TWI842534B - 感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法 - Google Patents

Abstract

本發明的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法的特徵在於，為 了從根本上解決緣於在由光感測方式的高爾夫推桿感測裝置感測高爾夫球的移動時在光接收部的感測時間點感測高爾夫球的中心點的位置的前提的現有技術的感測結果的誤差產生因素，利用有效半徑的概念，通過幾何分析計算關於高爾夫球的移動特性的資訊，從而能夠計算精密且準確的感測結果。

Description

感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法

本發明屬於一種感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法，具體地，是關於一種通過用戶的推桿移動的高爾夫球經過光感測器的多個感測光時由光感測器感測高爾夫球，並且相應地計算關於高爾夫球的移動特性的資訊的感測裝置及其感測方法。

近來，出現了一種能夠輕鬆享受體育運動的虛擬體育運動類比系統，例如，在高爾夫和棒球的情況下，在場地直接享受體育運動非常受限的體育運動的虛擬類比系統得到廣泛普及。

進一步地，還出現了針對諸如網球、壁球、羽毛球等雙方選手隔著相互收發球的形式的網體育運動的虛擬體育運動類比系統，從而形成了使得用戶能夠在大眾文化空間輕鬆享受多種體育運動的的趨勢。

在這樣的虛擬體育運動模擬中，比賽基本上是在選手擊打球的過程中進行的，為了在影像上類比選手擊打的球，需要能夠有效感測運動的球的感測裝置。

作為感測通過用戶的擊打而移動的球的感測裝置，光感測方式的感測裝置、基於攝像頭的感測裝置、基於雷達的感測裝置等被廣泛使用。

尤其，在高爾夫推桿的情況下，由於高爾夫球基本上被擊打成在墊子上滾動，作為用於感測高爾夫球這樣在墊子上滾動的移動的感測裝置，主要使用作為相對價廉的感測裝置的光感測方式的感測裝置，而不是價昂的感測裝置(例如，基於攝像頭的感測裝置或基於雷達的感測裝置)。

作為與感測這種基於高爾夫推桿的高爾夫球的移動的光感測方式的感測裝置相關的現有技術，公開有韓國公開專利公報第10-2016-0026093號、韓國授權專利公報第10-0671751號、韓國公開專利公報第10-2007-0108330號、韓國授權專利公報第10-0923452號等。

圖1示出了上述現有技術的感測進行高爾夫推桿時的高爾夫球的感測裝置的一例。

如圖1所示，以往的高爾夫推桿感測裝置在高爾夫球移動的路徑的右側設有發光裝置10、在左側設有光接收裝置20，在發光裝置10中設有發光部11，並且在光接收裝置20中分別設有接收該發光部11的光的兩個光接收部21、22。

在圖1中，A1和A2分別用線表示光接收部21、22分別從發光部11接收的光。

如圖1所示，當高爾夫球1通過用戶的推桿以中心線2為中心在bp方向上移動時，高爾夫球1分別斬斷A1和A2而經過。

當高爾夫球1斬斷A2時，22號光接收部無法接收光，從而可以感測高爾夫球；當高爾夫球1斬斷A1時，21號光接收部無法接收光，從而可以感測高爾夫球。如圖1所示，將高爾夫球斬斷A2時稱為p1，將斬斷A1時稱為p2。

如圖1所示，在bp方向上移動的高爾夫球可以分別在位置p1和位置p2被光接收部感測到。

在現有技術中，如上所述，分別感測位置p1和位置p2上的時間，通過幾何分析求作為高爾夫球的移動方向的bp方向上的方向角a，並利用位置p1和位置p2的距離和時間計算高爾夫球的速度。

然而，在如上所述的現有技術中，以將高爾夫球遮罩A2光時的位置和遮罩A1光時，即如圖1所示光接收部感測高爾夫球時的位置p1和位置p2分別作為高爾夫球的中心點的位置為前提來計算方向角和速度。

然而，由於光接收部實際感測高爾夫球不是在高爾夫球的中心遮罩光時，而是光在高爾夫球的外廓被遮罩，從而由光接收部感測高爾夫球，因此，如圖1所示，假設當光接收部感測高爾夫球時感測高爾夫球的中心點的位置來計算高爾夫球的移動特性存在可能導致相當大的誤差的問題。

隨著高爾夫球的移動的方向角遠離中心線，根據現有技術如圖1所示以感測高爾夫球的中心點的位置為前提來計算的結果存在產生與實際高爾夫球的移動特性更大的誤差的問題。

[現有技術文獻]

韓國公開專利公報第10-2016-0026093號；韓國授權專利公報第10-0671751號；韓國公開專利公報第10-2007-0108330號； 韓國授權專利公報第10-0923452號。

本發明為旨在解決如上所述的現有技術的問題，其目的在於，提供一種從根本上解決在通過光感測方式的高爾夫推桿感測裝置感測高爾夫球的移動時現有技術中存在的產生感測結果的誤差的因素，從而能夠進一步提高感測結果的精度的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法。

本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置的特徵在於，包括：發光端，其設於高爾夫球隨著用戶推桿而移動的路徑的一側面，並且被配置為由多個發光部向另一側面側分別照射光；光接收端，其設於該另一側面，並且具備分別接收該多個發光部分別照射的光的多個光接收部；以及控制部，其隨著移動的該高爾夫球在遮罩從該多個發光部中的每一個到該多個光接收部中的每一個的光而通過，利用由該多個光接收部分別感測的結果計算該高爾夫球的移動特性資訊，該控制部被配置為：在滿足該光接收部感測該高爾夫球的感測條件的時間點將從該高爾夫球的中心到該光的線的距離的設定為有效半徑，並以每個該光接收部感測該高爾夫球的時間點為具有該有效半徑的有效圓與每個該光的線相接的時間點，通過幾何計算來計算該高爾夫球的移動特性資訊。

