CN101309729B - 用来测量屏幕高尔夫的高尔夫球的动态信息的*** - Google Patents

用来测量屏幕高尔夫的高尔夫球的动态信息的*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，特别是，用来测量高尔夫球的动态信息的***，该***从四个不同的光束平面精确测量高尔夫球和高尔夫球棒的角度和速度，所述光束平面位于屏幕高尔夫设备内的高尔夫球台前面，所述屏幕高尔夫设备主要安装在室内的练习场，以便于根据高尔夫球的角度和速度的测量，以三维图像的形式实现预期的飞行距离(carrydistance)和高尔夫球的下落点。

Description

用来测量屏幕高尔夫的高尔夫球的动态信息的***
技术领域
本发明涉及一个用来测量屏幕高尔夫的高尔夫球的动态信息的***，特别是，用来测量高尔夫球的动态信息的***，该***从四个不同的光束平面精确测量高尔夫球和高尔夫球棒的角度和速度，所述光束平面位于屏幕高尔夫设备内的高尔夫球台前面，所述屏幕高尔夫设备主要安装在室内的练习场，以便于根据高尔夫球的角度和速度的测量，以三维图像的形式实现预期的飞行距离(carry distance)和高尔夫球的下落点。
背景技术
目前，为了克服室内练习场的空间限制，已经开发了一种高尔夫模拟***。也就是说，高尔夫模拟***测量关于高尔夫球在高尔夫球台附近的给定空间内的速度和飞行角度的动态信息，以便于预测高尔夫球的飞行轨迹，并根据高尔夫球的速度和飞行角度的测量，在高尔夫球台前面的屏幕上以三维图像的形式输出一个预测的飞行轨迹。
在本案中，因为与已经输入控制器的真实高尔夫练习场的图像相同，该控制器是为了控制高尔夫球的预测的飞行轨迹的输出，高尔夫球手能够得到与他或者她直接在真实的高尔夫练习场打球相同的视觉效果。这样的高尔夫模拟***被称为典型的“屏幕高尔夫”。
绿色高尔夫实行***(implementing system)中最重要的技术因素是对高尔夫球的飞行轨迹和下落点的精确预测。最后，需要的是，高尔夫球的动态信息应在有限的空间内更加精确和多样。
***行光线的第一套彼此间隔开的光探测器，以及沿着所述的第二支杆14而设以接收从第一光发射器16发射的非平行光线的第二套彼此间隔开的光探测器；与光探测器组相连以处理与高尔夫球和高尔夫球棒相关的运动信息的数据处理器22。
本案中，第一和第二光发射器16和18都发射非平行光线以形成在在一个独立的平面内的光感应器网20。当高尔夫球手挥动球棒击向击球区内的高尔夫球，且当高尔夫球和高尔夫球棒穿过光感应器网20时，到达某些选定的光探测器上的光线被打断或者封闭。这时，数据处理器22为每个选定的光探测器测量被高尔夫球和高尔夫球棒打断光线的位置和中断时间，根据测量情况为高尔夫球和高尔夫球棒探测相关的运动信息以预测高尔夫球的飞行轨迹。通过数据处理器22所预测的飞行轨迹以一种三维图像的形式被处理，然后显示在击球区前面的屏幕上。
然而，上述普通的高尔夫球动态信息测量***有一个问题，即它有一个的大的错误范围，因此在获得高尔夫球的精确的动态信息上有限制，高尔夫球和高尔夫球棒的运动信息在一个称作光感应器网20的平面内被测量。尤其，为了测量高尔夫球的飞行角度，需要高尔夫球手在一个特定的位置用高尔夫球棒击打高尔夫球。另外，普通的高尔夫球动态信息测量***有一个问题，即既然它在光线被高尔夫球打断时只通过每个选定的光探测器的中断时间测量高尔夫球的速度，存在高尔夫球速度上的一个大的错误范围。
发明内容
因此，本发明讨论并解决了上述提到的在先技术中存在问题，本发明的目的是在模拟***中为屏幕高尔夫提供一种测量高尔夫球的动态信息的***，它能够准确的测量高尔夫球的飞行角度，而不管高尔夫球的撞击位置同时大大减少高尔夫球速度上的错误范围。
为了实现以上目标，本发明提供了一种测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，该***包括：一个垂直结构，它包括在高尔夫球台前面彼此平行排列并以关于地面30-70度的预定角度(θ)定向向着高尔夫球台的第一和第二垂直杆；
一个水平结构，它包括在垂直结构的下端彼此平行排列的第一和第二水平杆；
第一和第二垂直光感应器组分别沿着第一和第二垂直杆分散的设置；
第一和第二水平光感应器组分别沿着第一和第二水平杆分散的设置；
