KR101230613B1

KR101230613B1 - System and method for measuring flight parameter of spherical object based on CMOS sensor

Info

Publication number: KR101230613B1
Application number: KR1020110020884A
Authority: KR
Inventors: 김정율
Original assignee: 엔지비스 주식회사
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2013-02-14
Also published as: KR20120102952A

Abstract

CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템 및 방법이 개시된다. 트리거 신호 생성부는 대상영역 내에서 움직이는 구형 물체를 감지하여 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력한다. 촬영부는 CMOS 이미지 센서의 2차원 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 단위 픽셀이 활성화됨에 따라 대상영역을 촬영한다. 촬영 제어부는 픽셀 어레이가 대상영역 내에서 비행하는 구형 물체의 움직임을 기초로 분할된 복수의 부분영역 각각에 포함된 단위 픽셀들을 복수 회의 트리거 신호에 대응하여 선택적으로 활성화시킨다. 정보 측정부는 촬영부로부터 순차적으로 출력되는 영상에 포함된 구형 물체를 검출하여 구형 물체의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 포함하는 비행정보를 산출한다. 본 발명에 따르면, 대상영역 내에서 움직이는 골프공과 같은 구형 물체를 촬영하기 위해 선택적으로 촬영 대상 영역의 일부를 촬영하는 것이 가능하며 고속 전송이 가능한 CMOS 이미지 센서를 구비한 카메라를 사용함으로써 적은 수의 카메라만으로 구형 물체의 비행정보를 산출할 수 있으므로 시스템의 구성을 간소화할 수 있다.Disclosed are a flight information measuring system and method for spherical objects based on a CMOS sensor. The trigger signal generator detects a spherical object moving in the target area and sequentially outputs a plurality of trigger signals. The photographing unit photographs the target area as a plurality of unit pixels constituting the 2D pixel array of the CMOS image sensor is activated. The photographing controller selectively activates unit pixels included in each of the plurality of subregions divided by the pixel array based on the movement of the spherical object flying in the target region in response to a plurality of trigger signals. The information measuring unit detects a spherical object included in the images sequentially output from the photographing unit and calculates flight information including a flight speed vector and a rotational speed vector of the spherical object. According to the present invention, a small number of cameras can be photographed by using a camera having a CMOS image sensor capable of selectively photographing a part of a photographing target area and a high-speed transmission in order to photograph a spherical object such as a golf ball moving in the subject area. It is possible to calculate the flight information of the spherical object alone, simplifying the configuration of the system.

Description

ＣＭＯＳ센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템 및 방법{System and method for measuring flight parameter of spherical object based on CMOS sensor}System and method for measuring flight information of spherical objects based on CMOS sensor {System and method for measuring flight parameter of spherical object based on CMOS sensor}

본 발명은 CMOS 센서를 기반으로 한 구형물체의 비행정보 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공간 내에서 진행하는 구형 물체를 촬영한 영상을 분석하여 비행속도, 비행경로 및 회전정보를 포함하는 비행정보를 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring flight information of a spherical object based on a CMOS sensor. More particularly, the present invention relates to a flight speed, a flight path, and a rotation information by analyzing an image photographing a spherical object moving in a space. It relates to a system and method for measuring flight information comprising.

골프공 및 야구공 등과 같은 구형 물체의 비행경로는 공에 물리적 힘이 가해진 시점(즉, 골프클럽 또는 배트에 의한 타격 시점)에 결정된다. 이러한 구형 물체의 비행경로를 결정하기 위해 사용되는 정보에는 공의 회전정보(즉, 회전속도 및 회전축), 진행방향 및 속도 등이 포함된다. 비행하는 구형물체의 비행궤도를 예측하는 시스템의 일례로 일반적으로 사용되는 골프 시뮬레이션 시스템이 있다. 이러한 골프 시뮬레이션 시스템의 대부분은 골프공의 궤적이 지나가는 공간에 레이저, 포토 다이오드, 초음파 센서 등을 이용하여 격자 형태의 센싱 영역을 생성하고, 골프공의 그림자 또는 골프공이 센싱 영역을 통과하는 순간에 공간에서 측정한 골프공의 위치, 골프공의 크기 등의 정보에 의해 골프공의 진행 방향과 속도를 측정한다. 그런데 이와 같은 기존의 골프 시뮬레이션 시스템에서는 골프공의 회전정보를 측정할 수 없기 때문에 골프클럽의 움직임 데이터를 이용하여 공의 회전정보를 유추하는 방식을 사용하므로 골프공의 정확한 궤적 계산에 한계를 가지는 단점이 있었다.The flight path of a spherical object such as a golf ball and a baseball ball is determined at the time when a physical force is applied to the ball (that is, the time of hitting by a golf club or bat). The information used to determine the flight path of the spherical object includes the rotation information of the ball (ie, the rotation speed and rotation axis), the direction and speed of the ball. One example of a system for predicting flight trajectories of flying spherical objects is a golf simulation system. Most of these golf simulation systems use a laser, a photodiode, and an ultrasonic sensor to create a grid-shaped sensing area in the space where the trajectory of the golf ball passes, and at the moment the shadow of the golf ball or the golf ball passes through the sensing area. Measure the direction and speed of the golf ball by the information, such as the position of the golf ball, the size of the golf ball measured in. However, in the existing golf simulation system, since the rotation information of the golf ball cannot be measured, the method of inferring the rotation information of the ball using the motion data of the golf club has a limitation in calculating the exact trajectory of the golf ball. There was this.

