KR20130057101A

KR20130057101A - 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치

Info

Publication number: KR20130057101A
Application number: KR1020110122860A
Authority: KR
Inventors: 양승봉; 한영기
Original assignee: (주)한일에스티엠
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-05-31

Abstract

본 발명은 듀얼 센서를 이용하여 타격된 공의 궤적과 속도를 산출함으로써 골프 연습 시, 공의 궤적과 속도 산출을 위해 티의 위치가 고정되지 않아도 되며, 공의 낙하, 및 스핀의 상황을 반영하여 골프 스크린에 표현되도록 함으로써 골프 연습의 현실성을 높이고, 골퍼의 기량 향상을 도모하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치를 개시한다.

Description

듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치{Apparatus for Screen Golf Exercising using dual sensor}

본 발명은 스크린 골프 연습장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 듀얼 센서를 채용하여 타구된 공의 실제 궤적과 속도를 명확히 판단하고, 이를 골프 스크린에 반영 가능한 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치에 관한 것이다.

스크린 골프 연습장치는 골프 스크린에 골프장, 또는 이와 유사한 풍경 이미지를 투사하고, 골퍼가 타구한 공의 방향과 속도를 참조하여 스크린에 타구 지점을 표시하도록 구성된다.

종래의 스크린 골프 연습장치는 골퍼가 공을 타구하는 위치를 고정한 상태에서, 타구한 공의 궤적을 판단하고 있다. 예컨대, 공을 타구 하는 위치 주변에 센서를 배치하고, 센서는 공이 타구되는 지점을 원점으로 하여 공의 가로방향과 세로방향을 감지하여 공의 궤적을 판단하고 있다.

만일, 골퍼가 타구한 공이 빗맞아서 포물선을 그리며 낙하하는 경우에도 스크린 골프 연습장치는 타구 위치에서 판단된 궤적만을 참조하므로, 공이 상당한 비거리로 날아가는 것으로 오판하며, 이때, 타구된 공의 속도 또한, 실제 이상으로 과장되어 골프 연습의 현실성을 떨어뜨리고 있다.

또한, 타구된 공에 스핀이 걸려 있는 경우, 종래의 골프 연습장치는 이를 판단하지 못하고, 직선 궤적으로 판단하여 골프 스크린에 표시하고 있다. 이러한 골프 연습장치로는 제대로 된 골프 연습을 기대하기 어렵다. 종래의 골프 연습장치가 궤적을 오판하는 이유는 도 1을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 골프 연습장치가 타구된 공의 궤적을 판단하는 방식을 설명하기 위한 참조도면을 도시한다.

도 1을 참조하면, 종래의 골프 연습장치는 골퍼가 공(1)을 타격할 때, 공(1)이 타격되는 고정 위치와, 공(1)과 이웃하게 배치되는 센서(2)의 검출 위치(P1)를 이용하여 공(1)의 궤적을 판단한다. 공(1)의 최초 위치는 고정이므로 공(1)의 최초 위치를 원점으로 삼아 P1 위치에서 공이 검출되면, 공(1)과 위치(P1) 사이를 직선으로 연결하여 공(1)의 최종 타구지점을 P2로 인식하고 골프 스크린(3)에 타구 지점(P2)을 표시한다. 만일 골퍼가 공(1)을 정확히 타구하고, 공(1)에 아무런 스핀(spin)이 가해지지 않았다면 P2는 공(1)의 타구지점이 될 것이나, 반대로, 공(1)이 빗맞아 아래로 낙하하는 포물선의 궤적을 가지는 경우, 실제 공의 타구지점은 P3이 되어야 맞는다. 또한, 골퍼가 공(1)을 타격할 때, 스핀이 걸리는 경우, 고정된 원점과 하나의 센서(2)로는 공(1)에 걸리는 스핀에 의해 변경되는 공의 궤적을 판단할 수 없다.

