WO2022191680A1 - 당구 큐 스트로크 분석 장치 및 방법 - Google Patents

당구 큐 스트로크 분석 장치 및 방법 Download PDF

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billiard
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    • A63B2243/002—Billiards

Definitions

  • the present invention relates to a technique for analyzing a user's billiard cue stroke.
  • Billiards is a sport in which each player competes for a score by hitting a billiard ball placed on a billiard table with a cue stick. It is important to win the game by hitting the exact spot on the cue ball with the billiard cue so that the cue ball moves along the intended path and collides with the first ball. It will be said that accurate strokes of billiard cues are essential to improve performance, which requires repeated training over a long period of time. In particular, it is important not only to strike the cue ball accurately at the point where the cue tip of the billiard cue is intended (our shop), but also to precisely control the stroke speed, stroke posture, or degree of twist.
  • a billiard cue stroke analysis apparatus includes: a support; a target plate disposed on the support and provided with an impact sensor for detecting an impact transmitted by a user's billiard cue stroke; a pressure sensor that senses the pressure applied from the hand forming a bridge of the billiard cue; a first infrared sensor disposed between the pressure sensor and the target plate on the upper surface of the support; a second infrared sensor disposed behind the target plate on the upper surface of the support; and sensor data sensed by the impact sensor, sensor data sensed by the pressure sensor, sensor data sensed by the first infrared sensor, and sensor data sensed by the second infrared sensor based on at least one It may include a processor for analyzing the user's billiard cue stroke.
  • the first infrared sensor may acquire sensor data for detecting a stroke speed of a billiard cue in a process in which the billiard cue moves toward the target plate by the billiard cue stroke.
  • the second infrared sensor may acquire sensor data for detecting a billiard cue stroke speed when the billiard cue moves behind the target plate after it collides with the target plate.
  • a billiard cue stroke analysis method includes: acquiring first sensor data for detecting pressure applied from a hand forming a bridge of a billiard cue; acquiring second sensor data for detecting a billiard cue stroke speed in a process in which the billiard cue moves toward a target plate by a user's billiard cue stroke; acquiring third sensor data for detecting an impact transmitted when the billiard cue collides with the target plate by the billiard cue stroke; acquiring fourth sensor data for detecting a stroke speed of a billiard cue when the billiard cue moves behind the target plate after striking the target plate; and analyzing the user's billiard cue stroke based on at least one of the first sensor data, the second sensor data, the third data, and the fourth data.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of using a billiard cue stroke analysis apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a billiard cue stroke analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a mutual operation between a billiard cue stroke analysis apparatus and a peripheral device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a sensor data processing unit of a billiard cue stroke analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG 5 is a front view of a target plate according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a billiard cue stroke analysis according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram referenced to explain a billiard cue stroke analysis according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating operations of a billiard cue stroke analysis method according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of using a billiard cue stroke analysis apparatus according to another embodiment.
  • the present invention may provide a billiard cue stroke analysis technique that allows a user to analyze his/her own billiard cue strokes while practicing billiard cue strokes using a billiard cue to understand the characteristics thereof.
  • Existing billiard cue stroke practice of amateur and professional players is a self-sensory training through individual sensory elements and ball force, and has a strong subjective element.
  • scientific and systematic billiard cue stroke training is possible by quantifying and analyzing sensory elements of billiard cue strokes, not infinite repetition, into objective data measured through sensors, converting and extracting visual elements, thereby contributing to performance improvement. .
  • the present invention can help a user maximize the practice effect of billiard cue strokes for a short time, and make it possible to repeatedly practice billiard cue strokes through modeling of billiard cue stroke data of skilled players (eg, professional players) This can help improve the user's performance.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of using a billiard cue stroke analysis apparatus according to an embodiment.
  • the billiard cue stroke analyzing apparatus 120 may be installed (or disposed) on the billiard table (or table) 110 .
  • the billiard cue stroke analysis device 120 is a device for improving the accuracy of billiard cue strokes performed by the user 130 and practicing (or training) billiard cue strokes of different characteristics.
  • the motion variables of the billiard cue stroke performed by the user 130 may be detected, and the detected motion variables may be processed to analyze the billiard cue stroke characteristics of the user 130 .
  • the billiard cue stroke analysis apparatus 120 may provide the user 130 with an analysis result on the billiard cue stroke.
  • the billiard cue stroke analysis apparatus 120 may contribute to the improvement of the billiards performance of the user 130 .
  • the user 130 may perform training to imitate the billiard cue stroke motion of another person (eg, a master, a strong player, or a professional player).
  • the user 130 assumes that the target plate of the billiard cue stroke analyzer 120 is a billiard ball with the billiard cue 140 without actually hitting the billiard ball, and takes the action of the billiard cue stroke.
  • the billiard cue stroke analyzer 120 may analyze the motion of the billiard cue stroke of the user 130 and the posture of the user 130 through various sensors disposed in the billiard cue stroke analyzer 120 .
  • the billiard cue stroke analysis apparatus 120 may receive sensor data from a sensor (eg, a motion sensor) located in the billiard cue 140 , and perform billiard cue stroke analysis based on the received sensor data.
  • a sensor eg, a motion sensor
  • the billiard cue stroke analysis device 120 determines the problem of the billiard cue stroke performed to the user 130 through the billiard cue stroke analysis, and determines the billiard cue stroke speed by section (eg, stroke operation start section, target plate).
  • section eg, stroke operation start section, target plate.
  • the section before hitting, the section when hitting the target plate, the section after hitting the target plate), what is the problem in the posture of the user 130, etc. can be derived and provided to the user.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a billiard cue stroke analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the billiard cue stroke analyzer 120 includes a support 210 , a target plate 220 , a pressure sensor 230 , first infrared sensors 252 , 254 , 256 , and a second infrared sensor 262 . , 264 , 266 ) and a processor 240 .
  • the billiard cue stroke analyzer 120 is configured to communicate with a power unit (not shown) (eg, a battery) that supplies power to each component of the billiard cue stroke analyzer 120 and an external device. It may further include a communication module (not shown). Through the power unit, the billiard cue stroke analysis device 120 may be implemented as a portable device.
  • the support unit 210 may support the billiard cue stroke analysis device 120 .
  • the support part 210 may be, for example, a lower support panel.
  • the support unit 210 may have a shape that is elongated from the billiard cue stroke to the path (the billiard cue stroke direction) in which the billiard cue proceeds.
  • the support part 210 may have a substantially rectangular shape and may have a flat upper surface.
  • the target plate 220 may be disposed on the upper surface of the support 210 , and the pressure sensor 230 may be disposed at a location spaced apart from the target plate 220 by a predetermined distance.
  • the target plate 220 is disposed on the support 210 , and an impact sensor (not shown) for detecting an impact transmitted by a user's billiard cue stroke may be disposed on the target plate 220 .
  • the target plate 220 replaces the billiard ball (or water polo), and a circular target shape corresponding to the shape of the billiard ball is displayed on the target plate 220, and a plurality of stroke reference points within the circular target shape. may be marked.
  • a circular target corresponding to a billiard ball may be provided on one surface of the target plate 220 .
  • the user can think of the target as a billiard ball and practice billiard cue strokes.
  • the target plate 220 may bump into the billiard cue and fall backward, and is connected to the support portion 210 with an elastic connection part to fall back and return to the original position by restoring force.
  • the size of the target shape displayed on the target plate 220 and the weight of the target plate 220 may be determined according to the type of billiard game to which the billiard cue stroke to be analyzed is applied (eg, 4-ball, 3-ball, pocket ball). .
