CN108888928A - 一种室内高尔夫运动模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于球类运动模拟技术领域，具体为一种室内高尔夫运动模拟装置。所用的运动器材基于高尔夫球杆和高尔夫球，包括高尔夫球运动捕捉装置、控制主机和场景显示装置；高尔夫球杆击打高尔夫球后，高尔夫球运动捕捉装置捕捉高尔夫球的运动数据；运动捕捉装置同控制主机连接，将捕捉到的高尔夫球运动数据发送给控制主机；控制主机将高尔夫球运动数据分析处理后，转换为图形化信号，发送给场景显示装置显示。本发明中，用户即可以切身体验挥杆动作，达到锻炼目的，并能直观观察到击球的效果，装置结构简单，占用场地小，大大降低练习高尔夫的成本。

Description

一种室内高尔夫运动模拟装置

技术领域

本发明属于球类运动模拟技术领域，具体涉及一种室内高尔夫运动模拟装置。

背景技术

一个标准高尔夫球场建造需要占用数千亩甚至数万亩的土地，就算一个练习场也要占地数十亩；所以高尔夫球场建设成本高，占用土地资源大；因此往往高尔夫球场建设于在城郊偏僻的地方，而一线城市市区中往往也是限制建立，从而限制了高尔夫球运动的普及推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种占地面积小，成本低的室内高尔夫运动模拟装置，有利于全民普及高尔夫球运动。

本发明所提供的室内高尔夫运动模拟装置，所用的运动器材基于真实规格的高尔夫球杆和高尔夫球，包括高尔夫球运动捕捉装置、控制主机和场景显示装置；

高尔夫球杆击打高尔夫球后，高尔夫球运动捕捉装置捕捉高尔夫球的运动数据（轨迹、转速及速度）；

高尔夫球运动捕捉装置同控制主机连接，将捕捉到的高尔夫球运动数据发送给控制主机；

控制主机同场景显示装置连接，将高尔夫球运动数据分析处理后，转换为图形化信号，发送给场景显示装置显示。

本发明中，所述场景显示装置包括投影装置和显示幕布；投影装置同控制主机连接，将控制主机发来的图形化信号投射到显示幕布上。

本发明中，所述显示幕布为软质抗冲击材料。

本发明中，还设有击球平台，高尔夫球放置于击球平台上；

所述显示幕布正对设置于击球平台前，且与击球点保持一段供高尔夫球击出后运动的距离，高尔夫球运动方向朝向显示幕布。

本发明中，所述击球平台为可调前后左右倾角的平台，用以模拟起伏的高尔夫球场地。

所述击球平台底部设有若干个可调整高度的伸缩液压杆，通过不同位置液压杆长度调节达到调整击球平台倾角。

本发明中，所述高尔夫球运动捕捉装置包括壳体、用于捕捉高尔夫球运动的捕捉摄像头、主控制板、红外线LED灯和LED控制器；

所述壳体为长条形腔体，壳体表面设有***窗；捕捉摄像头、主控制板、红外线LED灯和LED控制器均设置于壳体内；

所述捕捉摄像头有两个，分别设置于壳体的两端；红外线LED灯设置于壳体中部；捕捉摄像头和红外线LED灯均朝向***窗，且扫描区域覆盖击球平台到显示幕布；

所述红外线LED灯通过LED控制器和主控制板连接，两个捕捉摄像头均同主控制板连接，主控制板上设有I/O端口，通过I/O端口与控制主机连接。

本发明中，还设有将击出的高尔夫球自动回收并传回击球平台的高尔夫球回收投放装置。

本发明中，所述高尔夫球回收投放装置设置于击球平台底部，包括回收管路、输送管路、球收集盘、可升降击球支杆和回收投放控制器；球收集盘和可升降击球支杆同回收投放控制器连接，回收投放控制器同控制主机连接；高尔夫球进入回收管路后，经球收集盘转换到输送管路，并被推送到可升降击球支杆上；所述可升降击球支杆顶部能放置高尔夫球，在降到最低时，可升降击球支杆顶部位于输送管路的出球口下方，高尔夫球从输送管路出球口出来后落入可升降击球支杆顶部；可升降击球支杆升起时，带着高尔夫球伸出击球平台。