이를 해결하기 위하여 골프공의 검출 및 초기속도를 산출하기 위하여 고속 라인스캔 카메라를 사용하고, 골프공의 비행정보를 측정하기 위해 고속 카메라를 사용하는 기술이 제안된 바 있다. 여기서는 고속 라인스캔 카메라에 의해 두 개 이상의 마커라인이 형성된 골프공의 이미지를 촬영하여 초기속도를 구하고, 구해진 초기속도를 기초로 고속 라인스캔 카메라의 좌우측에 설치된 두 대의 고속카메라에 일정한 변위간격으로 골프공을 촬영하도록 트리거 신호를 제공함으로써 골프공의 비행정보를 획득한다. 그러나 이러한 기술은 고가의 카메라를 여러 대 사용함으로써 전체적인 시스템의 제조비용이 높아지며, 시스템의 구성이 복잡해진다는 문제를 가진다.In order to solve this problem, a technique of using a high speed line scan camera to detect a golf ball and calculating an initial speed and a high speed camera to measure flight information of a golf ball has been proposed. Here, an initial speed is obtained by taking an image of a golf ball having two or more marker lines formed by a high speed line scan camera, and golf is performed at a constant displacement interval between two high speed cameras installed on the left and right sides of the high speed line scan camera based on the obtained initial speed. The flight information of the golf ball is obtained by providing a trigger signal to shoot the ball. However, such a technique has a problem that the manufacturing cost of the overall system is increased by using multiple expensive cameras, and the configuration of the system is complicated.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 간소화된 장치를 이용하여 공간 내에서 이동하는 구형 물체의 비행정보를 정확히 측정할 수 있는 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a system and method for measuring flight information of a spherical object based on a CMOS sensor capable of accurately measuring flight information of a spherical object moving in space using a simplified device. have.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 간소화된 장치를 이용하여 공간 내에서 이동하는 구형 물체의 비행정보를 정확히 측정할 수 있는 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to implement a method for measuring flight information of a spherical object based on a CMOS sensor capable of accurately measuring flight information of a spherical object moving in space using a simplified device. The present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템은, 대상영역 내에서 움직이는 구형 물체를 감지하여 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력하는 트리거 신호 생성부; CMOS 이미지 센서의 2차원 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 단위 픽셀이 활성화됨에 따라 상기 대상영역을 촬영하는 촬영부; 상기 픽셀 어레이가 상기 대상영역 내에서 비행하는 상기 구형 물체의 움직임을 기초로 분할된 복수의 부분영역 각각에 포함된 단위 픽셀들을 상기 복수 회의 트리거 신호에 대응하여 선택적으로 활성화시키는 촬영 제어부; 및 상기 촬영부로부터 순차적으로 출력되는 영상에 포함된 상기 구형 물체를 검출하여 상기 구형 물체의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 포함하는 비행정보를 산출하는 정보 측정부;를 구비한다.In order to achieve the above technical problem, the flight information measurement system of a spherical object based on the CMOS sensor according to the present invention, generating a trigger signal for detecting a spherical object moving in the target area and sequentially outputting a plurality of trigger signals part; A photographing unit configured to photograph the target area as a plurality of unit pixels constituting the 2D pixel array of the CMOS image sensor is activated; A photographing controller configured to selectively activate the unit pixels included in each of the plurality of subregions divided by the pixel array based on the movement of the spherical object in the target region in response to the plurality of trigger signals; And an information measuring unit which detects the spherical objects included in the images sequentially output from the photographing unit and calculates flight information including flight speed vectors and rotational speed vectors of the spherical objects.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정방법은, (a) 대상영역 내에서 움직이는 구형 물체를 감지하여 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력하는 단계; (b) CMOS 이미지 센서의 2차원 픽셀 어레이가 상기 대상영역 내에서 비행하는 상기 구형 물체의 움직임을 기초로 분할된 복수의 부분영역 각각에 포함된 단위 픽셀들을 상기 복수 회의 트리거 신호에 대응하여 선택적으로 활성화시켜 상기 대상영역을 촬영하는 단계; 및 (c) 상기 대상영역을 촬영한 영상에 포함된 상기 구형 물체를 검출하여 상기 구형 물체의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 포함하는 비행정보를 산출하는 단계;를 갖는다.In order to achieve the above technical problem, a method for measuring flight information of a spherical object based on a CMOS sensor according to the present invention includes (a) detecting a spherical object moving in a target area and sequentially outputting a plurality of trigger signals. step; (b) selectively converting unit pixels included in each of the plurality of subregions divided by the two-dimensional pixel array of the CMOS image sensor based on the movement of the spherical object in the target region in response to the plurality of trigger signals; Activating to photograph the target area; And (c) calculating flight information including a flight speed vector and a rotation speed vector of the spherical object by detecting the spherical object included in the image photographing the target area.

본 발명에 따른 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템 및 방법에 의하면, 대상영역 내에서 움직이는 골프공과 같은 구형 물체를 촬영하기 위해 선택적으로 촬영 대상 영역의 일부를 촬영하는 것이 가능하며 고속 전송이 가능한 CMOS 이미지 센서를 구비한 카메라를 사용함으로써 적은 수의 카메라만으로 구형 물체의 비행정보를 산출할 수 있으므로 시스템의 구성을 간소화할 수 있다.According to the system and method for measuring flight information of a spherical object based on a CMOS sensor according to the present invention, it is possible to selectively photograph a part of a photographing target region in order to photograph a spherical object such as a golf ball moving in the target region. By using a camera with a transferable CMOS image sensor, flight information on spherical objects can be calculated with only a few cameras, simplifying the configuration of the system.

도 1은 본 발명에 따른 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 구형 물체의 비행정보 측정 시스템이 스크린 골프 시뮬레이션 시스템의 형태로 구현된 예를 도시한 도면,
도 3은 촬영부의 CMOS 이미지 센서의 픽셀 어레이가 분할된 복수의 부분영역을 도시한 도면,
도 4는 트리거 신호 생성부의 이미지 센서에 설정된 활성 CCD 라인을 도시한 도면,
도 5는 골프공과 골프 클럽의 헤드가 각각의 부분영역에 대응하는 영상으로부터 검출되는 다양한 형태를 도시한 도면,
도 6은 클럽 헤드의 속도, 골프공의 양각 및 골프공의 백스핀량 사이의 관계를 도시한 그래프, 그리고,
도 7은 보조적인 영상을 사용하여 골프공의 비행정보를 산출하는 일 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a flight information measuring system of a spherical object based on a CMOS sensor according to the present invention;
2 is a view showing an example in which the flight information measurement system of a spherical object according to the present invention is implemented in the form of a screen golf simulation system,
3 is a diagram illustrating a plurality of partial regions in which a pixel array of a CMOS image sensor of a photographing unit is divided;
4 is a diagram illustrating an active CCD line set in an image sensor of a trigger signal generator;
5 is a diagram illustrating various forms in which a golf ball and a head of a golf club are detected from an image corresponding to each partial region;
6 is a graph showing the relationship between the speed of the club head, the embossment of the golf ball, and the amount of backspin of the golf ball, and
7 is a flowchart illustrating a process of performing an embodiment of calculating flight information of a golf ball using an auxiliary image.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 다만, 이하 설명의 편의를 위해 구형 물체가 골프공인 경우를 대표적인 실시예로 하여 설명하나, 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니하며, 야구공 등과 같은 다른 구형 물체에도 본 발명이 적용될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of a flight information measuring system and method for a spherical object based on a CMOS sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, for the convenience of the following description, the spherical object is described as a representative embodiment of the golf ball, but the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to other spherical objects such as baseballs.

도 1은 본 발명에 따른 CMOS 센서를 기반으로 한 구형 물체의 비행정보 측정 시스템에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명에 따른 구형 물체의 비행정보 측정 시스템이 스크린 골프 시뮬레이션 시스템의 형태로 구현된 예를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a flight information measuring system of a spherical object based on a CMOS sensor according to the present invention, Figure 2 is a screen golf system flight information measuring system of a spherical object according to the present invention The figure shows an example implemented in the form of a simulation system.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 구형 물체의 비행정보 측정 시스템은, 트리거 신호 생성부(110), 촬영 제어부(120), 촬영부(130) 및 정보 측정부(140)를 구비한다.1 and 2, a flight information measuring system of a spherical object according to the present invention includes a trigger signal generating unit 110, a photographing controller 120, a photographing unit 130, and an information measuring unit 140. do.

트리거 신호 생성부(110)는 대상영역 내에서 움직이는 구형 물체가 감지될 때마다 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력함으로써 트리거 신호의 출력 시점에 촬영부(130)가 대상영역, 즉 골프공이 통과하는 영역을 촬영하도록 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 트리거 신호 생성부(110)는 골프공이 위치하는 타석의 상부, 바람직하게는 타석공간의 천장에 설치되며, 골프공이 대상영역을 통과할 때 트리거 신호를 발생하도록 설계된다.The trigger signal generator 110 sequentially outputs a plurality of trigger signals each time a spherical object moving in the target area is detected, so that the photographing unit 130 passes the target area at the point of time when the trigger signal is output, that is, the golf ball passes. To shoot. As shown in FIG. 2, the trigger signal generator 110 is installed on the top of the turn at bat, preferably at the ceiling of the turn at bat space, and is designed to generate a trigger signal when the golf ball passes through the target area.