또한, 단일 센서(2)를 이용하여 공(1)의 궤적을 판단해야 하므로, 타격 지점은 변경될 수 없다. 도면상에서 공(1)이 위치하는 타격 지점을 변경하면, 센서(2)와 타격위치 사이의 거리가 도출되지 않으므로, 공(1)이 타격될 때, 공(1)의 속도를 산출할 수 없다. 즉, 종래의 골프 연습장치는 공(1)의 최초 위치가 고정된다는 가정하에 공(1)의 타구 지점과 속도를 산출할 수 있다. 이에 따라, 종래의 골프 연습장치는 골프를 연습할 때, 다양한 위치에서 타격 연습을 하는데 부적합한 것은 물론, 타격된 공(1)의 상태와 관계없이 항상 센서(2)에 의해 검출된 위치와 속도에 의해 타구지점이 표시됨으로써 정확한 골프 연습에 한계를 갖는다.

본 발명의 목적은 공의 타격 위치와 관계없이 골프 연습을 할 수 있도록 하며, 타격된 공의 궤적을 정확히 판단함으로써 골프 연습의 현실성을 향상시키고, 골퍼의 기량 향상에 기여하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 골퍼에 의한 공의 타격위치와 골프 스크린 사이에 순차로 위치하는 프리 센서부, 및 메인 센서부, 및 상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부에 의해 검출되는 상기 공의 위치를 참조하여 상기 공의 궤적을 산출하며, 상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부 사이로 상기 공이 지나가는 시간을 통해 상기 공의 실제 타구 속도를 판단하여 상기 골프 스크린에 상기 공의 타구 지점이 표시되도록 제어하는 제어부에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 골퍼가 공을 타격하는 위치에 제한이 적고, 타격된 공의 상태를 명확히 판단하여 정확한 공의 타구 위치를 판단하여 올바른 골프 훈련을 유도한다.

도 1은 종래의 골프 연습장치가 타구된 공의 궤적을 판단하는 방식을 설명하기 위한 참조도면을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치에 대한 개념도를 도시한다.
도 3은 공의 궤적을 구하는 일 예에 대한 참조도면을 도시한다.
도 4는 공의 궤적을 구하는 다른 예에 대한 참조도면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 골프 연습장치의 블록개념도를 도시한다.

본 발명에서 언급되는 타구 위치는, 골퍼가 타격한 공이 골프 스크린에 표시되는 위치를 의미한다.

본 발명에서 언급되는 타격 위치는, 골퍼가 클럽(club)으로 공을 타격하는 최초 위치를 의미한다.

본 발명에 따른 골프 스크린은 천, 비닐, 금속, 및 기타 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 프로젝터와 같은 영상 투사장치가 투사하는 영상을 표시할 수 있다.

본 발명에 따른 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치는 실내, 또는 실외에 설치 가능하며, 실내에 설치하는 경우, 골프 스크린을 수납하는 하우스 내에 설치될 수 있고, 실외에 설치되는 경우, 그물로 구획된 공간에 임의로 설치될 수 있다. 다양한 장소에 설치될 수 있으며, 한정하지는 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치에 대한 개념도를 도시한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치(이하, "골프 연습장치"라 한다)는 하우스(100) 내에 골프 스크린(101)이 배치되고, 티(tee)(11)와 골프 스크린(101) 사이에는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)가 순차로 배치될 수 있다. 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)는 독립적으로 공(10)의 위치를 검출한다. 프리 센서부(110)는 하우스(100)의 바닥면(102)에 배치되는 제1센서 바(111), 및 제1센서 바(111)와 수직하게 배치되는 제2센서 바(112)로 구성된다. 제1센서 바(111)는 바닥(102)에 부착되거나, 또는 바닥(102)에 수납될 수 있다. 제1센서 바(111)는 골프 스크린(101)의 길이 방향을 따라 배치되며, 공(10)이 타격되어 골프 스크린(101)으로 향할 때, 공(10)의 횡 방향 위치를 판단할 수 있다. 제1센서 바(111)는 레이저 빔, 또는 적외선 빔을 투사하는 센서가 어레이 배열되어 구성될 수 있으며, 어레이 배열되는 센서의 수는 공의 정확한 위치 파악을 위해 그 수가 많을수록 좋다.

마찬가지로, 제2센서 바(112)는 공(10)의 횡 방향 위치를 판달할 수 있다. 제2센서 바(112) 또한, 복수의 레이저 빔, 또는 적외선 빔을 투사하고 수신하는 복수의 센서가 어레이 배열되어 구성될 수 있다.

