 골프 시뮬레이션 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 골프 시뮬레이션 시스템의 다른 예시적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 골프 시뮬레이션이 수행되는 상황을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 골프 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 영역이 복수인 경우에 가상 골프 시뮬레이션이 수행되는 상황을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
전체 시스템의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 골프 시뮬레이션 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가상 골프 시뮬레이션 시스템은 타격부(10), 촬영부(200), 시뮬레이터(300), 표시부(400) 및 기준 패턴부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 타격부(10)는 골퍼가 가상 골프 시뮬레이션 시스템을 이용할 때에 발을 딛고 올라서서 골프 공을 놓고 치는 부분일 수 있다. 이러한 타격부(10)는 그 경사각이 조절될 수 있는 공지의 스윙 플레이트를 포함할 수 있다. 참고로, 본 발명이 다른 종류의 가상 스포츠 시뮬레이터 시스템에 적용되는 경우에, 당업자는 타격부(10)의 구성을, 필요한 경우 그와 함께 연동하는 다른 구성요소의 구성과 함께, 해당 스포츠의 특성에 맞도록 적절하게 변경할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부(200)는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈(210) 및 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역(구체적으로, 표시부(400)의 소정 영역)을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈(220)을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(200)의 촬영 모듈(210, 220)은 적어도 하나의 카메라를 포함하여 구성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 고속 카메라, 적외선 카메라, 스테레오 카메라 등으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 촬영 모듈(210)은 도 1에 도시된 바와 같이 피사체(예를 들어, 골프 공, 골프 클럽 등)를 위에서 아래로 내려다보는 위치에 배치(예를 들어, 지면을 바라보는 위치에 고정되어 배치)될 수 있고, 제2 촬영 모듈(220)은 표시부(400)를 정면 또는 측면에서 바라보는 위치에 배치될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 촬영 모듈(210, 220)의 위치는 반드시 위의 열거된 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀 둔다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 모듈(210, 220)은 하나의 카메라를 좌우로 빠르게 움직이면서 촬영함으로써 스테레오 카메라와 유사한 성능을 구현하거나, 촬영 속도가 상이한 적어도 두 개의 카메라를 이용하여 순차적으로 촬영함으로써 고속 카메라와 유사한 성능을 구현할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(300)는 촬영부(200), 표시부(400), 또는 기준 패턴부(500)와 통신할 수 있고, 가상 골프 시뮬레이션 시스템을 위한 전용 프로세서(미도시됨)를 포함할 수 있다. 이러한 전용 프로세서는 메모리 수단을 구비하고 수치 연산 능력과 그래픽 처리 능력을 갖춘 것일 수 있다. 이러한 시뮬레이터(300)는 종래의 가상 골프 시뮬레이션을 수행하는 장치와 일부 유사한 것일 수 있다.
구체적으로, 시뮬레이터(300)는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈(210) 및 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 각각의 이미지를 획득하고, 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보 및 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여, 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 위의 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정하고, 그 위치 관계를 참조하여 위의 디스플레이 영역에서의 피사체의 운동 궤적에 관한 정보를 결정하는 기능을 수행할 수 있다.
위와 같은 시뮬레이터(300)의 구성에 관하여는 도 4를 참조하여 아래에서 더 설명하기로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(400)는 시뮬레이터(300)의 피사체와 연관된 정보(예를 들어, 골프 공의 운동 방향, 운동 속도, 운동 가속도, 운동 각속도, 위치, 운동 궤적, 또는 이와 관련된 시뮬레이션 수치 또는 그래픽 등)를 표시하여 주는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 표시부(400)는 공지의 디스플레이 수단을 통하여 소정의 영상을 표시할 수 있는데, 예를 들면, 타격된 골프 공의 충격을 흡수하는 한편 직접 발광하지는 않는 스크린과, 이러한 스크린에 영상을 출력하는 프로젝터로 구성될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 패턴부(500)는 촬영부(200)의 촬영 모듈(210, 220)과 대향하도록 배치되어 소정의 패턴을 제공하는 기능을 수행하며, 구체적으로, 촬영부(200)의 제1 촬영 모듈(210)과 대향하도록 배치되어 소정의 패턴(즉, 제1 기준 패턴)을 제공하는 제1 기준 패턴부(510) 및 촬영부(200)의 제2 촬영 모듈(220)과 대향하도록 배치되어 소정의 패턴(즉, 제2 기준 패턴)을 제공하는 제2 기준 패턴부(520)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기준 패턴부(500)는 소정의 패턴을 표시하여 주는 인쇄된 판이거나 프로그래밍된 전자 디스플레이일 수 있으며, 카메라 보정을 위한 체스판 패턴, 스퀘어 그리드 패턴 등을 제공하는 것일 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 기준 패턴부(500)의 제공 방식 및 패턴 형태는 반드시 위의 열거된 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따라 지면이나 다른 배경의 생김새가 위와 같은 기준 패턴부(500)를 대신하여 이용될 수도 있음을 밝혀 둔다.