트리거 신호 생성부(110)가 대상영역의 특정 지점을 통과하는 골프공을 감지하여 트리거 신호를 발생하는 방식은 공지의 방식을 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 예를 들면, 트리거 신호 생성부(110)로는 고속 라인센서 카메라 대신 복수열의 라인센서로 이루어진 에어리어 카메라가 채용될 수 있으며, 이러한 에어리어 카메라의 촬영영역은 촬영부(130)에 구비된 카메라의 촬영영역과 일치하도록 설정된다. 또한 트리거 신호 생성부(110)로 사용되는 에어리어 카메라에 구비된 이미지 센서의 일부 영역만을 활성화시킴으로써 초당 촬영 가능한 영상프레임의 수를 증가시킬 수 있다.Since the trigger signal generator 110 detects a golf ball passing through a specific point of the target region and generates a trigger signal, a known method may be used, and thus a detailed description thereof will be omitted. For example, the trigger signal generator 110 may employ an area camera composed of a plurality of line sensors instead of a high speed line sensor camera, and the photographing area of the area camera is a photographing area of the camera provided in the photographing unit 130. Is set to match. In addition, the number of image frames that can be taken per second may be increased by activating only a partial region of the image sensor included in the area camera used as the trigger signal generator 110.

이미지 센서의 일부 영역만을 활성화시키는 예로서, 골프공의 진행 방향을 따라 배열된 이미지 센서의 CCD 라인들 중에서 임의로 하나 이상의 CCD 라인을 활성 CCD 라인으로 선택하여 활성화시킬 수 있다. 활성 CCD 라인의 선택은 이미지 센서의 촬영 주기 및 타격이 이루어진 골프공의 최대 속도 등을 기초로 사용자 또는 관리자에 의해 수행된다.As an example of activating only a partial region of the image sensor, one or more CCD lines may be selected as an active CCD line from among CCD lines of the image sensor arranged along the direction of the golf ball. The selection of the active CCD line is performed by the user or the manager based on the shooting cycle of the image sensor and the maximum speed of the golf ball hit.

트리거 신호 생성부(110)는 활성 CCD 라인에 의해 촬영된 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하여 골프공이 활성 CCD 라인을 통과하는지 여부를 판단한다. 골프공의 통과 여부는 디지털 영상신호의 명도 레벨을 분석함으로써 판단 가능하고, 구체적으로 디지털 영상신호의 명도 레벨이 사전에 설정된 임계값보다 높은 값이 연속되는 영역의 폭이 골프공의 직경을 기준으로 설정된 상한값과 하한값 사이의 범위에 속하면 골프공이 활성 CCD 라인을 통과한 것으로 판정할 수 있다. 트리거 신호 생성부(110)는 골프공이 활성 CCD 라인을 통과한 것으로 판정되면 촬영 제어부(120)로 트리거 신호를 출력하여 촬영 제어부(120)가 촬영부(130)의 촬영 동작을 제어하도록 한다.The trigger signal generator 110 converts the analog video signal photographed by the active CCD line into a digital video signal to determine whether the golf ball passes through the active CCD line. The passage of the golf ball can be determined by analyzing the brightness level of the digital video signal. Specifically, the width of the area where the brightness level of the digital video signal is higher than a preset threshold is continuous based on the diameter of the golf ball. If it falls within the range between the set upper limit value and the lower limit value, it can be determined that the golf ball has passed through the active CCD line. When it is determined that the golf ball has passed the active CCD line, the trigger signal generator 110 outputs a trigger signal to the photographing controller 120 so that the photographing controller 120 controls the photographing operation of the photographing unit 130.

이때 트리거 신호 생성부(110)는 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력하는데, 골프공의 속도정보 및 방향정보를 측정하기 위해서는 최소 2회의 트리거 신호를 출력하여야 한다. 또한 골프공의 회전정보를 정확하게 측정하기 위해서는 2회의 트리거 신호 사이의 간격이 적절하게 설정되어야 한다. 이는 두 번의 연속적인 트리거 신호에 의한 촬영부(130)의 촬영 시점 사이에서 회전축의 변화와 관계없이 골프공의 회전량이 180°미만이 되어야 골프공의 회전방향을 정확하게 파악할 수 있기 때문이다.At this time, the trigger signal generation unit 110 sequentially outputs a plurality of trigger signals, in order to measure the speed information and the direction information of the golf ball should output at least two trigger signals. In addition, in order to accurately measure the rotational information of the golf ball, the interval between two trigger signals should be set appropriately. This is because the rotation direction of the golf ball can be accurately determined when the amount of rotation of the golf ball is less than 180 ° regardless of the change of the rotation axis between the photographing points of the photographing unit 130 by two consecutive trigger signals.

이러한 2회의 트리거 신호 사이의 간격은 촬영부(130)에 의해 촬영된 대상영역에서 골프공이 적어도 두 번 나타나도록 결정되므로, 촬영부(130)의 구성과 함께 트리거 신호 생성부(110)에 의한 트리거 신호의 출력 간격에 대하여 설명한다.Since the interval between the two trigger signals is determined so that the golf ball appears at least twice in the target region photographed by the photographing unit 130, the trigger by the trigger signal generation unit 110 together with the configuration of the photographing unit 130. The output interval of the signal will be described.

촬영부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 트리거 신호 생성부(110)로 사용되는 에어리어 카메라에 대하여 골프공의 진행방향과 수직하도록 양측에 각각 설치된 두 대의 카메라로 구성된다. 이때 촬영부(130)로서 사용되는 카메라의 이미지 센서로는 CMOS 이미지 센서가 사용된다. 일 예로서, 촬영부(130)로는 1/3”이미지 센서 및 24mm 렌즈를 구비한 두 대의 카메라가 채용될 수 있으며, 각각의 카메라의 이미지 센서는 1024×768(픽셀)이고, 그에 대응하는 대상영역의 크기가 500×380(mm)로 설정될 수 있다.The photographing unit 130 is composed of two cameras respectively installed at both sides so as to be perpendicular to the direction in which the golf ball travels with respect to the area camera used as the trigger signal generating unit 110 as shown in FIG. In this case, a CMOS image sensor is used as an image sensor of the camera used as the photographing unit 130. As an example, two cameras having a 1/3 ”image sensor and a 24mm lens may be employed as the photographing unit 130, and each camera has an image sensor of 1024 × 768 pixels. The size of the area can be set to 500 x 380 (mm).

한편, 트리거 신호 생성부(110) 및 촬영부(130)가 구비된 카메라 박스(Box)의 양측에는 조명부(150)가 설치된다. 조명부(150)는 조도가 일정하게 유지되는 지속광을 방출하는 조명기구로 구성되고, 대상영역보다 넓은 영역을 비출 수 있는 광퍼짐 각도를 가지는 것이 바람직하며, 대상영역에서의 최소 조도는 약 5000Lux 이상을 유지하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the lighting unit 150 is installed at both sides of the camera box provided with the trigger signal generator 110 and the photographing unit 130. The lighting unit 150 is configured as a luminaire that emits continuous light with constant illuminance, and preferably has a light spreading angle to illuminate a wider area than the target area, and the minimum illuminance in the target area is about 5000 Lux or more. It is desirable to maintain.

촬영부(130)의 CMOS 이미지 센서는 복수의 단위 픽셀이 2차원으로 배열된 픽셀 어레이를 포함하며, 각각의 단위 픽셀이 활성화되어 촬영이 이루어진다. CMOS 이미지 센서를 사용하면 단위 픽셀들 중의 일부만 활성화시킴으로써 촬영 대상 영역의 일부만 촬영하는 것이 가능하며, 촬영된 영상의 고속 전송이 가능하므로 기존과 같이 여러 대의 카메라를 사용하여 번갈아 촬영할 필요 없이 두 대의 CMOS 센서 카메라만으로 골프공의 비행정보를 측정할 수 있다.The CMOS image sensor of the photographing unit 130 includes a pixel array in which a plurality of unit pixels are arranged in two dimensions, and photographing is performed by each unit pixel being activated. By using a CMOS image sensor, it is possible to capture only a part of the target area by activating only a part of the unit pixels. Since the high-speed transmission of the captured image is possible, two CMOS sensors do not need to alternately use multiple cameras as in the past. Only the camera can measure the flight information of the golf ball.

