KR20170124834A

KR20170124834A - Baseball game system

Info

Publication number: KR20170124834A
Application number: KR1020160054754A
Authority: KR
Inventors: 장순목
Original assignee: (주)클라우드게이트
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-11-13
Also published as: KR101845270B1

Abstract

The present invention is to provide a baseball game system capable of precisely determining positions of a ball with one camera. Provided is a baseball game system comprising: a photographing unit photographing an area of the maximum perspective angle and transferring a plurality of images; and a position detecting unit detecting a position of a ball based on the plurality of images. The position detecting unit comprises a coordinate conversion unit calculating the size of the ball decided along coordinates of the reference surface of the maximum perspective angle, an XY coordinate of the ball displayed on the image and a three-dimensional coordinate of the ball using the maximum perspective angle of the photographing unit from one image among the plurality of images.

Description

야구 게임 시스템{BASEBALL GAME SYSTEM}Baseball Game System {BASEBALL GAME SYSTEM}

본 발명은 야구 게임 시스템에 관한 것으로, 특히 공의 3 차원 좌표를 하나의 카메라로 정확하게 판단할 수 있는 야구 게임 시스템에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a baseball game system, and more particularly, to a baseball game system capable of accurately determining three-dimensional coordinates of a ball with a single camera.

종래의 야구 시스템은 복수의 카메라들을 이용하여 다양한 각도에서 공을 촬영함으로써 공의 위치를 판단한다. 이와 같이 종래의 야구 시스템은 복수의 카메라들을 필요로 하기 때문에 시스템 구현에 많은 비용이 요구된다. 또한, 하나의 카메라로 공의 3 차원 좌표를 판단하더라도 촬영된 영상만으로 판단하므로 연산된 공의 3 차원 좌표는 실제 공의 3 차원 좌표와 차이가 난다.A conventional baseball system uses a plurality of cameras to determine the position of the ball by shooting the ball at various angles. Thus, since the conventional baseball system requires a plurality of cameras, a large cost is required for system implementation. In addition, even if the three-dimensional coordinates of the ball are determined by one camera, the three-dimensional coordinates of the calculated ball are different from the three-dimensional coordinates of the actual ball because they are determined based on only the captured image.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하나의 카메라로 공의 위치를 정확하게 판단할 수 있는 야구 게임 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a baseball game system capable of accurately determining the position of a ball with a single camera.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대 투시각의 영역을 촬영하여 복수의 영상을 전송하는 촬영부; 및 상기 복수의 영상을 기초로 공의 위치를 검출하는 위치 검출부;를 포함하고, 상기 위치 검출부는, 상기 복수의 영상 중 하나의 영상으로부터, 상기 최대 투시각의 영역의 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기, 상기 영상에 표시된 공의 크기, 상기 영상에 표시된 공의 XY 좌표, 및 상기 촬영부의 최대 투시각을 이용하여 상기 공의 3차원 좌표를 연산하는 좌표 변환부;를 포함하는 야구 게임 시스템을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an image capturing apparatus comprising: a photographing unit photographing an area having a maximum projection time and transmitting a plurality of images; And a position detection unit that detects a position of the ball based on the plurality of images, wherein the position detection unit detects, from one of the plurality of images, Dimensional coordinate of the ball using the size of the ball displayed in the image, the XY coordinate of the ball displayed in the image, and the maximum projection time of the photographing unit, to provide.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌표 변환부는 상기 영상에 표시된 공의 크기를 상기 최대 투시각의 영역의 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기로 나누어서 좌표 변환 비율을 연산하는 비율 연산부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the coordinate transformation unit may include a ratio calculation unit for calculating the coordinate transformation ratio by dividing the size of the ball displayed in the image by a predetermined size according to the coordinates of the reference plane of the region of the maximum projection time .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌표 변환부는 상기 좌표 변환 비율과 상기 최대 투시각의 영역의 기준면의 어느 한변의 길이를 곱한 값을 상기 촬영부의 최대 투시각에 따른 탄젠트값으로 나누어서 상기 공의 Z 좌표를 연산하는 좌표 연산부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the coordinate transforming unit divides a value obtained by multiplying the coordinate conversion ratio by a length of either one of the reference plane of the region of the maximum projection time, into a tangent value corresponding to a maximum projection time of the photographing unit, And a coordinate computing unit for computing the Z coordinate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌표 연산부는 상기 좌표 변환 비율과 상기 영상에 표시된 공의 XY 좌표를 곱하여 상기 공의 XY 좌표를 연산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the coordinate computing unit may calculate the XY coordinates of the blank by multiplying the coordinate conversion ratio and the XY coordinate of the blank displayed in the image.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 위치 검출부는 상기 복수의 영상을 분석하여 상기 공의 최종 위치를 연산하는 궤적 연산부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the position detector may include a trajectory calculating unit for analyzing the plurality of images and calculating a final position of the trajectory.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 궤적 연산부는 상기 공의 3차원 좌표와 상기 복수의 영상의 시간차를 이용하여 일정 시간 동안 공이 이동한 거리를 계산하고 상기 시간차와 상기 이동한 거리를 이용하여 상기 공의 속도를 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the locus calculating unit calculates a distance traveled by the ball for a predetermined time using the three-dimensional coordinate of the ball and the time difference of the plurality of images, The speed of the ball can be calculated.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 궤적 연산부는 상기 공의 3차원 좌표와 상기 공의 속도를 이용하여 타격된 공이 파울, 아웃, 안타, 2루타, 3루타, 및 홈런 등의 결과 값을 판정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the trajectory calculating unit determines a result value such as a foul ball, an out, a hit, a doublet, a triple, and a home run using the three-dimensional coordinates of the ball and the ball speed can do.

