TW201805047A - 球的飛行資訊運算裝置、球的飛行資訊運算方法及記錄其的計算裝置可讀記錄介質 - Google Patents

球的飛行資訊運算裝置、球的飛行資訊運算方法及記錄其的計算裝置可讀記錄介質 Download PDF

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Abstract

本發明旨在提供一種無論是利用紅外線感測方式還是攝像頭感測方式或某種感測方式的裝置只要算出能夠迅速計算的球和高爾夫球桿的運動參數，就能夠利用這些參數，並參照資料庫化的資訊，通過簡單的運算來高準確性地且非常迅速地計算對應於該計算到的運動參數的球的旋轉資訊的球的飛行資訊運算裝置、球的飛行資訊運算方法及記錄其的計算裝置可讀記錄介質。

Description

球的飛行資訊運算裝置、球的飛行資訊運算方法及記錄其的計算裝置 可讀記錄介質
本發明屬於一種球的飛行資訊運算裝置及球的飛行資訊運算方法，尤其是關於一種利用用戶進行高爾夫揮桿來用高爾夫球桿打擊球時的該高爾夫球桿的運動和感測該球的運動的資訊計算運動的球的飛行資訊的裝置和方法。
迄今，在利用球的體育競賽中，尤其是高爾夫球，一直嘗試著準確感測被高爾夫球手打擊而運動的球的物理特性來利用該感測的值進行擊球分析，或將其實現為影像來適用於所謂的螢幕高爾夫等類比高爾夫領域。
尤其，由於通過打擊飛走的球的旋轉(Spin)以三維空間上的軸為中心非常高速地旋轉，其測量難度非常大，且為了準確地測量，還需要非常高價的裝備，典型的，有利用雷達感測器(Radar Sensor)的方式。
然而，這種高價的感測裝置不適合被用作通用於感測用戶通過高爾夫揮桿打擊的球來計算球的軌跡，由此進行在虛擬高爾夫球場上的 高爾夫類比的所謂的螢幕高爾夫或在高爾夫練習場上的擊球分析等的感測裝置，且就目前現狀來看，需要開發一種價格較低且在低性能系統中也能快而准地計算球的旋轉的技術。
鑒於這種需求，近來積極開展了對利用攝像頭裝置對運動的球連續地獲取圖像來分析，並利用該分析的結果計算球的旋轉的技術的開發。
通過圖像分析計算運動的球的旋轉的方式有很多種，例如，在球上標示指定標識物，用超高速攝像頭連續攝影對運動的球的圖像，並在該攝影的圖像上分析標示於球上的標識物來計算球的旋轉的方式和不在球上標示指定標識物，而是從圖像中提取球本身所存在的球的品牌標示、凹痕、瑕疵等不定的特徵部來分析，以此計算球的旋轉的方式等。
前者旋轉計算方法受用戶用多個高爾夫球進行高爾夫擊球練習或比賽時需要對使用者進行擊球的所有高爾夫球標示相同的指定標識物的限制，且需要分析用超高速攝像頭連續攝影的多個圖像，因而用於旋轉計算的運算速度只能很慢。亦即，存在著利用高價的複雜的裝備，而旋轉計算的運算速度卻很慢的問題。
後者旋轉計算方法雖然有無需對用戶進行擊球的所有高爾夫球都分別標示相同的指定標識物的顯著的優點，但需要通過圖像的分析提取球上的任意的特徵部，並分析該提取的特徵部隨著球的旋轉如何移動，來計算旋轉軸和旋轉量，因而存在著旋轉計算的運算極其複雜，且該運算速度極其緩慢的問題。
本發明旨在提供一種無論是利用紅外線感測方式還是攝像頭感測方式或某種感測方式的裝置只要算出能夠迅速計算的球和高爾夫球桿的運動參數，就能夠利用這些參數，並參照資料庫化的資訊，通過簡單的運算來高準確性地且非常迅速地計算對應於該計算到的運動參數的球的旋轉資訊的球的飛行資訊運算裝置、球的飛行資訊運算方法及記錄其的計算裝置可讀記錄介質。
本發明一實施例的對運動的球的飛行資訊運算裝置，用於運算被高爾夫球桿打擊而運動的球的飛行資訊，包括：感測部，其感測該高爾夫球桿的運動和被該高爾夫球桿打擊的球的運動；參考資料庫，其將作為對應多種值的高爾夫球桿和球的運動參數而預先測量的要素的值的、用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化(DB化)來存儲；以及運算部，其構成為，接收該感測部的感測資訊來計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數，並通過該參考資料庫中的資料庫化的資訊計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該運算部構成為，利用該參考資料庫中的資料庫化的資訊中對應於該運動參數的資訊來計算用於計算通過該高爾夫球桿的打擊而運動的球的旋轉資訊的部分要素，且利用該運動參數，根據預先設定的函數關係計算用於計算該球的旋轉資訊的其他部分要素，利用該計算的各要素計算通過該高 爾夫球桿的打擊而運動的球的旋轉資訊。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該參考資料庫存儲預先測量對應於多種值的該運動參數的、用於計算旋轉的要素的值來資料庫化的資訊和預先測量對應於用於多種該計算旋轉的要素的值的旋轉值來資料庫化的資訊，該運算部構成為，參照該參考資料庫計算對應於該計算的運動參數的、用於計算旋轉的要素的值，並參照該參考資料庫計算對應於該計算的、用於計算旋轉的要素的值的旋轉值。