예를 들어, 제1 기준 패턴부(510)는 제1 촬영 모듈(210)과 대향하도록 지면에 소정의 패턴(즉, 제1 기준 패턴)이 인쇄, 투사, 또는 부착되도록 배치된 것일 수 있고, 제2 기준 패턴부(520)은 제2 촬영 모듈(220)과 대향하도록 디스플레이 영역에 소정의 패턴(즉, 제2 기준 패턴)이 인쇄, 투사, 또는 부착되도록 배치된 것일 수 있다. 이러한 제1 기준 패턴 및 제2 기준 패턴은 일시적으로(예를 들어, 가상 골프 시뮬레이션 시스템을 최초로 실행하는 때에 또는 가상 골프 시뮬레이션 시스템에 의해 요청되는 때에) 표시되거나 또는 소정 시간 동안만 표시되는 것일 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 패턴부(500)는, 제2 촬영 모듈(220)과 위의 디스플레이 영역 사이에 제2 촬영 모듈(220)과 대향하도록 배치되어 소정의 패턴(즉, 제3 기준 패턴)을 제공하는 제3 기준 패턴부(530)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 이러한 제3 기준 패턴도 앞서 살펴본 제1 기준 패턴 및 제2 기준 패턴과 마찬가지로 일시적으로(예를 들어, 가상 골프 시뮬레이션 시스템을 최초 실행하는 때에 또는 가상 골프 시뮬레이션 시스템에 의해 요청되는 때에) 표시되거나 또는 소정 시간 동안만 표시되는 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 제3 기준 패턴부(530)는 소정의 회전축을 중심으로 회동 가능하도록 형성될 수 있고, 제3 기준 패턴을 제공하는 동안에만 회전축을 중심으로 회전하여 제2 촬영 모듈(220)에 대향하도록 배치될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 위와 같은 제1 기준 패턴부(510) 및 제3 기준 패턴부(530)가 하나의 어셈블리(예를 들어, 기구물)에 포함되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 하나의 어셈블리에 제1 기준 패턴부(510) 및 제3 기준 패턴부(530)가 서로 다른 각도로 형성되고, 이러한 패턴부(510, 530) 각각을 통해 제1 기준 패턴 및 제3 기준 패턴이 제공될 수 있다. 이러한 일체화된 어셈블리를 이용함으로써 제1 기준 패턴 및 제3 기준 패턴 사이의 상대적인 거리가 기설정될 수 있다.
시뮬레이터의 구성
아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(300)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시뮬레이터(300)는 이미지 획득부(310), 위치 관계 결정부(320), 운동 궤적 정보 결정부(330), 통신부(340) 및 제어부(350)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 획득부(310), 위치 관계 결정부(320), 운동 궤적 정보 결정부(330), 통신부(340) 및 제어부(350)는 그 중 적어도 일부가 외부 시스템(미도시됨)과 통신하는 프로그램 모듈일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 또는 기타 프로그램 모듈의 형태로 시뮬레이터(300)에 포함될 수 있고, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈은 시뮬레이터(300)과 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득부(310)는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈(210) 및 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 각각의 이미지를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 관계 결정부(320)는 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보 및 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여, 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 패턴에 관한 정보는, 각 패턴상에 나타나는 특정 형상이나 특정 영역의 위치, 배치 관계, 좌표(예를 들어, 촬영 모듈(210, 220) 또는 가상 골프 시뮬레이션 시스템에서 정의되는 소정의 기준 공간 시스템에서 정의되는 좌표) 등에 관한 정보를 포함하는 개념일 수 있다.