본 발명에 따른 야구 게임 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.The baseball game system according to the present invention provides the following effects.

첫째, 본 발명의 야구 게임 시스템은 공의 크기로 공의 높이를 판단하므로, 하나의 카메라로 공의 위치를 정확하게 판단할 수 있다.First, since the baseball game system of the present invention determines the ball height with the size of the ball, it is possible to accurately determine the position of the ball with one camera.

둘째, 본 발명의 야구 게임 시스템은 카메라의 최대 투시각을 고려하여 공의 위치를 판단하므로 공의 위치를 정확히 판단할 수 있다.Second, since the baseball game system of the present invention determines the position of the ball in consideration of the maximum projection time of the camera, the position of the ball can be accurately determined.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 야구 게임 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 촬영부의 최대 투시각에 따라 공을 촬영하는 장면을 나타낸 사시도이다.
도 4 내지 도 6 은 좌표 변환부의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10 은 궤적 연산부의 동작을 나타낸 도면이다.
도 11 은 위치 검출부의 동작 순서를 나타낸 순서도이다.1 is a schematic perspective view of a baseball game system according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of Fig.
3 is a perspective view showing a scene in which a ball is photographed according to the maximum projection time of the photographing section.
4 to 6 are diagrams showing the operation of the coordinate transforming unit.
7 to 10 are diagrams showing the operation of the locus calculating unit.
11 is a flowchart showing an operation procedure of the position detector.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below 또는 beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다.The terms spatially relative, "below or beneath", "lower", "above", "upper" and the like, And may be used to easily describe the correlation with other elements or components.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when a part is connected to another part, it includes not only a direct connection but also a case where the part is electrically connected with another part in between. Further, when a part includes an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary, it may include other elements.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.The terms first, second, third, etc. in this specification may be used to describe various components, but such components are not limited by these terms. The terms are used for the purpose of distinguishing one element from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second or third component, and similarly, the second or third component may be alternately named.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

이하, 도 1 내지 도 12 를 참조로 본 발명에 따른 야구 게임 시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a baseball game system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 12. FIG.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 야구 게임 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.FIG. 1 is a schematic perspective view of a baseball game system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. 1. FIG.

본 발명에 따른 야구 게임 시스템(100)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 피칭부(700), 촬영부(430), 프로젝터(505), 위치 검출부(666), 제 1 타석(241), 제 2 타석(242), 홈 플레이트(230)를 포함한다.1 and 2, the baseball game system 100 according to the present invention includes a pitching unit 700, a photographing unit 430, a projector 505, a position detecting unit 666, 241, a second plate 242, and a groove plate 230.

피칭부(700)는 제 1 타석(241)과 제 2 타석(242) 사이에 위치한 판정 영역(340)을 향해 공(888)을 던진다.The pitching portion 700 casts a hole 888 toward the determination region 340 located between the first plate 241 and the second plate 242.

