KR20230126230A - IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템은 위치정보를 기반으로 가상기준점(VRS)과 보정 데이터를 생성하는 네트워크 RTK 서버; 골프코스 정보에 대한 요청을 수신하면 GNSS 신호를 수신하고, 상기 GNSS 신호에 기반하여 위치 정보를 결정하고, 네트워크 RTK 서버로 상기 위치 정보를 전송하며, 상기 네트워크 RTK 서버로부터 보정된 위치를 수신하면 상기 보정된 위치를 포함하는 골프코스 정보 요청을 송신하는 스마트 볼 마커; 및 골프코스 그린의 위치 및 관련 고저 데이터를 포함하고 있는 골프코스 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하며, 상기 골프코스 정보 요청을 수신하면, 상기 골프코스 정보 요청에 포함된 상기 보정된 위치에 기초하여 상기 데이터베이스를 검색하여 상기 보정된 위치에 대응하는 골프코스 정보를 상기 스마트 볼 마커로 전송하는 중앙 서버를 포함할 수 있다.

Description

IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템 및 그 방법{IoT-based golf course information providing system and ITS method}
본 발명은 사물인터넷(Internet Of Thing, IoT) 기반 골프코스 정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 골프를 즐기는 인구가 늘어남에 따라 이들의 골프 실력을 향상시키기 위한 다양한 시설과 기기가 출시되고 있다.
한편, 필드에서는 골프 보조 기구로써, 전파를 이용한 골프 공의 비거리를 측정하거나 레이저 빛으로 핀까지의 남은 거리를 측정하는 기기가 있다.
그러나 이러한 거리 측정 장비는 고가이고, 레이저나 정확도가 떨어지는 GPS만을 이용하므로 측위 오차가 크고, 또한 그린의 핀 위치가 수시로 바뀌고 페어웨이의 경사에 따라 거리가 달라져 골퍼들에게 크게 도움을 주지 못하는 실질적인 한계가 있는 실정이다.
특히, 종래의 거리 측정 장비는 그린의 경사도를 예측할 수 없어 그린의 경사도에 따른 퍼팅 시에 골퍼들의 육안으로 그린의 경사를 짐작하여 퍼팅을 하는 단점이 있다.
이에 수평계 방식의 아날로그형 볼 마커는 액체 안에 기포(bubble)를 넣어 볼 위치의 경사도를 참조할 수 있는 아날로그 형태로 홀컵과의 퍼팅 경로를 골퍼가 모두 유추해야 하는 불편함이 있으며, 볼과 홀컵 간 연속된 고·저에 따른 경사도에서 볼의 초기 속도 및 방향을 알 수 없어 순전히 골퍼의 직감에 의지해야 하므로 실질적으로 도움 되지 않는 문제가 있다.
이를 위해 퍼터에 레이저를 장착하여 홀까지 방향을 정하는데 도움을 주는 레이저 퍼터가 판매되고 있으나, 이 역시 퍼터 자체를 움직이므로 그린의 경사도에 따른 정확한 퍼팅 데이터를 제공해 줄 수가 없게 된다.
즉, 현재에는 그린의 경사도에 관한 정보를 골퍼에게 제공하여 골퍼가 정확한 퍼팅을 시행할 수 있도록 하는 시스템이 필요한 실정에 있다.
한편, 종래에는 레이저 레인지파인더(Laser Rangefinder)를 이용하여 볼과 홀컵 사이의 거리를 측정하고 있다. 레이저 레인지파인더는 레이저 빔을 사용하여 물체까지의 거리를 측정하는 거리 측정기기이다. 가장 일반적인 형태의 레이저 거리 측정기는 좁은 빔의 레이저 펄스를 물체를 향해 보내고 펄스가 목표물에서 반사되어 발신자에게 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 비행 시간 원리에 따라 작동한다.