  • the target plate 220 be manufactured to have the same weight as a billiard ball of the official standard so that the user can feel the same sensation as hitting a billiard ball of an actual standard.
  • the target plate 220 may be manufactured with a diameter of 61.5 mm, which is the same size as a billiard ball for a three-ball regular game, and 210 g, which is the same weight as a billiard ball for a three-ball regular game, and the color of the target plate 220 is It can be produced in various colors such as white, yellow, red or blue.
  • a plurality of impact sensors for detecting the impact transmitted from the cue tip of the billiard cue may be disposed on the target plate 220 in a predetermined pattern.
  • a plurality of impact sensors may be disposed within an area where the target is positioned, and may sense an impact transmitted while the cue tip of the billiard cue touches the target. Accordingly, the detection value of the impact sensors may vary according to a position where the cue tip of the billiard cue touches the target.
  • the pressure sensor 230 may sense the pressure applied from the hand forming the bridge of the billiard cue.
  • the pressure sensor 230 may sense the pressure applied by the user from the hand supporting the billiard cue, that is, the hand forming the bridge (hereinafter, referred to as a bridge).
  • the pressure sensor 230 may have a flat top surface on which the bridge is placed.
  • the pressure sensed from the bridge may be used to analyze the billiard cue stroke posture of the user (or practitioner). For the accuracy of billiard cue strokes, it is important to have a stable posture in which the weight is evenly distributed on both legs. This may be considered necessary.
  • the first infrared sensors 252 , 254 , and 256 may be disposed between the pressure sensor 230 and the target plate 220 on the upper surface of the support 210 .
  • the first infrared sensors 252 , 254 , and 256 may acquire sensor data for detecting a billiard cue stroke speed in a process in which the billiard cue moves toward the target plate 220 by the billiard cue stroke.
  • the first infrared sensors 252 , 254 , and 256 may include, for example, first infrared sensors disposed at an equal distance from each other.
  • a plurality of first infrared sensors 252 , 254 , and 256 may be arranged in a billiard cue stroke direction.
  • the first infrared sensor 252, 254, 256 includes an infrared sensor 252 for detecting the initial velocity of the billiard cue stroke, an infrared sensor 254 for detecting the middle velocity, and an infrared sensor 256 for detecting the subordinate. may include
  • the second infrared sensors 262 , 264 , and 266 may be disposed behind the target plate 220 on the upper surface of the support 210 .
  • the second infrared sensors 262 , 264 , and 266 are sensor data for detecting a billiard cue stroke speed when the billiard cue hits the target plate 220 and then moves to the back of the target plate 220 by a billiard cue stroke operation can be obtained.
  • the second infrared sensors 262 , 264 , and 266 may include, for example, second infrared sensors disposed at an equal distance from each other, and behind the target plate 220 on the upper surface of the support 210 in the billiard cue stroke direction. A plurality may be arranged.
  • the second infrared sensor 262, 264, 266 includes an infrared sensor 262 for detecting the initial velocity of the billiard cue stroke, an infrared sensor 264 for detecting the middle velocity, and an infrared sensor 266 for detecting the subordinate. may include
  • Each of the first infrared sensors 252 , 254 , 256 and the second infrared sensors 262 , 264 , 266 detects the speed of a billiard cue moving within a preset detection section, and emits infrared rays within the winding section.
  • a sensing module having a light emitting unit that emits from the light emitting unit and a light receiving unit that receives infrared rays reflected by hitting a moving object after being emitted from the light emitting unit, a pair of sensing modules may be spaced apart along the progress path of the billiard cue.
  • the speed of the billiard cue stroke in the corresponding sensing section may be obtained based on the time difference at which light is input to the light receiving unit of each sensing module, and this process may be performed by the processor 240 .
  • the processor 240 includes sensor data sensed by the impact sensor, sensor data sensed by the pressure sensor 230 , sensor data sensed by the first infrared sensors 252 , 254 , and 256 , and the second infrared sensor 262 . , 264 and 266), the user's billiard cue stroke may be analyzed based on at least one of the sensor data sensed by the .
  • the processor 240 may analyze the billiard cue stroke by further considering sensor data received from a motion sensor (eg, a gyro sensor or an acceleration sensor) provided in the billiard cue.
  • a motion sensor eg, a gyro sensor or an acceleration sensor
  • the processor 240 classifies the stroke speed for each section of the billiard cue stroke (eg, the stroke operation start section, the section before hitting the target plate, the section when hitting the target plate, the section after hitting the target plate), and the target user
  • the similarity of billiard cue stroke motions with can be calculated and provided to the user along with the stroke speed.
  • the processor 240 may provide the initial speed, the intermediate speed, and the late speed values to the user in relation to the stroke speed of the billiard cue stroke.
  • the processor 240 may analyze the user's billiard cue stroke to distinguish whether the user's billiard cue stroke is a down stroke or an up stroke and provide it to the user.
  • the analysis data on the billiard cue stroke analyzed by the processor 240 may be transmitted to an external device through a communication module (not shown) or provided to the user.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a mutual operation between a billiard cue stroke analysis apparatus and a peripheral device according to an exemplary embodiment.
  • the billiard cue stroke analyzer 310 (eg, the billiard cue stroke analyzer 120 of FIG. 2 ) includes a first network 320 (eg, local area network, Wi-Fi communication, Bluetooth communication, wired communication). ) may be connected to the billiard board device 340 and the billiard cue 330 (eg, the billiard cue 140 of FIG. 1 ).
  • a motion sensor 335 for measuring the movement of the billiard cue 330 may be provided inside or at one end of the billiard cue 330, and measured by the motion sensor 335 (eg, a gyro sensor, an acceleration sensor).
  • the sensor data may be transmitted to the billiard cue stroke analysis device 310 through the first network 320 .
  • the motion sensor 335 may detect a change in orientation (or angular velocity) and/or an acceleration (velocity) of the X, Y, and Z axes of the billiard cue 330, and checks whether the billiard cue 330 is distorted.
  • the billiard board device 340 may be implemented as, for example, a touch panel that functions as a touch-type digital scoreboard.
  • the billiard board device 340 may be provided with a display providing a user interface. In an embodiment, the display of the billiard board device 340 is a touch panel capable of both input and output, but is not limited thereto.
  • An analysis result of the billiard cue stroke generated based on the data processed by the server 360 may be output through the display.
  • a result may be derived, and a guide may be displayed through the display of the billiard board device 340 for items that are out of 95% of the significance level through linear analysis.
  • the analysis result can be displayed on the display of the billiard board device 340 on whether the billiard cue stroke is decelerated or accelerated. have.
  • the billiard cue stroke analysis apparatus 310 may be connected to the server 360 and the user terminal 370 through the second network 350 (eg, a telecommunication network, the Internet, or cellular communication).
  • the billiard cue stroke analysis apparatus 310 may transmit sensor data collected from various sensors to the server 360 .
  • the server 360 analyzes the received sensor data through an internal artificial intelligence-based analysis algorithm, and then uses the billiard board device 340 or the user terminal 370 as an analysis result (eg, guide, numerical data on billiard cue strokes, analysis chart) can be provided to the user.
  • an analysis result eg, guide, numerical data on billiard cue strokes, analysis chart
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a sensor data processing unit of a billiard cue stroke analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the sensor data processing unit 410 of the billiard cue stroke analyzer (eg, the billiard cue stroke analyzer 120 of FIG. 2 ) includes a controller 422 , a power source 424 , a communication module 426 , an infrared sensor 432 , a pressure sensor 434 , and an impact sensor 436 .