판정 영역(340)은 스트라이크 존(333)을 포함한다. 즉, 판정 영역(340) 중 일부는 스트라이크 존(333)이다. 판정 영역(340)은, 예를 들어, 제 1 타석(241)과 제 2 타석(242) 사이에 위치할 수 있다. The determination area 340 includes a strike zone 333. That is, a part of the determination area 340 is the strike zone 333. The determination region 340 may be located, for example, between the first plate 241 and the second plate 242.

판정 영역(340)의 폭은 제 1 타석(241)과 제 2 타석(242) 사이의 간격으로 정의될 수 있으며, 판정 영역(340)의 길이는 홈 플레이트(230)와 이보다 위에 위치한 가상의 변 사이의 간격으로 정의될 수 있다. 여기서, 가상의 변은 스트라이크 존(333)의 상변보다 더 높은 곳에 위치한다.The width of the determination region 340 may be defined as the distance between the first plate 241 and the second plate 242 and the length of the determination region 340 may be defined by the groove plate 230 and a virtual side As shown in FIG. Here, the imaginary side is located higher than the upper side of the strike zone 333.

피칭부(700)는 스크린(780) 및 피칭 머신(760)을 포함한다.The pitching unit 700 includes a screen 780 and a pitching machine 760.

스크린(780)은 판정 영역(340)과 피칭 머신(760) 사이에 위치한다. 스크린(780)은 프로젝터(505)로부터 투사된 영상을 표시한다. 영상은 스크린(780)의 표시면에 표시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스크린(780)은 적어도 하나의 홀(768)을 포함한다.The screen 780 is positioned between the determination region 340 and the pitching machine 760. The screen 780 displays the image projected from the projector 505. The image is displayed on the display surface of the screen 780. As shown in FIG. 2, the screen 780 includes at least one hole 768.

피칭 머신(760)은 스크린(780)의 뒤쪽에 위치한다. 즉, 피칭 머신(760)은 스크린(780)의 표시면의 반대편에 위치한다. 피칭 머신(760)은 공(888)을 투척한다. 피칭 머신(760)으로부터 투척된 공(800)은 스크린(780)의 홀(768)을 통과하여 판정 영역(340) 쪽으로 진행한다.The pitching machine 760 is located behind the screen 780. That is, the pitching machine 760 is located opposite the display surface of the screen 780. Pitching machine 760 throws ball 888. The ball 800 projected from the pitching machine 760 passes through the hole 768 of the screen 780 and proceeds toward the determination region 340.

촬영부(430)는 피칭부(700)로부터의 공(888)이 감지 영역(805)에 진입하는 순간에 이를 감지하여 촬영을 개시한다. 예를 들어, 촬영부(460)는 공(888)이 감지 영역(805)에 진입하는 순간부터 공(888)을 포함한 모든 움직이는 물체에 대한 추적(tracking)을 개시한다. 이를 위해, 촬영부(430)는 공(888)이 감지 영역(805)에 진입하는 순간부터 초 당 수십 내지 수백 프레임의 비율로 연속적인 촬영을 수행할 수 있다. 촬영부(430)는 초고속 카메라를 포함할 수 있다.The photographing unit 430 detects the moment when the hole 888 from the pitching unit 700 enters the sensing area 805 and starts photographing. For example, the shooting section 460 starts tracking all moving objects, including the ball 888, from the moment the ball 888 enters the sensing area 805. For this, the photographing unit 430 can continuously photograph at a rate of several tens to several hundred frames per second from the moment when the blank 888 enters the sensing area 805. The photographing unit 430 may include a high-speed camera.

촬영부(430)는 판정 영역(340)의 상부에 위치한다. 예를 들어, 촬영부(430)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 판정 영역(340)의 바로 위에 위치할 수 있다.The photographing unit 430 is located at an upper portion of the judgment area 340. [ For example, the photographing section 430 may be located directly above the judgment area 340, as shown in Fig.