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該參考資料庫存儲：預先測量對應於作為該高爾夫球桿的運動參數的高爾夫球桿頭對球的撞擊時的進入角度，即攻擊角、和作為該球的運動參數的基於撞擊的發射角的、撞擊時的高爾夫球桿頭面的球桿面仰角，即動態桿面仰角值，並進行資料庫化的資訊；以及根據預先設定的多種值的桿頭速度預先測量對應於多種值的該動態桿面仰角值的球的後旋值，並進行資料庫化的資訊，該運算部構成為，作為該計算的運動參數計算該高爾夫球桿頭的攻擊角、該球的發射角和桿頭的速度，並參照該參考資料庫計算對應於該計算的攻擊角和發射角的動態桿面仰角值，且參照該參考資料庫計算對應於該計算的動態桿面仰角值和該桿頭的速度的球的後旋值。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該感測部包括：攝像頭裝置，其在包括球被打擊的撞擊時間點的時間段內連續地獲取對該球被該高爾夫球桿打擊的圖像；以及感測處理器，其分析由該攝像頭裝置獲取的圖像來在各圖像上計算該球的位置資訊和該高爾夫球桿頭的位置資訊，並傳達至該運算部。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該感測處理器構成為，從由該攝像頭裝置獲取的圖像中提取球，並在各幀圖像上將該提取的球的位置資訊傳達至該運算部，該運算部利用該傳達的球的位置資訊計算作為該球的運動參數的、通過該打擊運動的球的發射角、球方向和球速度中的至少一個，該感測處理器構成為，從由該攝像頭裝置獲取的圖像中指定高爾夫球桿，並在各幀圖像上將該指定的高爾夫球桿的頭的位置資訊傳達至該運算部，該運算部利用該傳達的高爾夫球桿的頭的位置資訊計算作為該高爾夫球桿的運動參數的打擊該球時的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度中的至少一個。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該參考資料庫存儲：預先測量對應於多種值的該攻擊角和發射角的、撞擊時的高爾夫球桿頭面的球桿面的仰角，即動態桿面仰角值，並進行資料庫化的資訊；以及根據預先設定的多種值的桿頭速度預先測量對應於多種值的該動態桿面仰角值的球的後旋值，並進行資料庫化的資訊，該運算部構成為，通過該圖像分析計算作為計算的運動參數的該高爾夫球桿頭的攻擊角、該球的發射角和該桿頭速度，並參照該參考資料庫計算對應於該計算的攻擊角和發射角的動態桿面仰角值，且參照該參考資料庫計算對應於該計算的動態桿面仰角值和該桿頭的速度的球的後旋值。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該運算部構成為，基於該計算的球的發射角、球方向和球速度決定球運動向量，並基於該計算的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度決定球桿運動向量，利用該決定的球運動向量和球桿運動向量，按照預先設定的事項計算球的 旋轉時的旋轉軸的資訊。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該運算部構成為，利用該計算的球的後旋值和該計算的旋轉軸的資訊，根據預先設定的函數關係計算球的側旋值。
一方面，本發明另一實施例的對運動的球的飛行資訊運算裝置，用於運算被高爾夫球桿打擊而運動的球的飛行資訊，包括：感測部，其感測該高爾夫球桿的運動和被該高爾夫球桿打擊的球的運動，並根據該感測資訊計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數；參考資料庫，其將作為對應多種值的該運動參數而預先測量的要素的值的、用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化來存儲；以及運算部，其構成為，接收由該感測部計算的該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數，並通過該參考資料庫中的資料庫化的資訊計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於，優選該感測部包括：攝像頭裝置，其在包括球被打擊的撞擊時間點的時間段內連續地獲取對該球被該高爾夫球桿打擊的圖像；以及感測處理器，其分析由該攝像頭裝置獲取的圖像來計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數，並傳達至該運算部。