本发明中，所述球收集盘为圆盘，圆心同转动电机连接，水平转动，圆盘上设有若干个沿着圆盘边沿依次排列的、可以放置一个高尔夫球的球格，球格上设有供一个高尔夫球进出的开口；沿着球收集盘转动方向，回收管路出球口和输送管路进球口依次设置于球收集盘边沿位置；被击打后的高尔夫球进入回收管路，在回收管路出球口被转动的球格收纳后带入转动的球收集盘中，转动到输送管路进球口，推入输送管路中。高尔夫球不断的被推入输送管路，后面的球不断将前面球向前推，直到输送管路的出球口。

本发明中，在输送管路出球口处设有高尔夫球感应器，高尔夫球感应器同回收投放控制器连接；在感应到出球口处无高尔夫球时，球收集盘进行转动输送高尔夫球；当感应到出球口处有高尔夫球时，停止转动球收集盘。

本发明中，所述可升降击球支杆的升降高度可调。

本发明中，可升降击球支杆采用软质橡胶材质。

本发明中，所述控制主机还包括显示屏、控制键盘和人物捕捉摄像头；人物捕捉摄像头捕捉的用户击球画面，并通过显示屏显示。

本发明中，还设有辅助控制器，辅助控制器同控制主机连接，能代替控制键盘对控制主机进行辅助操作。

本发明中，所述辅助控制器为手机移动端，通过无线网络同控制主机连；用户能直接通过手机进行操作控制，并在显示屏和场景显示装置中反馈出来。用户无需每次参数控制调整要走到控制主机上。

本发明中，所述辅助控制器为地上选择控制器，设置于击球平台上，地上选择控制器同控制主机连接；用户能直接通过地上选择控制器进行操作控制，并在显示屏和场景显示装置中反馈出来。便于用户用脚或者球杆对一些基本操作进行调整，无需每次参数控制调整要走到控制主机上。

本发明中，还设有扬声器，扬声器同控制主机连接。可以播放击球结果等语音信息、模拟场景环境音和背景音乐。

本发明中，不同的室内高尔夫运动模拟装置能以各自的控制主机通过联网进行远程连接，共享各个室内高尔夫运动模拟装置的实时数据。

本发明中，所述高尔夫球上设有辅助高尔夫球运动捕捉装置更准确捕捉的若干个定位点；该定位点为黑色圆点，贴在高尔夫球表面。

本发明设置于室内，高尔夫球被击出后，捕捉摄像头捕捉运行中高尔夫球，击球一瞬间的初速度、转速、旋转方向和加速度等参数，将参数传送到控制主机进行数据计算处理，计算模拟出撞击幕布之后的高尔夫球的运动距离和方向，再由控制主机传送到场景显示装置；在显示幕布上显示出高尔夫球之后的轨迹路线，并通过画面模拟落点位置。

本发明，用户即可以切身体验挥杆动作，达到锻炼目的，并能直观观察到击球的效果，装置结构简单，占用场地小，大大降低练习高尔夫的成本。

附图说明

图1为本发明整体结构图示。

图2为高尔夫球运动捕捉装置结构简图。

图3为高尔夫球回收投放装置俯视的结构原理简图。

图中标号：

1为高尔夫球运动捕捉装置，2为控制主机，3为场景显示装置，4为击球平台，5为高尔夫球回收投放装置，6为斜坡；

11为壳体，12为捕捉摄像头，13为主控制板，14为红外线LED灯，15为LED控制器；

21为显示屏、22为控制键盘，23为人物捕捉摄像头；

31为投影装置，32为显示幕布；

41为地上选择控制器；

51为回收管路、52为输送管路、53为球收集盘、54为可升降击球支杆，55为回收投放控制器；

61为集球坡道，62为落球口。

具体实施方式

本发明选用一个25平米的房间作为场地，所用的运动器材基于真实规格的一套高尔夫球杆和若干高尔夫球，装置包括高尔夫球运动捕捉装置1、控制主机2、场景显示装置3、击球平台4和高尔夫球回收投放装置5；