예를 들어, 위치 관계 결정부(320)는 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보에 기초하여 제1 촬영 모듈(210)의 배치 정보를 특정하고, 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제3 기준 패턴(구체적으로, 제2 촬영 모듈(220)과 디스플레이 영역 사이에 제2 촬영 모듈(220)과 대향하도록 배치되는 기준 패턴)에 관한 정보에 기초하여 제2 촬영 모듈(220)의 배치 정보를 특정할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위치 관계 결정부(320)는, 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴 내의 각 패턴의 좌표(또는 위치) 및 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제3 기준 패턴 내의 각 패턴의 좌표(또는 위치) 각각에 기초하여, 제1 촬영 모듈(210) 또는 가상 골프 시뮬레이션 시스템(또는 시뮬레이터(300))과 연관되는 소정의 기준 공간 좌표계에서의 제1 촬영 모듈(210)의 위치, 방향 및 배향과 제2 촬영 모듈(220)의 위치, 방향 및 배향을 각각 결정할 수 있다. 이를 위하여, DLT(Direct Linear Transformation) 알고리즘, Zhang 알고리즘, Tsai 알고리즘, Selby 알고리즘 등의 촬영 모듈 파라미터 산출 알고리즘이 이용될 수 있다.
한편, 위와 같이 제1 촬영 모듈(210) 및 제2 촬영 모듈(220)의 배치 정보를 특정하기 위하여, 카메라 리섹셔닝(camera resectioning) 또는 카메라 캘리브레이션(camera calibration)에 관한 공지의 기술을 활용할 수 있으며, 예를 들어, 카메라 리섹셔닝에 관한 위키피디아 웹페이지("https://en.wikipedia.org/wiki/camera_resectioning")를 통하여 개시된 기술을 참조할 수 있다(본 웹페이지는 그 전체로서 본 명세서에 편입된 것으로 간주되어야 한다.). 다만, 본 발명에 따른 촬영 모듈(210, 220)의 배치 정보를 특정하는 방식은 위의 개시된 내용에 한정되어 구현되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
한편, 위치 관계 결정부(320)는, 제2 촬영 모듈(220)이 기설정된 위치에 배치되거나, 제1 촬영 모듈(210)에 의해 제2 촬영 모듈(220)의 위치가 특정될 수 있는 경우에, 위와 같이 제3 기준 패턴에 관한 정보를 이용하지 않고 제2 촬영 모듈(220)의 배치 정보를 바로 획득할 수도 있다.
또한, 위치 관계 결정부(320)는 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴(구체적으로, 디스플레이 영역에 배치되는 기준 패턴)에 관한 정보를 참조하여 제2 촬영 모듈(220)에서 특정되는 좌표와 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 특정할 수 있다.
예를 들어, 위치 관계 결정부(320)는, 위의 디스플레이 영역에 배치된 제2 기준 패턴에 대하여 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지(예를 들어, 스테레오 이미지)를 분석함으로써, 제2 촬영 모듈(220)을 기준으로 특정되는 제2 기준 패턴 내의 각 패턴의 3차원 좌표를 결정하고, 디스플레이 영역을 기준으로 특정되는 제2 기준 패턴 내의 각 패턴의 2차원 좌표 및 위와 같이 제2 촬영 모듈(220)을 기준으로 특정되는 제2 기준 패턴 내의 각 패턴의 3차원 좌표 사이의 대응 관계를 분석함으로써, 제2 촬영 모듈(220)에서 특정되는 좌표와 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 특정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 위와 같이 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지로부터 3차원 좌표를 획득하기 위하여 스테레오 비전 방식(stereo vision method)(예를 들어, 구조화된 광 비전(SLV; Structed light vision), 능동 스테레오 비전(ASV; Active Stereo Vision), 구조화된 광 스테레오(SLS; Structed-Light Stereo) 등)을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 스테레오 비전에 관한 위키피디아 웹페이지("https://en.wikipedia.org/wiki/computer_stereo_vision")를 통하여 개시된 기술 및 한국 공개특허공보 제10-2014-0086938호를 통하여 개시된 기술을 참조할 수 있다(본 웹페이지 및 본 공개특허공보는 그 전체로서 본 명세서에 편입된 것으로 간주되어야 한다.). 다만, 본 발명에 따른 좌표 특정 방식은 위의 개시된 내용에 한정되어 구현되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
또한, 위치 관계 결정부(320)는, 제1 촬영 모듈(210) 및 제2 촬영 모듈(220)(또는 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 제2 촬영 모듈(220)에서 특정되는 좌표) 사이의 위치 관계(이러한 위치 관계는, 앞서 살펴본 제1 촬영 모듈(210)의 배치 정보 및 제2 촬영 모듈(220)의 배치 정보를 비교하여 분석함으로써 특정될 수도 있음)를 참조하여, 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정할 수 있다.