此外，較佳的，該發光端包括：第一發光部及第二發光部，其為了感測該高爾夫球的速度而實質上平行地照射光；以及第一交叉發光部及第二交叉發光部，其設於該第一發光部與第二發光部之間，並以X字形態分別照射 光，該光接收端包括：第一光接收部，其接收該第一發光部的光；第二光接收部，其接收該第二發光部的光；第一交叉光接收部，其接收該第一交叉發光部的光；以及第二交叉光接收部，其接收該第二交叉發光部的光。

此外，較佳的，該發光端被配置為具備：該第一發光部的光通過以形成第一光束的第一發光通孔、該第二發光部的光通過以形成第二光束的第二發光通孔、該第一交叉發光部的光通過以形成第一交叉光束的第一交叉發光通孔、該第二交叉發光部的光通過以形成第二交叉光束的第二交叉發光通孔，該光接收端被配置為具備：使該第一光束向該第一光接收部通過的第一光接收通孔、使該第二光束向該第二光接收部通過的第二光接收通孔、使該第一交叉光束向該第一交叉光接收部通過的第一交叉光接收通孔、以及使該第二交叉光束向該第二交叉光接收部通過的第二交叉光接收通孔。

此外，較佳的，該控制部被配置為預先設定根據該高爾夫球的大小、該發光部及光接收部被設置的高度、以及從該發光部到該光接收部的光的束寬來預先測量的該有效半徑。

此外，較佳的，該控制部針對該有效半徑按每個高爾夫球的製造商或品牌分別預先測量並設定有效半徑，並且通過確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球的製造商或品牌來採用相應高爾夫球的有效半徑。

此外，較佳的，該控制部針對該有效半徑區分新高爾夫球的有效半徑和舊高爾夫球的有效半徑來分別預先測量並設定該有效半徑，並通過確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球是新高爾夫球還是舊高爾夫球來採用相應的有效半徑。

此外，較佳的，還包括：有效半徑測量部，其測量該用戶進行推桿的高爾夫球的該有效半徑，該控制部被配置為將該有效半徑測量部針對隨著該用戶進行推桿而移動的高爾夫球測量的值設定為該有效半徑，並計算該高爾夫球的移動特性資訊。

另一方面，本發明的一實施例提供一種感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法，該感測高爾夫球的移動的感測裝置被配置為在高爾夫球隨著用戶的推桿而移動的路徑的一側面由多個發光部分別照射光，並在另一側面由多個光接收部接收各個光，並且控制部通過該多個光接收部中的每一個的感測結果來感測高爾夫球的移動，該感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法包括：在滿足該光接收部感測該高爾夫球的感測條件的時間點將從該高爾夫球的中心到該光的線的距離設定為有效半徑的步驟；隨著該高爾夫球通過該用戶的推桿而移動，接收該多個光接收部中的每一個的感測結果的步驟；以及以每個該光接收部感測該高爾夫球的時間點為具有該有效半徑的有效圓與每個該光的線相接的時間點，通過幾何計算來計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟。

此外，較佳的，設定為該有效半徑的步驟包括：根據該高爾夫球的大小、該發光部及光接收部被設置的高度、以及從該發光部到該光接收部的光的束寬預先測量該有效半徑並輸入的值設定為該有效半徑的步驟。

此外，較佳的，設定為該有效半徑的步驟包括：針對該有效半徑按每個高爾夫球的製造商或品牌分別預先測量並設定有效半徑的步驟，計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟包括：確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球的製造商或品牌的步驟；以及利用對應於在前述確認的步驟中確認的高爾夫球的製造商或品牌的有效半徑計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟。

此外，較佳的，設定為該有效半徑的步驟包括：針對該有效半徑區分新高爾夫球的有效半徑和舊高爾夫球的有效半徑來分別預先測量並設定該有效半徑的步驟，計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟包括：確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球是新高爾夫球還是舊高爾夫球的步驟；以及利用對應於在前述確認的步驟中確認的高爾夫球的有效半徑計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟。

此外，較佳的，該感測高爾夫球的移動的感測裝置還包括：有效半徑測量部，其測量該用戶進行推桿的高爾夫球的該有效半徑，設定為該有效半徑的步驟包括：將該有效半徑測量部針對隨著該用戶進行推桿而移動的高爾夫球測量的值設定為該有效半徑的步驟。

本發明的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法具有如下效果，即，為了從根本上解決在通過光感測方式的高爾夫推桿感測裝置感測高爾夫球的移動時緣於在光接收部的感測時間點感測高爾夫球的中心點的位置的前提的現有技術中感測結果的誤差的產生因素，利用有效半徑的概念，能夠進一步提高感測結果的精度。