  • Each component of the sensor data processing unit 410 may communicate with each other through a communication bus 428 .
  • the pressure sensor 434 may sense pressure applied from the hand forming the bridge of the billiard cue.
  • the pressure sensor 230 may sense the pressure applied by the user from the hand supporting the billiard cue, that is, the hand forming the bridge.
  • the infrared sensor 432 is for detecting the motion of the billiard cue stroke, and may include, for example, the first infrared sensors 252 , 254 , 256 and the second infrared sensors 262 , 264 , 266 of FIG. 2 . have.
  • the infrared sensor 432 includes sensor data for detecting a billiard cue stroke speed in a process in which the billiard cue moves toward the target plate by the billiard cue stroke, and the billiard cue after the billiard cue hits the target plate by the billiard cue stroke operation. It is possible to acquire sensor data for detecting the stroke speed of the billiard cue when moving to the back of the board.
  • the impact sensor 436 may detect an impact applied to the target plate by the user's billiard cue stroke.
  • the impact sensor 436 may be disposed within an area where the target is positioned on the target plate, and may detect an impact transmitted while the cue tip of the billiard cue touches the target.
  • the controller 422 controls the overall operation of the sensor data processing unit 410 and may include one or more processors.
  • the processor may include one or a plurality of processors, and the one or plurality of processors include a general-purpose processor such as a central processing unit (CPU), an application processor (AP), a digital signal processor (DSP), a graphic processor unit (GPU), It may include a graphics-only processor, such as a vision processing unit (VPU), or a neural processing unit (NPU).
  • the processor may generate a standard model based on principal components extracted through a multivariate data analysis technique, and analyze a billiard cue stroke based on sensor data and the standard model received from at least one sensor.
  • the processor may provide another user's billiard cue stroke data to the user.
  • the communication module 426 may communicate with an external device according to wired communication and/or wireless communication.
  • the communication module 426 may receive sensor data from at least one external sensor and transmit an analysis result of a billiard cue stroke to an external device.
  • the external sensor may include a motion sensor provided in the wearable device worn by the user.
  • FIG 5 is a front view of a target plate according to an embodiment.
  • an impact sensor (not shown) for detecting an impact transmitted by a user's billiard cue stroke may be disposed on the target plate 510 .
  • a circular target shape 520 corresponding to the shape of a billiard ball is displayed on the target plate 220 , and a plurality of stroke reference points 530 may be displayed in the circular target shape 520 .
  • a circular target corresponding to a billiard ball may be provided on one surface of the target plate 520 .
  • the user can think of the target as a billiard ball and practice billiard cue strokes.
  • the impact sensor may be disposed at the location of the reference points (530).
  • the impact sensor may sense the amount of impact at the moment the billiard cue hits the target plate 510 .
  • the target plate 510 is the size of the target shape 520 and the weight and color of the target plate 510 according to the type of billiard game (eg, 4-ball, 3-ball, pocket ball) to which the billiard cue stroke to be analyzed is applied. This can be determined.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a billiard cue stroke analysis according to an embodiment
  • FIG. 7 is a diagram referenced for explaining a billiard cue stroke analysis according to an embodiment.
  • a billiard cue stroke analysis method includes a learning step 610 of learning a billiard cue stroke of a standard person to generate a standard model, and stroke data of a subject to be analyzed (eg, a user) and the standard model based on the standard model. and an analysis step 620 of analyzing the stroke of the subject to be analyzed.
  • the learning step 610 may include a step 612 of learning standard stroke data obtained from the stroke of a standard person based on machine learning ( 612 ) and a step ( 614 ) of generating a standard model based on the learned result.
  • the standard person is a person with skills above a certain level, and may be, for example, a trained billiards player, a professional player, a skilled player, or a billiards instructor.
  • Standard stroke data may be obtained by the subject to be analyzed taking a posture on the billiard cue stroke analyzing apparatus (eg, billiard cue stroke analyzing apparatus 120 of FIG. 2 ), repeating billiard cue strokes, and striking the target plate.
  • the standard stroke data may be determined based on a detection value of at least one of a plurality of impact sensors, a pressure sensor, an infrared sensor, and a motion sensor of the billiard cue of the billiard cue stroke analyzing apparatus.
  • Standard stroke data is transmitted to a server through a communication network, and the server may generate a standard stroke model by learning the received data according to an artificial intelligence (AI) learning algorithm based on machine learning.
  • AI artificial intelligence
  • the standard model may be generated through a multiple multivariate analysis technique.
  • the standard model may be generated based on principal components extracted through principal component analysis (PCA).
  • the analysis step 620 includes the steps of obtaining stroke data by detecting a billiard cue stroke of the subject to be analyzed ( 622 ) and generating a comparative model by analyzing abnormal data based on the multivariate data analysis technique for the obtained stroke data ( 624 ). ) may be included.
  • the stroke data of the subject to be analyzed may be obtained while the subject to be analyzed takes a posture on the billiard cue stroke analyzing device, repeats billiard cue strokes, and hits the target plate.
  • the stroke data may be determined based on a detection value of at least one of a plurality of impact sensors, a pressure sensor, an infrared sensor, and a motion sensor of the billiard cue of the billiard cue stroke analyzing apparatus.
  • the comparison model may be generated based on a principal component extracted through a principal component analysis (PCA) technique from stroke data of a subject to be analyzed.
  • the server may analyze the stroke of the subject to be analyzed by comparing the comparison model with the standard model. For example, as shown in FIG. 7 , the server classifies as abnormal data that exceeds the reference value REF calculated based on the standard model among the principal component data 710 of the subject to be analyzed as abnormal data, and the abnormal data classified in this way Based on this, analysis results can be derived. For example, if the PCA value, which is the main component data, is the pressure sensed by the pressure sensor, the abnormal data indicates that excessive pressure is applied to the pressure sensor, so the weight is oriented forward or to the left (for right-handed people).
  • PCA value which is the main component data
  • An analysis result suggesting correction can be derived, and the analysis result can be provided to a user so that the analysis target can recognize it.
  • These analysis results can also be provided as a guide for the target's billiard cue stroke, the difference in weight between the left and right feet, the speed change before and after the impact of the target plate of the billiard cue, or as a numerical analysis chart. Since it can be used for stroke training, it is possible to train precisely by breaking away from the existing sense-dependent method.
  • the billiard cue stroke analysis method according to an embodiment may be performed by a billiard cue stroke analyzer (eg, the billiard cue stroke analyzer 120 of FIG. 2 ).
  • a billiard cue stroke analyzer eg, the billiard cue stroke analyzer 120 of FIG. 2 .
  • the billiard cue stroke analysis apparatus may collect sensor data from various sensors.
  • the billiard cue stroke analyzer may acquire first sensor data for detecting pressure applied from the hand forming the bridge of the billiard cue through the pressure sensor.
  • the billiard cue stroke analyzer may acquire second sensor data for detecting a billiard cue stroke speed in a process in which the billiard cue moves toward the target plate by the user's billiard cue stroke through the first infrared sensor.
  • the billiard cue stroke analysis apparatus may obtain third sensor data for detecting an impact transmitted when the billiard cue strikes the target plate by the billiard cue stroke through an impact sensor provided on the target plate.
  • the billiard cue stroke analyzer may acquire fourth sensor data for detecting a billiard cue stroke speed when the billiard cue hits the target plate and then moves behind the target plate through the second infrared sensor.
  • the billiard cue stroke analyzing apparatus may receive fifth sensor data from a motion sensor provided in the billiard cue.