一方面，本發明一實施例的對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法，用於運算被高爾夫球桿打擊而運動的球的飛行資訊，包括：感測部感測該高爾夫球桿的運動和被該高爾夫球桿打擊的球的運動來傳達至運算部的步驟；該運算部從由該感測部傳達的感測資訊計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數的步驟；以及利用將作為對應多種值的該 運動參數而預先測量的要素的值的、用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化來存儲的參考資料庫，計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊的步驟。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法的特徵在於，優選該計算運動參數的步驟包括：根據由該感測部傳達的感測資訊計算作為該球的運動參數的、通過該打擊運動的球的發射角、球方向和球速度中的至少一個的步驟；以及根據由該感測部傳達的感測資訊計算作為該高爾夫球桿的運動參數的、打擊該球時的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度中的至少一個的步驟。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法的特徵在於，優選該參考資料庫存儲：預先測量對應於多種值的該攻擊角和發射角的、撞擊時的高爾夫球桿頭面的球桿面的仰角，即動態桿面仰角值，並進行資料庫化的資訊；以及根據預先設定的多種值的桿頭速度預先測量對應於多種值的該動態桿面仰角值的球的後旋值，並進行資料庫化的資訊，該計算球的旋轉資訊的步驟包括：參照該參考資料庫計算對應於該計算的攻擊角和發射角的動態桿面仰角值的步驟；以及參照該參考資料庫計算對應於該計算的動態桿面仰角值和該桿頭的速度的球的後旋值的步驟。
此外，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法的特徵在於，優選還包括：基於該計算的球的發射角、球方向和球速度決定球運動向量，並基於該計算的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度決定球桿運動向量，利用該決定的球運動向量和球桿運動向量，按照預先設定的事項計算球的旋轉時的對旋轉軸的資訊的步驟；以及利用該計算的球的後旋值和該 計算的旋轉軸的資訊，根據預先設定的函數關係計算球的側旋值的步驟。
此外，本發明包括記錄上述運算方法的計算裝置可讀記錄介質。
本發明的球的飛行資訊運算裝置、球的飛行資訊運算方法及記錄其的計算裝置可讀記錄介質的有益效果如下：當球通過高爾夫球桿的打擊運動時，只要計算到能相對迅速計算的球的發射角、高爾夫球桿的攻擊角、球和高爾夫球桿的速度等運動參數，則利用這些參數，並參照參考資料庫中預先資料庫化的資訊，通過簡單的運算能夠高準確性地且非常迅速地計算對應於該計算到的運動參數的球的旋轉資訊。
3‧‧‧螢幕
10‧‧‧資料存儲部
20‧‧‧影像處理部
30‧‧‧影像輸出部
100‧‧‧感測部
110‧‧‧攝像頭裝置
120‧‧‧感測處理器
200‧‧‧參考資料庫
AOA‧‧‧攻擊角
B‧‧‧球
CH‧‧‧桿頭
DC‧‧‧揮桿方向
DL‧‧‧動態桿面仰角
GC‧‧‧高爾夫球桿
GM‧‧‧高爾夫打擊墊
GR‧‧‧地面
LAA‧‧‧發射角
LAG‧‧‧發射角
M‧‧‧運算部
PL‧‧‧擊球區
S‧‧‧模擬器
Sx‧‧‧旋轉軸
VC‧‧‧球桿速度
圖1是示出本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置實現於虛擬高爾夫類比裝置的情況的圖；圖2是示出適用於圖1所示的虛擬高爾夫類比裝置的本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置的構成的框圖；圖3是說明用於本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置計算球的旋轉資訊的高爾夫球桿的運動參數和球的運動參數的圖；圖4是為說明本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置參照參考資料庫計算球的旋轉資訊的圖；圖5是示出本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置利用球運動向量 和球桿運動向量計算對旋轉軸的資訊的圖。
下面參照附圖對關於本發明的球的飛行資訊運算裝置及球的飛行資訊運算方法的具體內容進行說明。