1:高爾夫球

2:中心線

10:發光裝置

11:發光部

20:光接收裝置

21、22:光接收部

100:推桿墊

110:發光感測器部

112:發光部

120:光接收感測器部

122:光接收部

150:控制部

200:發光端

201、202、203、204:發光通孔

210、220、230、240:發光部

300:光接收端

301、302、303、304:光接收通孔

310、320、330、340:光接收部

500:用戶端

600:有效半徑測量部

610:點光陣列

A1、A2:光

a:方向角

p1、p2、B1、B2、B3、B4:位置

bp、BD、PD1、PD2:方向

p1、p2、b3、b4:圓

bw:束寬

Cb:中心

c1、c2、c3、c4:中心點

D1、D2:距離

EC、EC1、EC2、EC3、EC4:有效圓

ER:有效半徑

GB:高爾夫球

GC:高爾夫球桿

L1、L2、LX1、LX2:光束

lL1、lL2、lLX1、lLX2:光線

Lh、L、Lw:光束

LL:光線

LR:感測光

lLR:初始光線

θ:方向角

圖1是用於說明通過現有技術中用於感測進行高爾夫推桿時的高爾夫球的發光光接收感測方式的感測裝置計算高爾夫球的移動特性的一例的圖； 圖2是示出採用本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置的推桿練習裝置的圖；圖3是示出從上方觀察圖2所示的推桿練習裝置中採用的感測裝置的截面的具體構造的圖；圖4是示出圖3中高爾夫球被擊打而移動時高爾夫球被各光接收部感測的情況的圖；圖5和圖6是用於說明本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法中利用的有效半徑的概念的圖；圖7是示出用將圖3所示的發光端與光接收端之間的光束分別簡化為光線，並利用有效半徑形成的有效圓進行幾何分析的狀態的圖；圖8是示出利用作為本發明的另一實施例的感測裝置單獨設置的有效半徑測量部，在用戶利用感測裝置的過程中直接測量有效半徑的情況的圖；圖9是根據本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置和感測方法，在示為與有效半徑形成的有效圓與每個光線相接的狀態下，通過幾何分析計算高爾夫球的移動特性資訊的具體例的圖。

下面參照附圖對關於本發明的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法的具體的內容進行詳細描述。

首先，參照圖2和圖3對本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置進行描述。

圖2是示出採用本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置的推桿練習裝置的圖，圖3是示出從上方觀察圖2所示的推桿練習裝置中採用的感測裝置的截面的具體構造的圖。

如圖2和圖3所示，本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置可以實現為使得用戶能夠用高爾夫球桿GC在推桿墊100上對高爾夫球GB進行推桿練習的推桿練習裝置。

如圖2和圖3所示，本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置可以包括發光端200、光接收端300、以及控制部150，其中，發光端200設於高爾夫球隨著用戶的推桿而移動的路徑的一側面，並且被配置為由多個發光部210、220、230、240向另一側面側分別照射光束L1、L2、LX1、LX2，光接收端300設於與發光端200面對的側面，並且具備分別接收發光端200的發光部210、220、230、240分別照射的光束L1、L2、LX1、LX2的多個光接收部310、320、330、340，並且隨著移動的高爾夫球GB如上所述地遮罩從多個發光部210、220、230、240中的每一個到多個光接收部310、320、330、340中的每一個的光束L1、L2、LX1、LX2而通過，由多個光接收部310、320、330、340中的每一個感測高爾夫球，控制部150利用其計算高爾夫球的移動特性資訊。

控制部150可以利用如上所述由每個光接收部感測高爾夫球GB的結果，通過幾何分析計算高爾夫球的移動方向和高爾夫球的移動速度等資訊。

控制部150可以將如上所述計算的高爾夫球的移動特性資訊傳輸至用戶端500，以向用戶提供關於高爾夫推桿的各種服務。

例如，用戶端500可以實現為實現虛擬的果嶺的影像，並基於由該控制部150計算的高爾夫球的移動特性資訊來實現高爾夫球在該虛擬的果嶺上移動的類比影像的類比裝置。

此外，例如，用戶端500也可以實現為按專案顯示並提供基於用戶的推桿的分析結果的推桿分析裝置。

另一方面，如圖2和圖3所示，本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置還可以包括用於感測高爾夫球GB是否被置於擊打位置的球就緒感測器，上述球就緒感測器可以如圖2和圖3所示實現為發光感測器部110的發光部112和光接收感測器部120的光接收部122的光感測方式，雖然未在圖中示出，上述球就緒感測器也可以實現為設於高爾夫球的初始擊打位置的墊子內部的位置感測感測器。

當上述球就緒感測器實現為發光感測器部110的發光部112和光接收感測器部120的光接收部122的光感測方式時，如圖2和圖3所示，如果光接收部122接收到由發光部112照射的感測光LR，則高爾夫球沒有位於初始擊打位置；隨著用戶使高爾夫球GB位於初始擊打位置，如圖3所示，如果高爾夫球GB遮罩感測光LR，使得光接收部122無法接收到感測光LR，則控制部150可以感測到高爾夫球GB位於初始擊打位置。

另一方面，如圖2和圖3所示，本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置的發光端200可以被配置為包括：第一發光部210及第二發光部220，其為了感測高爾夫球的速度而實質上平行地照射光；以及第一交叉發光部230及第二交叉發光部240，其設於第一發光部210與第二發光部220之間，以X字形態分別照射光。

另外，光接收端300可以被配置為包括：第一光接收部310，其接收第一發光部210的光；第二光接收部320，其接收第二發光部220的光；第一交叉光接收部330，其在第一交叉發光部230的對角線方向上接收光；以及第二交叉光接收部340，其在第二交叉發光部240的對角線方向上接收光。

如圖3所示，球就緒感測器的光接收部122、光接收端300的第一光接收部310、第二光接收部320、第一交叉光接收部330、第二交叉光接收部340可以與控制部150連接以從各光接收部接收感測結果，雖然未在圖上表示出，球就緒感測器的發光部112、發光端200的第一發光部210、第二發光部220、第一交叉發光部230、第二交叉發光部240也可以與控制部150連接，以根據控制部150的控制開啟/關閉各發光部的光照射。

如上所述的發光端200可以被配置為具備：第一發光通孔201，供第一發光部210的光通過以形成第一光束L1；第二發光通孔202，供第二發光部220的光通過以形成第二光束L2；第一交叉發光通孔203，供第一交叉發光部230的光通過以形成第一交叉光束LX1；以及第二交叉發光通孔204，供第二交叉發光部240的光通過以形成第二交叉光束LX2。