  • the billiard cue stroke analysis apparatus may analyze the user's billiard cue stroke based on the collected sensor data.
  • the billiard cue stroke analyzing apparatus may analyze the billiard cue stroke based on at least one of first sensor data, second sensor data, third data, fourth data, and fifth sensor data.
  • first sensor data second sensor data
  • second sensor data third data
  • fourth data fourth data
  • fifth sensor data fifth sensor data
  • the billiard cue stroke analysis apparatus may provide a result of analyzing billiard cue strokes to the user.
  • the billiard cue stroke analysis device analyzes the sensor data through an internal artificial intelligence-based analysis algorithm, and then provides the user with the analysis results (eg, guide, numerical data on billiard cue strokes, analysis chart) with the billiard board device or user terminal. can do.
  • the billiard cue stroke analysis apparatus may provide another user's billiard cue stroke data to the user.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of using a billiard cue stroke analysis apparatus according to another embodiment.
  • the billiard cue stroke analysis apparatus 120 may receive sensor data from at least one external sensor.
  • the external sensor may include a motion sensor provided in various wearable devices worn by the user 130 .
  • the wearable device may include a smart watch 912 and/or a smart band 916 worn on the wrist of the user 130 , a smart sports necklace 914 worn on the neck, and the like.
  • the wearable device may include an earring, a hair band, a head mounted device (HMD), a smart band worn on an ankle, and the like.
  • HMD head mounted device
  • Such a wearable device may include a motion sensor (eg, a gyro sensor, an acceleration sensor) therein, and may measure motion data of the user (!30) through the corresponding motion sensor. The measured motion data may be transmitted to the billiard cue stroke analysis device 120 or the server.
  • a motion sensor eg, a gyro sensor, an acceleration sensor
  • the measured motion data may be transmitted to the billiard cue stroke analysis device 120 or the server.
  • the user 130 may practice the billiard cue stroke while wearing the wearable device as described above, and in this case, the billiard cue stroke analysis apparatus 120 may collect more precise user motion/posture data. Because each user 130 has different body characteristics and habits of billiard cue strokes, the billiard cue stroke analysis device 120 determines the billiard cue strokes differentiated for each user 130 through motion/posture data collected through the wearable device. Analytical data can be provided.
  • the present invention can be any event in which the user plays a game by hitting a stationary ball, such as golf, gateball, etc., using a tool as well as billiards. applicable.
  • the user can practice by hitting the target plate through a tool (eg, golf club, gate ball club) without an actual ball, and in this case, according to the analysis system proposed in the present invention, the user can perform the practice more objectively and effectively. .

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Abstract

본 발명의 당구 큐 스트로크 분석 장치는, 당구 큐의 스트로크 방향으로 길게 연장되는 지지부와, 상기 지지부에 배치되고, 상기 당구 큐의 팁으로부터 전해지는 충격을 감지하는 다수개의 충격센서가 소정의 패턴으로 배치된 타겟판과, 상기 지지부의 상면에 배치되어 상기 당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지하는 압력 센서와, 상기 지지부에 상기 스트로크 방향으로 복수가 배열되어 상기 당구 큐의 스트로크 속도를 감지하는 적외선 센서와, 상기 당구 큐에 구비되는 자이로 센서를 포함한다.

Description

당구 큐 스트로크 분석 장치 및 방법
본 발명은 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하는 기술에 관한 것이다.
당구는 당구대(billiard table) 위에 놓인 당구 공을 당구 큐(cue stick)로 쳐서 각자의 점수를 겨루는 스포츠이다. 당구 큐로 수구 상의 정확한 지점을 타격하여 상기 수구가 의도한 경로로 움직여 1적구와 충돌하도록 하는 것이 경기의 승리를 위해 중요하다. 경기력 향상을 위해서는 당구 큐를 정확하게 스트로크하는 것이 필수적이라고 할 것인데, 이는 장기간에 걸친 반복된 훈련을 필요로 한다. 특히, 당구 큐의 큐 팁이 의도한 지점(당점)에서 정확하게 수구를 타격하여야 할 뿐만 아니라, 스트로크 속도, 스트로크의 자세 또는 비틀림 정도 등을 정확하게 컨트롤 하는 것이 중요하다.
일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치는, 지지부; 상기 지지부에 배치되고, 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 전해지는 충격을 감지하는 충격 센서가 배치된 타겟판; 당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지하는 압력 센서; 상기 지지부의 상면에서 상기 압력 센서와 상기 타겟판 사이에 배치된 제1 적외선 센서; 상기 지지부의 상면에서 타겟판의 뒤에 배치되는 제2 적외선 센서; 및 상기 충격 센서에 의해 센싱된 센서 데이터, 상기 압력 센서에 의해 센싱된 센서 데이터, 상기 제1 적외선 센서에 의해 센싱된 센서 데이터 및 상기 제2 적외선 센서에 의해 센싱된 센서 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 제1 적외선 센서는, 상기 당구 큐 스트로크에 의해 상기 당구 큐가 상기 타겟판을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득할 수 있다.
상기 제2 적외선 센서는, 상기 당구 큐가 상기 타겟판을 부딪치고 나서 상기 타겟판의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 방법은, 당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지하기 위한 제1 센서 데이터를 획득하는 단계; 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 상기 당구 큐가 타겟판을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 제2 센서 데이터를 획득하는 단계; 상기 당구 큐 스트로크에 의해 상기 당구 큐가 상기 타겟판에 부딪힐 때 전해지는 충격을 감지하기 위한 제3 센서 데이터를 획득하는 단계; 상기 당구 큐가 상기 타겟판을 부딪치고 나서 상기 타겟판의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 제4 센서 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 제1 센서 데이터, 상기 제2 센서 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치의 사용 예시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치와 주변 장치 간의 상호 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치의 센서 데이터 처리부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 타겟판의 정면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 방법의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치의 사용 예시도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 사용자가 당구 큐를 이용하여 당구 큐 스트로크를 연습하면서 동시에 자신의 당구 큐 스트로크를 분석하여 그 특성을 파악할 수 있도록 한 당구 큐 스트로크 분석 기술을 제공할 수 있다. 기존의 아마추어 선수 및 프로 선수의 당구 큐 스트로크 연습은 개인의 감각적인 요소와 구력을 통한 감각 훈련으로 자기화 시킨 것으로 주관적인 요소가 강하다. 본 발명에서는 무한 반복이 아닌 당구 큐 스트로크의 감각적인 요소를 센서들을 통해 측정된 객관적인 데이터로 수치화 및 분석하여 시각 요소 변환 및 추출함으로써 과학적이고 체계적인 당구 큐 스트로크 훈련을 가능하게 하여 경기력 향상에 기여할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자가 짧은 시간 동안 당구 큐 스트로크의 연습 효과를 극대화하는 것을 도울 수 있고, 실력자(예: 프로 선수)의 당구 큐 스트로크 데이터의 모델링을 통해 당구 큐 스트로크를 반복 연습하게 할 수 있게 하여 사용자의 경기력 향상을 도울 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치의 사용 예시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에서 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 당구대(또는 테이블)(110) 위에 설치(또는 배치)될 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 사용자(130)에 의해 수행되는 당구 큐 스트로크의 정확성을 향상시키고, 다른 특성의 당구 큐 스트로크를 연습(또는 훈련)시키기 위한 장치로, 여러 센서들을 이용하여 사용자(130)에 의해 수행되는 당구 큐 스트로크의 동작 변수들을 검출하고, 검출된 동작 변수들을 처리하여 사용자(130)의 당구 큐 스트로크 특성을 분석할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 당구 큐 스트로크에 대한 분석 결과를 사용자(130)에게 제공할 수 있다. 이러한 분석을 통해 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 사용자(130)의 당구 경기력 향상이 기여할 수 있다. 또한, 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)를 통해 사용자(130)는 다른 사람(예: 고수, 실력자, 프로 선수)의 당구 큐 스트로크 동작을 따라하는 훈련을 수행할 수 있다.