第一和第二垂直光发射器，它彼此分散的设在垂直结构的上端部分并向着第一和第二水平光感应器组发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束；
第一和第二水平光发射器，它彼此分散的设在水平结构的末端部分并向着第一和第二组垂直光感应器组发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束；
连接到所述第一和第二垂直光感应器组以及所述第一和第二水平光感应器组的数据处理器，其特征在于，从第一和第二组垂直光发射器和第一和第二组水平光发射器发出的线性激光束，形成四个互相平行排列的光束平面，以关于地面成30-70度的预定的角度定向向着高尔夫球台300。
如上所述，本发明准确测量高尔夫球的飞行角度而不管高尔夫球的撞击位置，同时大大的减少了高尔夫球速度的错误范围，因而能准确的在屏幕上显示模拟***中高尔夫球的飞行轨迹和下落点。
附图说明
图1是根据在先技术用于测量高尔夫球的动态信息的***的示意图；
图2是根据本发明的用于测量高尔夫球的动态信息的***的结构示意图；
图3是根据本发明的用于测量高尔夫球的动态信息的***的激光束所形成的光束平面的示意图；
图4是根据本发明的优选实施例用于测量高尔夫球的动态信息的***的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图详细描述本发明的较佳实施例。
图1是根据在先技术用于测量高尔夫球的动态信息的***的示意图；图2是根据本发明的用于测量高尔夫球的动态信息的***的结构示意图；图3是根据本发明的用于测量高尔夫球的动态信息的***的激光束所形成的光束平面的示意图；图4是根据本发明的优选实施例用于测量高尔夫球的动态信息的***的示意图。
根据本发明的用于测量高尔夫球的动态信息的***包括：垂直结构100，它包括在高尔夫球台300前面彼此平行排列并以关于地面成30-70度的预定角度(θ)定向向着高尔夫球台300的第一垂直杆110和第二垂直杆120；水平结构200，它包括在垂直结构100的下端彼此平行排列的第一水平杆210和第二水平杆220；第一和第二垂直光感应器组130和140分别沿着第一和第二垂直杆110和120分散的设置；第一和第二水平光感应器组230和240分别沿着第一和第二水平杆210和220分散的设置；第一和第二垂直光发射器150和160，它彼此分散的设在垂直结构100的上端部分，并且第一垂直光发射器150向着第一水平光感应器组230发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束，第二垂直光发射器160向着第二水平光感应器组240发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束；第一和第二水平光发射器250和260，它彼此分散的设在水平结构200的末端部分，并且第一水平光发射器250向着第一垂直光感应器组130发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束，第二水平光发射器260向着第一垂直光感应器组140发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束；连接到第一和第二垂直光感应器组130和140以及第一和第二水平光感应器组230和240的数据处理器500。
同时，如图3所示，从第一和第二组垂直光发射器150和160以及第一和第二组水平光发射器250和260发射的线性激光束，形成四个互相平行排列的光束平面410，420，430和440，以关于地面成30-70度的预定角度定向向着高尔夫球台300。
也就是说，第一光束平面410形成于第一垂直光发射器150和第一水平光感应器组230之间，第二光束平面420形成于第一水平光发射器250和第一垂直光感应器组130之间，
第三光束平面430形成于第二垂直光发射器160和第二水平光感应器组240之间，第四光束平面440形成于第二水平光发射器260和第二垂直光感应器组140之间。
本发明中，垂直结构100和水平结构110大体形成L形的结构。每一个光束平面410，420，430和440在垂直结构100和水平结构110之间呈三角形。垂直结构100和水平结构110之间的角度没有明确限定，但优选90度。