此外，如上所述的光接收端300可以被配置為具備：第一光接收通孔301，其使第一光束L1向第一光接收部310通過；第二光接收通孔302，其使第二光束L2向第二光接收部320通過；第一交叉光接收通孔303，其使第一交叉光束LX1向第一交叉光接收部330通過；以及第二交叉光接收通孔304，其使第二交叉光束LX2向第二交叉光接收部340通過。如上所述的發光端200的第一發光部210、第二發光部220、第一交叉發光部230、第二交叉發光部240可以分別設置為諸如LED的發光元件。

因此，由於作為諸如LED的發光元件的每個發光部照射的光擴散得廣，因此可以在發光端200以能夠照射對應於期望的光束尺寸的光束的方式以對應於該光束尺寸的大小分別形成第一發光通孔201、第二發光通孔202、第一交叉發光通孔203、第二交叉發光通孔204，以便各發光部照射的光能夠以光束的形式直行至光接收端的各對應的光接收部。

另外，如上所述，可以以對應於形成在發光端200上的第一發光通孔201、第二發光通孔202、第一交叉發光通孔203、第二交叉發光通孔204的大小的大小在光接收端300中分別形成第一光接收通孔301、第二光接收通孔302、第一交叉光接收通孔303、第二交叉光接收通孔304。

因此，如圖3所示，可以由每個通孔分別形成期望的光束尺寸的第一光束L1、第二光束L2、第一交叉光束LX1、第二交叉光束LX2。

圖4示出了在如圖3所示的本發明的一實施例的感測裝置中當高爾夫球GB被擊打而移動時高爾夫球被各光接收部310、320、330、340感測的情況。

如圖4所示，隨著高爾夫球GB通過用戶的推桿沿BD方向移動，高爾夫球在位置B1遮罩第一光束L1，使得第一光接收部310可以感測位置B1的高爾夫球；並且高爾夫球在位置B2遮罩第一交叉光束LX1，使得第一交叉光接收部330可以感測位置B2的高爾夫球；高爾夫球在位置B3遮罩第二交叉光束LX2，使得第二交叉光接收部340可以感測位置B3的高爾夫球；並且高爾夫球在位置B4遮罩第二光束L2，使得第二光接收部320可以感測位置B4的高爾夫球。

這裡，對「光束被高爾夫球遮罩，使得光接收部可以感測高爾夫球」的含義進行說明。

至於將光接收部感測何種程度的光視為感測高爾夫球，可以取決於控制部如何設定感測條件。

例如，當將光接收部可以接收到的光的量設為10時，根據高爾夫球遮擋光束的程度，光接收部感測高爾夫球的時間點可以是光的量為5的時間點，也可以是光的量為2的時間點，也可以是光的量為0的時間點，這取決於控制部利用光接收部的感測結果將感測條件設定為在何種情況下視為感測到高爾夫球。

例如，當設光接收部可以接收的光的量為10時，在控制部設定為接收的光的量為2以下時作為用於光接收部感測高爾夫球的感測條件的情況下，起初光接收部接收10的量的光，而後隨著高爾夫球行進逐漸遮擋光，使得光接收部接收的光的量逐漸減少，而後控制部可以在所接收的光的量為2或2以下的時間點判斷為該光接收部感測到高爾夫球。

因此，上述「遮罩」可以包括根據控制部的感測條件的設定將光接收部的感測結果判斷為感測高爾夫球時的高爾夫球遮擋光束的程度(光接收部接收的光的量的程度)。

即，上述「遮罩」不但包括高爾夫球完全遮擋光束，使得光接收部接收的光的量為0的情況，而且還可以包括以設定的值以下感測光的量的情況。

在下文中，所謂的高爾夫球「遮罩」光束用作如上所述的含義。

如圖4所示，所謂的高爾夫球在每個位置B1~B4分別遮罩光束L1、LX1、LX2、L2，使得每個光接收部310、330、340、320感測高爾夫球，不同於現有技術，並不是高爾夫球的中心位置位於光束上，而是可以通過隨著高爾夫球通過光束，高爾夫球的外廓部分遮罩光束的一部分或全部來實現。

如圖4所示，當高爾夫球在每個位置B1~B4時，每個光接收部310、330、340、320感測到高爾夫球時，分別求位置B1上的高爾夫球的中心點c1、位置B2上的高爾夫球的中心點c2、位置B3上的高爾夫球的中心點c3、以及位置B4上的高爾夫球的中心點c4的位置，並基於每個高爾夫球的中心點的位置c1、c2、c3、c4計算高爾夫球的移動特性是減少誤差並提高感測準確度的優選的方法。

然而，根據現有技術，並不是如上所述基於高爾夫球到每個位置B1~B4時的高爾夫球的中心點的位置c1、c2、c3、c4計算高爾夫球的移動特性，而是假定當高爾夫球到每個位置B1~B4時其中心點分別位於光束L1、L2、LX1、LX2上來計算高爾夫球的移動特性資訊，因此其計算結果必然與實際產生誤差。

在本發明中，如圖4所示，可以提供分別考慮高爾夫球到每個位置B1~B4時的高爾夫球的中心點的位置c1、c2、c3、c4，通過幾何分析準確地計算高爾夫球的移動特性的方法，為此採用「有效半徑」的概念。

為了對如上所述的「有效半徑」的概念進行說明，參照圖5和圖6進行描述。

圖5依次示出高爾夫球移動時通過從發光部照射到光接收部的光束的狀態，圖5的(a)至(c)示出當高爾夫球GB通過從發光部210照射並由 光接收部310接收的光束L時從上方俯瞰的狀態，圖5的(d)至(f)分別示出將圖5的(a)至(c)分別沿高爾夫球的行進方向截斷的側剖面。