所述控制主机2为一台电脑，具有CPU和GPU（显卡）运算能力，带有触摸显示屏和键盘；

所述场景显示装置3包括投影装置31和显示幕布32；投影装置31同控制主机2的显卡连接，设置于天花板上，将控制主机2发来的图形化信号投射到显示幕布32上。所述显示幕布32为软质抗冲击幕布，设置于房间正面墙面前；

所述高尔夫球运动捕捉装置1设置于天花板上，其包括壳体11、用于捕捉高尔夫球运动的捕捉摄像头12、主控制板13、红外线LED灯14和LED控制器15；

所述壳体11为立方体腔体，壳体表面设有***窗；捕捉摄像头12、主控制板13、红外线LED灯14和LED控制器15均设置于壳体11内；

所述捕捉摄像头12有两个，分别设置于壳体11的两端，捕捉摄像头12为高速摄像头，每个高速摄像头每秒能捕捉2000帧；红外线LED灯14设置于壳体11中部；捕捉摄像头12和红外线LED灯14均朝向***窗，且扫描区域覆盖击球平台到显示幕布；

所述红外线LED灯14通过LED控制器15和主控制板13连接，两个捕捉摄像头12均同主控制板13连接，主控制板13上设有I/O端口，通过I/O端口与控制主机2数据连接。所述红外线LED灯14对扫描场景进行补光。

所述击球平台4为一个长方形板，表面铺设人造草皮模拟高尔夫球场的草坪，高尔夫球放置于击球平台4上；用户站于击球平台4上击球。击球平台4和显示幕布32间距设为3.5m。

所述击球平台4底部四个角上各设有一个可调整高度的伸缩液压杆，伸缩液压杆的升降控制器同控制主机2连接，通过调节不同位置液压杆长度，达到调整击球平台前后左右的倾角，用以模拟起伏的高尔夫球场地。

所述高尔夫球回收投放装置5设置于击球平台底部，包括回收管路51、输送管路52、球收集盘53、可升降击球支杆54和回收投放控制器55；球收集盘53和可升降击球支杆54同回收投放控制器55连接，回收投放控制器55同控制主机2连接；回收管路51和水平面有一定倾角，高尔夫球进入回收管路51后滚入球收集盘53，经球收集盘53转换到输送管路52，并被推送到可升降击球支杆54上；所述可升降击球支杆54顶部能放置高尔夫球，在降到最低时，可升降击球支杆54顶部位于输送管路52的出球口下方，高尔夫球从输送管路52出球口出来后落入可升降击球支杆54顶部；可升降击球支杆54升起时，带着高尔夫球伸出击球平台4。

所述可升降击球支杆54为空心圆柱，采用橡胶材质，受外力可弯曲并回弹；可升降击球支杆54下端垂直设有带有锯齿形的直杆作为传动杆，另有一可正反转动的转动电机，电机转轴上设有一齿轮，齿轮齿形和传动杆锯齿形匹配并相接触；电机的正反转动，通过齿轮传动而传动杆上升或下降，即带动可升降击球支杆上升或下降。可升降击球支杆54上方的击球平台4上设有一个圆孔作为出球口，可升降击球支杆54通过该圆孔伸出。

所述球收集盘53为圆盘，圆心同一个转动电机连接，水平转动；

圆盘上设有若干个沿着圆盘边沿依次排列的、可以放置一个高尔夫球的球格，球格一端为供一个高尔夫球进出的开口，另一端为半圆形；沿着球收集盘53转动方向，回收管路51出球口和输送管路52进球口依次设置于球收集盘53边沿位置；被击打后的高尔夫球进入回收管路51，在回收管路51出球口被转动的球格收纳后带入转动的球收集盘53中，转动到输送管路52进球口，推入输送管路52中。

高尔夫球不断的被推入输送管路，后面的球不断将前面球向前推，直到输送管路的出球口。

在输送管路52出球口处设有高尔夫球感应器，高尔夫球感应器同回收投放控制器55连接；在感应到出球口处无高尔夫球时，回收投放控制器55控制球收集盘53进行转动输送高尔夫球；当感应到出球口处有高尔夫球时，回收投放控制器55控制停止转动球收集盘53。