本發明的球的飛行資訊運算裝置是利用對使用者用高爾夫球桿打擊球時的球和高爾夫球桿的運動的感測資訊運算通過打擊飛行的球的飛行資訊的裝置，其既可以適用於所謂的螢幕高爾夫系統等虛擬高爾夫類比裝置來實現，也可以以用於對用戶的高爾夫揮桿的擊球分析的分析裝置來實現。
圖1、圖2示出了本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置實現於虛擬高爾夫類比裝置的情況。
亦即，若用戶在擊球區PL用高爾夫球桿進行高爾夫揮桿來朝向前方的螢幕3打擊置於高爾夫打擊墊GM的球B，則感測部100感測高爾夫球桿的運動和球的運動來傳達至模擬器S的運算部M，該運算部M基於由感測部100傳達的感測資訊計算球的速度、方向、彈道等旋轉資訊來依據該計算的資訊，使影像處理部20利用資料存儲部10中存儲的影像資料實現球在投影到螢幕3的影像上移動的類比影像，來通過影像輸出部30投影到螢幕3。
如上所述，本發明的球的飛行資訊運算裝置基本可以包括感測部100、參考資料庫200(Reference DB)以及運算部M而構成，且本發明的運算裝置可以構成為，計算作為飛行資訊的被打擊而飛行的球的旋轉 資訊。
該感測部100是當用戶用高爾夫球桿進行高爾夫揮桿來打擊球時，感測該高爾夫球桿的運動和被打擊的球的運動的構成要素，該參考資料庫200是作為對應多種值的高爾夫球桿和球的運動參數而預先測量的要素的值，將用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化來存儲的構成要素，該運算部M利用高爾夫球桿的運動參數和球的運動參數，通過在參考資料庫200中資料庫化而存儲的資訊計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊的構成要素。
此處，該高爾夫球桿的運動參數可以包括攻擊角(Angle Of Attack)、球桿方向(Club Direction)、桿頭速度(Club Speed)等，該球的運動參數可以包括發射角(Launch Angle)、球的方向(Ball Direction)，球的速度(Ball Speed)等，該參考資料庫200可以構成為，對多種值的運動參數預先測量用於球的旋轉計算的要素的值來將其資料庫化，並對應多種值的該要素的值預先測量球的旋轉來進行資料庫化。
該運算部M可以利用該參考資料庫200的資料庫化的資訊中對應於該運動參數的資訊計算用於計算通過高爾夫球桿的打擊運動的球的旋轉資訊的部分要素，並利用該運動參數，根據預先設定的函數關係計算用於計算該球的旋轉資訊的其他部分要素，來利用該各計算的要素計算通過打擊運動的球的旋轉資訊。
亦即，該感測部100可以感測高爾夫球桿和球的運動，該參考資料庫2.00可以存儲預先測量用於對應於多種值的該運動參數的旋轉計算的要素的值來進行資料庫化的資訊和預先測量對應於用於多種該旋轉計 算的要素的值的旋轉值來進行資料庫化的資訊，該運算部M可以參照該參考資料庫200計算用於對應於該計算的運動參數的旋轉計算的要素的值，並參照該參考資料庫200計算對應於用於該計算的旋轉計算的要素的值的旋轉值。
關於對此的更具體的內容，將在後面進行描述。
一方面，就該感測部100而言，只要是包括能感測移動的物體的感測器的構成，任何構成皆可，例如，可以以利用紅外線感測器或鐳射感測器感測高爾夫球桿運動時的位置變化，並感測被打擊的球移動時的位置變化等的感測器實現。
關於利用紅外線感測器或鐳射感測器感測移動的物體的技術，在諸多現有技術文獻中均已公開，故省略對此的具體說明。
此外，如圖1、圖2所示，該感測部100可以以能夠利用對高爾夫球桿的運動和球的運動連續地獲取圖像，並從該連續地獲取的各個圖像中指定球和高爾夫球桿來計算高爾夫球桿的位置資訊和球的位置資訊的方式感測高爾夫球桿的運動和球的運動的利用攝像頭的圖像感測方式的感測裝置實現。
如圖1、圖2所示，該感測部100可以包括攝像頭裝置110和感測處理器120而構成。
該攝像頭裝置110可以構成為，在包括球被打擊的撞擊時間點的時間段內連續地獲取對該球被該高爾夫球桿打擊的圖像，該感測處理器120可以構成為，分析由該攝像頭裝置110獲取的圖像，並在各圖像上計算該球的位置資訊和該高爾夫球桿頭的位置資訊來傳達至運算部M。
例如，若該感測處理器120分析由該攝像頭裝置110獲取的連續的各個圖像來在各圖像上指定球和高爾夫球桿，並在各圖像中計算球和高爾夫球桿的位置資訊來傳達至運算部M，則該運算部M可以利用球和高爾夫球桿的位置資訊計算球的發射角、球的速度、高爾夫球桿的速度、高爾夫球桿頭的攻擊角等各種運動參數，並依據該計算的運動參數，利用待後述的參考資料庫計算球的旋轉資訊等飛行資訊。
或者，可以由該感測處理器120分析各圖像來計算球和高爾夫球桿的位置資訊，並利用該計算的位置資訊計算球的發射角、球的速度、高爾夫球桿的速度、高爾夫球桿頭的攻擊角等各種運動參數來傳達至該運算部M，該運算部M可以依據由該感測處理器120傳達的各種運動參數，利用待後述的參考資料庫計算球的旋轉資訊等飛行資訊。