그러나 이러한 종래 기술은 안개가 짙게 끼어 있는 날씨 또는 고저가 큰 지형에서는 볼과 홀컵 사이의 거리를 정확하게 측정하지 못했다. 또한, GPS 센서를 이용하는 경우에는 볼과 홀컵 사이의 거리에 오차가 현재 최소 1m 이상 발생하여 볼과 홀컵 사이의 거리를 정확하게 측정하지 못했다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 볼과 홀컵 정확한 위치에 기반하여 골프코스 정보 또는 그린 정보를 제공하는 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템은 위치정보를 기반으로 가상기준점(VRS)과 보정 데이터를 생성하는 네트워크 RTK 서버; 골프코스 정보에 대한 요청을 수신하면 GNSS 신호를 수신하고, 상기 GNSS 신호에 기반하여 위치 정보를 결정하고, 네트워크 RTK 서버로 상기 위치 정보를 전송하며, 상기 네트워크 RTK 서버로부터 보정된 위치를 수신하면 상기 보정된 위치를 포함하는 골프코스 정보 요청을 송신하는 스마트 볼 마커; 및 골프코스 그린의 위치 및 관련 고저 데이터를 포함하고 있는 골프코스 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하며, 상기 골프코스 정보 요청을 수신하면, 상기 골프코스 정보 요청에 포함된 상기 보정된 위치에 기초하여 상기 데이터베이스를 검색하여 상기 보정된 위치에 대응하는 골프코스 정보를 상기 “스마트 볼 마커”로 전송하는 중앙 서버를 포함할 수 있다.
상기 스마트 볼 마커는 상기 스마트 볼 마커의 위치에서 경사의 방향과 경사를 측정하는 경사계; 상기 스마트 볼 마커의 위치에서 고도를 측정하는 고도계; GNSS 기반 위치를 측위하는 네트워크 RTK GPS 센서; 상기 GNSS 기반 위치와 경사도 및 상기 그린 데이터를 매핑하여 볼과 홀컵 간 경로에 대한 퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 초기 볼속도와 볼방향의 최대값과 최소값 및 거리 고저를 포함하는 퍼팅 가이드를 산출하는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에서 산출된 퍼팅 가이드를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.
상기 스마트 볼 마커는 상기 하우징의 상면에 상기 디스플레이를 일정 픽셀로 형성되는 LCD 또는 LED 또는 어떠한 새로운 기법의 디스플레이소자 어느 하나를 구비할 수 있다.
상기 스마트 볼 마커는 상기 디스플레이에 터치스크린 센서를 구비하여 사용자 터치에 의한 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 볼 마커 및 중앙 서버를 포함하는 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템에서 골프코스 정보를 제공하는 방법은 상기 스마트 볼 마커가 골프코스 정보에 대한 요청을 수신하면 네트워크 RTK 서버를 통해 GNSS 신호를 수신하는 단계; 상기 스마트 볼 마커가 상기 GNSS 신호에 기반하여 상기 스마트 볼 마커의 위치 정보를 결정하는 단계; 상기 스마트 볼 마커가 네트워크 RTK 서버로 상기 위치 정보를 전송하고, 상기 네트워크 RTK 서버로부터 보정된 위치를 수신하는 단계; 상기 스마트 볼 마커가 상기 보정된 위치를 포함하는 골프코스 정보 요청을 중앙 서버로 송신하는 단계; 및 상기 서버가 상기 골프코스 정보 요청을 수신하면, 상기 골프코스 정보 요청에 포함된 상기 보정된 위치에 대응하는 골프코스 정보를 상기 스마트 볼 마커로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 스마트 볼 마커가 볼과 홀컵 간 경로에 대해 퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 초기 볼 속도와 볼 방향의 최대값과 최소값 및 거리 고저를 포함한 퍼팅 가이드를 산출하는 단계; 및 상기 스마트 볼 마커가 상기 퍼팅 가이드를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 퍼팅 가이드를 산출하는 단계는, 초기 볼 속도와 볼 방향의 최대값과 최소값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 퍼팅 가이드를 디스플레이하는 단계는, 상기 볼 속도와 상기 볼 방향의 최대값과 최소값 및 거리 고저를 포함하는 퍼팅 안내 정보를 표시하고, 판단 범위를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 퍼팅 가이드를 디스플레이하는 단계는 퍼팅 볼 궤적(Putting Ball Trajectory)에 따른 삼차원 그래프와 홀까지의 거리, 그린 경사각, 홀 위치각, 조준 점, 조준 점 각 및 조준 점 거리 정보를 표시할 수 있다.
전술한 IoT 기반 스마트 퍼팅 가이드 제공 시스템 및 그 방법을 사용하면, 볼과 홀컵 간 연속된 고·저에 따른 경사도에서 볼의 초기 속도 및 방향을 알 수 있어, 골퍼의 직감에 의지해야 하는 종래 기술에 비하여 골퍼의 퍼팅에 실질적으로 도움을 주는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 GNSS 기반 위치 측위 및 경사도와 그린의 UTM-K 측정데이터를 함께 이용함으로써, 볼과 홀컵 간의 거리를 골프코스 어디에서나 최소 2cm 단위로 정확하게 위치 측위가 가능하여, 정확한 퍼팅 경로를 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 서버의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스(210)의 일예를 나타낸 도면이다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 볼 마커의 사시도를 도시하며, 도 4(b)는 스마트 볼 마커의 상면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 볼 마커의 블록도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 골프코스 정보 제공 방법의 메시지 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 골프코스 정보 제공 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼팅 가이드 생성 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 9는 그린에서의 퍼팅 시 초기 조건을 설정하기 위한 예시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 서버의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템에서 골프코스 정보를 제공하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 골프코스 정보 제공 시스템은 스마트 볼 마커(100), 중앙 서버(200), 사용자 단말기(300) 및 RTK 서버(400)를 포함할 수 있다.