티(11)에 위치하는 공(10)의 타격 위치에 상관없이, 프리 센서부(110)는 공(10)이 검출되는 위치를 판단한다. 프리 센서부(110)는 티(11)의 위치와 이격되며, 티(11)의 위치와 관계없이 공(10)이 지나갈 때, 공(10)의 위치를 판단한다.

이에 따라, 골퍼가 티(11)의 위치를 A에서 B로 이동시키는 경우에도, 공(10)의 궤적이나 속도를 판단함에 있어 티(11)의 위치에 의해 영향을 받지 않는다.

메인 센서부(120)는 프리 센서부(110)와 골프 스크린(101) 사이에 배치된다. 메인 센서부(120)는 프리 센서부(110)에서 공(10)의 위치가 검출된 후, 2차로 공(10)의 위치를 검출한다. 이때, 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120) 사이에는 공(10)을 검출하는 시간에 편차가 발생한다. 예컨대, 프리 센서부(110)에서 공을 검출한 시간이 T1이고, 메인 센서부(120)에서 공(10)을 검출한 시간이 T2라고 가정할 때, 공(10)의 속도는, (T2-T1)/D로 산출될 수 있다.

여기서, 공(10)의 속도는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120) 사이의 시간과 거리만을 고려하므로, 티(11)에서 공이 타격된 시간은 고려되지 않아도 좋다.

마찬가지로, 공(10)의 궤적은 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)의 위치 관계를 이용하여 산출되므로 티(11)의 위치는 공(10)의 궤적을 산출하는데 영향을 끼치지 않는다. 즉, 티(11)의 타격 시간이나 위치는 공(10)의 궤적과 속도를 구하는데 영향을 끼치지 않으므로, 골퍼는 편한 위치에서 공(10)을 타격할 수 있는 것이다.

도면에는 도시되지 않았으나, 골프 스크린(101)에 풍경 이미지를 투사하는 프로젝터가 하우스(100) 내에 배치될 수 있다. 또는 하우스(100) 외부에서 골프 스크린(101)을 향해 풍경 이미지를 투사할 수도 있다.

도 3은 공의 궤적을 구하는 일 예에 대한 참조도면을 도시한다.

도 3을 참조하면, 공(10)이 타격된 후, 공(10)이 프리 센서부(110) 측 제2센서 바(112)를 지나 메인 센서부(120) 측 제2센서 바(122)를 지나면, 공(10)의 궤적은 두 개의 센서 바(112, 122)에 의해 특정될 수 있다.

예컨대, 타격된 공(10)이 P3과 P4의 위치에서 검출되는 경우, 공(10)은 P7 위치에 도달할 수 있을 것이며, 이때의 타격 위치는 P7로 판단될 수 있다.

반면, 타격된 공(10)이 P3와 P5의 위치에서 검출되는 경우, 공(10)은 아래로 포물선을 그리며 낙하하는 것으로 판단될 수 있으며, 이때의 타격 위치는 P8로 판단될 수 있다.

다른 한편, 타격된 공(10)이 P3과 P6의 위치에서 검출되는 경우, 공(10)은 클럽(미도시)에 빗맞아 낙하하는 것으로 판단될 수 있다.

이처럼, 티(11)의 위치와 관계없이, 공(10)이 날아갈 수 있는 영역에 배치되는 두 개의 센서 바(112, 122)의 검출에 의해 공(10)의 궤적을 파악할 수 있으며, 종래의 스크린 골프 연습장치가 티(11)와 근접하게 배치되는 센서를 이용하는 것에 비해 공(10)의 궤적을 정확히 특정할 수 있다.

또한, 제2센서 바(112, 122) 사이의 거리(d1)를 이용하면, 공(10)의 정확한 구속을 파악할 수 있다.

공(10)의 속도는 P3 위치가 검출된 시간과 P4가 검출된 시간을 거리 d1으로 나누어 산출될 수 있다. 마찬가지로, 공(10)의 속도는 P3 위치와 P5 위치, 또는 P3 위치와 P6 위치가 검출된 시간을 거리 d1으로 나누어 산출될 수 있다. 이는 티(11)의 위치나 타격 시간과는 독립적으로 작동하는 제2센서부(112, 122)가 일정 거리(d1) 이격되어 배치되는 것을 이용한 것이다.