如上所述，本發明的球的飛行資訊運算裝置需要利用感測部感測的對高爾夫球桿的運動和球的運動的感測資訊計算高爾夫球桿的運動參數和球的運動參數，而球的飛行資訊優選為通過打擊而運動的球的旋轉資訊。
此處，將參照圖3對用於計算球的旋轉資訊的高爾夫球桿的運動參數和球的運動參數進行說明。
圖3的(a)示出了從側面望向高爾夫球桿GC運動來打擊球B的情形，圖3的(b)示出了從上方望向下方的情形。
作為高爾夫球桿的運動參數，本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置可以計算高爾夫球桿頭的攻擊角(Angle Of Attack)、揮桿方向(Club Direction，高爾夫球桿頭的移動方向)以及高爾夫球桿頭的速度(Club Speed)，作為球的運動參數，本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置可以計算球的發射角(Launch Angle)、球的方向(Ball Direction)以及球的速度(Ball Speed)。
若參照圖3分別對其進行說明，則如圖3的(a)所示，當高爾夫球桿GC移動的過程中，在桿頭CH的面與球B撞擊的時間點上，相對於桿頭CH的球B的進入角度為攻擊角AOA，如圖3的B所示，桿頭CH進行的方向為揮桿方向DC，此時的桿頭CH的速度為VC。
如圖3的(a)所示，若隨著球B撞擊在桿頭CH發射球B，則與地面GR形成的角度為發射角LAG，如圖3的(b)所示，球B進行的方向為球的方向DB，此時的球B的速度為VB。
球被打擊而飛行時的球的旋轉可以區分為後旋(Back Spin)和側旋(Side Spin)，該後旋指相對於球以水準軸為中心飛走的方向向後旋轉，該側旋指球以垂直軸為中心向左側或右側旋轉。
通常，球被打擊而飛行時，不只是只有後旋成分或側旋成分，而是兩種旋轉複合性地施作用。
此外，眾所周知，球的後旋成分與動態桿面仰角(Dynamic Loft)相關。
此處，動態桿面仰角是撞擊時相對於高爾夫球桿頭的攻擊角的面的球桿面仰角(Loft)。通常，球桿面仰角(Loft)是球桿面(Club Face)的法線相對於水平面所形成的角度。
亦即，如圖3的(a)所示，動態桿面仰角(Dynamic Loft)是作為撞擊時相對於攻擊角AOA的高爾夫球桿頭的球桿面仰角，用DL表 示的角度。
上述動態桿面仰角(Dynamic Loft)與球的旋轉相關。
本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置的參考資料庫可以對如上所述的高爾夫球桿的攻擊角AOA、球的發射角LA等運動參數而預先測量對應於多種值的運動參數的動態桿面仰角DL值來將其資料庫化，並預先存儲，若由感測部和運算部結束對該攻擊角AOA或發射角LAG等運動參數的計算，則可以從存儲於該參考資料庫的資料中計算對應於該計算的運動參數的動態桿面仰角的值來決定。
更具體而言，首先，如圖3的(a)所示，從相對於地面的球的發射角LAG和攻擊角AOA中計算相對於攻擊角AOA的球的發射角LAA。相對於該攻擊角AOA的球的發射角LAA可通過下面的公式計算：LAA=LAG-AOA
如上所述的球和球桿的運動參數可以從由包括該攝像頭裝置110和感測處理器120的感測部100感測的球和高爾夫球桿頭的位置資訊中快速計算。
由攝像頭裝置獲取的圖像中，球可以利用其形狀、樣子、圓度、凹痕圖案、特徵部(標示於球上的徽標或商標、瑕疵或任意標記的標識物等)提取，且可以提取該提取的球的中心點座標來獲得位置資訊，高爾夫球桿可以通過影像處理進行直線擬合來將其端部視作頭，並獲取頭的位置資訊。
如此，若要從圖像中獲得球和球桿的位置資訊，則可以在多幀圖像中通過球和球桿的位置資訊的變化計算球的速度、球的發射角、球 的進行方向、桿頭的攻擊角、桿頭的速度、桿頭的進行方向等多種運動參數。
通過上述影像處理計算各種運動參數的方法是除了在由本申請人申請專利的技術中公開外，還在諸多現有技術中已經公開的技術，故省略對其的具體說明。
一方面，由於參考資料庫中預先存儲有對對應於相對於多種值的發射角LAA的動態桿面仰角DL值的資料庫化的資訊，可以從該參考資料庫的資料庫化的資訊中計算對應於相對於該計算的攻擊角AOA的球的發射角LAA的動態桿面仰角DL的值。
此外，該參考資料庫可以預先測量對應於多種動態桿面仰角值的球的後旋資訊來將其資料庫化並預先存儲，並可以從該參考資料庫中存儲的資料中計算對應於如上述決定的動態桿面仰角值的球的後旋值來決定。
此處，由於球的後旋與高爾夫球桿頭的速度(球桿速度)相關，參考資料庫可以針對多種值的球桿速度對應各個球桿速度預先存儲多種值的動態桿面仰角值和對對應於其的球的後旋值進行資料庫化的資訊，並利用前面所計算的球桿速度和動態桿面仰角的值，通過參考資料庫中存儲的資料計算球的後旋值。