중앙 서버(200)와 스마트 볼 마커(100)가 네트워크를 통한 직접적인 연동 방식 또는 중앙 서버(100)와 사용자 단말(300)가 네트워크로 연동되고, 상기 사용자 단말(300)와 스마트 볼 마커(100)가 유무선 통신을 통해 연계되는 방식중의 어느 하나를 통하여 이루어질 수 있다.
여기서 상기 사용자 단말(300)란 개인 컴퓨터 장치를 지칭하는 PC 및 노트북 및 이와 유사한 컴퓨터 장치를 의미할 수 있고, 사용자 스마트폰, 태블릿 및 PDA와 같은 모바일 폰 기능을 구비하는 컴퓨터 장치일 수 있다.
상기 사용자 단말(300)와 스마트 볼 마커(100)는 블루투스 와이파이와 같은 무선 접속을 통하여 펌웨어 업데이트 및 항공정밀측량 데이터를 전송 받을 수 있게 된다.
먼저 상기 중앙 서버(200)는 저장장치로서, 클라우드 스토리지의 기능을 포함하는 데이터베이스(DB)(210)를 포함할 수 있다.
상기 데이터베이스(210)에는 국내 골프코스에 대한 정밀 항공 촬영한 데이터를 기반으로 하여 이를 측량하고 한국형 UTM(Universal Transverse Mercator) 좌표계(UTM-K)로 정규화하며, 특히 항공 촬영 기반 골프코스 및 그린의 고·저 데이터를 10cm 미만 단위로 정규화 및 최적화하여 생성된 홀 별 등고 및 경사도가 포함되는 그린 데이터가 저장된다.
또한, 추가적으로 상기 데이터베이스(210)는 전 세계 골프코스의 정밀 측량 UTM 좌표계와 그린 데이터에 대한 정밀 고·저 데이터를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스(210)의 일예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 데이터베이스(210)는 전 세계 골프코스에 대해, 지역, 골프코스 이름, 코스별로 정밀 측량 UTM 좌표계와 그린 데이터에 대한 정밀 고·저 데이터를 포함할 수 있다. 상기 지역은 나라, 도(state), 시티에 의해 분류될 수 있다. 골프코스는 컨트리 클럽, 골프 클럽 등에 의해 분류될 수 있다.
데이터베이스(210)는 상기한 분류 기준에 따라 각 그린의 홀컵 값을 저장하고 있다. 중앙 서버(200)는 골프코스 정보를 수집, 관리 및 제공할 수 있다.
그에 따라, 중앙 서버(200)는 스마트 볼 마커(100)로부터 소정 위치에 대한 골프코스 정보를 요청받으면 해당 위치에 대한 골프코스 정보를 스마트 볼 마커(100)로 전송할 수 있다.
상기 데이터베이스(210)에 저장되는 그린 데이터는 볼과 홀컵 위치 측위의 정확도를 최대한 높이면서 UTM-K의 데이터를 가장 최소로 가질 수 있도록 실제 다수의 그린에서 테스트를 통한 데이터 정규화 및 저장 용량을 최소화하기 위한 압축 알고리즘이 적용되어 저장될 수 있다.
또한, 상기 데이터베이스(210)에는 스마트 볼 마커(300)의 모든 펌웨어 버전 및 기기 사용자의 정보를 저장 보관하며 이를 제공할 수 있다.
추가로 상기 중앙 서버(200)는 펌웨어 관리부(220), 네트워크 연동부(230) 및 스마트 볼 마커 관리부(240)를 구비하며, 또한, 별도의 스마트 퍼팅 가이드 제공 서비스와 연관된 사이트와 연계될 수 있다.
상기 펌웨어 관리부(220)는 스마트 볼 마커(100)의 펌웨어를 업데이트하고, 이를 업데이트할 수 있도록, 스마트 볼 마커(100)의 주기적인 펌웨어 정보를 체크하여 스마트 볼 마커의 펌웨어 버젼을 관리한다.