위치 검출부(666)는 촬영부(430)로부터 촬영된 영상을 근거로 공(888)의 위치를 검출한다. 구체적으로, 위치 검출부(666)는 그 촬영된 영상을 분석하여 공(888)의 3 차원 좌표(XYZ 좌표)를 검출한다. 이를 위해, 위치 검출부(666)는, 예를 들어, 촬영부(430)로부터의 영상을 이의 촬영 조도를 근거로 이진화(binarization)하여 블랙-화이트 이미지(Black-White image)를 생성하고, 그 블랙-화이트 이미지를 상하 방향 및 좌우 방향으로 스캐닝하여 영상에서의 피사체(예를 들어, 공)에 대한 기본 윤곽선(예들 들어, 공의 윤곽선)을 추출하고, 그 윤곽선으로부터 피사체의 중심 위치를 판별하고, 그리고 그 중심 위치를 근거로 피사체(예를 들어, 공)의 위치를 검출할 수 있다.The position detecting unit 666 detects the position of the blank 888 based on the image photographed by the photographing unit 430. Specifically, the position detector 666 analyzes the photographed image and detects the three-dimensional coordinates (XYZ coordinates) of the blank 888. For this purpose, the position detection unit 666 binarizes the image from the photographing unit 430 based on, for example, the photographing illuminance thereof to generate a black-white image, - Scans a white image vertically and horizontally to extract a basic contour (e.g., a contour of a ball) for a subject (e.g., a ball) in the image, determines the center position of the subject from the contour, The position of the subject (e.g., the ball) can be detected based on the center position.

위치 검출부(666)로부터 검출된 공의 좌표 정보는 판정부(도시되지 않음)로 전송된다. 판정부는 그 검출된 공의 좌표가 판단 영역에서 스트라이크 존(333)에 위치하는지를 판단한다. 그 판단 결과 공(888)이 스트라이크 존(333)의 내부 또는 그 경계에 위치하는 것으로 확인될 때, 판정부는 스트라이크를 선언한다. 반면, 그 판단 결과 공이 스트라이크 존(300)을 벗어난 판정 영역(340)에 위치하는 것으로 확인될 때, 판정부는 볼을 선언한다.The coordinate information of the ball detected by the position detecting section 666 is transmitted to a determining section (not shown). The judgment unit judges whether the detected coordinates of the ball are located in the strike zone 333 in the judgment area. As a result of the determination, when the ball 888 is confirmed to be located inside or at the boundary of the strike zone 333, the determination section declares a strike. On the other hand, when it is confirmed that the ball is located in the determination region 340 outside the strike zone 300, the determination section declares the ball.

하기에서 도 3 내지 도 8을 참조하여 공의 3 차원 좌표를 검출하는 과정을 상세히 설명한다.The process of detecting three-dimensional coordinates in accordance with the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8. FIG.

도 3은 촬영부의 최대 투시각에 따라 공을 촬영하는 장면을 나타낸 사시도이다. 도 4 내지 도 6 은 좌표 변환부의 동작을 나타낸 도면이다.3 is a perspective view showing a scene in which a ball is photographed according to the maximum projection time of the photographing section. 4 to 6 are diagrams showing the operation of the coordinate transforming unit.

도 3 및 도 4를 참조하면, 촬영부(430)는 최대 투시각의 영역(431)을 촬영하여 복수의 영상을 전송한다. 도 3에서 촬영부(430)의 최대 투시각은 2θ이다. 즉, 촬영부(430)는 야구 게임 시스템이 설치되는 장소에 따라 최대 투시각을 자유롭게 설정할 수 있고, 설정된 최대 투시각에 따라 촬영부(430)가 촬영할 수 있는 최대 투시각의 영역(431)이 정해진다. 촬영부(430)는 최대 투시각의 영역(431) 내에 진입한 공(888)을 촬영할 수 있다.3 and 4, the photographing unit 430 photographs an area 431 having the maximum projection time and transmits a plurality of images. 3, the maximum projection time of the photographing unit 430 is 2 ?. That is, the shooting unit 430 can freely set the maximum projection time according to the place where the baseball game system is installed, and the region 431 having the maximum projection time that can be photographed by the photographing unit 430 in accordance with the set maximum projection time It is decided. The photographing unit 430 can photograph the ball 888 that has entered the area 431 having the maximum projection time.

위치 검출부(666)는 복수의 영상을 기초로 공(888)의 위치를 검출한다. 위치 검출부(666)는 좌표 변환부(667)와 궤적 연산부(668)를 포함한다.The position detection unit 666 detects the position of the blank 888 based on the plurality of images. The position detection unit 666 includes a coordinate transformation unit 667 and a locus calculation unit 668.