這裡，雖然圖中未示出，但以光束L由發光部210照射並通過預定的大小的通孔(未圖示)，從而具有預定的束寬為前提。

如圖5的(a)至(c)所示，從上方向下俯瞰時是無法清楚地瞭解高爾夫球GB是否沿箭頭方向行進而有效遮罩光束L，當通過如圖5的(d)至(f)所示的側剖面觀察時可以清楚地瞭解高爾夫球GB是否沿箭頭方向行進而有效遮罩光束L。

如圖5的(a)所示，即使高爾夫球GB的外廓面看起來與光束L接觸，如圖5的(d)所示，根據發光部210的高度，高爾夫球GB的外廓面與光束之間的距離可能不同。

即，如圖5的(d)所示，在發光部設置於比發光部210的光束L更高的位置來照射光束Lh的情況、以及發光部設置於更低的位置來照射光束Lw的情況下，換言之，根據Lh、L、Lw的各光束的高度，高爾夫球GB的外廓面與光束之間的距離可能不同。

此外，如圖5的(d)所示，根據光束的束寬bw，高爾夫球GB與光束之間的距離也可能不同。即，根據光束的束寬bw，用於遮罩光束的高爾夫球的行進距離可能不同。

根據如上所述的光束的束寬和視為感測高爾夫球的光接收部的光接收率的設定，用於遮罩光束的高爾夫球的行進距離可能不同。

例如，當光束只被高爾夫球遮擋10%也視為遮罩時，由於只遮擋寬的束寬的極少一部分，因此用於遮罩的高爾夫球的行進距離可能會變短，為 了遮擋較窄的束寬，可能需要高爾夫球行進相對長的距離。例如，當光束被高爾夫球遮擋90%才能視為配遮罩時，為了將較寬的束寬幾乎全部遮擋，還需要進行較長的距離，為了遮擋較窄的束寬，也可以再行進一點點。

由圖5的(b)和(e)可以看出，當高爾夫球GB再行進了一些時，在L光束的位置，高爾夫球GB只遮擋了L光束的一部分，但位於高於其的位置的Lh光束可以被高爾夫球GB有效地遮罩，而位於較低的位置的Lw光束處於接近高爾夫球GB的程度的狀態。

由圖5的(c)和(f)可以看出，當高爾夫球GB再行進一些時，在L光束的位置，高爾夫球GB有效地遮罩了L光束，並且可以看出，在高於其的位置的Lh光束被高爾夫球GB完全遮罩，並且可以看出在較低的位置的Lw光束處於與高爾夫球GB的外廓面接觸的程度的狀態。

如圖5的(c)所示，當在高爾夫球GB遮罩L光束的時間點從上方觀察時，看起來像高爾夫球GB的外廓面通過了光束L的相當大的部分，如果是Lw光束，可以看出，需要高爾夫球GB向行進方向再行進一些才能有效地遮罩光束Lw。

圖6的(a)和(b)分別示出了圖5的(c)和(f)的狀態(高爾夫球有效地遮罩L光束的狀態)。

如圖6的(a)所示，在高爾夫球GB有效地遮罩L光束，滿足控制部設定的感測條件的時間點，當將光束L簡化為線時(稱其為光線LL)，可以將從高爾夫球GB的中心Cb到光線LL的距離定義為有效半徑ER。

如圖6的(a)和(b)所示，將具有作為從高爾夫球GB的中心Cb到光線LL的距離的有效半徑ER的圓定義為有效圓EC。

在本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法中，控制部預先設定如上所述定義的高爾夫球的「有效半徑」，以每個光接收部感測高爾夫球的時間點為具有上述有效半徑的有效圓與各光線相接的時間點，在各時間點利用有效半徑通過考慮高爾夫球的中心點位置的幾何計算來計算高爾夫球的移動特性資訊。

圖7中示出了將圖3所示的發光端與光接收端之間的光束分別簡化為光線，將高爾夫球按照感測條件遮罩各光束的時刻利用有效半徑形成的有效圓表示出來，以便能夠進行幾何分析的狀態。

一併參照圖7的(a)和圖3，如圖7的(a)所示，可以將球就緒感測器的感測光LR的光束簡化表示為初始光線lLR，將第一光束L1簡化表示為第一光線lL1，將第二光束L2簡化表示為第二光線lL2，將第一交叉光束LX1簡化表示為第一交叉光線lLX1，將第二交叉光束LX2簡化表示為第二交叉光線lLX2。

一併參照圖7的(c)和圖4，在本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法中，當每個光接收部按照感測條件分別感測到高爾夫球時，利用如圖6所示定義的有效半徑的預先設定的值，以在如圖7的(c)所示感測到每個高爾夫球的時間點基於有效半徑的有效圓EC1、EC2、EC3、EC4分別與光線lL1、lLX1、lLX2、lL2相接為前提來幾何分析。

如圖7的(c)所示，在將基於為高爾夫球預先定義的有效半徑的有效圓EC1、EC2、EC3、EC4示為與各光線lL1、lLX1、lLX2、lL2相接的狀態下，通過考慮每個有效圓EC1、EC2、EC3、EC4的中心點(這即為高爾夫球的中心點)的位置的幾何分析準確地計算高爾夫球的移動特性。

在圖7的(b)中，根據以往的方式將感測到每個高爾夫球的時間點以圓p1、p2、b3、b4的各中心假定為位於各光線lL1、lLX1、lLX2、lL2上來示出的，以往，針對各光接收部感測到高爾夫球的時間點假定為如圖7的(b)所示的狀態來執行幾何計算。

即使用肉眼觀察比較現有技術中的圖7的(b)和本發明的圖7的(c)，可以看出感測到高爾夫球的時間點和位置存在相當大的差異。

由此可見，相較於現有技術，本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法能夠進行更精密且準確的感測。