또한, 위치 관계 결정부(320)는 앞서 살펴본 디스플레이 영역의 해상도에 관한 정보를 더 참조하여 해당 영역에서 제공되는 제2 기준 패턴의 속성을 동적으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 위치 관계 결정부(320)는 디스플레이 영역에 대하여 설정되는 해상도에 관한 정보에 따라 제2 기준 패턴의 크기, 형태 및 개수 중 적어도 하나를 적응적으로 조절할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 궤적 정보 결정부(330)는 위치 관계 결정부(320)에 의해 결정되는 위치 관계를 참조하여 디스플레이 영역에서의 피사체의 운동 궤적에 관한 정보를 결정하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 운동 궤적 정보 결정부(330)는 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계에 기초하여, 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 피사체의 3차원 공간 좌표에 대응하는 디스플레이 영역에서의 2차원 좌표를 결정할 수 있고, 결정되는 2차원 좌표를 참조하여 디스플레이 영역에서의 피사체의 운동 궤적에 관한 정보뿐만 아니라 운동 방향, 위치, 운동 속도 등과 같은 피사체의 물리량에 관한 정보를 결정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(340)는 이미지 획득부(310), 위치 관계 결정부(320) 및 운동 궤적 정보 결정부(330)로부터의/로의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(350)는 이미지 획득부(310), 위치 관계 결정부(320), 운동 궤적 정보 결정부(330) 및 통신부(340) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(350)는 시뮬레이터(300)의 외부로부터의/로의 데이터 흐름 또는 시뮬레이터(300)의 각 구성요소 간의 데이터 흐름을 제어함으로써, 이미지 획득부(310), 위치 관계 결정부(320), 운동 궤적 정보 결정부(330) 및 통신부(340)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 골프 시뮬레이션이 수행되는 상황을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 촬영 모듈(210) 및 제2 촬영 모듈(220)이 복수의 카메라(211, 212, 221, 222)(예를 들어, 스테레오 카메라)로 구성되는 상황을 가정해 볼 수 있다. 여기서, 제1 촬영 모듈(210)은 골프 공을 촬영하도록 지면을 바라보는 위치에 고정되어 배치될 수 있고, 제2 촬영 모듈(220)은 표시부(400)에서 골프 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 표시부(400)의 정면 또는 측면에 고정되어 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 먼저, 제1 기준 패턴부(510)를 통해 소정의 패턴(즉, 제1 기준 패턴)이 제공되고, 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지에서 제1 기준 패턴에 관한 정보(구체적으로, 제1 기준 패턴 내의 각 패턴의 좌표)가 특정될 수 있다.
그 다음에, 위의 제1 기준 패턴에 관한 정보에 기초하여, 제1 촬영 모듈(210) 또는 가상 골프 시뮬레이션 시스템(또는 시뮬레이터(300))과 연관되는 소정의 기준 공간 좌표계에서의 제1 촬영 모듈(210)의 배치 정보가 특정될 수 있다.
그 다음에, 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지를 기준으로 제2 촬영 모듈(220)의 위치 및 방향을 분석함으로써, 제1 촬영 모듈(210) 또는 가상 골프 시뮬레이션 시스템(또는 시뮬레이터(300))과 연관되는 소정의 기준 공간 좌표계에서의 제2 촬영 모듈(220)의 배치 정보가 특정될 수 있다.