좌표 변환부(667)는 복수의 영상 중 하나의 영상으로부터, 최대 투시각의 영역(431)의 기준면(10)의 좌표에 따라 정해진 공의 크기, 영상에 표시된 공의 크기, 영상에 표시된 공의 XY 좌표, 및 촬영부(430)의 최대 투시각을 이용하여 공의 3 차원 좌표를 연산한다.The coordinate transforming unit 667 transforms the size of the ball determined in accordance with the coordinates of the reference plane 10 of the region 431 of the maximum projection time, the size of the ball displayed in the image, The XY coordinate, and the maximum projection time of the photographing unit 430. [0156] FIG.

궤적 연산부(667)는 복수의 영상을 분석하여 공의 최종 위치를 연산한다.The trajectory calculating unit 667 analyzes the plurality of images and calculates the final position of the trajectory.

우선 좌표 변환부(667)가 공의 3차원 좌표를 연산하는 과정을 구체적으로 설명한다.First, the process of calculating the three-dimensional coordinates of the blank by the coordinate transforming unit 667 will be described in detail.

좌표 변환부(667)는 비율 연산부(667a)와 좌표 연산부(667b)를 포함한다.The coordinate conversion unit 667 includes a ratio calculation unit 667a and a coordinate calculation unit 667b.

비율 연산부(667a)는 영상에 표시된 공의 크기를 최대 투시각의 영역(431)의 기준면(10)의 좌표에 따라 정해진 공의 크기로 나누어서 좌표 변환 비율을 연산한다.The ratio calculation unit 667a calculates the coordinate conversion ratio by dividing the size of the ball displayed on the image by the size of the predetermined hole in accordance with the coordinates of the reference plane 10 of the area of maximum area of time 431.

좌표 연산부(667b)는 좌표 변환 비율과 최대 투시각의 영역(431)의 기준면(10)의 어느 한변의 길이를 곱한 값을 촬영부(430)의 최대 투시각에 따른 탄젠트 값으로 나누어서 공의 Z 좌표를 연산한다. 또한, 좌표 연산부(667b)는 좌표 변환 비율과 영상에 표시된 공의 XY 좌표를 곱하여 공의 XY 좌표를 연산한다.The coordinate computing unit 667b divides the value obtained by multiplying the coordinate conversion ratio by the length of one side of the reference plane 10 of the area 431 of the maximum projection time into the tangent value according to the maximum projection time of the photographing unit 430, Calculate the coordinates. The coordinate computing unit 667b computes the XY coordinates of the blank by multiplying the coordinate conversion ratio by the XY coordinate of the blank displayed in the image.

도 4를 참조하면, 우선 Z 좌표의 기준점(0)은 촬영부(430)라고 정의한다. 또한 기준점(0)은 기준면(10)의 중심과 중첩한다. 이와 달리 공의 타격이 이루어지는 실제 바닥면을 Z 좌표의 기준점으로 설정할 수도 있다. 최대 투시각의 영역(431)의 기준면(10)은 실제 야구 시스템이 적용된 공간의 바닥면일 수 있다. 이와 달리 기준면(10)은 다른 높이의 가상의 면으로 설정할 수 있다. 공(880)의 실제 3 차원 좌표 중 Z 좌표를 기준으로 기준면(10)과 평행하게 설정된 면을 촬영면(20)이라고 정의한다. 따라서, 촬영면(20)에 위치한 공(880)의 3 차원 좌표가 실제 구하고자 하는 공의 3차원 좌표이다.Referring to FIG. 4, first, the reference point (0) of the Z coordinate is defined as a photographing unit 430. The reference point (0) overlaps the center of the reference plane (10). Alternatively, the actual floor on which the ball strikes can be set as the reference point of the Z coordinate. The reference plane 10 of the region 431 having the maximum projection time can be the bottom surface of the space to which the actual baseball system is applied. Alternatively, the reference plane 10 can be set to a virtual plane of a different height. A plane set parallel to the reference plane 10 with reference to the Z coordinate among the actual three-dimensional coordinates of the blank 880 is defined as a photographing plane 20. [ Accordingly, the three-dimensional coordinates of the hole 880 located on the photographing surface 20 are the three-dimensional coordinates of the hole actually to be found.