사용자(130)는 실제 당구공을 치는 것 없이 당구 큐(140)를 가지고 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)의 타겟판을 당구공이라 가정하여 당구 큐 스트로크의 동작을 취하게 된다. 이 과정에서, 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)에 배치된 다양한 센서들을 통해 사용자(130)의 당구 큐 스트로크의 움직임과 사용자(130)의 자세를 분석할 수 있다. 또한, 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 당구 큐(140)에 위치하는 센서(예: 모션 센서)로부터 센서 데이터를 수신하고, 수신한 센서 데이터를 기반으로 당구 큐 스트로크 분석을 수행할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 이러한 당구 큐 스트로크 분석을 통해 사용자(130)에게 수행된 당구 큐 스트로크의 문제점이 무엇인지, 당구 큐 스트로크 속도가 구간별로(예: 스트로크 동작 시작 구간, 타겟판을 맞기 전 구간, 타겟판을 맞을 때의 구간, 타겟판을 맞고 지나간 후의 구간) 어떻게 되는지, 사용자(130)의 자세 상의 문제점이 무엇인지 등을 도출하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 지지부(210), 타겟판(220), 압력 센서(230), 제1 적외선 센서(252, 254, 256), 제2 적외선 센서(262, 264, 266) 및 프로세서(240)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)의 각 구성요소에 전력을 공급하는 전력부(미도시)(예: 배터리) 및 외부 장치와의 통신을 위한 통신 모듈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전력부를 통해 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 휴대용으로 구현될 수 있다.
지지부(210)는 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 지지할 수 있다. 지지부(210)는 예를 들어 하부지지지판넬일 수 있다. 지지부(210)는 당구 큐 스트로크에서 당구 큐가 진행하는 경로(당구 큐 스트로크 방향)로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 지지부(210)은 대략 장방형으로 이루어지고 상면이 평평한 판체일 수 있다. 지지부(210)의 상면에는 타겟판(220)이 배치되고, 타겟판(220)으로부터 일정 거리 이격된 위치에 압력 센서(230)가 배치될 수 있다.
타겟판(220)은 지지부(210)에 배치되고, 타겟판(220)에는 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 전해지는 충격을 감지하는 충격 센서(미도시)가 배치될 수 있다. 타겟판(220)은 당구공(또는 수구)을 대신하는 것으로서, 타겟판(220)에는 당구공의 형상에 대응하는 원형의 타겟 모양이 표시되어 있고, 원형의 타겟 모양 내에는 복수의 스트로크 기준 점들이 표시되어 있을 수 있다. 예를 들어, 타겟판(220)의 일면에는 당구공과 대응하는 원형의 표적이 제공될 수 있다. 사용자는 표적을 당구공이라고 생각하고 당구 큐 스트로크 연습을 할 수 있다. 사용자가 당구 큐로 당구 큐 스트로크 동작을 취할 때, 타겟판(220)은 당구 큐에 부딪쳐 뒤로 넘어갈 수 있으며, 탄성력이 있는 연결부로 지지부(210)에 연결되어 뒤로 넘어간 후 복원력에 의해 다시 제위치로 돌아올 수 있다.
분석하고자 하는 당구 큐 스트로크가 적용되는 당구 게임의 종류(예:, 4구,3구, 포켓볼)에 따라 타겟판(220)에 표시된 타겟 모양의 크기와 타겟판(220)의 중량이 결정될 수 있다. 당구 큐로 타겟판(220)을 타격할 시 실제 정식 규격의 당구공을 타격하는 것과 같은 감각을 느낄 수 있도록 타겟판(220)은 정식 규격의 당구공과 같은 중량으로 제작되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 타겟판(220)은 3구 정규 경기용 당구공과 같은 크기인 지름 61.5mm와 3구 정규 경기용 당구공과 같은 중량인 210g 내외로 제작될 수 있고, 타겟판(220)의 색상은 화이트, 옐로우, 레드 또는 블루 등 다양한 색상으로 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 타겟판(220)에는 당구 큐의 큐 팁으로부터 전해지는 충격을 감지하는 다수 개의 충격 센서들이 소정의 패턴으로 배치될 수 있다. 다수의 충격 센서들은 표적이 위치하는 영역 내에 배치될 수 있고, 당구 큐의 큐 팁이 표적에 닿는 과정에서 전해지는 충격을 감지할 수 있다. 따라서, 당구 큐의 큐 팁이 표적에 닿는 위치에 따라 충격 센서들의 감지 값이 달라질 수 있다.
압력 센서(230)는 당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서(230)는 사용자가 당구 큐를 지지하는 손, 즉, 브릿지를 형성하는 손(이하, 브릿지라고 함.)으로부터 가해지는 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서(230)는 브릿지가 놓이는 상면이 평평하게 이루어질 수 있다. 브릿지로부터 감지된 압력은 사용자(또는 연습자)의 당구 큐 스트로크 자세를 분석하는데 이용될 수 있다. 당구 큐 스트로크의 정확도를 위해서는 체중을 양다리에 균등하게 분배한 안정적인 자세가 중요한데, 압력 센서(230)에 의해 감지된 압력이 기준값보다 크다거나 작은 경우에는 체중 분배가 적절치 못하고 한쪽으로 치우친 경우이므로 자세 보정이 필요하다고 판단될 수 있다.
제1 적외선 센서(252, 254, 256)는 지지부(210)의 상면에서 압력 센서(230)와 타겟판(220) 사이에 배치될 수 있다. 제1 적외선 센서(252, 254, 256)는 당구 큐 스트로크에 의해 당구 큐가 타겟판(220)을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득할 수 있다. 제1 적외선 센서(252, 254, 256)는 예를 들어 서로 간에 균등한 거리로 배치된 제1 적외선 센서들을 포함할 수 있다. 제1 적외선 센서(252, 254, 256)는 당구 큐 스트로크 방향으로 복수가 배열될 수 있다. 제1 적외선 센서(252, 254, 256)는 당구 큐 스트로크의 초속을 감지하기 위한 적외선 센서(252), 중속을 감지하기 위한 적외선 센서(254), 및 종속을 감지하기 위한 적외선 센서(256)을 포함할 수 있다.
제2 적외선 센서(262, 264, 266)는 지지부(210)의 상면에서 타겟판(220)의 뒤에 배치될 수 있다. 제2 적외선 센서(262, 264, 266)는 당구 큐 스트로크 동작에 의해 당구 큐가 타겟판(220)을 부딪치고 나서 타겟판(220)의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득할 수 있다. 제2 적외선 센서(262, 264, 266)는 예를 들어 서로 간에 균등한 거리로 배치된 제2 적외선 센서들을 포함할 수 있고, 지지부(210) 상면에서 타겟판(220)의 뒤에 당구 큐 스트로크 방향으로 복수가 배열될 수 있다. 당구 큐 스트로크의 경우, 당구 큐가 당구공에 맞을 때까지의 과정 뿐만 아니라 당구공을 맞은 이후의 동작도 중요하다. 제2 적외선 센서(262, 264, 266)을 통해 당구 큐가 당구공을 맞고 난 이후의 동작에 대해서도 동작을 측정하여 수치화 할 수 있게 된다. 제2 적외선 센서(262, 264, 266)는 당구 큐 스트로크의 초속을 감지하기 위한 적외선 센서(262), 중속을 감지하기 위한 적외선 센서(264), 및 종속을 감지하기 위한 적외선 센서(266)을 포함할 수 있다.