關於如上所述的參考資料庫的資料庫化的資訊，將參照圖4進行說明。
該參考資料庫將預先測量對應於多種值的發射角LAA的動態桿面仰角DL的值來進行資料庫化的資訊以查閱資料表(Look-Up Table) 的形態存儲，當運算部計算了該發射角LAA時，可以通過查閱資料表找出對應於該計算的發射角LAA的動態桿面仰角DL的值。
此時，若該計算的發射角LAA未準確地出現在該查閱資料表中，則可以通過周邊值的插值(Interpolation)計算動態桿面仰角的值。
這種參考資料庫可以在以多種值的運動參數進行對球的高爾夫擊球的過程中用另外的感測器測量當時的動態桿面仰角值和後旋值等來進行資料庫化。
此時，在以多種運動參數進行高爾夫擊球的主體專業高爾夫球手等人的情況下，則很難測量準確的值。
從而，可以利用高爾夫擊球機器，例如，韓國註冊專利第10-1425033號、第10-1456440號中公開的利用球打擊裝置等在多種參數條件下進行數千至數萬次高爾夫擊球來獲取準確的資料，並進行資料庫化，來建立上述參考資料庫。
此外，如圖4的(a)所示，也可以利用參考資料庫中存儲的發射角LAA和動態桿面仰角DL值統計性地匯出關於兩者的相關函數FDL，並根據該匯出的相關函數FDL計算對應於計算的發射角LAA的動態桿面仰角DL的值。
圖4的(a)示出了針對參考資料庫的多種資訊，以水準軸為發射角LAA，以垂直軸為動態桿面仰角DL來表示資料的分佈，從中利用最小二乘法(Least Square Method)匯出相關函數FDL，來在發射角LAA為15deg時，作為對應於其的動態桿面仰角DL的值，根據該匯出的相關函數FDL計算23deg的情形。
一方面，圖4的(b)示出了相對於預先設定的多種值的球桿速度(VC，圖4的(b)中記錄了相對於相同的動態桿面仰角DL值，對每個球桿速度測量到的不同後旋BS)的、對應於多種值的動態桿面仰角DL值的球的後旋BS。
如圖4的(b)所示，本發明的運算部可以對對應於計算的球桿速度的資料利用最小二乘法等統計分析法匯出相關函數FBS，且可以根據該相關函數FBS決定該圖4的(a)中計算的對應於動態桿面仰角DL的值的後旋BS值，而圖4的(b)示出了根據該相關函數FBS計算相對於23deg的對動態桿面仰角值的作為後旋值的6400rpm的情形。
一方面，本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置可以由感測部或基於利用感測部的感測資訊計算的球運動參數，即球的發射角、球方向和球速度決定球運動向量，並基於高爾夫球桿運動參數，即攻擊角、揮桿方向和桿頭速度決定球桿運動向量，來利用該決定的球運動向量和球桿運動向量計算球的旋轉時的旋轉軸的資訊。
圖5示出了利用上述球運動向量和球桿運動向量計算球的旋轉軸的情形，如圖5所示，可以在具有x軸、y軸和z軸的坐標系的三維空間內利用球運動參數，即球的速度VB、發射角LAG、球的方向DB資訊求出球運動向量，並利用球桿運動參數，即桿頭的速度VC、攻擊角AOA、揮桿方向DC資訊求出球桿運動向量。
如上所述，就利用球運動向量和球桿運動向量計算的旋轉軸而言，可如圖5所示，將連接球運動向量的端點和該球桿運動向量的端點的線定義為旋轉軸Sx。
如上所述，可以利用球運動向量和球桿運動向量，設連接各向量的兩個端點的旋轉軸Sx與地面形成的角度為Ax來定義為旋轉軸的值，並利用其求出球的側旋值。
亦即，可以利用通過如圖4的(b)所示的相關函數計算的後旋值和該計算的旋轉軸的值，利用三角函數計算側旋值。
亦即，可以通過下面的公式計算側旋值。
BS=TS*cos(Ax)
TS=BS/cos(Ax)
SS=TS*sin(Ax)
此處，BS為後旋值，TS為總旋轉值，SS為側旋值，Ax為旋轉軸的值。
本發明一實施例的球的飛行資訊運算裝置可以利用感測部的感測分別計算球運動參數和高爾夫球桿運動參數，並參照參考資料庫計算對應於該計算的運動參數的動態桿面仰角的值，且利用該計算的動態桿面仰角的值和球桿速度的值，通過參考資料庫計算後旋值。
此外，可以利用上述球運動參數決定球運動向量，並利用上述高爾夫球桿運動參數決定球桿運動向量，且按照預先設定的定義，利用該球運動向量和球桿運動向量計算旋轉軸的值。
此外，如上所述，若計算球的後旋值和旋轉軸的值，則可以利用上述三角函數式求出總旋轉值，從中可以求出側旋值。
本發明的球的飛行資訊運算裝置並不是通過圖像分析以巨大的計算量費解地計算球的旋轉，而是利用存儲有已經測量的各種資訊的參考資料庫，通過查閱資料表或從資料的分佈中匯出的相關函數執行簡單 的運算，從而具有能夠迅速計算旋轉資訊的優點。
3‧‧‧螢幕
30‧‧‧影像輸出部
100‧‧‧感測部
B‧‧‧球
GM‧‧‧高爾夫打擊墊
PL‧‧‧擊球區
S‧‧‧模擬器

Claims (16)