기준면(10)에 위치할 경우 공의 Z 좌표는 Z1이 되고, 촬영면(20)에 위치할 경우 공의 Z 좌표는 Z2가 된다. 촬영부(430)의 최대 투시각은 2θ이다. 기준면(10)은 실제 바닥면이므로 기준면(10)의 한 변의 길이(t1)을 측정할 수 있다. 기준면(10)의 한 변의 절반에 해당하는 길이(t2)도 측정된 한 변의 길이(t1)를 통해 알 수 있다.When located on the reference plane 10, the Z coordinate of the blank is Z1, and when it is located on the photographing plane 20, the Z coordinate of the blank is Z2. The maximum projection time of the photographing section 430 is 2 ?. Since the reference surface 10 is an actual bottom surface, the length t1 of one side of the reference surface 10 can be measured. The length t2 corresponding to one half of one side of the reference plane 10 can also be known through the length t1 of the measured side.

따라서, Z1은 삼각함수의 법칙에 따라 하기 식 1과 같이 정해진다.Therefore, Z1 is determined according to the law of trigonometric function as shown in Equation 1 below.

[식1][Formula 1]

Z1=기준면의 한변의 길이/2/Tanθ=t2/TanθZ1 = length of one side of reference plane / 2 / Tan? = T2 / Tan?

한편, 촬영부(430)에 촬영된 영상의 공(880, 890)의 크기는 실제 위치하는 높이에 따라서 달라진다. 즉, 촬영부(430)에서 멀리 떨어질수록 영상에 촬영된 공(880, 890)의 크기는 작아진다. 예를 들면, 도 5에 도시된 제1 영상(11)은 도 4의 기준면(10)에 위치한 공(880)을 나타낸 영상이다. 도 6에 도시된 제2 영상(21)은 촬영면(20)에 위치한 공(890)을 나타낸 영상이다. 기준면(10)에 위치한 공(880)이 촬영면(20)에 위치한 공보다 촬영부(430)에서 멀리 위치하므로 기준면(10)에 위치한 공(880)이 제1 영상(11)에서 제2 영상(21)의 공(890)보다 크기가 작다.On the other hand, the sizes of the holes 880 and 890 of the image photographed by the photographing unit 430 vary depending on the actual height. That is, the farther away from the photographing unit 430, the smaller the size of the holes 880 and 890 captured in the image. For example, the first image 11 shown in FIG. 5 is an image showing a hole 880 positioned in the reference plane 10 of FIG. The second image 21 shown in FIG. 6 is an image showing a blank 890 located on the photographing plane 20. FIG. Since the ball 880 located on the reference plane 10 is located farther away from the photographing unit 430 than the ball located on the photographing plane 20, the ball 880 located on the reference plane 10 is positioned on the first image 11, Is smaller than that of the hole (890) of the base (21).

따라서, 영상에 촬영된 공(880, 890)의 크기에 따라 실제 공(880, 890)의 높이, 즉 Z 좌표를 알 수 있다. 예를 들면, 영상에 나타난 공의 크기가 도 5의 제1 영상(11)에 나타난 공(880)의 크기와 같다면 영상에 나타난 공의 Z 좌표는 제1 영상(11)에 나타난 공(880)의 Z 좌표와 같다. 이에 따라 기준면(11)의 좌표에 따라 제1 영상(11)에 촬영된 공(880)의 크기는 기준값이 되고, 촬영부(430)에 의하여 촬영된 공(890)의 크기를 기준값과 비교하여 좌표 변환 비율을 연산한다. 좌표 변환 비율은 하기와 같다.Therefore, the height of the actual holes 880 and 890, that is, the Z coordinate, can be determined according to the size of the holes 880 and 890 captured in the image. For example, if the size of a hole in the image is the same as the size of the hole 880 in the first image 11 of FIG. 5, ) &Lt; / RTI > The size of the hole 880 photographed in the first image 11 becomes a reference value according to the coordinates of the reference plane 11 and the size of the hole 890 photographed by the photographing unit 430 is compared with a reference value And calculates the coordinate conversion ratio. The coordinate conversion ratio is as follows.

좌표 변환 비율 = 영상에 표시된 공의 크기/기준값 = 영상에 표시된 공의 크기/기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기Coordinate transformation ratio = size of the ball displayed on the image / reference value = size of the ball displayed on the image / size of the ball determined according to the coordinates of the reference plane

예를 들면, 도 5와 도 6을 참고하면 좌표 변환 비율은 제2 영상의 공의 크기/제1 영상의 공의 크기가 된다. 한편, 공의 크기는 예를 들어 공의 지름으로 판단할 수 있다.For example, referring to FIG. 5 and FIG. 6, the coordinate conversion ratio is the size of the second image / the size of the first image. On the other hand, the size of the hole can be determined, for example, by the diameter of the hole.