제1 적외선 센서(252, 254, 256) 및 제2 적외선 센서(262, 264, 266) 각각은 기 설정된 감지 구간 내에서 이동되는 당구 큐의 속도를 감지하는 것으로써, 감기 구간 내에는 적외선을 방출하는 발광부와 발광부로부터 방출된 후 이동체에 맞고 반사된 적외선을 수신하는 수광부를 구비한 센싱 모듈을 구비하되, 센싱 모듈은 한 쌍이 당구 큐의 진행 경로를 따라 이격 배치될 수 있다. 각각의 센싱 모듈의 수광부에 광이 입력되는 시간 차를 바탕으로 해당 감지 구간에서의 당구 큐 스트로크의 속도가 구해질 수 있으며, 이러한 과정은 프로세서(240)에 의해 이루어질 수 있다.
프로세서(240)는 충격 센서에 의해 센싱된 센서 데이터, 압력 센서(230)에 의해 센싱된 센서 데이터, 제1 적외선 센서(252, 254, 256)에 의해 센싱된 센서 데이터 및 제2 적외선 센서(262, 264, 266)에 의해 센싱된 센서 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(240)는 당구 큐에 구비되는 모션 센서(예: 자이로 센서, 가속도 센서)로부터 수신한 센서 데이터를 더 고려하여 당구 큐 스트로크를 분석할 수도 있다.
프로세서(240)는 당구 큐 스트로크의 구간별로(예: 스트로크 동작 시작 구간, 타겟판을 맞기 전 구간, 타겟판을 맞을 때의 구간, 타겟판을 맞고 지나간 후의 구간) 스트로크 속도를 구분하고, 타겟 사용자(예: 실력자, 고수, 프로 선수)와의 당구 큐 스트로크 동작의 유사도를 산출하여 스트로크 속도와 함께 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(240)는 당구 큐 스트로크의 스트로크 속도와 관련하여 사용자에게 초기 속도, 중간 속도, 후기 속도 각각의 수치를 제공할 수 있다. 또한, 프로세서(240)는 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하여 사용자의 당구 큐 스트로크가 다운(down) 스트로크인지 또는 업(up) 스트로크인지 여부를 구별하여 사용자에게 제공할 수 있다.
프로세서(240)에 의해 분석된 당구 큐 스트로크에 대한 분석 데이터는 통신 모듈(미도시)을 통해 외부 장치로 전송되거나 또는 사용자에게 제공될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치와 주변 장치 간의 상호 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 당구 큐 스트로크 분석 장치(310)(예: 도 2의 당구 큐 스트로크 분석 장치(120))는 제1 네트워크(320)(예: 근거리 통신망, 와이파이 통신, 블루투스 통신, 유선 통신)을 통해 당구 보드 장치(340)와 당구 큐(330)(예: 도 1의 당구 큐(140))와 연결될 수 있다. 당구 큐(330)의 내부 또는 일단에는 당구 큐(330)의 움직임을 측정하기 위한 모션 센서(335)가 구비될 수 있고, 모션 센서(335)(예: 자이로 센서, 가속도 센서)에 의해 측정된 센서 데이터는 제1 네트워크(320)를 통해 당구 큐 스트로크 분석 장치(310)에 전달될 수 있다. 모션 센서(335)는 당구 큐(330)의 X, Y 및 Z 축의 방위 변화(또는, 각속도) 및/또는 가속도(속도) 변화를 감지할 수 있고, 당구 큐(330)가 뒤틀리는지 여부를 검사하는데 이용될 수 있다. 당구 보드 장치(340)는 예를 들어 터치식 디지털 점수판의 기능을 수행하는 터치 패널로 구현될 수 있다. 당구 보드 장치(340)에는 사용자 인터페이스(interface)를 제공하는 디스플레이가 구비될 수 있다. 일 실시예에서 당구 보드 장치(340)의 디스플레이는 입력과 출력이 모두 가능한 터치 패널이나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 서버(360)에 의해 처리된 데이터를 바탕으로 생성된 당구 큐 스트로크의 분석 결과가 디스플레이를 통해 출력될 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 왼발과 오른발에 작용하는 체중의 차이, 당구 큐 스트로크의 속도 변화, 당구 큐 스트로크 분석 장치(310)의 타겟판에 가해지는 충격량과 타격 지점의 산포 등을 바탕으로 한 분석 결과가 도출될 수 있으며, 선형분석을 통해 유의수준 95% 벗어난 항목에 대해 가이드가 당구 보드 장치(340)의 디스플레이를 통해 표시될 수 있다. 예를 들어, 당구 큐 스트로크 분석 장치(310)의 압력 센서의 감지 값 이상시 자세가 바르지 않거나 유지불량이라는 점, 당구 큐(330)의 모션 센서(335)의 감지 값 이상시 당구 큐 스트로크 과정에서 큐의 흔들림이 과다하다 점, 당구 큐 스트로크 분석 장치(310)의 적외선 센서들의 감지 값 이상시 당구 큐 스트로크의 감속 및 급가속 여부에 분석 결과가 당구 보드 장치(340)의 디스플레이를 통해 표시될 수 있다.
당구 큐 스트로크 분석 장치(310)는 제2네트워크(350)(예: 원거리 통신망, 인터넷, 셀룰러 통신)을 통해 서버(360) 및 사용자 단말(370)과 연결될 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치(310)는 여러 센서들로부터 수집한 센서 데이터를 서버(360)에 전송할 수 있다. 서버(360)는 수신한 센서 데이터를 내부의 인공지능 기반 분석 알고리즘을 통해 분석한 후 당구 보드 장치(340) 또는 사용자 단말(370)로 분석 결과(예: 가이드, 당구 큐 스트로크에 대한 수치 데이터, 분석 차트)를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치의 센서 데이터 처리부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 당구 큐 스트로크 분석 장치(예: 도 2의 당구 큐 스트로크 분석 장치(120))의 센서 데이터 처리부(410)는 제어부(422), 전원부(424), 통신 모듈(426), 적외선 센서(432), 압력 센서(434) 및 충격 센서(436)를 포함할 수 있다. 센서 데이터 처리부(410)의 각 구성 요소들은 통신 버스(428)를 통해 서로 통신할 수 있다.
압력 센서(434)(예: 도 2의 압력 센서(230))는 당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서(230)는 사용자가 당구 큐를 지지하는 손, 즉, 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
적외선 센서(432)는 당구 큐 스트로크의 동작을 감지하기 위한 것으로, 예를 들어 도 2의 제1 적외선 센서(252, 254, 256)와 제2 적외선 센서(262, 264, 266)를 포함할 수 있다. 적외선 센서(432)는 당구 큐 스트로크에 의해 당구 큐가 타겟판을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터와 당구 큐 스트로크 동작에 의해 당구 큐가 타겟판을 부딪치고 나서 타겟판의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득할 수 있다.