CMOS 이미지 센서의 단위 픽셀들을 선택적으로 활성화시키는 과정은 촬영 제어부(120)에 의해 수행된다. 촬영 제어부(120)는 대상영역에 대응하는 픽셀 어레이가 대상영역 내에서 비행하는 골프공의 움직임을 기초로 분할된 복수의 부분영역 각각에 포함된 단위 픽셀들을 트리거 신호 생성부(110)로부터 입력되는 트리거 신호에 대응하여 선택적으로 활성화시킨다. 촬영부(130)는 촬영 제어부(120)에 의해 활성화된 단위 픽셀들에 의해 촬영된 영상을 정보 측정부(140)로 출력한다.The process of selectively activating the unit pixels of the CMOS image sensor is performed by the capturing controller 120. The capturing controller 120 inputs the unit pixels included in each of the plurality of partial regions divided based on the movement of the golf ball flying in the target region from the trigger signal generator 110. Activate selectively in response to trigger signal. The photographing unit 130 outputs the image photographed by the unit pixels activated by the photographing controller 120 to the information measuring unit 140.

픽셀 어레이의 분할은 트리거 신호 생성부(110)에서의 활성 CCD 라인 결정과 같이 촬영부(130)가 대상영역 내에 위치하는 골프공을 최소 2회 촬영할 수 있도록 사용자 또는 관리자에 의해 사전에 수행될 수 있다. 촬영부(130)의 촬영 대상 영역의 크기가 500×380(mm)일 때, 골프공의 크기가 약 43mm이고 골프공의 최대 속도가 85m/s이면 골프공이 촬영 대상 영역의 모서리에 걸친 경우를 제외할 때 골프공이 대상영역에 처음 진입한 후 대상영역을 통과하는 데 걸리는 시간은 (380-43)(mm)/85(mm/ms)=약 4(ms)로 추정할 수 있다.The division of the pixel array may be performed in advance by the user or the manager so that the photographing unit 130 may photograph the golf ball located in the target area at least twice, such as determining the active CCD line in the trigger signal generating unit 110. have. When the size of the shooting target area of the photographing unit 130 is 500 × 380 (mm), if the size of the golf ball is about 43 mm and the maximum speed of the golf ball is 85 m / s, the golf ball spans the edge of the shooting target area. When excluded, the time required for the golf ball to pass through the target area after first entering the target area can be estimated as (380-43) (mm) / 85 (mm / ms) = about 4 (ms).

트리거 신호 생성부(110)에 의해 사용될 활성 CCD 라인 및 촬영 제어부(120)에 의해 사용될 부분영역의 결정은 위와 같은 추정 결과를 기초로 이루어진다. 도 3 및 도 4는 각각 촬영부(130)의 CMOS 이미지 센서의 픽셀 어레이가 분할된 복수의 부분영역, 그리고 트리거 신호 생성부(110)의 이미지 센서에 설정된 활성 CCD 라인을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 대표적인 실시예는 촬영부(130)의 CMOS 이미지 센서가 세 개의 부분영역으로 분할되고, 그에 대응하여 트리거 신호 생성부(110)의 이미지 센서에서 세 개의 활성 CCD 라인이 설정된 경우이지만, 부분영역 및 활성 CCD 라인의 개수는 사용 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다.The determination of the active CCD line to be used by the trigger signal generator 110 and the partial region to be used by the imaging controller 120 is made based on the above estimation result. 3 and 4 are diagrams illustrating a plurality of partial regions in which the pixel array of the CMOS image sensor of the photographing unit 130 is divided, and active CCD lines set in the image sensor of the trigger signal generating unit 110. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the exemplary embodiment of the present invention, the CMOS image sensor of the photographing unit 130 is divided into three subregions, and correspondingly, the image sensor of the trigger signal generating unit 110 is divided into three sub-regions. Although two active CCD lines are set, the number of partial regions and active CCD lines may be set variously according to the use environment.

먼저, 도 3과 같이 설정된 부분영역들을 타격지점에 가까운 아래쪽으로부터 각각 제1부분영역(310), 제2부분영역(320) 및 제3부분영역(330)이라 한다. 또한 도 4와 같이 설정된 활성 CCD 라인들을 아래쪽으로부터 각각 제1라인(410), 제2라인(420) 및 제3라인(430)이라 한다. 트리거 신호 생성부(110)의 CCD 이미지 센서와 촬영부(130)의 CMOS 이미지 센서의 크기가 동일하므로, 제1라인(410) 내지 제3라인(430)은 각각 제1부분영역(310) 내지 제3부분영역(330)의 중간 지점을 통과하도록 설정되는 것이 바람직하다.First, the partial regions set as shown in FIG. 3 are referred to as a first partial region 310, a second partial region 320, and a third partial region 330 from the lower side close to the hitting point, respectively. In addition, the active CCD lines set as shown in FIG. 4 are referred to as a first line 410, a second line 420, and a third line 430 from below. Since the CCD image sensor of the trigger signal generating unit 110 and the CMOS image sensor of the photographing unit 130 have the same size, the first line 410 to the third line 430 are respectively the first partial region 310 to the same. It is preferably set to pass through an intermediate point of the third partial region 330.

트리거 신호 생성부(110)는 제1라인(410), 제2라인(420)으로부터 각각 골프공이 검출될 때마다 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호를 순차적으로 출력하고, 제3라인(430)으로부터 골프공이 두 번 검출되면 제3 트리거 신호 및 제4 트리거 신호를 순차적으로 출력한다. 여기서 제3라인(430)으로부터 골프공이 한 번만 검출되는 경우에는 제3 트리거 신호만 출력하며, 제4 트리거 신호는 출력하지 않는다.The trigger signal generator 110 sequentially outputs a first trigger signal and a second trigger signal whenever a golf ball is detected from the first line 410 and the second line 420, respectively, and the third line 430. When the golf ball is detected from the second time, the third trigger signal and the fourth trigger signal are sequentially output. When the golf ball is detected only once from the third line 430, only the third trigger signal is output, and the fourth trigger signal is not output.

또한 촬영 제어부(120)는 트리거 신호 생성부(110)로부터 순차적으로 입력되는 제1 트리거 신호, 제2 트리거 신호 및 제4 트리거 신호에 각각 대응하여 촬영부(130)의 CMOS 이미지 센서의 제1부분영역(310), 제2부분영역(320) 및 제3부분영역(330)에 각각 포함된 단위 픽셀들을 활성화시킨다. 그에 따라 촬영부(130)는 제1부분영역(310) 내지 제3부분영역(330)에 대응하는 대상영역의 일부를 각각 촬영한 영상을 정보 측정부(140)로 출력한다. 트리거 신호 생성부(110)가 제4 트리거 신호를 출력하지 않는 경우에는 촬영 제어부(120)는 제3부분영역(330)에 포함된 단위 픽셀들은 활성화시키지 않으며, 따라서 제3부분영역(330)에 대응하는 영상은 촬영되지 않는다.In addition, the capturing controller 120 may correspond to the first trigger signal, the second trigger signal, and the fourth trigger signal sequentially input from the trigger signal generator 110, respectively, and may include a first portion of the CMOS image sensor of the photographing unit 130. The unit pixels included in the region 310, the second partial region 320, and the third partial region 330 are activated. Accordingly, the photographing unit 130 outputs to the information measuring unit 140 an image of a part of the target area corresponding to the first partial region 310 to the third partial region 330. When the trigger signal generator 110 does not output the fourth trigger signal, the capturing controller 120 does not activate the unit pixels included in the third partial region 330, and therefore, does not activate the unit pixels in the third partial region 330. The corresponding image is not taken.