그러므로 기준면(11)의 좌표에 따라 정해진 공(880)의 크기와 영상에 표시된 공(890)의 크기를 이용하여 좌표 변환 비율을 연산한 뒤 식 1에 좌표 변환 비율을 곱해주면 실제 공의 Z 좌표를 하기와 같이 식 2를 이용하여 구할 수 있다.Therefore, if the coordinates conversion ratio is calculated using the size of the hole 880 determined according to the coordinates of the reference plane 11 and the size of the hole 890 displayed in the image, and then the coordinate conversion ratio is multiplied by Equation 1, Can be obtained by using Equation 2 as follows.

식 2Equation 2

Z2 = Z1 * 좌표 변환 비율Z2 = Z1 * Coordinate transformation ratio

= t2/Tanθ * 좌표 변환 비율 = t2 / tan? * Coordinate transformation ratio

= t2/Tanθ * 영상에 표시된 공의 크기/ 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기 = t2 / Tanθ * The size of the ball displayed in the image / the size of the ball determined according to the coordinates of the reference plane

= t2/Tanθ * 영상에 표시된 공의 지름/ 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 지름 = t2 / Tanθ * Diameter of the ball shown in the image / Diameter of the ball determined according to the coordinates of the reference plane

이와 같이 비율 연산부(667a)는 최대 투시각의 영역(431)의 기준면(10)의 좌표에 따라 정해진 공의 크기와 영상에 표시된 공의 크기를 이용하여 좌표 변환 비율을 연산한다. 그리고 좌표 연산부(667b)는 좌표 변환 비율, 촬영부(430)의 최대 투시각, 기준면(10)에 위치할 경우의 공의 Z 좌표(Z1), 및 최대 투시각 영역의 기준면(10)의 한 변의 길이(t1)를 이용하여 공의 Z 좌표(Z2)를 연산한다. 한편, 기준점(O)을 바닥면으로 잡을 경우 공의 Z 좌표는 Z3를 활용할 수도 있다.As described above, the ratio calculator 667a calculates the coordinate conversion ratio by using the size of the ball determined according to the coordinates of the reference plane 10 of the area 451 of the maximum projection time and the size of the ball displayed in the image. The coordinate computing unit 667b computes the coordinate conversion ratio, the maximum projection time of the photographing unit 430, the Z coordinate of the blank when located on the reference plane 10, and the Z coordinate of the reference plane 10 of the maximum projection area The Z-coordinate Z2 of the blank is calculated using the length t1 of the sides. On the other hand, when the reference point O is held on the bottom surface, the Z coordinate of the ball may be Z3.

한편, 공(890)의 XY좌표는 제2 영상(21)을 이용하여 연산할 수 있다. 먼저 제2 영상(21)의 중앙을 기준점(O)으로 설정한다. 설정된 기준점(O)에 따라 제2 영상(21)에 표시된 공(890)의 XY 좌표를 공(890)의 중심을 기준으로 판단한다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 공(890)의 XY 좌표는 (5,-5)가 된다.On the other hand, the XY coordinates of the blank 890 can be calculated using the second image 21. First, the center of the second image 21 is set as a reference point (O). The XY coordinate of the ball 890 displayed on the second image 21 is determined on the basis of the center of the ball 890 according to the set reference point O. [ For example, as shown in Fig. 6, the XY coordinate of the blank 890 is (5, -5).

이와 같이 제2 영상(21)을 통해 구해진 공(890)의 XY 좌표에 앞서 설명한 좌표 변환 비율을 하기와 같이 적용하면 공(890)의 실제 XY 좌표를 구할 수 있다. 제2 영상(21)에 표시된 공(890)의 XY 좌표는 실제와 차이가 있고, 앞서 구한 좌표 변환 비율을 적용할 경우 제2 영상(21)에 표시된 공(890)의 실제 XY 좌표를 구할 수 있다.The actual XY coordinate of the blank 890 can be obtained by applying the coordinate transformation ratio described above to the XY coordinates of the blank 890 obtained through the second image 21 as follows. The actual XY coordinates of the blank 890 displayed in the second image 21 can be obtained when the XY coordinates of the blank 890 displayed on the second image 21 are different from the actual XY coordinates have.