另外，光束平面410，420，430和440与地面之间的角度(θ)根据第一垂直杆110和第二垂直杆120与地面之间的角度(θ)决定。虽然没有明确限定角度(θ)，但是如果这个角度在30-70度之间，就有可能最有效的测量高尔夫球的动态信息。
在本发明的一个实施例中，为了连接第一和第二垂直杆110和120的上端部，在一个垂直连接杆170上安装第一和第二垂直光发射器150和160。同时，为了连接第一和第二水平杆210和220的末端部，在水平连接杆270上安装第一和第二水平光发射器250和260。
第一垂直光发射器150和第二垂直光发射器160之间，第一水平光发射器250和第二水平光发射器260之间，第一垂直杆110和第二垂直杆120之间，以及第一水平杆210和第二水平杆220之间的空间距离R1设置的彼此相同。这个空间距离R1决定着第一光束平面410和第三光束平面430之间，以及第二光束平面420和第四光束平面440之间的空间距离。
这个空间距离R1还没有明确确定，但是最好在10-20厘米之间。
而且，第一垂直杆110和第一垂直光发射器150之间，第二垂直杆120和第二垂直光发射器160之间，第一水平杆210和第一水平光发射器250之间，第一水平杆210和第二水平光发射器250之间，以及第二水平杆220和第二水平光发射器250之间的空间距离R2设置的彼此相同。这个空间距离R2决定着第一光束平面410和第二光束平面420之间，以及第三光束平面430和第四光束平面440的空间距离R1。这个空间距离R1还没有明确确定，但是最好在7-12毫米之间。
在本发明中，每一组垂直光感应器组130，140和水平光感应器组230，240，以大约1.5-2.5cm的预定的空间距离排列在第一垂直杆110和第二垂直杆120及第一水平杆210和第二水平杆220上，并分别接收到从光发射器150，160，250和260发出的激光束。这时，从光发射器150，160，250和260发出的激光束，形成10-30Kz的脉冲激光束，因此激光束不被外部的散射光和噪音影响。垂直光感应器组130，140和水平光感应器组230，240只能配置和接收来自相应的光发射器150，160，250和260的脉冲激光束。根据高尔夫球手所用的高尔夫球俱乐部的种类，脉冲束的频率范围能预先设定进入数据处理库500。垂直和水平的光感应器组130，140，230和240被连接到数据处理库500。
以下，参照图3描述本发明的操作和工作效应。
当高尔夫球手在高尔夫球台300内用他或者她的高尔夫球棒击高尔夫球时，高尔夫球600沿着直线轨迹飞越，顺次穿过第一到第四光束平面410，420，430和440。这时，由于激光束被打断，数据处理器500识别出每个光感应器组130，140，230和240的光感应器的序列号，以便于探测第一和第二光束平面410和420之间的直线轨迹A上的点A1，以及第三和第四光束平面430和440之间的直线轨迹A上的点A2，高尔夫球600的中心穿过A1点第一垂直光感应器组130和第一水平光感应器组230，高尔夫球600的中心穿过第二组垂直光感应器140和水平光感应器240。
下面，数据处理器500计算高尔夫球600在点A1和A2之间的飞行速度和穿越这个距离所需要的时间。直线轨迹A上连接A1和A2的线段转变成矢量以获得高尔夫球飞行轨迹的水平角度和垂直角度。这时，水平的光感应器组230和240的光感应器的位置的变动，被打断的激光束用来计算高尔夫球的直线轨迹A的水平角度。同时，垂直的光感应器组130和140的光感应器的位置的变动，被打断的激光束用来计算高尔夫球的直线轨迹A的垂直角度。
同时，高尔夫球沿着曲线轨迹飞行时，球棒头700顺次穿过第一到第四光束平面410到440。这时，由于激光束被打断，数据处理器500识别出每一光感应器组130，140，230和240的光感应器的序列号，以便于探测第一和第二光束平面410和420之间的曲线轨迹B上的点B1，球棒头700的中心穿过第一垂直和水平光感应器组130和230，第三和第四光束平面430和440之间的直线轨迹A上的点A2，球棒头700的中心穿过从第二组垂直和水平的光感应器组140和240。然后，数据处理器500计算高尔夫球棒头700飞行时在点B1和B2之间的旋转速度和旋转角度。
通过以上过程，数据处理器500测量高尔夫球600和高尔夫球棒头700，根据动态信息的测量，计算预期的飞行距离(carry distance)和高尔夫球600的下落点。然后以三维图像的形式加工高尔夫球600的预测的飞行轨道，以在高尔夫球台300前面的屏幕上显示三维图像。