도 3에 도시된 부분영역들(310,320,330) 중에서 제1부분영역(310) 및 제2부분영역(320)에 대응하는 영상들은 골프공의 비행정보를 측정하기 위해 사용되는 주된 영상이며, 제3부분영역(330)은 골프공이 대상영역을 저속으로 통과하는 경우를 대비하여 설정되는 보조적인 영역이다. 따라서 트리거 신호 생성부(110)로부터 출력되는 트리거 신호 역시 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호가 중요한 역할을 수행하며, 제3 트리거 신호 및 제4 트리거 신호는 보조적으로 사용된다. 이는 CMOS 이미지 센서가 더 많은 개수의 부분영역들로 분할되거나, 트리거 신호 생성부(110)의 CCD 이미지 센서에 더 많은 개수의 활성 CCD 라인이 결정되는 경우에도 동일하게 적용된다.Among the partial regions 310, 320, and 330 illustrated in FIG. 3, the images corresponding to the first partial region 310 and the second partial region 320 are main images used to measure flight information of a golf ball, and the third portion. The area 330 is an auxiliary area that is set in case the golf ball passes at a low speed through the target area. Therefore, the trigger signal output from the trigger signal generator 110 also plays an important role as the first trigger signal and the second trigger signal, and the third trigger signal and the fourth trigger signal are used as auxiliary. The same applies to the case where the CMOS image sensor is divided into a larger number of subregions or when a larger number of active CCD lines are determined in the CCD image sensor of the trigger signal generator 110.

위와 같은 네 번의 트리거 신호의 발생에 따라 제3부분영역(330)에 대응하는 영상이 모두 촬영되면 트리거 신호 생성부(110)는 최종 트리거 신호인 제5 트리거 신호를 출력한다. 제5 트리거 신호 역시 골프공의 비행정보 측정을 위한 보조적인 수단에 해당하며, 촬영 제어부(120)는 제5 트리거 신호가 입력되면 CMOS 이미지 센서의 픽셀 어레이를 구성하는 모든 단위 픽셀들을 활성화시킴으로써 촬영부(130)가 대상영역 전체를 촬영하도록 한다.When all the images corresponding to the third partial region 330 are captured according to the occurrence of the four trigger signals as described above, the trigger signal generator 110 outputs the fifth trigger signal that is the final trigger signal. The fifth trigger signal also corresponds to an auxiliary means for measuring flight information of a golf ball, and when the fifth trigger signal is input, the photographing controller 120 activates all unit pixels constituting the pixel array of the CMOS image sensor. Let 130 capture the entire subject area.

이상에서 설명한 트리거 신호 발생을 위한 활성 CCD 라인 및 각각의 트리거 신호에 대응하는 촬영 영역의 크기에 대한 상세한 사항을 다음의 표 1에 나타내었다.The details of the active CCD line for generating the trigger signal described above and the size of the imaging area corresponding to each trigger signal are shown in Table 1 below.

구 분division 활성 CCD 라인 위치Active CCD line position 부분영역 범위Subrange Range 비고Remarks 제1 트리거
신호First trigger
signal 픽셀 기준Pixel-by-pixel 90 픽셀90 pixels 1~200 픽셀1 to 200 pixels 제1부분영역
촬영First subarea
shooting 거리 기준Based on distance 44.5 mm44.5 mm 1~100 mm1-100 mm 제2 트리거
신호Second trigger
signal 픽셀 기준Pixel-by-pixel 290 픽셀290 pixels 201~400 픽셀201-400 pixels 제2부분영역
촬영Second partial area
shooting 거리 기준Based on distance 143.5 mm143.5 mm 101~200 mm101-200 mm 제3/제4 트리거
신호Third / fourth trigger
signal 픽셀 기준Pixel-by-pixel 490 픽셀490 pixels 401~768 픽셀401-768 pixels 제4 트리거 신호시
제3부분영역 촬영4th trigger signal
Third Partial Area Shooting 거리 기준Based on distance 242.5 mm242.5 mm 201~380 mm201-380 mm 제5 트리거 신호Fifth trigger signal 이전 트리거 신호 발생 후 4ms4 ms after previous trigger signal 전영역All areas 전체영역 촬영Full Area Shooting

표 1에서 제1 트리거 신호 내지 제4 트리거 신호에 대응하는 활성 CCD 라인은 각각 도 4에 도시된 제1라인(410), 제2라인(420) 및 제3라인(430)이고, 부분영역들은 각각 도 3에 도시된 제1부분영역(310), 제2부분영역(320) 및 제3부분영역(330)이다. 표시된 수치들은 앞에서 설명한 바와 같이 대상영역의 크기가 500×380(mm), 즉 이미지 센서가 1024×768(픽셀)인 경우를 기준으로 설정된 값들이다. 또한 대상영역 전체를 촬영하기 위한 제5 트리거 신호는 트리거 신호 생성부(110)가 이전의 마지막 트리거 신호, 즉 제3 트리거 신호 또는 제4 트리거 신호를 출력한 후 40 ms 후에 출력된다. 이는 골프공이 대상영역 내에서 느리게 움직이는 경우를 반영하여 2회 이상 촬영된 골프공의 대상영역 내에서의 위치가 구분 가능할 정도가 되도록 하기 위함이다.In Table 1, the active CCD lines corresponding to the first to fourth trigger signals are the first line 410, the second line 420, and the third line 430 shown in FIG. 4, respectively. Each of the first partial region 310, the second partial region 320, and the third partial region 330 illustrated in FIG. 3. The displayed values are set based on the case where the size of the target area is 500 × 380 (mm), that is, the image sensor is 1024 × 768 (pixels) as described above. In addition, the fifth trigger signal for capturing the entire target area is output 40 ms after the trigger signal generator 110 outputs the previous last trigger signal, that is, the third trigger signal or the fourth trigger signal. This is to reflect the case where the golf ball moves slowly in the target area so that the position within the target area of the golf ball photographed two or more times is distinguishable.

촬영 제어부(120)는 표 1과 같은 간격으로 출력되는 순차적인 트리거 신호에 대응하여 각각의 부분영역에 포함된 촬영부(130)의 단위 픽셀들을 활성화시킴으로써 대상영역의 각 부분을 촬영한 영상이 얻어지도록 한다.The photographing controller 120 activates the unit pixels of the photographing unit 130 included in each subregion in response to the sequential trigger signals output at intervals as shown in Table 1 to obtain an image photographing each part of the target region. To lose.

정보 측정부(140)는 촬영부(130)로부터 순차적으로 출력되는 영상에 포함된 골프공을 검출하여 골프공의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 포함하는 비행정보를 산출한다. 트리거 신호 생성부(110)가 트리거 신호를 생성할 때마다 촬영부(130)는 트리거 신호 생성부(110)의 양측에 위치하는 두 대의 카메라에 의해 동일한 부분영역에 대응하는 두 개의 영상을 촬영하며, 정보 측정부(140)는 두 대의 카메라로부터 동시에 입력되는 두 개의 영상을 기초로 대상영역 내의 골프공의 위치정보를 파악할 수 있다.The information measuring unit 140 calculates flight information including a flight speed vector and a rotational speed vector of the golf ball by detecting the golf balls included in the images sequentially output from the photographing unit 130. Each time the trigger signal generator 110 generates a trigger signal, the photographing unit 130 captures two images corresponding to the same partial region by two cameras positioned at both sides of the trigger signal generator 110. The information measuring unit 140 may grasp the position information of the golf ball in the target area based on two images simultaneously input from two cameras.