所述击球平台4和显示幕布32间设有一个斜坡6，斜坡6的底边（靠近击球平台的一边）设有集球坡道61，集球坡道61呈V形，最低端处设有落球口62，落球口62可以设于球道中间区域；

落球口62同高尔夫球回收投放装置的回收管路51对接；当击出的高尔夫球被显示幕布32阻拦落下后，随着斜坡滚入集球坡道61，并滚入回收管路51。

所述击球平台4上还设有地上选择控制器41，上面设有若干快捷功能键，如：菜单键、上下左右选择键（同时可以作为击球的方向调整键）、可升降击球支杆54升降控制键等等，地上选择控制器41同控制主机2连接，设置于靠近击球点附近；用户可以直接通过地上选择控制器41进行操作控制，并在显示屏21和场景显示装置中3反馈出来。便于用户用脚或者球杆对一些基本操作进行调整，无需每次参数控制调整要走到控制主机2上。

所述控制主机2还包括显示屏21、控制键盘22和人物捕捉摄像头23；人物捕捉摄像头23捕捉的用户击球画面并录制保存下来；并进行回放，通过显示屏21显示，也可以通过场景显示装置3投影出来；便于用户和教练回放，直观的比较之前动作的标准性，进行***调整训练姿势。

人物捕捉摄像头23设有多个，从不同角度捕捉用户的击球姿态。

所述高尔夫球上设有辅助高尔夫球运动捕捉装置更准确捕捉的若干个定位点；该定位点为黑色圆点，贴在高尔夫球表面。

本发明设置于室内，高尔夫球被击出后，高尔夫球运动捕捉装置的捕捉摄像头捕捉运行中高尔夫球，记录下击球一瞬间的初速度、转速、旋转方向和加速度等参数；红外线LED灯为捕捉摄像头进行补光，提高捕捉准确性。

将捕捉的参数传送到控制主机进行数据计算处理，计算模拟出撞击幕布之后的高尔夫球的运动距离和方向，再由控制主机传送到场景显示装置；通过投影装置在显示幕布上显示出高尔夫球之后的轨迹路线，并通过画面模拟落点位置。

其中，控制主机能提供虚拟高尔夫球场场景画面，在显示幕布显示出来，并模拟出各种起伏的场地地形、各种场地材质（树木、沙地、泥地、草坪、湖泊等等）以及环境影响（风力、光线等参数），增加用户的临场体验感，令用户身临其境。通过控制主机的场地模拟，可以在小的室内，模拟出巨大的高尔夫球场地。

击球平台就能根据高尔夫球在模拟场景中的落点，模拟落点的坡度角度，进行击球平台倾斜角度自动调整，增加临场体验感。

当击出的高尔夫球被显示幕布阻拦落下后，随着斜坡滚入集球坡道，并滚入高尔夫球回收投放装置，由高尔夫球回收投放装置将高尔夫球源源不断输送回击球点，保证用户的连续击球。

场景显示装置上可以显示高尔夫球场场景；场景显示装置和显示屏还可以显示用户信息、击球参数及评分，通过互联网还能显示不同室内高尔夫运动模拟装置的不同用户的评分等信息，可以进行远程比赛，完全不受场地区域限制。

通过控制键盘进行参数调整控制以及评分等等，能通过场景显示装置和显示屏反馈出来。

人物捕捉摄像头捕捉的用户击球画面并录制保存下来；并进行回放，通过显示屏显示，也可以通过场景显示装置投影出来；便于用户和教练回放，直观的比较之前动作的标准性，进行***调整训练姿势。

本发明，用户即可以切身体验挥杆动作，达到锻炼目的，并能直观观察到击球的效果，装置结构简单，占用场地小，大大降低练习高尔夫的成本。

Claims (11)