  1. 一種對運動的球的飛行資訊運算裝置，用於運算被高爾夫球桿打擊而運動的球的飛行資訊，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於包括：感測部，其感測該高爾夫球桿的運動和被該高爾夫球桿打擊的球的運動；參考資料庫，其將作為對應多種值的高爾夫球桿和球的運動參數而預先測量的要素的值的、用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化來存儲；以及運算部，其構成為，接收該感測部的感測資訊來計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數，並通過該參考資料庫中的資料庫化的資訊計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊。
  2. 如請求項1所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該運算部構成為，利用該參考資料庫中的資料庫化的資訊中對應於該運動參數的資訊來計算用於計算通過該高爾夫球桿的打擊而運動的球的旋轉資訊的部分要素，且利用該運動參數，根據預先設定的函數關係計算用於計算該球的旋轉資訊的其他部分要素，利用該計算的各要素計算通過該高爾夫球桿的打擊而運動的球的旋轉資訊。
  3. 如請求項1所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該參考資料庫存儲預先測量對應於多種值的該運動參數的、用於計算旋轉的要素的值來資料庫化的資訊和預先測量對應於用於多種該計算旋轉的要素的值的旋轉值來資料庫化的資訊， 該運算部構成為，參照該參考資料庫計算對應於該計算的運動參數的、用於計算旋轉的要素的值，並參照該參考資料庫計算對應於該計算的、用於計算旋轉的要素的值的旋轉值。
  4. 如請求項1所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該參考資料庫存儲：預先測量對應於作為該高爾夫球桿的運動參數的高爾夫球桿頭對球的撞擊時的進入角度，即攻擊角、和作為該球的運動參數的基於撞擊的發射角的、撞擊時的高爾夫球桿頭面的球桿面的仰角，即動態桿面仰角值，並進行資料庫化的資訊；以及根據預先設定的多種值的桿頭速度預先測量對應於多種值的該動態桿面仰角值的球的後旋值，並進行資料庫化的資訊，該運算部構成為，作為該計算的運動參數計算該高爾夫球桿頭的攻擊角、該球的發射角和桿頭的速度，並參照該參考資料庫計算對應於該計算的攻擊角和發射角的動態桿面仰角值，且參照該參考資料庫計算對應於該計算的動態桿面仰角值和該桿頭的速度的球的後旋值。
  5. 如請求項1所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該感測部包括：攝像頭裝置，其在包括球被打擊的撞擊時間點的時間段內連續地獲取對該球被該高爾夫球桿打擊的圖像；以及感測處理器，其分析由該攝像頭裝置獲取的圖像來在各圖像上計算該球的位置資訊和該高爾夫球桿頭的位置資訊，並傳達至該運算部。
  6. 如請求項5所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中， 該感測處理器構成為，從由該攝像頭裝置獲取的圖像中提取球，並在各幀圖像上將該提取的球的位置資訊傳達至該運算部，該運算部利用該傳達的球的位置資訊計算作為該球的運動參數的、通過該打擊運動的球的發射角、球方向和球速度中的至少一個，該感測處理器構成為，從由該攝像頭裝置獲取的圖像中指定高爾夫球桿，並在各幀圖像上將該指定的高爾夫球桿的頭的位置資訊傳達至該運算部，該運算部利用該傳達的高爾夫球桿的頭的位置資訊計算作為該高爾夫球桿的運動參數的打擊該球時的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度中的至少一個。
  7. 如請求項6所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該參考資料庫存儲：預先測量對應於多種值的該攻擊角和發射角的、撞擊時的高爾夫球桿頭面的球桿面的仰角，即動態桿面仰角值，並進行資料庫化的資訊；以及根據預先設定的多種值的桿頭速度預先測量對應於多種值的該動態桿面仰角值的球的後旋值，並進行資料庫化的資訊，該運算部構成為，通過該圖像分析計算作為計算的運動參數的該高爾夫球桿頭的攻擊角、該球的發射角和該桿頭速度，並參照該參考資料庫計算對應於該計算的攻擊角和發射角的動態桿面仰角值，且參照該參考資料庫計算對應於該計算的動態桿面仰角值和該桿頭的速度的球的後旋值。