도 4는 공의 궤적을 구하는 다른 예에 대한 참조도면을 도시한다.

도 4를 참조하면, 공(10)이 타격된 후, 공(10)이 프리 센서부(110) 측 제1센서 바(111)를 지나 메인 센서부(120) 측 제1센서 바(121)를 지나면, 공(10)의 궤적은 두 개의 센서 바(111, 121)에 의해 특정될 수 있다.

골퍼가 공(10)을 타격할 때, 골퍼의 스윙 특성이나, 공(10)과 클럽이 부딪히는 위치에 따라 공(10)에 스핀이 걸릴 수 있다. 공(10)에 스핀이 걸리는 경우, 공은 직선보다는 다소 곡선에 가까운 비행 궤적을 가질 수 있는데, 제1센서 바(111) 하나만을 가지고 궤적을 산출하는 경우에는 공(10)의 비행 궤적은 직선으로 인식될 우려가 있다. 즉 공(10)의 최초 위치와 제1센서 바(111)의 위치 관계만을 따지면 공(10)의 궤적은 D 위치로 판단될 수 있는 것이다. 반면, 본 실시예에 언급된 바와 같이, 제1센서 바(111, 121)가 두 개의 위치를 파악하는 경우, 공(10)의 궤적은 달리 표현될 수 있다. 도 4에서, 공(10)의 위치가 제1센서 바(111, 121)에서 각각 A 위치와 B위치이고 공(10)에 스핀이 걸려 있는 경우, 스핀이 걸린 공(10)의 궤적은 C 위치로 표현될 수 있으며, 스핀에 의해 포물선을 그리는 공(10)의 궤적을 가장 근사하게 표현할 수 있다. 이때, 티(11)의 최초 위치를 안다면, 공(10)의 궤적은 티(11)에서 A 위치로 가는 선분과 A 위치에서 B 위치로 가는 선분의 기울기 변화를 참조하여 산출될 수 있으며, 제1센서 바(111, 121)에 의해 산출되는 타격 위치에 비해 좀 더 정확한 타격 위치를 파악할 수도 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 골프 연습장치의 블록개념도를 도시한다.

도 5를 참조하면, 골프 연습장치는 프리 센서부(110), 메인 센서부(120), 제어부(130), 메모리(140), 디스플레이부(150), 및 디스플레이 장치(160)로 구성될 수 있다.

프리 센서부(110)는 하우스(100)의 바닥(102)에 부착 또는 매설되는 제1센서 바(111), 및 제1센서 바(111)와 수직하게 배치되는 제2센서 바(112)로 구성될 수 있다. 프리 센서부(110)는 제1센서 바(111)와 제2센서 바(112)에 의해 검출되는 2차원 좌표와 검출 시간을 획득하고, 이를 제어부(130)로 제공한다.

메인 센서부(120)는 프리 센서부(110)와 골프 스크린(101) 사이의 바닥에 매설되는 제1센서 바(121), 및 제1센서 바(121)와 수직하게 배치되는 제2센서 바(122)로 구성될 수 있다. 메인 센서부(120)는 타격된 공(10)이 검출되는 시간, 및 제1센서 바(121)와 제2센서 바(122)에 의해 검출되는 2차원 좌표를 획득하여 제어부(130)로 제공한다.

제어부(130)는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)의 검출 시간 차를 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120) 사이의 거리로 나누어 공(10)의 구속을 판단하며, 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)에서 검출된 2차원 좌표를 메모리(140)에 임시 수납하고, 메모리(140)에 수납된 2차원 좌표를 참조하여 공(10)의 궤적을 판단한다.

바람직하게는, 제어부(130)는 궤적 판단부(131), 및 속도 판단부(132)로 구성될 수 있다.