如上所述的「有效半徑」如前所述可根據對應於發光部和光接收部的設置高度的光束的高度(距離高爾夫球移動的面的高度)、對應於發光端的發光通孔以及光接收端的光接收通孔的大小的光束的束寬的大小(參照圖5的(d))、可以判斷為光接收部感測到高爾夫球的感測條件、以及形成在高爾夫球的表面上的凹坑的形狀等而不同。

因此，上述有效半徑可以在具體製作感測裝置並決定光束的高度、光束的束寬等條件之後通過預先測量來決定，並且可以將該通過預先測量來決定的有效半徑值設定在控制部中，以利用於計算高爾夫球的移動特性。

此外，即使在相同條件下的感測裝置中，根據形成在高爾夫球的表面上的凹坑的形狀等，有效半徑的大小可能會不同，因此，本發明的一實施例的感測裝置的控制部可以針對上述有效半徑按每個高爾夫球的製造商或品牌分別預先測量有效半徑，並將該每個值設定為相應種類的高爾夫球的有效半徑，當用戶利用感測裝置進行推桿時，控制部可以通過確認用戶在推桿中使用的高爾夫球的製造商或品牌(既可以預先輸入並設定用戶自身使用的高爾夫球 的製造商或品牌，也可以利用單獨的感測器對其進行感測)，並對確認到的該高爾夫球採用預先設定的有效半徑來計算高爾夫球的移動特性資訊。

此外，高爾夫球的重複使用可能會導致凹坑磨損或黏附異物，因此新高爾夫球和舊高爾夫球的各有效半徑可能會不同。

因此，對於上述有效半徑，本發明的一實施例的感測裝置的控制部可以區分新高爾夫球的有效半徑和舊高爾夫球的有效半徑來分別預先測量來設定，當用戶利用感測裝置進行推桿時，控制部可以通過確認用戶在推桿中使用的高爾夫球是新高爾夫球還是舊高爾夫球(用戶既可以預先並進行設定，也可以利用單獨的感測器對其進行感測)，並對確認到的該高爾夫球採用預先設定的有效半徑來計算高爾夫球的移動特性資訊。

此外，當在不預先測量如上所述的有效半徑的情況下由用戶進行推桿時，也可以在與通過單獨的裝置或模組測量並設定有效半徑同時進行感測。

圖8示出了在利用作為本發明的另一實施例的感測裝置單獨設置的有效半徑測量部由用戶利用感測裝置的過程中直接測量有效半徑的情況。

如圖8的(a)所示，本發明的另一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置還可以包括有效半徑測量部600，該有效半徑測量部600測量用戶進行推桿的高爾夫球GB的有效半徑。

有效半徑測量部600例如可以分別設置在通過擊打而移動的高爾夫球最先通過的第一發光部210和第一光接收部310上，圖8的(a)對這種情況進行了圖示。

如圖8的(a)所示，可以在發光部210的上部設置發出多個小的點光陣列610的裝置作為有效半徑測量部600，雖然圖中未示出，分別對應於上述多個小的點光陣列610的光接收陣列可以設置在光接收部310的上部。

例如，當高爾夫球行進而如圖8的(b)所示通過發光部210產生的光束L時，高爾夫球GB以p1->p2->b3行進時，通過在按照感測條件遮罩光束L的時間點(光接收部感測高爾夫球的時間點)感測有效半徑測量部600的點光陣列610中幾個點光被遮罩來測量有效半徑。

控制部可以如上所述針對隨著用戶進行推桿而移動的高爾夫球利用有效半徑測量部600測量的值設定為用於感測高爾夫球的「有效半徑」，並在根據每個光接收部的感測結果計算高爾夫球的移動特性資訊時利用該通過測量來設定的有效半徑。

另一方面，參照圖9對在根據本發明的一實施例的感測高爾夫球的移動的感測裝置和感測方法利用如上所述的有效半徑表示為有效圓與每個光線相接的狀態下通過幾何分析計算高爾夫球的移動方向、移動速度等資訊的具體例進行說明。

圖9的(a)示出了當高爾夫球在PD1方向上移動時的幾何分析的示例，圖9的(b)示出了當高爾夫球在PD2方向上移動時的幾何分析的示例，圖9的(c)示出了用於計算當高爾夫球在PD2方向上移動時的時間資訊的幾何分析的示例。

參見圖9的(a)至(c)，將每個光接收部感測到高爾夫球時表示為對應於高爾夫球的有效半徑ER的有效圓EC與每個光線lL1、lLX1、lLX2、lL2相接的時。

如圖9的(a)所示，高爾夫球移動到第一光線lL1的距離不是取決於高爾夫球的初始位置(由球就緒感測器感測的初始擊打位置)與第一光線lL1之間的距離D₁和取決於方向角θ的D₁/cosθ，而是(D₁-ER)/cosθ(即，當遮罩第一光束時，高爾夫球的中心並非位於第一光線上，而是處於有效圓與第一光線相接的狀態，此時，可以看出，高爾夫球的中心點距第一光線的距離為有效半徑ER)。

以同樣的方式，高爾夫球移動被第二光線lL2識別的距離為(D₂-ER)/cosθ，由於D₁、D₂為根據發光部和光接收部配置的物理條件，基於有效半徑感測裝置的特性預先決定的值，由此可以特定除了方向成分外的長度。

當設第一交叉光線lLX1和第二交叉光線lLX2所形成的角度(感測器設置角度)為SA時，如圖9的(a)所示，利用角度SA和直角、三角形的性質等，可以看出第一交叉光線lLX1和第二交叉光線lLX2的交叉點附近的交叉角為90-SA。