앞에서 설명한 바와 같이 골프공의 속도정보 및 방향정보를 측정하기 위해서는 최소 2회의 트리거 신호가 필요하므로, 정보 측정부(140)는 최초 2회의 트리거 신호인 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호에 대응하는 네 개의 영상을 사용하여 골프공의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 산출할 수 있다.As described above, since at least two trigger signals are required to measure the speed information and the direction information of the golf ball, the information measuring unit 140 corresponds to the first and second trigger signals, which are the first two trigger signals. Four images can be used to calculate a flight speed vector and a rotation speed vector of a golf ball.

그런데 최초 2회의 트리거 신호에 대응하는 영상으로부터 산출된 골프공의 비행속도가 일정한 기준속도 이하로 산출되는 경우에는 골프공을 타격한 골프 클럽의 헤드가 대상영역 내에서 골프공과 나란히 진행하거나 골프공보다 앞서 진행하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 정보 측정부(140)는 골프공의 비행속도를 기준속도와 대비하여 보조적인 영상을 사용할 것인지 여부를 결정할 수 있다.However, if the flight speed of the golf ball calculated from the image corresponding to the first two trigger signals is calculated to be lower than a predetermined reference speed, the head of the golf club that strikes the golf ball moves in parallel with the golf ball in the target area or Proceedings may occur earlier. Therefore, the information measuring unit 140 may determine whether to use the auxiliary image in comparison with the reference speed to the flight speed of the golf ball.

도 5는 골프공과 골프 클럽의 헤드가 각각의 부분영역에 대응하는 영상으로부터 검출되는 다양한 형태를 도시한 도면이다. 도 5의 아래쪽으로부터 순차적으로 제1부분영역(310), 제2부분영역(320) 및 제3부분영역(330)에 대응하는 영상에 해당한다. 도 5의 (a)는 골프공의 속도가 골프 클럽에 비해 빠른 경우, (b)는 골프공과 골프 클럽의 속도가 동일한 경우, (c)는 골프 클럽의 속도가 골프공에 비해 조금 더 빠른 경우, 그리고 (d)는 골프 클럽의 속도가 골프공에 비해 아주 빠른 경우를 도시한 것이다.5 is a diagram illustrating various forms in which a golf ball and a head of a golf club are detected from an image corresponding to each partial region. 5 sequentially corresponds to an image corresponding to the first partial region 310, the second partial region 320, and the third partial region 330. Figure 5 (a) is the speed of the golf ball is faster than the golf club, (b) is the speed of the golf ball and the golf club is the same, (c) the speed of the golf club is slightly faster than the golf ball And (d) shows a case where the speed of the golf club is very fast compared to the golf ball.

도 5의 (a)에 도시된 것과 같이 골프공의 속도가 기준속도보다 크게 얻어지는 경우는 제1부분영역(310) 및 제2부분영역(320)에 대응하는 영상으로부터 모두 골프공이 검출되므로 두 영상으로부터 골프공의 비행정보를 산출할 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 최초 2회의 트리거 신호에 대응하는 영상으로부터 산출된 비행정보를 그대로 사용할 수 있다.As shown in (a) of FIG. 5, when the speed of the golf ball is greater than the reference speed, the golf ball is detected from the images corresponding to the first partial region 310 and the second partial region 320. From this, flight information of the golf ball can be calculated. Therefore, in this case, the flight information calculated from the image corresponding to the first two trigger signals can be used as it is.

그러나 도 5의 (b) 및 (c)에 도시된 것과 같이 영상에서 골프공과 골프 클럽의 헤드가 겹쳐진 형태로 검출되는 경우에는 실제로 골프공의 비행정보를 산출하는 것이 용이하지 않으며, 골프 클럽의 속도가 골프공에 비해 매우 빨라 제2 트리거 신호의 발생시점에서 제2부분영역(320)에 대응하는 지점에 골프 클럽만이 위치하는 경우에는 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 제2부분영역(320)에 대응하는 영상으로부터 골프공은 검출되지 않고 골프 클럽의 헤드만 검출되므로 골프공의 비행정보를 산출할 수 없게 된다.However, when the golf ball and the head of the golf club are detected in the overlapped form in the image as shown in (b) and (c) of FIG. 5, it is not easy to actually calculate flight information of the golf ball, and the speed of the golf club Is very fast compared to the golf ball, when only the golf club is located at a point corresponding to the second partial region 320 at the time of generating the second trigger signal, as shown in FIG. Since the golf ball is not detected from the image corresponding to 320 and only the head of the golf club is detected, flight information of the golf ball cannot be calculated.

위와 같이 최초 2회의 트리거 신호에 대응하는 영상만으로는 골프공의 비행정보를 측정할 수 없는 경우에 정보 측정부(140)는 제2 트리거 신호 이후에 발생하는 트리거 신호에 대응하여 촬영된 영상을 분석하여 골프공의 비행정보를 산출하는 데 사용한다. 이는 특히 골프공의 회전의 종류, 즉 백스핀 또는 탑스핀을 구분하여 골프공의 회전속도벡터를 산출하는 데 중요하게 사용될 수 있다. 도 6은 클럽 헤드의 속도, 골프공의 양각 및 골프공의 백스핀량 사이의 관계를 도시한 그래프로서, 도 6의 그래프를 이용하여 최대 15,000 rpm의 골프공의 회전량을 구분할 수 있다.When the flight information of the golf ball cannot be measured only by the image corresponding to the first two trigger signals as described above, the information measuring unit 140 analyzes the image captured in response to the trigger signal generated after the second trigger signal. Used to calculate flight information for a golf ball. In particular, the type of rotation of the golf ball, that is, the backspin or the top spin can be importantly used to calculate the rotational speed vector of the golf ball. 6 is a graph showing the relationship between the speed of the club head, the embossment of the golf ball and the amount of backspin of the golf ball, which can be used to distinguish the rotation amount of the golf ball up to 15,000 rpm using the graph of FIG.

도 7은 보조적인 영상을 사용하여 골프공의 비행정보를 산출하는 일 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a process of performing an embodiment of calculating flight information of a golf ball using an auxiliary image.

도 7을 참조하면, 정보 측정부(110)는 제1 트리거 신호에 대응하여 촬영된 제1영상 및 제2 트리거 신호에 대응하여 촬영된 제2영상을 분석하여 골프공의 비행정보를 산출하고(S1010), 산출된 골프공의 비행속도가 기준속도, 예를 들면 25m/s보다 크면(S1015) 보조적인 영상을 사용하지 않고 제1영상 및 제2영상으로부터 산출된 골프공의 회전(스핀)정보를 그대로 사용하여(S1020) 골프공의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 산출한다(S1060).Referring to FIG. 7, the information measuring unit 110 calculates flight information of a golf ball by analyzing a first image photographed in response to a first trigger signal and a second image photographed in response to a second trigger signal ( S1010) If the calculated flight speed of the golf ball is greater than the reference speed, for example, 25 m / s (S1015), the rotation (spin) information of the golf ball calculated from the first image and the second image without using an auxiliary image. Using the (S1020) to calculate the flight speed vector and the rotational speed vector of the golf ball (S1060).