  8. 如請求項7所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中， 該運算部構成為，基於該計算的球的發射角、球方向和球速度決定球運動向量，並基於該計算的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度決定球桿運動向量，利用該決定的球運動向量和球桿運動向量，按照預先設定的事項計算球的旋轉時的旋轉軸的資訊。
  9. 如請求項8所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該運算部構成為，利用該計算的球的後旋值和該計算的旋轉軸的資訊，根據預先設定的函數關係計算球的側旋值。
  10. 一種對運動的球的飛行資訊運算裝置，用於運算被高爾夫球桿打擊而運動的球的飛行資訊，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的特徵在於包括：感測部，其感測該高爾夫球桿的運動和被該高爾夫球桿打擊的球的運動，並根據該感測資訊計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數；參考資料庫，其將作為對應多種值的該運動參數而預先測量的要素的值的、用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化來存儲；以及運算部，其構成為，接收由該感測部計算的該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數，並通過該參考資料庫中的資料庫化的資訊計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊。
  11. 如請求項10所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置，其中，該感測部包括：攝像頭裝置，其在包括球被打擊的撞擊時間點的時間段內連續地獲取對該球被該高爾夫球桿打擊的圖像；以及 感測處理器，其分析由該攝像頭裝置獲取的圖像來計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數，並傳達至該運算部。
  12. 一種對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法，用於運算被高爾夫球桿打擊而運動的球的飛行資訊，前述對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法的特徵在於包括：感測部感測該高爾夫球桿的運動和被該高爾夫球桿打擊的球的運動來傳達至運算部的步驟；該運算部從由該感測部傳達的感測資訊計算該高爾夫球桿的運動參數和該球的運動參數的步驟；以及利用將作為對應多種值的該運動參數而預先測量的要素的值的、用於計算球的旋轉資訊的值資料庫化來存儲的參考資料庫，計算對應於該計算的運動參數的球的旋轉資訊的步驟。
  13. 如請求項12所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法，其中，該計算運動參數的步驟包括：根據由該感測部傳達的感測資訊計算作為該球的運動參數的、通過該打擊運動的球的發射角、球方向和球速度中的至少一個的步驟；以及根據由該感測部傳達的感測資訊計算作為該高爾夫球桿的運動參數的、打擊該球時的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度中的至少一個的步驟。
  14. 如請求項13所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法，其中，該參考資料庫存儲：預先測量對應於多種值的該攻擊角和發射角的、撞擊時的高爾夫球 桿頭面的球桿面的仰角，即動態桿面仰角值，並進行資料庫化的資訊；以及根據預先設定的多種值的桿頭速度預先測量對應於多種值的該動態桿面仰角值的球的後旋值，並進行資料庫化的資訊，該計算球的旋轉資訊的步驟包括：參照該參考資料庫計算對應於該計算的攻擊角和發射角的動態桿面仰角值的步驟；以及參照該參考資料庫計算對應於該計算的動態桿面仰角值和該桿頭的速度的球的後旋值的步驟。
  15. 如請求項14所述的對運動的球的飛行資訊運算裝置的運算方法，其中，還包括：基於該計算的球的發射角、球方向和球速度決定球運動向量，並基於該計算的攻擊角、揮桿方向和桿頭速度決定球桿運動向量，利用該決定的球運動向量和球桿運動向量，按照預先設定的事項計算球的旋轉時的旋轉軸的資訊的步驟；以及利用該計算的球的後旋值和該計算的對旋轉軸的資訊，根據預先設定的函數關係計算球的側旋值的步驟。
  16. 一種計算裝置可讀記錄介質，其記錄如請求項12至15中的任一項所述的運算方法。
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