另外，沿著平行線可以找到與交叉角90-SA等同的角，並且可以看出由包括相應位置的虛線圍成的直角三角形的較小的角等同於SA。

由於沿高爾夫球的移動方向的方向角為θ，可以知道包括PD1的箭頭的直角三角形的較小的角為θ-SA，而非直角的較大的角為90+SA-θ。

為了表示從高爾夫球的初始位置移動而移動到被第一交叉光線lLX1識別的距離(移動距離x)，首先，如圖8的(a)所示，計算用di箭頭表示的區間的長度，可以用D_c sin(90-SA)-ER表示，如果利用移動距離x表示相應的長度，則是x sin(90+SA-θ)，因而移動距離x可以如下面的數學式1表示。

【數學式1】(D_c sin(90-SA)-ER)/(sin(90+SA-θ))；其中，D_c為從初始位置到第一交叉光線及第二交叉光線的交叉點的距離，SA為感測器設置角度，θ為對應於高爾夫球的移動的方向角，ER為有效半徑。

另一方面，如圖9的(b)所示，雖然幾何條件因高爾夫球的方向角小於感測器的設置條件SA而略有變化，但可以以與上述圖9的(a)相同的方式求下面的數學式2作為在PD2方向上移動的高爾夫球從初始位置移動而移動到被第一交叉光線lLX1識別的距離。

【數學式2】(D_c sin(90-SA)-ER)/(sin(90-SA+θ))；若對上述數學式1和數學式2的數式差進行數學接近，可以視作sin(90+(SA-θ))和(90-(SA-θ))的差(可以視為從sin函數前進90度後向前或向後移動(SA-θ)的位置值，由於sin函數以90度的點為基準左右對稱，因此sin(90+(SA-θ))和sin(90-(SA-θ))始終具有等同的值，因此上述數學式1和數學式2對應於相同的數式。

若以同樣的方式表示直到有效圓EC與第二交叉光線lLX2相接時的移動距離，則可以用下面的數學式3表示。

【數學式3】(D_c sin(90-SA)-ER)/(sin(90-SA-θ))；在圖9的(c)中，標示了對應於為了求用於將距離轉換為速度的移動時間而所需的各點的時間點t₀、t₁、t_f、t_b、t₂。

其中，t₀為高爾夫球開始移動的時間點，t₁為高爾夫球被第一光接收部感測到的時間點(有效圓EC與第一光線lL1相接的時間點)，t₂為高爾夫球被第二光接收部感測到的時間點(有效圓EC與第二光線lL2相接的時間點)。t_f為高爾夫球被第一交叉光接收部感測到的時間點(有效圓EC與第一交叉光線lLX1相接的時間點)，t_b為高爾夫球被第二交叉光接收部感測到的時間點(有效圓EC與第二交叉光線lLX2相接的時間點)。

若在圖9的(c)中求高爾夫球的速度和相關數式，可以如下求數學式4和數學式5。

【數學式4】((D₁-ER)/cosθ)=v(t₁-t₀)；【數學式5】((D₂-ER)/cosθ)=v(t₂-t₀)；為了求除方向外的速度成分，只需考慮第一光線lL1與第二光線lL2之間的移動距離，因此可以不考慮t₀，但當求方向成分時，為了運用它，可以利用上述數學式4、5。

若關於第一交叉光線lLX1和第二交叉光線lLX2的距離也改為速度條件，則可以如下用數學式6和數學式7表示。

【數學式6】((D_c sin(90-SA)-ER)/sin(90-SA+θ))=v(t_f-t₀)；【數學式7】((D_c sin(90-SA)-ER)/sin(90-SA-θ))=v(t_b-t₀)； 若利用如上所述的數學式4、5、6、7求t₀，並求θ，則可以計算到高爾夫球的速度v。

若針對高爾夫球的速度v整理上述數學式4、5，則可以匯出下面的數學式8。

【數學式8】v=((D₁-ER)/(cosθ(t₁-t₀)))=((D₂-ER)/(cosθ(t₂-t₀)))；(D₂-ER)(t₁-t₀)=(D₁-ER)(t₂-t₀)；利用上面的數學式8，可以匯出關於t₀的下面的數學式9。

【數學式9】t₀=(D₂t₁-D₁t₂+ER(t₂-t₁))/(D₂-D₁)；因此，通過數學式9，可以利用已知的值輕鬆地計算出t₀。

另一方面，利用上述數學式6、7，可以求如下數學式10。

【數學式10】D_c sin(90-SA)-ER=v(t_f-t₀)sin(90-SA+θ)=v(t_b-t₀)sin(90-SA-θ)；(t_f-t₀)sin(90-SA+θ)=(t_b-t₀)sin(90-SA-θ)；若利用三角函數的性質來整理該數學式10，則可以與方向角θ相關地計算如下數學式11。

【數學式11】sinθ/cosθ=((t_b-t_f)(sin(90-SA)))/((t_f+t_b-2t₀)(cos(90-SA)))；tanθ=((t_b-t_f))/((t_f+t_b-2t₀))tan(90-SA)；由於上述t₁、t₂、t_f、t_b的各時間值和設置條件SA角度已知，因而可以由上面的數學式11求tanθ，並且可以從中計算方向角θ。

如上所述，本發明的感測高爾夫球的移動的感測裝置及感測方法具有如下特點和優點，即，為了從根本上解決在通過光感測方式的高爾夫推桿感測裝置感測高爾夫球的移動時緣於在光接收部的感測時間點感測高爾夫球的中心點的位置的前提的現有技術中感測結果的誤差的產生因素，利用有效半徑的概念，能夠進一步提高感測結果的精度。

1:高爾夫球

2:中心線

10:發光裝置

11:發光部

20:光接收裝置

21、22:光接收部

a:方向角

A1、A2:光

p1、p2:位置

bp:方向

Claims (12)