그러나 제1영상 및 제2영상으로부터 산출된 골프공의 비행속도가 기준속도 이하이면, 정보 측정부(110)는 골프 클럽이 골프공보다 앞설 가능성이 있는지 여부, 예를 들면 블랙 웨지가 사용되었는지 여부를 판정한다(S1025). 판정 결과 골프 클럽이 골프공보다 앞설 가능성이 없는 것으로 판단되면 골프공의 발사각과 기준각을 대비하여 골프공의 스핀 유형을 결정한다.However, if the flight speed of the golf ball calculated from the first image and the second image is equal to or less than the reference speed, the information measuring unit 110 may determine whether the golf club may be ahead of the golf ball, for example, whether black wedges are used. It is determined (S1025). If it is determined that the golf club is unlikely to be ahead of the golf ball, the spin type of the golf ball is determined by comparing the launch angle and the reference angle of the golf ball.

구체적으로, 기준각은 2°로 설정될 수 있으며, 정보 측정부(110)는 제1영상 및 제2영상으로부터 산출된 골프공의 발사각이 기준각보다 크면(S1030) 골프공의 스핀 유형을 백스핀으로 하여 비행정보를 산출하고(S1035), 발사각이 기준각 이하이면 골프공의 스핀 유형을 탑스핀으로 하여 비행정보를 산출한다(S1040).Specifically, the reference angle may be set to 2 °, the information measuring unit 110 backs the spin type of the golf ball if the launch angle of the golf ball calculated from the first image and the second image is larger than the reference angle (S1030). Flight information is calculated using the spin (S1035). If the launch angle is less than the reference angle, flight information is calculated using the spin type of the golf ball as the top spin (S1040).

한편, 골프 클럽이 골프공보다 앞설 가능성이 있는 경우에는(S1025) 제2영상이 촬영된 시점 이후의 트리거 신호에 대응하여 촬영된 영상이 보조적인 영상으로 사용된다. 앞에서 표 1을 참조하여 설명한 실시예에서 제4 트리거 신호에 대응하여 제3부분영역(330)에 의해 촬영된 영상(이하, '제3영상'이라 함) 및 제5 트리거 신호에 대응하여 대상영역 전체가 촬영된 영상(이하, '제4영상'이라 함)이 보조적인 영상으로 사용될 수 있다.On the other hand, if there is a possibility that the golf club is ahead of the golf ball (S1025), the image photographed in response to the trigger signal after the point in time when the second image is captured is used as an auxiliary image. In the embodiment described with reference to Table 1, the image captured by the third partial region 330 corresponding to the fourth trigger signal (hereinafter referred to as 'third image') and the target region corresponding to the fifth trigger signal The entire photographed image (hereinafter referred to as 'fourth image') may be used as an auxiliary image.

정보 측정부(140)는 먼저 제2영상을 분석하여 제2영상이 촬영되도록 한 제2 트리거 신호가 골프공의 검출에 의해 발생한 것인지 또는 골프 클럽의 검출에 의해 발생한 것인지 여부를 판별하고(S1045), 골프공의 검출에 의해 제2 트리거 신호가 발생한 경우에는 S1030 단계로 진행하여 골프공의 발사각에 따라 스핀 유형을 결정한다. 그러나 골프 클럽의 검출에 의해 제2 트리거 신호가 발생한 경우에는 보조적인 영상인 제3영상 및 제4영상으로부터 골프공을 검출하여 회전정보를 산출하고(S1055), 이를 백스핀으로 하여 비행정보를 산출한다.The information measuring unit 140 first analyzes the second image to determine whether the second trigger signal that causes the second image to be captured is generated by the detection of the golf ball or by the detection of the golf club (S1045). If the second trigger signal is generated by the detection of the golf ball, the process proceeds to step S1030 to determine the spin type according to the launch angle of the golf ball. However, when the second trigger signal is generated by the detection of the golf club, the golf ball is detected from the third and fourth images, which are auxiliary images, to calculate rotation information (S1055), and flight information is calculated using the backspin. do.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 구형 물체의 비행정보 측정 시스템에서는 대상영역 내에서 움직이는 골프공과 같은 구형 물체를 촬영하기 위해 CMOS 이미지 센서를 구비한 카메라를 사용함으로써 두 대의 카메라만으로 구형 물체의 비행정보를 산출할 수 있으므로 시스템의 구성을 간소화할 수 있다.As described above, in the flight information measuring system of the spherical object according to the present invention, by using a camera equipped with a CMOS image sensor to photograph the spherical object such as a golf ball moving in the target area, the flight information of the spherical object using only two cameras. Can be calculated so that the configuration of the system can be simplified.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

110 - 트리거 신호 생성부
120 - 촬영 제어부
130 - 촬영부
140 - 정보 측정부
150 - 조명부110-trigger signal generator
120-Shooting Control
130-Cinema
140-information measuring unit
150-lighting

Claims

대상영역 내에서 움직이는 구형 물체를 감지하여 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력하는 트리거 신호 생성부;
상기 대상영역의 가로방향과 평행하도록 상기 트리거 신호 생성부의 양측에 각각 배치된 두 개의 CMOS 센서 카메라를 포함하며, CMOS 이미지 센서의 2차원 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 단위 픽셀이 활성화됨에 따라 상기 대상영역을 촬영하는 촬영부;
상기 픽셀 어레이가 상기 대상영역 내에서 비행하는 상기 구형 물체의 움직임을 기초로 분할된 복수의 부분영역 각각에 포함된 단위 픽셀들을 상기 복수 회의 트리거 신호에 대응하여 선택적으로 활성화시키는 촬영 제어부; 및
상기 촬영부로부터 순차적으로 출력되는 영상에 포함된 상기 구형 물체를 검출하여 상기 구형 물체의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 포함하는 비행정보를 산출하는 정보 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.A trigger signal generator for detecting a spherical object moving in the target area and sequentially outputting a plurality of trigger signals;
Two CMOS sensor cameras disposed on both sides of the trigger signal generation unit so as to be parallel to the horizontal direction of the target area, wherein the plurality of unit pixels constituting the two-dimensional pixel array of the CMOS image sensor are activated; Shooting unit for photographing;
A photographing controller configured to selectively activate the unit pixels included in each of the plurality of subregions divided by the pixel array based on the movement of the spherical object in the target region in response to the plurality of trigger signals; And
And an information measuring unit configured to detect the spherical objects included in the images sequentially output from the photographing unit and calculate flight information including the flight speed vector and the rotation speed vector of the spherical object. Flight information measurement system.

제 1항에 있어서,
상기 트리거 신호 생성부는 상기 대상영역에 포함되는 띠 형상의 제1검출영역으로부터 상기 구형 물체가 검출되면 제1 트리거 신호를 출력하고, 상기 제1검출영역으로부터 상기 구형 물체의 이동 방향을 기초로 사전에 설정된 기준거리만큼 이격된 제2검출영역으로부터 상기 구형 물체가 검출되면 제2 트리거 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.The method of claim 1,
The trigger signal generation unit outputs a first trigger signal when the spherical object is detected from the band-shaped first detection area included in the target area, and advances the movement based on the moving direction of the spherical object from the first detection area. And a second trigger signal is output when the spherical object is detected from the second detection area spaced by a set reference distance.

제 2항에 있어서,
상기 촬영 제어부는 상기 제1 트리거 신호가 입력되면 상기 부분영역들 중에서 상기 제1검출영역의 위치에 대응하는 제1부분영역에 포함된 단위 픽셀들을 활성화시키고, 상기 제2 트리거 신호가 입력되면 상기 부분영역들 중에서 상기 제2검출영역의 위치에 대응하는 제2부분영역에 포함된 단위 픽셀들을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.The method of claim 2,
The photographing controller activates unit pixels included in a first partial region corresponding to a position of the first detection region among the partial regions when the first trigger signal is input, and when the second trigger signal is input, the partial controller. The flight information measurement system of the spherical object, characterized in that for activating the unit pixels included in the second partial area corresponding to the position of the second detection area of the area.