한편, 제1 촬영 모듈(210)이 촬영한 이미지를 기준으로 제3 기준 패턴(구체적으로, 제2 촬영 모듈(220)과 디스플레이 영역 사이에 제2 촬영 모듈(220)과 대향하도록 배치되는 제3 기준 패턴부(미도시됨)에 의해 제공되는 패턴)(미도시됨)의 기준 공간 좌표계에서의 위치가 특정될 수 있고, 제3 기준 패턴의 위치에 관한 정보 및 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 제3 기준 패턴에 관한 정보(예를 들어, 제3 기준 패턴 내의 각 패턴의 좌표)에 기초하여 제2 촬영 모듈(210)의 배치 정보가 특정될 수도 있다.
그 다음에, 제2 기준 패턴부(520)에서 소정의 패턴(즉, 제2 기준 패턴)이 제공되고, 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 제2 기준 패턴에 관한 정보가 특정될 수 있다.
그 다음에, 위의 제2 기준 패턴에 관한 정보(예를 들어, 제2 기준 패턴 내의 각 패턴의 좌표)에 기초하여 제2 촬영 모듈(220)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계가 결정될 수 있다.
그 다음에, 제1 촬영 모듈(210)의 배치 정보 및 제2 촬영 모듈(220)의 배치 정보와 제2 촬영 모듈(220)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 참조하여, 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계가 결정될 수 있다.
그 다음에, 골퍼가 공을 치게 되면, 제1 촬영 모듈(210)에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계에 기초하여 표시부(400)의 디스플레이 영역에서의 피사체의 운동 궤적에 관한 정보가 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 실세계에서 공이 운동하는 높이 및 위치(610, 620)와 디스플레이 영역에서 공이 운동하는 높이 및 위치(611, 621)가 서로 동기화되어 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 골프 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 영역이 복수인 경우에 가상 골프 시뮬레이션이 수행되는 상황을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 골프 공과 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역이 복수인 경우에(예를 들어, 다면 스크린), 각각의 디스플레이 영역(또는 전체 디스플레이 영역)을 대상으로 제2 기준 패턴이 각각 배치될 수 있고(예를 들어, 디스플레이별로 같거나 서로 다른 제2 기준 패턴이 배치될 수 있음), 제2 촬영 모듈(220)이 촬영한 이미지에서 특정되는 각각의 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여 제1 촬영 모듈에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계가 결정될 수 있다.
한편, 위와 같은 복수의 디스플레이 영역이 곡면 형상인 경우에, 그 곡면에 해당되는 각각의 좌표를 곡선으로 인터폴레이션(interpolation)함으로써, 제1 촬영 모듈에서 특정되는 좌표 및 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계가 보다 정교하게 특정될 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 타격부
200: 촬영부
210: 제1 촬영 모듈
220: 제2 촬영 모듈
300: 시뮬레이터
310: 이미지 획득부
320: 위치 관계 결정부
330: 운동 궤적 정보 결정부
340: 통신부
350: 제어부
400: 표시부
500: 기준 패턴부
510: 제1 기준 패턴부
520: 제2 기준 패턴부
530: 제3 기준 패턴부

Claims (1)

  1. 가상 골프 시뮬레이션을 지원하기 위한 방법으로서,
    운동하는 피사체를 촬영하도록 배치되는 제1 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제1 기준 패턴에 관한 정보 및 상기 피사체와 연관된 정보가 디스플레이되는 디스플레이 영역을 촬영하도록 배치되는 제2 촬영 모듈이 촬영한 이미지에서 특정되는 제2 기준 패턴에 관한 정보를 참조하여, 상기 제1 촬영 모듈에서 특정되는 좌표 및 상기 디스플레이 영역에서 특정되는 좌표 사이의 위치 관계를 결정하는 단계, 및
    상기 위치 관계를 참조하여 상기 디스플레이 영역에서의 상기 피사체의 운동 궤적에 관한 정보를 결정하는 단계를 포함하는
    가상 골프 시뮬레이션 지원 방법.
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