또한, 상기 네트워크 연동부(230)는 상기 중앙 서버(200)와 스마트 볼 마커(300)의 직접적인 네트워크 연동 방식으로 연결될 수 있으며, 또는 사용자 단말(300)과 네트워크 연동하여 상기 스마트 볼 마커의 펌웨어 업데이트 및 사용자 요청에 의한 그린 데이터를 전송하는 기능을 수행한다.
이때 상기 네트워크 연동부(230)에서 해당하는 네트워크란, 인터넷 기반 유선 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 지원하는 서브통신시스템을 포함하는 것으로서, 무선 통신 네트워크는 3세대, 4세대 및 5세대 이동통신망이나 와이파이(WiFI), NFC(near field communication), 블루투스(Buletooth), 지그비 및 적외선 통신 등의 근거리 무선통신 네트워크를 포함할 수 있다. 상기 네트워크 연동부(230)는 상기 퍼팅 가이드 서버의 통신부라 지칭할 수도 있다.
상기 스마트 볼 마커 관리부(240)는 하나 이상의 스마트 볼 마커에 대한 사용자 식별번호(ID)를 관리하여, 사용자의 위치 정보에 따른 골프코스 그린의 최신 항공정밀측량 UTM-K의 데이터를 제공하며, 사용자의 경기 정보 및 결과 등을 상기 사용자 단말 등에서 접속하여 볼 수 있도록 하는 서비스 기능을 제공할 수 있다.
그리고 중앙 서버(200)는 추가적으로 일반적인 서버의 서비스 기능들을 포함하나 본 명세서에서는 이를 생략한다.
이어서, 도 4 및 도 5를 참조하여 스마트 볼 마커(100)를 설명한다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 볼 마커의 사시도를 도시하며, 도 4(b)는 스마트 볼 마커의 상면도를 도시한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 볼 마커의 블록도를 도시한다.
스마트 볼 마커(100)는 경사계(110), 고도계(120), GNSS 센서(130), 지자기 센서(140), 컨트롤러(150), 메모리(160), 디스플레이(170), 통신부(180) 및 전원 모듈(190)을 포함한다.
경사계(Inclinometer)(110)는 지층의 주향과 경사를 측정하는 도구이다. 경사계(110)는 스마트 볼 마커(100)의 위치에서 지층의 경사를 측정하여 컨트롤러(150)로 출력할 수 있다.
고도계(Altimeter)(120)는 스마트 볼 마커(100)의 위치에서 고도를 측정하여 컨트롤러(150)로 출력할 수 있다.
GNSS 센서(130)는 GNSS 기반 위치를 측위할 수 있다. 구체적으로, GNSS 센서(130)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성으로부터 전송된 위치 조정 신호에 근거해서, 수 미터 또는 심지어 센티미터 이내의 경도, 위도 및 고도로써, 자신의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 스마트 볼 마커(100)는 GPS 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, GPS 센서는 GPS(Global Positioning System) 위성(20)으로부터 GPS 신호를 수신하여 자신의 위치를 결정할 수 있다. GPS 센서는 GPS(Global Positioning System 글로벌 포지셔닝 시스템) 위성에서 발신하는 마이크로파를 수신하여 볼과 홀컵의 최적의 위치벡터를 측위할 수 있는 GPS 수신 모듈일 수 있다.
지자기 센서(Geo-magnetic sensor)(140)는 지구의 자력을 검출하는 센서로서 지자기를 검출함으로써 방위 정보를 획득할 수 있다.
컨트롤러(150)은 스마트 볼 마커(100)의 펌웨어 업데이트 기능과, 위치와 기울기 연산 기능, 퍼팅 경로 알고리즘 수행 기능, 사용자 UI(User Interface) 제어 및 디스플레이 기능, 통신 제어 기능 및 퍼팅 가이드 정보 출력을 제어하는 기능을 수행하는 마이크로프로세서 유닛(Micro Processor Control Unit)일 수 있다.
디스플레이(170)은 스마트 볼 마커의 일면에 구비되는 화면 표시 장치로서 LCD(Liquid Crystal Display) 또는, LED(Light Emitting Diode) 등으로 형성될 수 있으며, 퍼팅 가이드에 대한 정보와 사용자 UI의 인디케이터(Indicator)를 출력하는 역할을 한다.