궤적 판단부(131)는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)의 제1센서 바(111, 121)에서 검출된 공의 위치로 공의 가로 방향을 판단하고, 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)의 제2센서 바(112, 122)에서 검출된 공의 위치로 공(10)의 세로 방향(높이)를 판단할 수 있다. 가로 방향과 세로 방향을 이용하여 공(10)에 대한 백터(VECTOR)를 생성할 수 있으며, 생성된 백터를 이용하여 공(10)의 타격 위치를 판단하고 이를 디스플레이부(150)로 제공하여 골프 스크린(101)에 표시되도록 한다.

속도 판단부(132)는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120) 측 제2센서 바(112, 122) 사이를 공(10)이 지나가는데 걸리는 시간을 이용하여 공(10)의 속도를 판단할 수 있다. 공(10)의 속도는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120) 측 제1센서 바(111, 121)를 이용해서 구할 수도 있다. 그러나, 제1센서 바(111, 121)를 지나는 공(10)은 스핀에 의해 곡선 궤적을 가질 수도 있으므로, 정확한 속도 산출이 어려울 수 있다.

메모리(140)는 프리 센서부(110), 및 메인 센서부(120)에서 검출된 2차원 위치 정보와, 공(10)이 검출된 시간 정보를 임시 저장하며, 제어부(130)에서 공(10)의 궤적과 속도를 산출하기 위한 프로그램을 구동하는 공간으로 이용될 수 있다. 만일, 제어부(130)가 프로그램을 구동하는 형태 대신, 하드웨어로 구현되는 경우, 메모리(140)는 프리 센서부(110)와 메인 센서부(120)에서 검출된 공(10)의 위치 정보와 검출 시간만을 임시로 저장해두고, 임시 저장된 값을 제어부(130)가 연산하도록 할 수 있다.

디스플레이부(150)는 제어부(130)가 제공하는 공(10)의 타격 위치와 궤적을 프로젝터와 같은 디스플레이장치(160)를 이용하여 이미지로 변환 후, 골프 스크린(101)에 투사한다. 디스플레이부(150)는 제어부(130)와 별도로 구현되거나, 또는 제어부(130)에 통합되어 구현될 수도 있다.

110 : 프리 센서부 120 : 메인 센서부
130 : 제어부 131 : 궤적 판단부
132 : 속도 판단부 140 : 메모리
150 : 디스플레이부 160 : 디스플레이장치

Claims

골퍼에 의한 공의 타격위치와 골프 스크린 사이에 순차로 위치하는 프리 센서부, 및 메인 센서부; 및
상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부에 의해 검출되는 상기 공의 위치를 참조하여 상기 공의 궤적을 산출하며, 상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부 사이로 상기 공이 지나가는 시간을 통해 상기 공의 실제 타구 속도를 판단하여 상기 골프 스크린에 상기 공의 타구 지점이 표시되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.
제1항에 있어서,
상기 프리 센서부, 및 상기 메인 센서부는,
각각 상기 하우스의 바닥면에 제1센서 바가 상기 스크린의 길이 방향과 평행하게 배치되고, 제2센서가 상기 제1센서 바의 길이 방향에 대해 수직하게 배치되어 상기 공의 궤적을 획득하는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.
제2항에 있어서,
상기 제1센서 바, 및 상기 제2센서 바는,
레이저 센서, 및 적외선 센서 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부 사이로 타격된 공이 지나가는 시간을 상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부 사이의 거리로 나누어 상기 공의 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부에서 검출된 두 개의 위치를 이용하여 상기 공이 상기 골프 스크린에 표시될 위치를 판단하는 궤적 판단부; 및
상기 프리 센서부와 상기 메인 센서부 사이를 지나가는 시간을 이용하여 상기 공의 속도를 판단하는 속도 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.
제5항에 있어서,
상기 궤적 판단부는,
상기 프리 센서부 측 제1센서 바와 상기 메인 센서부 측 제1센서 바의 검출 위치를 참조하여 상기 공의 궤적에 대한 제1방향을 판단하고,
상기 프리 센서부 측 제2센서 바와 상기 메인 센서부 측 제2센서 바의 검출 위치를 참조하여 상기 공의 궤적에 대한 제2방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.
제1항에 있어서,
상기 골프 스크린에 골프장 이미지를 표시하는 프로젝터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 센서를 이용한 스크린 골프 연습장치.