제 3항에 있어서,
상기 트리거 신호 생성부는 상기 제2 트리거 신호에 연속하여 제3 트리거 신호 및 제4 트리거 신호를 순차적으로 출력하고,
상기 촬영 제어부는 상기 제4 트리거 신호가 입력되면 상기 제2부분영역에 인접한 부분영역인 제3부분영역에 포함된 단위 픽셀들을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.The method of claim 3, wherein
The trigger signal generator sequentially outputs a third trigger signal and a fourth trigger signal in succession to the second trigger signal.
And the photographing controller activates the unit pixels included in the third partial region, which is a partial region adjacent to the second partial region, when the fourth trigger signal is input.

제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 촬영 제어부는 상기 트리거 신호 생성부로부터 마지막으로 입력되는 최종 트리거 신호에 대응하여 상기 대상영역에 대응하는 상기 단위 픽셀들 전체를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
And the capturing controller activates all of the unit pixels corresponding to the target area in response to a final trigger signal input from the trigger signal generator.

제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 측정부는 상기 촬영부로부터 출력된 영상으로부터 얻어진 상기 구형 물체의 비행속도가 사전에 설정된 기준속도 이하이면 상기 구형 물체의 발사각의 크기에 따른 회전의 종류를 기초로 상기 구형 물체의 비행정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
The information measuring unit calculates flight information of the spherical object based on the type of rotation according to the size of the firing angle of the spherical object when the flying speed of the spherical object obtained from the image output from the photographing unit is less than or equal to a preset reference speed. Flight information measuring system of a spherical object, characterized in that.

제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 측정부는 상기 복수 회의 트리거 신호 중 최초 2회의 트리거 신호에 대응하여 촬영된 영상으로부터 상기 구형 물체의 비행정보를 산출할 수 없는 경우에 상기 최초 2회의 트리거 신호 이후의 트리거 신호에 대응하여 촬영된 영상으로부터 상기 구형 물체를 검출하여 상기 비행정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
If the information measuring unit cannot calculate flight information of the spherical object from the image photographed in response to the first two trigger signals among the plurality of trigger signals, the information measuring unit is photographed in response to the trigger signal after the first two trigger signals. The flight information measuring system of the spherical object, characterized in that for calculating the flight information by detecting the spherical object from the image.

삭제delete

(a) 대상영역 내에서 움직이는 구형 물체를 감지하여 복수 회의 트리거 신호를 순차적으로 출력하는 단계;
(b) 상기 대상영역의 가로방향과 평행하도록 배치된 두 개의 CMOS 센서 카메라에 의해 상기 대상영역을 촬영하되, CMOS 이미지 센서의 2차원 픽셀 어레이가 상기 대상영역 내에서 비행하는 상기 구형 물체의 움직임을 기초로 분할된 복수의 부분영역 각각에 포함된 단위 픽셀들을 상기 복수 회의 트리거 신호에 대응하여 선택적으로 활성화시켜 상기 대상영역을 촬영하는 단계; 및
(c) 상기 대상영역을 촬영한 영상에 포함된 상기 구형 물체를 검출하여 상기 구형 물체의 비행속도벡터 및 회전속도벡터를 포함하는 비행정보를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.(a) detecting a spherical object moving in the target area and sequentially outputting a plurality of trigger signals;
(b) the target area is photographed by two CMOS sensor cameras arranged parallel to the horizontal direction of the target area, wherein the two-dimensional pixel array of the CMOS image sensor detects the movement of the spherical object flying in the target area. Photographing the target area by selectively activating unit pixels included in each of the plurality of divided partial areas based on the plurality of trigger signals; And
(c) calculating flight information including a flight speed vector and a rotation speed vector of the spherical object by detecting the spherical object included in the image photographing the target area; How to measure flight information.

제 9항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 대상영역에 포함되는 띠 형상의 제1검출영역으로부터 상기 구형 물체가 검출되면 제1 트리거 신호를 출력하고, 상기 제1검출영역으로부터 상기 구형 물체의 이동 방향을 기초로 사전에 설정된 기준거리만큼 이격된 제2검출영역으로부터 상기 구형 물체가 검출되면 제2 트리거 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.The method of claim 9,
In the step (a), when the spherical object is detected from the band-shaped first detection area included in the target area, a first trigger signal is output and based on the moving direction of the spherical object from the first detection area. And a second trigger signal is output when the spherical object is detected from the second detection area spaced by a preset reference distance.

제 10항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 제1 트리거 신호가 입력되면 상기 부분영역들 중에서 상기 제1검출영역의 위치에 대응하는 제1부분영역에 포함된 단위 픽셀들을 활성화시키고, 상기 제2 트리거 신호가 입력되면 상기 부분영역들 중에서 상기 제2검출영역의 위치에 대응하는 제2부분영역에 포함된 단위 픽셀들을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.The method of claim 10,
In the step (b), when the first trigger signal is input, the unit pixels included in the first partial region corresponding to the position of the first detection region among the partial regions are activated, and the second trigger signal is input. And activating unit pixels included in a second partial region corresponding to a position of the second detection region among the partial regions.

제 11항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 제2 트리거 신호에 연속하여 제3 트리거 신호 및 제4 트리거 신호를 순차적으로 출력하고,
상기 (b) 단계에서, 상기 제4 트리거 신호가 입력되면 상기 제2부분영역에 인접한 부분영역인 제3부분영역에 포함된 단위 픽셀들을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.12. The method of claim 11,
In the step (a), sequentially output the third trigger signal and the fourth trigger signal in succession to the second trigger signal,
In the step (b), when the fourth trigger signal is input, the flight information measuring method of the spherical object, characterized in that for activating the unit pixels included in the third partial region which is a partial region adjacent to the second partial region.

제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 마지막으로 입력되는 최종 트리거 신호에 대응하여 상기 대상영역에 대응하는 상기 단위 픽셀들 전체를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.The method according to any one of claims 9 to 12,
And (b) in step (b), activating all of the unit pixels corresponding to the target area in response to the last trigger signal inputted last.

제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 대상영역을 촬영한 영상으로부터 얻어진 상기 구형 물체의 비행속도가 사전에 설정된 기준속도 이하이면 상기 구형 물체의 발사각의 크기에 따른 회전의 종류를 기초로 상기 구형 물체의 비행정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.The method according to any one of claims 9 to 12,
In the step (c), if the flying speed of the spherical object obtained from the image photographing the target area is less than a preset reference speed, the flying of the spherical object based on the type of rotation according to the size of the firing angle of the spherical object. Flight information measuring method of a spherical object, characterized in that for calculating the information.

제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 복수 회의 트리거 신호 중 최초 2회의 트리거 신호에 대응하여 촬영된 영상으로부터 상기 구형 물체의 비행정보를 산출할 수 없는 경우에 상기 최초 2회의 트리거 신호 이후의 트리거 신호에 대응하여 촬영된 영상으로부터 상기 구형 물체를 검출하여 상기 비행정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 구형 물체의 비행정보 측정방법.The method according to any one of claims 9 to 12,
In the step (c), when the flight information of the spherical object cannot be calculated from the image photographed corresponding to the first two trigger signals among the plurality of trigger signals, the trigger signal after the first two trigger signals is corresponding. And calculating the flight information by detecting the spherical object from the captured image.

제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 구형 물체의 비행정보 측정방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a method for measuring flight information of a spherical object according to any one of claims 9 to 12.