또한 디스플레이(170)는 UX(User Experience) 또는 UI에 대한 사용자 명령 입력 모듈로서 터치 스크린 센서를 통하여 사용자 터치에 의한 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 디스플레이(170)는 전원의 ON/OFF를 구동하기 위한 전원버튼(171) 및 전원버튼이 사용자 명령 입력을 위한 멀티 액션 기능을 수행하는 버튼(도시 생략)을 포함할 수 있으며, 이외에 외부 기기와의 유선 연결을 위한 USB 포트(372)를 구비할 수 있다. 이때 USB 포트(372)는 USB Type C 케이블 연결 포트(Port)일 수 있다.
통신부(180)은 상기 중앙 서버(200) 또는 사용자 단말(300)과 연동이 가능한 네트워크 연동 기능을 수행하는 모듈로서, 구비된 USB 포트(372)와 연결하여 사용자 단말 및 PC 등과 연결되는 유선 네트워크 방식이거나, 또는 무선 통신 네트워크를 지원하는 서브통신 모듈일 수 있다. 상기 무선 통신 네트워크로는 3세대, 4세대 및 5세대 이동통신망이나 와이파이(WiFI), NFC(near field communication), 블루투스(Buletooth), 지그비 및 적외선 통신 등의 근거리 무선통신 네트워크를 지원할 수 있다.
전원 모듈(1900)로서 유선 또는 무선 충전이 가능한 배터리를 포함한다. 이때 유선 충전 방식으로는 USB 포트(172)를 통한 배터리 충전이 기능하게 할 수 있으며, 무선 충전으로는 무선충전 패드를 이용하는 전자기유도 방식, 자기공명 방식 또는 전자기파 방식중의 어느 하나를 이용하는 방식일 수 있다.
또한, 사용자 정보, 각각의 디바이스 제어, 디스플레이 제어, 퍼팅 경로 알고리즘, 화면표시, 펌웨어 업데이트 제어 등의 통합 소프트웨어(S/W)가 내장되는 메모리 모듈이 포함되며, 메모리 모듈에는 상기 퍼팅 가이드 서버의 데이터베이스에 저장되어 있는 골프코스 그린 데이터를 상기 USB 포트(372)를 통하여 사용자 단말을 통해 기 입력 받아 저장되어질 수 있으며, 또는 상기 퍼팅 가이드 서버로부터 네트워크를 통해 직접 입력 받아 저장될 수 있다.
이때 골프코스 그린 데이터는 저장 용량을 최소화하기 위한 압축 알고리즘이 적용된 것일 수 있다. 메모리 모듈은 최소 20만번 이상 업데이트 가능한 플래시 메모리가 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 스마트 볼 마커(100)는 원형의 기둥 현상을 갖는 하우징으로 형성되며, 상면에 디스플레이(170)로서 일정 픽셀로 형성되는 LCD가 구비되며, 원형의 일 측에는 전원 모듈을 위한 USB 타입 충전포트(172)가 구비되며, 다른 일측에는 전원버튼(171)이 구비되어지는 형상을 갖는다.
USB 타입 충전포트(172)는 USB Type C 케이블 연결 포트(Port)로서, 사용자 단말 등과 USB 데이터 연동이 가능하고, 전원버튼(171)은 인터페이스 모듈에 대응되어 멀티 액션 기능을 수행하는 버튼으로 작동될 수 있다.
또한, 컨트롤러(150)는 사용자에 의해 골프코스 정보 또는 그린 정보에 대한 요청을 수신하면 또는 소정 조건에 의해 골프코스 정보 또는 그린 정보가 요청되면, GNSS 신호를 수신할 수 있다. GNSS 신호는 GNSS 위성(20)으로부터 수신할 수 있다. 다른 실시예에서는 컨트롤러(150)는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신할 수 있다.
골프코스 정보 또는 그린 정보에 대한 요청은 예컨대, 현재 볼 위치에 스마트 볼 마커(100)를 위치시킴으로써 발생될 수 있다. 또는, 사용자는 불의 뒤에 스마트 볼 마커(100)를 놓을 수 있다.
골프코스 정보 또는 그린 정보에 대한 요청은 디스플레이(170)에 구현된 터치 스크린 센서를 통하여 사용자 터치에 의해 발생될 수 있다.
컨트롤러(150)는 GNSS 위성(20)으로부터 GNSS 신호를 수신하면, 스마트 볼 마커(100)의 위치 정보 즉, GNSS 위도 및 경도를 결정한다. 이어서, 컨트롤러(150)는 스마트 볼 마커(100)의 GNSS 위도 및 경도를 네트워크 RTK 서버(400)로 전송한다. 스마트 볼 마커(100)는 네트워크 RTK 서버(400)와 무선 통신한다.