충격 센서(436)는 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 타겟판에 가해지는 충격을 감지할 수 있다. 충격 센서(436)는 타겟판에서 표적이 위치하는 영역 내에 배치될 수 있고, 당구 큐의 큐 팁이 표적에 닿는 과정에서 전해지는 충격을 감지할 수 있다
제어부(422)는 센서 데이터 처리부(410)의 전체적인 동작을 제어하고, 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있고, 하나 또는 복수의 프로세서는 CPU(central processing unit), AP(application processor), DSP(digital signal processor) 등과 같은 범용 프로세서, GPU(graphic processor unit), VPU(vision processing unit) 등과 같은 그래픽 전용 프로세서, 또는 NPU(neural processing unit)을 포함할 수 있다. 프로세서는 예를 들어 다변량자료분석 기법을 통해 추출한 주성분들을 바탕으로 표준 모델을 생성하고, 적어도 하나의 센서로부터 수신한 센서 데이터와 표준 모델에 기초하여 당구 큐 스트로크를 분석할 수 있다. 프로세서는 다른 사용자의 당구 큐 스트로크 데이터를 사용자에게 제공할 수도 있다.
통신 모듈(426)은 유선 통신 및/또는 무선 통신에 따라 외부 장치와 통신할 수 있다. 통신 모듈(426)은 적어도 하나의 외부 센서로부터 센서 데이터를 수신하고, 당구 큐 스트로크의 분석 결과를 외부 장치로 전송할 수 있다. 외부 센서는 사용자에 착용된 웨어러블 장치에 구비된 모션 센서를 포함할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 타겟판의 정면도이다.
도 5를 참조하면, 타겟판(510)에는 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 전해지는 충격을 감지하는 충격 센서(미도시)가 배치될 수 있다. 타겟판(220)에는 당구공의 형상에 대응하는 원형의 타겟 모양(520)이 표시되어 있고, 원형의 타겟 모양(520) 내에는 복수의 스트로크 기준 점(530)들이 표시되어 있을 수 있다. 예를 들어, 타겟판(520)의 일면에는 당구공과 대응하는 원형의 표적이 제공될 수 있다. 사용자는 표적을 당구공이라고 생각하고 당구 큐 스트로크 연습을 할 수 있다. 일 실시예에서 충격 센서는 기준 점(530)들의 위치에 배치될 수 있다. 충격 센서는 당구 큐가 타겟판(510)에 타격되는 순간의 충격량을 센싱할 수 있다. 타겟판(510)은 분석하고자 하는 당구 큐 스트로크가 적용되는 당구 게임의 종류(예:, 4구,3구, 포켓볼)에 따라 타겟 모양(520)의 크기와 타겟판(510)의 중량과 색상이 결정될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석을 설명하는데 참조되는 도면이다.
일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 방법은 표준자(者)의 당구 큐 스트로크를 학습하여 표준 모델을 생성하는 학습 단계(610)와 분석 대상자(예: 사용자)의 스트로크 데이터와 표준 모델을 바탕으로 분석 대상자의 스트로크를 분석하는 분석 단계(620)를 포함한다.
학습 단계(610)는 표준자의 스트로크로부터 구해지는 표준 스트로크 데이터들을 머신 러닝 기반으로 학습하는 단계(612)와 학습된 결과를 바탕으로 표준 모델을 생성하는 단계(614)를 포함할 수 있다. 여기서, 표준자는 일정 수준 이상의 실력을 갖춘 자로써, 예를 들어, 훈련된 당구 선수, 프로 선수, 실력자, 또는 당구 교습가일 수 있다.
분석 대상자가 당구 큐 스트로크 분석 장치(예: 도 2의 당구 큐 스트로크 분석 장치(120))) 상에서 자세를 취하고 당구 큐 스트로크를 반복하며 타겟판을 타격함으로써 표준 스트로크 데이터들이 얻어질 수 있다. 표준 스트로크 데이터는 당구 큐 스트로크 분석 장치의 다수의 충격 센서, 압력 센서, 적외선 센서 및 당구 큐의 모션 센서 중 적어도 하나의 감지 값에 기초하여 결정될 수 있다.
표준 스트로크 데이터들이 통신 네트워크를 통해 서버로 전송되고, 서버는 수신된 데이터들을 머신 러닝 기반의 인공지능(AI) 학습 알고리즘에 따라 학습하여 표준 스트로크 모델을 생성할 수 있다. 표준 모델은 다변량자료분석(several multivariate analysis) 기법을 통해 생성된 것일 수 있다. 예를 들어, 표준 모델은 주성분 분석(PCA: Principal Component Analysis)을 통해 추출된 주성분을 바탕으로 생성된 것일 수 있다.
분석 단계(620)는 분석 대상자의 당구 큐 스트로크를 감지하여 스트로크 데이터들 획득하는 단계(622)와 획득된 스트로크 데이터들을 다변량자료분석 기법을 바탕으로 이상 데이터를 분석하여 비교 모델을 생성하는 단계(624)를 포함할 수 있다. 여기서, 분석 대상자의 스트로크 데이터들은, 분석 대상자가 당구 큐 스트로크 분석 장치 상에서 자세를 취하고 당구 큐 스트로크를 반복하며 타겟판을 타격하는 과정에서 얻어지는 것들일 수 있다. 스트로크 데이터는 당구 큐 스트로크 분석 장치의 다수의 충격 센서, 압력 센서, 적외선 센서 및 당구 큐의 모션 센서 중 적어도 하나의 감지 값에 기초하여 결정될 수 있다.
비교 모델은 분석 대상자의 스트로크 데이터들로부터 주성분 분석(PCA: Principal Component Analysis) 기법을 통해 추출된 주성분을 바탕으로 생성된 것일 수 있다. 서버는 비교 모델을 표준 모델과 비교하여 분석 대상자의 스트로크를 분석할 수 있다. 예를 들어, 서버는 도 7에 도시된 바와 같이 분석 대상자의 주성분 데이터(710)들 중에서 표준 모델을 기반으로 산출된 기준 값(REF)를 초과한 것을 이상 데이터로 분류하고, 이렇게 분류된 이상 데이터를 바탕으로 분석 결과를 도출할 수 있다. 예를 들어, 주성분 데이터인 PCA 값이 압력 센서를 통해 감지된 압력인 경우 이상 데이터는 압력 센서에 과도한 압력이 가해지는 것이므로 체중이 전방이나 좌측(오른손 잡이의 경우)에 쏠려 있으므로 이를 참고하여 자세를 보정할 것을 제안하는 분석 결과를 도출할 수 있으며, 이러한 분석 결과를 분석 대상자가 인지할 수 있도록 사용자에게 제공할 수 있다. 이러한 분석 결과는 분석 대상자의 당구 큐 스트로크에 대한 가이드, 체중의 왼발, 오른발 차이, 당구 큐의 타겟판 임팩트 전후 속도 변화나 수치화된 분석 차트로 제공되는 것도 가능하며, 이러한 진단 또는 분석 결과를 분석 대상자는 스트로크 훈련에 활용할 수 있기 때문에 기존의 감에 의존하는 방식에서 벗어나 정밀한 훈련이 가능하다.
도 8은 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 방법의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 방법은 당구 큐 스트로크 분석 장치(예: 도 2의 당구 큐 스트로크 분석 장치(120))에 의해 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단계(810)에서 당구 큐 스트로크 분석 장치는 다양한 센서들로부터 센서 데이터를 수집할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치는 압력 센서를 통해 당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지하기 위한 제1 센서 데이터를 획득할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치는 제1 적외선 센서를 통해 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 당구 큐가 타겟판을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 제2 센서 데이터를 획득할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치는 타겟판에 구비된 충격 센서를 통해 당구 큐 스트로크에 의해 당구 큐가 타겟판에 부딪힐 때 전해지는 충격을 감지하기 위한 제3 센서 데이터를 획득할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치는 제2 적외선 센서를 통해 당구 큐가 타겟판을 부딪치고 나서 타겟판의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 제4 센서 데이터를 획득할 수 있다. 실시예에 따라, 당구 큐 스트로크 분석 장치는 당구 큐에 구비되는 모션 센서로부터 제5 센서 데이터를 수신할 수도 있다.