1.一种室内高尔夫运动模拟装置，所用的运动器材基于高尔夫球杆和高尔夫球，其特征在于，包括高尔夫球运动捕捉装置、控制主机和场景显示装置；

高尔夫球杆击打高尔夫球后，高尔夫球运动捕捉装置捕捉高尔夫球的运动数据；

高尔夫球运动捕捉装置同控制主机连接，将捕捉到的高尔夫球运动数据发送给控制主机；

控制主机同场景显示装置连接，将高尔夫球运动数据分析处理后，转换为图形化信号，发送给场景显示装置显示。

2.如权利要求1所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述场景显示装置包括投影装置和显示幕布；投影装置同控制主机连接，将控制主机发来的图形化信号投射到显示幕布上。

3.如权利要求2所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，还设有击球平台，高尔夫球放置于击球平台上；

所述显示幕布正对设置于击球平台前，且与击球点保持一段供高尔夫球击出后运动的距离，高尔夫球运动方向朝向显示幕布。

4.如权利要求3所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述击球平台为可调前后左右倾角的平台，用以模拟起伏的高尔夫球场地。

5.如权利要求3所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述高尔夫球运动捕捉装置包括壳体、用于捕捉高尔夫球运动的捕捉摄像头、主控制板、红外线LED灯和LED控制器；

所述壳体为长条形腔体，壳体表面设有***窗；捕捉摄像头、主控制板、红外线LED灯和LED控制器均设置于壳体内；

所述捕捉摄像头有两个，分别设置于壳体的两端；红外线LED灯设置于壳体中部；捕捉摄像头和红外线LED灯均朝向***窗，且扫描区域覆盖击球平台到显示幕布；

所述红外线LED灯通过LED控制器和主控制板连接，两个捕捉摄像头均同主控制板连接，主控制板上设有I/O端口，通过I/O端口与控制主机连接。

6.如权利要求3所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，还设有将击出的高尔夫球自动回收并传回击球平台的高尔夫球回收投放装置。

7.如权利要求6所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述高尔夫球回收投放装置设置于击球平台底部，包括回收管路、输送管路、球收集盘、可升降击球支杆和回收投放控制器；球收集盘和可升降击球支杆同回收投放控制器连接，回收投放控制器同控制主机连接；高尔夫球进入回收管路后，经球收集盘转换到输送管路，并被推送到可升降击球支杆上；所述可升降击球支杆顶部能放置高尔夫球，在降到最低时，可升降击球支杆顶部位于输送管路的出球口下方，高尔夫球从输送管路出球口出来后落入可升降击球支杆顶部；可升降击球支杆升起时，带着高尔夫球伸出击球平台。

8.如权利要求7所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述球收集盘为圆盘，圆心同转动电机连接，水平转动，圆盘上设有若干个沿着圆盘边沿依次排列的、可以放置一个高尔夫球的球格，球格上设有供一个高尔夫球进出的开口；沿着球收集盘转动方向，回收管路出球口和输送管路进球口依次设置于球收集盘边沿位置；被击打后的高尔夫球进入回收管路，在回收管路出球口被转动的球格收纳后带入转动的球收集盘中，转动到输送管路进球口，推入输送管路中；

在输送管路出球口处设有高尔夫球感应器，高尔夫球感应器同回收投放控制器连接；在感应到出球口处无高尔夫球时，球收集盘进行转动输送高尔夫球；当感应到出球口处有高尔夫球时，停止转动球收集盘。

9.如权利要求4所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，还设有一个辅助控制器，辅助控制器同控制主机连接，能代替控制键盘对控制主机进行辅助操作。

10.如权利要求9所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述辅助控制器为手机移动端；用户能直接通过手机进行操作控制，并在显示屏和场景显示装置中反馈出来；或者，

所述辅助控制器为地上选择控制器，设置于击球平台上，地上选择控制器同控制主机连接；用户能直接通过地上选择控制器进行操作控制，并在显示屏和场景显示装置中反馈出来。

11.如权利要求4所述的室内高尔夫运动模拟装置，其特征在于，所述控制主机还包括显示屏、控制键盘和人物捕捉摄像头；人物捕捉摄像头捕捉的用户击球画面，并通过显示屏显示。