네트워크 RTK 서버(400)는 스마트 볼 마커(100)로부터 수신받은 위치정보를 기반으로 가상기준점(VRS)과 보정 데이터를 생성한 후, 보정된 위치를 스마트 볼 마커(100)에 전송한다. 네트워크 RTK 서버(400)는 다수의 상시관측소로부터 측정된 위성항법시스템(GNSS) 정보를 기반으로 한 수치지적도, 기준점정보, 필지정보, 도면정보를 저장하고, 이러한 저장 정보들의 참조하에 상기 가상기준점과 보정 데이터를 생성할 수 있다.
한편, 최근에는 VRS 서버를 포함하는 넓은 개념으로 네트워크(Network) RTK란 용어가 이용되고 있다. 여기서, 네트워크 RTK란 네트워크를 이용한 RTK 측량방법을 말하는 것으로서, 그 종류로는 VRS, MAX, FKP 등이 있다. 즉, 본 발명은 VRS, MAX 또는 FKP와 같은 네트워크 RTK 방식에 모두 적용될 수 있다.
컨트롤러(150)는 경사계(110), 고도계(120) 및 지자기 센서(140)를 통해 측정 데이터와 위성항법시스템(GNSS) 위치정보(이하, 간단히 '위치정보'라 함)를 수신하고, 네트워크 RTK 서버(400)와의 통신을 통해 위치정보를 네트워크 RTK 서버(400)로 송신함과 아울러 네트워크 RTK 서버(400)로부터 보정된 위치를 수신한다. 컨트롤러(150)는 보정된 위치를 포함하는 골프코스 정보 요청 또는 그린 정보 요청을 중앙 서버(200)에 송신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 골프코스 정보 제공 방법의 메시지 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 골프코스 정보 제공 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 실시예들에 따른 골프코스 정보 제공 방법은 전술한 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템을 통하여 수행될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 스마트 볼 마커(100)는 사용자에 의해 골프코스 정보 또는 그린 정보에 대한 요청을 수신하면 또는 소정 조건에 의해 골프코스 정보 또는 그린 정보가 요청되면, 단계 S110에서 GNSS 센서(130)를 통해 GNSS 신호를 수신할 수 있다. GNSS 신호는 GNSS 위성(20)으로부터 수신할 수 있다. 다른 실시예에서는 컨트롤러(150)는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신할 수 있다(도 6의 ①).
스마트 볼 마커(100)는 GNSS 위성(20)으로부터 GNSS 신호를 수신하면, 스마트 볼 마커(100)의 위치를 결정하고, 단계 S120에서 스마트 볼 마커(100)의 GNSS 위도 및 경도를 네트워크 RTK 서버(400)로 전송한다(도 6의 ②).
네트워크 RTK 서버(400)는 단계 S130에서 스마트 볼 마커(100)로부터 수신 받은 위치정보를 기반으로 가상기준점(VRS)과 보정 데이터를 생성한 후(도 6의 ③), 단계 S140에서 보정 데이터를 예컨대, 보정된 GNSS 위도/경도를 스마트 볼 마커(100)에 전송한다(도 6의 ④).
스마트 볼 마커(100)는 보정된 GNSS 위도/경도를 수신하면 단계 S150에서 중앙 서버(200)로 골프코스 정보의 요청을 전송한다(도 6의 ⑤). 구체적으로 설명하면, 골프코스 정보의 요청은 보정된 GNSS 위도/경도를 포함할 수 있다. 스마트 볼 마커(100)는 자신이 결정한 GNSS 위도/경도를 네트워크 RTK 서버(400)를 통해 보정(Calibration)할 수 있다.
스마트 볼 마커(100)는 보정된 GNSS 위도/경도를 중앙 서버(200)에 골프코스 정보 또는 그린 정보를 요청할 수 있다.
중앙 서버(200)는 스마트 볼 마커(100)로부터 골프코스 정보 또는 그린 정보의 요청을 수신하면 단계 S170에서 수신된 위도/경도에 기초하여 데이터베이스(210)를 검색할 수 있다(도 6의 ⑥). 이어서, 중앙 서버(200)는 단계 S170에서 데이터베이스(210)를 검색한 결과 요청된 골프코스 정보 또는 그린 정보를 추출할 수 있다(도 6의 ⑦).
이어서, 중앙 서버(200)는 단계 S180에서 골프코스 정보 또는 그린 정보를 스마트 볼 마커(100)로 전송한다(도 6의 ⑧).
스마트 볼 마커(100)는 골프코스 정보 또는 그린 정보를 수신하면 단계 S190에서 퍼팅 가이드를 생성할 수 있다.