단계(820)에서, 당구 큐 스트로크 분석 장치는 수집한 센서 데이터에 기초하여 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치는 제1 센서 데이터, 제2 센서 데이터, 제3 데이터, 제4 데이터, 및 제5 센서 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 당구 큐 스트로크를 분석할 수 있다. 당구 큐 스트로크의 분석에 관해서는 도 1 내지 도 7을 통해 설명된 내용을 참고할 수 있으며 중복도는 부분에 대한 설명은 생략한다.
단계(830)에서, 당구 큐 스트로크 분석 장치는 당구 큐 스트로크의 분석 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. 당구 큐 스트로크 분석 장치는 센서 데이터를 내부의 인공지능 기반 분석 알고리즘을 통해 분석한 후 당구 보드 장치 또는 사용자 단말로 분석 결과(예: 가이드, 당구 큐 스트로크에 대한 수치 데이터, 분석 차트)를 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 당구 큐 스트로크 분석 장치는 다른 사용자의 당구 큐 스트로크 데이터를 사용자에게 제공할 수도 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 당구 큐 스트로크 분석 장치의 사용 예시도이다.
도 9를 참조하면, 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 적어도 하나의 외부 센서로부터 센서 데이터를 수신할 수 있다. 외부 센서는 사용자(130)에 착용된 다양한 웨어러블 장치에 구비된 모션 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치는 사용자(130)의 손목에 착용되는 스마트 워치(912) 및/또는 스마트 밴드(916), 목에 착용되는 스마트 스포츠 목걸이(914) 등을 포함할 수 있다. 또는, 웨어러블 장치는 귀걸이, 헤어 밴드, 헤드 마운티드 장치(HMD), 발목에 착용하는 스마트 밴드 등을 포함할 수도 있다. 이와 같은 웨어러블 장치는 내부에 모션 센서(예: 자이로 센서, 가속도 센서)를 포함하고, 해당 모션 센서를 통해 사용자(!30)의 모션 데이터를 측정할 수 있다. 측정된 모션 데이터는 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)나 서버에 전송될 수 있다.
사용자(130)는 위와 같은 웨어러블 장치를 착용한 채로 당구 큐 스트로크를 연습할 수 있고, 이 경우 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 보다 정밀한 사용자의 동작/자세 데이터를 수집할 수 있다. 사용자(130)마다 신체 특징과 당구 큐 스트로크의 습관이 서로 다르기 때문에, 웨어러블 장치를 통해 수집한 동작/자세 데이터를 통해 당구 큐 스트로크 분석 장치(120)는 사용자(130)별로 차별화된 당구 큐 스트로크의 분서 데이터를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 비록 당구에 한정되어 설명되어 있으나, 본 발명은 당구뿐만 아니라 골프, 게이트볼 등과 같이 정지해 있는 공(ball)을 사용자가 도구를 이용하여 치는 것에 의해 경기를 하는 종목이라면 어디든 적용이 가능하다. 사용자는 실제 공 없이, 도구(예: 골프채, 게이트볼 채)를 통해 타겟판을 치는 것을 통해 연습할 수 있고 이 경우 본 발명에서 제안한 분석 시스템에 따라 사용자는 연습을 보다 객관적이고 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 당구 큐 스트로크 분석 장치에 있어서,
    지지부;
    상기 지지부에 배치되고, 사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 전해지는 충격을 감지하는 충격 센서가 배치된 타겟판;
    당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지하는 압력 센서;
    상기 지지부의 상면에서 상기 압력 센서와 상기 타겟판 사이에 배치된 제1 적외선 센서;
    상기 지지부의 상면에서 타겟판의 뒤에 배치되는 제2 적외선 센서; 및
    상기 충격 센서에 의해 센싱된 센서 데이터, 상기 압력 센서에 의해 센싱된 센서 데이터, 상기 제1 적외선 센서에 의해 센싱된 센서 데이터 및 상기 제2 적외선 센서에 의해 센싱된 센서 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하는 프로세서
    를 포함하는 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적외선 센서는,
    상기 당구 큐 스트로크에 의해 상기 당구 큐가 상기 타겟판을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득하는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 적외선 센서는,
    상기 당구 큐가 상기 타겟판을 부딪치고 나서 상기 타겟판의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 센서 데이터를 획득하는,
    당구 큐 스트로크 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적외선 센서는, 서로 간에 균등한 거리로 배치된 제1 적외선 센서들을 포함하고,
    상기 제2 적외선 센서는, 서로 간에 균등한 거리로 배치된 제2 적외선 센서들을 포함하는,
    당구 큐 스트로크 분석 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 당구 큐에 구비되는 모션 센서로부터 수신한 센서 데이터에 기초하여 상기 당구 큐 스트로크를 분석하는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타겟판에는,
    당구공의 형상에 대응하는 원형의 타겟 모양이 표시되어 있고, 상기 원형의 타겟 모양 내에는 복수의 스트로크 기준 점들이 표시되어 있는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    분석하고자 하는 당구 큐 스트로크가 적용되는 당구 게임의 종류에 따라 상기 타겟판에 표시된 타겟 모양의 크기와 상기 타겟판의 중량이 결정되는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 외부 센서로부터 센서 데이터를 수신하고, 상기 당구 큐 스트로크의 분석 결과를 외부 장치로 전송하는 통신 모듈
    을 더 포함하는 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외부 센서는,
    상기 사용자에 착용된 웨어러블 장치에 구비된 모션 센서를 포함하는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    다변량자료분석 기법을 통해 추출한 주성분들을 바탕으로 표준 모델을 생성하고,
    적어도 하나의 센서로부터 수신한 센서 데이터와 상기 표준 모델에 기초하여 상기 당구 큐 스트로크를 분석하는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    다른 사용자의 당구 큐 스트로크 데이터를 상기 사용자에게 제공하는, 당구 큐 스트로크 분석 장치.
  12. 당구 큐 스트로크 분석 방법에 있어서,
    당구 큐의 브릿지를 형성하는 손으로부터 가해지는 압력을 감지하기 위한 제1 센서 데이터를 획득하는 단계;
    사용자의 당구 큐 스트로크에 의해 상기 당구 큐가 타겟판을 향해 이동하는 과정에서의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 제2 센서 데이터를 획득하는 단계;
    상기 당구 큐 스트로크에 의해 상기 당구 큐가 상기 타겟판에 부딪힐 때 전해지는 충격을 감지하기 위한 제3 센서 데이터를 획득하는 단계;
    상기 당구 큐가 상기 타겟판을 부딪치고 나서 상기 타겟판의 뒤로 이동할 때의 당구 큐 스트로크 속도를 감지하기 위한 제4 센서 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 센서 데이터, 상기 제2 센서 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하는 단계
    를 포함하는 당구 큐 스트로크 분석 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 당구 큐에 구비되는 모션 센서로부터 제5 센서 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 사용자의 당구 큐 스트로크를 분석하는 단계는,
    상기 제1 센서 데이터, 상기 제2 센서 데이터, 상기 제3 데이터, 상기 제4 데이터, 및 상기 제5 센서 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 당구 큐 스트로크를 분석하는 단계를 포함하는 당구 큐 스트로크 분석 방법.
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