1. 一種感測高爾夫球的移動的感測裝置，其特徵在於，包括：發光端，其設於高爾夫球隨著用戶推桿而移動的路徑的一側面，並且被配置為由多個發光部向另一側面側分別照射光；光接收端，其設於該另一側面，並且具備分別接收該多個發光部分別照射的光的多個光接收部；以及控制部，其隨著移動的該高爾夫球在遮罩從該多個發光部中的每一個到該多個光接收部中的每一個的光而通過，利用由該多個光接收部分別感測的結果計算該高爾夫球的移動特性資訊，該控制部被配置為：預先設定在該高爾夫球通過從該發光部到該光接收部的光時該光接收部感測該高爾夫球的感測條件，在該高爾夫球通過該光時在滿足該光接收部的預先設定的該感測條件的時間點將從該高爾夫球的中心到該光的線的距離的設定為有效半徑，並以每個該光接收部感測該高爾夫球的時間點為具有該有效半徑的有效圓與每個該光的線相接的時間點，通過幾何計算來計算該高爾夫球的移動特性資訊。
2. 如請求項1所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置，其中，該發光端包括：第一發光部及第二發光部，其為了感測該高爾夫球的速度而實質上平行地照射光；以及第一交叉發光部及第二交叉發光部，其設於該第一發光部與第二發光部之間，並以X字形態分別照射光，該光接收端包括：第一光接收部，其接收該第一發光部的光；第二光接收部，其接收該第二發光部的光；第一交叉光接收部，其接收該第一交叉發光部的光；以及第二交叉光接收部，其接收該第二交叉發光部的光。
3. 如請求項2所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置，其中，該發光端被配置為具備：該第一發光部的光通過以形成第一光束的第一發光通孔、該第二發光部的光通過以形成第二光束的第二發光通孔、該第一交叉發光部的光通過以形成第一交叉光束的第一交叉發光通孔、該第二交叉發光部的光通過以形成第二交叉光束的第二交叉發光通孔，該光接收端被配置為具備：使該第一光束向該第一光接收部通過的第一光接收通孔、使該第二光束向該第二光接收部通過的第二光接收通孔、使該第一交叉光束向該第一交叉光接收部通過的第一交叉光接收通孔、以及使該第二交叉光束向該第二交叉光接收部通過的第二交叉光接收通孔。
4. 如請求項1所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置，其中，該控制部被配置為預先設定根據該高爾夫球的大小、該發光部及光接收部被設置的高度、以及從該發光部到該光接收部的光的束寬來預先測量的該有效半徑。
5. 如請求項4所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置，其中，該控制部針對該有效半徑按每個高爾夫球的製造商或品牌分別預先測量並設定有效半徑，並且通過確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球的製造商或品牌來採用相應高爾夫球的有效半徑。
6. 如請求項4所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置，其中，該控制部針對該有效半徑區分新高爾夫球的有效半徑和舊高爾夫球的有效半徑來分別預先測量並設定該有效半徑，並通過確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球是新高爾夫球還是舊高爾夫球來採用相應的有效半徑。
7. 如請求項1所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置，其中，還包括：有效半徑測量部，其測量該用戶進行推桿的高爾夫球的該有效半徑，該控制部被配置為將該有效半徑測量部針對隨著該用戶進行推桿而移動的高爾夫球測量的值設定為該有效半徑，並計算該高爾夫球的移動特性資訊。
8. 一種感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法，該感測高爾夫球的移動的感測裝置被配置為在高爾夫球隨著用戶的推桿而移動的路徑的一側面由多個發光部分別照射光，並在另一側面由多個光接收部接收各個光，並且控制部通過該多個光接收部中的每一個的感測結果來感測高爾夫球的移動，該感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法的特徵在於，包括：預先設定在該高爾夫球通過從該發光部到該光接收部的光時該光接收部感測該高爾夫球的感測條件，在該高爾夫球通過該光時在滿足該光接收部的預先設定的該感測條件的時間點將從該高爾夫球的中心到該光的線的距離設定為有效半徑的步驟；隨著該高爾夫球通過該用戶的推桿而移動，接收該多個光接收部中的每一個的感測結果的步驟；以及以每個該光接收部感測該高爾夫球的時間點為具有該有效半徑的有效圓與每個該光的線相接的時間點，通過幾何計算來計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟。
9. 如請求項8所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法，其中，設定為該有效半徑的步驟包括： 根據該高爾夫球的大小、該發光部及光接收部被設置的高度、以及從該發光部到該光接收部的光的束寬預先測量該有效半徑並輸入的值設定為該有效半徑的步驟。
10. 如請求項9所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法，其中，設定為該有效半徑的步驟包括：針對該有效半徑按每個高爾夫球的製造商或品牌分別預先測量並設定有效半徑的步驟，計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟包括：確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球的製造商或品牌的步驟；以及利用對應於在前述確認的步驟中確認的高爾夫球的製造商或品牌的有效半徑計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟。
11. 如請求項9所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法，其中，設定為該有效半徑的步驟包括：針對該有效半徑區分新高爾夫球的有效半徑和舊高爾夫球的有效半徑來分別預先測量並設定該有效半徑的步驟，計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟包括：確認該用戶在推桿中使用的高爾夫球是新高爾夫球還是舊高爾夫球的步驟；以及利用對應於在前述確認的步驟中確認的高爾夫球的有效半徑計算該高爾夫球的移動特性資訊的步驟。
12. 如請求項8所述的感測高爾夫球的移動的感測裝置的感測方法，其中，該感測高爾夫球的移動的感測裝置還包括：有效半徑測量部，其測量該用戶進行推桿的高爾夫球的該有效半徑，設定為該有效半徑的步驟包括：將該有效半徑測量部針對隨著該用戶進行推桿而移動的高爾夫球測量的值設定為該有效半徑的步驟。