다른 실시예는 스마트 볼 마커(100)는 퍼팅 가이드의 제공 없이 중앙 서버(200)로부터 수신한 골프코스 정보 또는 그린 정보를 디스플레이(170) 상에 표시할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼팅 가이드 생성 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 스마트 볼 마커(100)는 단계 S192에서 골프코스 정보를 중앙 서버(200)로부터 수신한다.
스마트 볼 마커(100)는 단계 S194에서 골프코스 정보에 기초하여 볼과 홀컵 사이의 위치 및 경사도를 산출한다. 이 경우, 볼과 홀컵 사이의 위치 및 경사도는 중앙 서버(200)로부터 수신한 골프코스 정보에 기초하여 산출할 수 있다.
스마트 볼 마커(100)는 단계 S196에서 볼과 홀컵 간의 퍼팅 경로의 그린 초기 조건을 산출한다. 구체적으로, 경사계(Inclinometer)(110)에 의해 측정된 경사도 및 항공정밀측량 UTM-K 데이터를 매핑하여 볼과 홀컵 간 거리 및 연속된 그린의 위치 별 경사도에 따른 퍼팅 경로의 그린 초기 조건을 산출한다.
구체적으로, 스마트 볼 마커(100)는 그린데이터(UTM-K 기반 데이터)와 GNSS 위치, 경사도 측위값, 및 고도 측위값, 지자계 측위값을 대입하여 볼 및 홀컵의 그린 내에서의 위치를 정밀 측위하게 되며, 위치 정보를 골프코스 정보 및 그린 정보 매핑하여 볼과 홀컵 간 거리 및 연속된 그린의 위치 별 경사도를 기반으로 볼과 홀컵 간 퍼팅 경로를 파악하는 그린 초기 조건을 산출할 수 있다.
즉, 상기 그린 초기 조건을 산출하는 단계(S196)는 그린빠르기(Green Speed), 홀까지의 거리, 그린 경사각(Slope Angle), 홀위치 및 홀까지의 직선거리(Straight line distance), 등가 수평거리(Equivalent flat-level distance) 및 홀 위치각(Hole position angle)에 대한 초기 조건을 파악하는 단계이다.
이어서, 스마트 볼 마커(100)는 상기 그린 조건에 따른 볼과 홀컵 간 경로에 대한 퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 초기 볼속도 및 볼방향, 거리 고저를 포함하는 퍼팅 가이드를 산출하는 단계(S198)를 수행하게 된다.
상기 퍼팅 경로 알고리즘은 측정 완료된 볼과 홀컵의 위치 및 경사도를 기준으로 내장된 제어모듈의 MCU로 연속된 그린데이터를 이용하여 퍼팅 경로를 계산하고, 퍼팅 방향(혹은 Break Point) 및 퍼팅 부가정보(볼과 홀컵 간의 고 저차/그린표면 거리/고·저차에 따른 거리)를 처리하는 최적성능 퍼팅 경로 산출 과정이라 할 수 있다.
도 9는 그린에서의 퍼팅 시 초기 조건을 설정하기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 스마트 볼 마커(100)는 메모리에 기 저장되어 있거나 중앙 서버에서 전송되어진 항공정밀측량 좌표(UTM-K) 기반 현재의 그린 데이터를 참조하여 이를 상기 GNSS 기반 위치 측위 및 경사계(Inclinometer)(110)에 의해 측정된 경사도 측정값과 비교한다.
이는 GNSS 기반 위치 측위는 보다 큰 범위에서의 위치 데이터가 산출될 수 있는 것으로서, 여기에 스마트 볼 마커가 놓인 경사계(Inclinometer)(110)에 의해 측정된 경사도 측위값을 비교하고 추가로 항공정밀측량 좌표(UTM-K) 기반 현재의 그린 데이터를 참조함으로서, 최종적으로 홀컵의 정확한 위치와 경사도가 1cm의 오차 이내까지 획득할 수 있도록 하기 위함이다.
스마트 볼 마커(100)는 퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 퍼팅 가이드를 생성한다.
스마트 볼 마커(100)는 경사도 및 항공정밀측량 UTM-K 데이터를 매핑하여 볼과 홀컵 간 거리 및 연속된 그린의 위치별 경사도에 따른 퍼팅 경로의 그린 초기 조건을 산출한다.
퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 산출된 퍼팅 가이드는 그린스피드(6ft, 8ft, 10ft, 12ft)별 경사도(Up and Downhill, Side Up and Downhill)에서의 최적의 퍼팅 경로를 생성하여 골퍼에게 볼속도(거리를 결정), 볼방향에 따른 최대값과 최소값의 판단 범위를 제공할 수 있게 되는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 스마트 볼 마커
200: 중앙 서버
300: 사용자 단말
400: 네트워크 RTK 서버

Claims (9)

  1. IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템에 있어서,
    위치정보를 기반으로 가상기준점(VRS)과 보정 데이터를 생성하는 네트워크 RTK 서버;
    골프코스 정보에 대한 요청을 수신하면 GNSS 신호를 수신하고, 상기 GNSS 신호에 기반하여 위치 정보를 결정하고, 네트워크 RTK 서버로 상기 위치 정보를 전송하며, 상기 네트워크 RTK 서버로부터 보정된 위치를 수신하면 상기 보정된 위치를 포함하는 골프코스 정보 요청을 송신하는 스마트 볼 마커; 및
    골프코스 그린의 위치 및 관련 고저 데이터를 포함하고 있는 골프코스 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하며, 상기 골프코스 정보 요청을 수신하면, 상기 골프코스 정보 요청에 포함된 상기 보정된 위치에 기초하여 상기 데이터베이스를 검색하여 상기 보정된 위치에 대응하는 골프코스 정보를 상기 스마트 볼 마커로 전송하는 중앙 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 볼 마커는
    상기 스마트 볼 마커의 위치에서 지층의 주향과 경사를 측정하는 경사계;
    상기 스마트 볼 마커의 위치에서 고도를 측정하는 고도계;
    GNSS 기반 위치를 측위하는 GPS 센서;
    상기 GNSS 기반 위치와 경사도 및 상기 그린 데이터를 매핑하여 볼과 홀컵 간 경로에 대한 퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 초기 볼 속도와 볼 방향의 최대값과 최소값 및 거리 고저를 포함하는 퍼팅 가이드를 산출하는 컨트롤러, 및
    상기 컨트롤러에서 산출된 퍼팅 가이드를 표시하는 디스플레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 스마트 퍼팅 가이드 제공 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 볼 마커는 상기 하우징의 상면에 상기 디스플레이로서 일정 픽셀로 형성되는 LCD 또는 LED 또는 어떠한 새로운 기법의 디스플레이소자 중의 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 스마트 퍼팅 가이드 제공 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스마트 볼 마커는 상기 디스플레이에 터치스크린 센서를 구비하여 사용자 터치에 의한 인터페이스를 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 스마트 퍼팅 가이드 제공 시스템.
  5. 스마트 볼 마커 및 중앙 서버를 포함하는 IoT 기반 골프코스 정보 제공 시스템에서 골프코스 정보를 제공하는 방법에 있어서,
    상기 스마트 볼 마커가 골프코스 정보에 대한 요청을 수신하면 네트워크 RTK 서버를 통해 GNSS 신호를 수신하는 단계;
    상기 스마트 볼 마커가 상기 GNSS 신호에 기반하여 상기 스마트 볼 마커의 위치 정보를 결정하는 단계;
    상기 스마트 볼 마커가 네트워크 RTK 서버로 상기 위치 정보를 전송하고, 상기 네트워크 RTK 서버로부터 보정된 위치를 수신하는 단계
    상기 스마트 볼 마커가 상기 보정된 위치를 포함하는 골프코스 정보 요청을 중앙 서버로 송신하는 단계; 및
    상기 서버가 상기 골프코스 정보 요청을 수신하면, 상기 골프코스 정보 요청에 포함된 상기 보정된 위치에 대응하는 골프코스 정보를 상기 스마트 볼 마커로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스마트 볼 마커가 볼과 홀컵 간 경로에 대해 퍼팅 경로 알고리즘을 적용하여 초기 볼속도와 볼방향의 최대값과 최소값 및 거리 고저를 포함한 퍼팅 가이드를 산출하는 단계; 및
    상기 스마트 볼 마커가 상기 퍼팅 가이드를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 퍼팅 가이드를 산출하는 단계는, 볼 속도와 볼 방향의 최대값과 최소값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 퍼팅 가이드를 디스플레이하는 제6단계는, 상기 볼 속도와 상기 볼 방향의 최대값과 최소값 및 거리 고저를 포함하는 퍼팅 안내 정보를 표시하고, 판단 범위를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 퍼팅 가이드를 디스플레이하는 단계는 퍼팅 볼 궤적(Putting Ball Trajectory)에 따른 삼차원 그래프와 홀까지의 거리, 그린 경사각, 홀 위치각, 조준 점, 조준 점 각 및 조준 점 거리 정보를 표시하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 방법.
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