图4是根据本发明的优选实施例用于测量高尔夫球的动态信息的***的示意图。
根据图4，垂直连接杆170和水平连接杆270没有安装，而是安装了一个垂直支架。在本案中，第一和第二垂直光发射器150和160分别安装在第一和第二垂直杆110和120的一端。同时，第一和第二水平光发射器250和260分别安装在第一和第二水平杆210和220的一端。
本发明详细描述了较佳的具体实施例，可以理解的是本发明并不限于所公开的实施例。例如，垂直和水平结构100和200可以构成板形，允许各个光感应器组130，140，230和240安装在任意一边缘。但是，可以记住的是，由于本发明的范围下降，这个设计修改应该被解释，只要由于设计的修改在本发明中没有发生预料之外的新效果。
工业应用
如上所述，根据本发明测量高尔夫球的动态信息的***有一个有利的效果，即该***能够精确的测量高尔夫球的飞行角度而不管高尔夫击球位置(golf ballhitting position)，同时大大降低高尔夫球速度的错误范围，因此，能够为屏幕高尔夫在模拟***中屏幕上精确的显示高尔夫球的飞行轨迹和下落点。

Claims (5)

1.一种测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，该***包括：一个垂直结构，它包括在高尔夫球台前面彼此平行排列并以关于地面30-70度的预定角度(θ)定向向着高尔夫球台的第一和第二垂直杆；
一个水平结构，它包括在垂直结构的下端彼此平行排列的第一和第二水平杆；
第一和第二垂直光感应器组分别沿着第一和第二垂直杆分散的设置；
第一和第二水平光感应器组分别沿着第一和第二水平杆分散的设置；
第一和第二垂直光发射器，它彼此分散的设在垂直结构的上端部分，并且第一垂直光发射器向着第一水平光感应器组发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束，第二垂直光发射器向着第二水平光感应器组发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束；
第一和第二水平光发射器，它彼此分散的设在水平结构的末端部分，并且第一水平光发射器向着第一垂直光感应器组发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束，第二水平光发射器向着第二垂直光感应器组发出大体上在一个独立的平面内的线性激光束；
连接到所述第一和第二垂直光感应器组以及所述第一和第二水平光感应器组的数据处理器，其特征在于，从第一和第二垂直光发射器和第一和第二水平光发射器发出的线性激光束，形成四个互相平行排列的光束平面，以关于地面成30-70度的预定的角度定向向着高尔夫球台。
2.根据权利要求1所述的测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，其特征在于，从第一和第二垂直光发射器及第一和第二水平光发射器发出的所述线性激光束形成10-30KZ的脉冲激光束，所述第一和第二垂直光感应器组只接受来自相应的垂直光发射器的脉冲激光束；所述第一和第二水平光感应器组只接受来自相应的水平光发射器的脉冲激光束。
3.根据权利要求1或者2所述的测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，其特征在于，所述垂直结构和水平结构之间的角度是90度。
4.根据权利要求1或者2所述的测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，其特征在于，所述第一垂直光发射器和第二垂直光发射器之间，第一水平光发射器和第二水平光发射器之间，第一垂直杆和第二垂直杆之间，以及第一水平杆和第二水平杆之间的空间距离R1，设定为10～20厘米之间的彼此相同的数值。
5.根据权利要求1或者2所述的测量屏幕高尔夫的高尔夫球动态信息的***，其特征在于，所述第一垂直杆和第一垂直光发射器之间，第二垂直杆和第二垂直光发射器之间，第一水平杆和第一水平光发射器之间，第一水平杆和第二水平光发射器之间，以及第二水平杆和第二水平光发射器之间的空间距离R2，设定为7～12厘米之间彼此相同的数值。
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