실제 X 좌표 = X * 좌표 변환 비율 = X * 영상에 표시된 공의 크기/ 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기Actual X coordinate = X * Coordinate transformation ratio = X * Size of the ball displayed in the image / Size of the ball determined according to the coordinates of the reference plane

실제 Y 좌표 = Y * 좌표 변환 비율 = Y * 영상에 표시된 공의 크기/ 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기Actual Y coordinate = Y * Coordinate transformation ratio = Y * Size of the ball displayed in the image / Size of the ball determined according to the coordinates of the reference plane

이와 같이 본 발명은 촬영부(430)의 최대 투시각과 좌표 변환 비율을 이용하여 공(890)의 3 차원 좌표를 보다 정확하게 연산할 수 있다. 본 발명의 3 차원 좌표를 구하는 알고리즘은 하기와 같다.As described above, the present invention can more accurately calculate the three-dimensional coordinates of the blank 890 using the maximum projection time of the photographing unit 430 and the coordinate conversion ratio. The algorithm for obtaining the three-dimensional coordinates of the present invention is as follows.

[알고리즘][algorithm]

float tan = Mathf.Tan(arcOption.fieldOfview/2*Mathf.PI/180);float tan = Mathf.Tan (arcOption.fieldOfview / 2 * Mathf.PI / 180);

float w = imgWidth/2;float w = imgWidth / 2;

float h = imgHeight/2;
float h = imgHeight / 2;

foreach(ARC_TARGET at in list)foreach (ARC_TARGET at in list)

{{

float r = arcOption.balldiameter/at.size; float r = arcOption.balldiameter / at.size;

if(r>1) r=1; if(r<0) r=0;
if (r > 1) r = 1; if (r < 0) r = 0;

float d = r/tan float d = r / tan

float x = (at.pos.x-w)*r; float x = (at.pos.x-w) * r;

float y = (at.pos.y-h)*r; float y = (at.pos.y-h) * r;

float z = -d*w; float z = -d * w;

at.pos3D = new Vector3 (x,y,x); at.pos3D = new Vector3 (x, y, x);

}}

하기에서 도 7 내지 도 10을 참조하여 궤적 연산부의 동작을 설명한다.The operation of the locus calculating section will be described below with reference to Figs. 7 to 10. Fig.

도 7 내지 도 10 은 궤적 연산부의 동작을 나타낸 도면이다.7 to 10 are diagrams showing the operation of the locus calculating unit.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 궤적 연산부(668, 도 3에 도시)는 복수의 영상을 분석하여 공의 최종 위치를 연산한다. 예를 들면, 도 7은 시간차를 두고 촬영된 총 9 개의 영상을 중첩시킨 도면이다. 중심(0)과 가까운 공(891)이 먼저 촬영된 공(891)이고, 중심(0)과 멀리 떨어진 공(892)이 시간적으로 나중에 촬영된 공(892)이다. 먼저 촬영된 공(891)보다 나중에 촬영된 공(892)의 지름이 더 클 경우에 궤적 연산부(668)는 공이 상승하고 있다고 판단한다. 이와 달리 도 8에 도시된 바와 같이 먼저 촬영된 공(893)보다 나중에 촬영된 공(894)의 지름이 더 작을 경우에 궤적 연산부(668)는 공이 하강하고 있다고 판단한다.Referring to Figs. 7 to 10, a locus calculating unit 668 (shown in Fig. 3) analyzes a plurality of images and calculates a final position of the ball. For example, FIG. 7 is a diagram in which nine images captured at time intervals are overlapped. A hole 891 near the center 0 is a hole 891 previously photographed and a hole 892 far from the center 0 is a hole 892 photographed later in time. If the diameter of the hole 892 photographed earlier than the photographed hole 891 is larger than the photographed hole 891, the locus calculating section 668 determines that the hole is rising. In contrast, as shown in FIG. 8, when the diameter of the hole 894 photographed earlier than the photographed hole 893 is smaller, the locus calculator 668 determines that the hole is descending.

또한, 도 9 및 도 10을 참조하면, 궤적 연산부(668)는 공의 3차원 좌표와 복수의 영상의 시간차를 이용하여 일정 시간 동인 공이 이동한 거리를 계산하고 시간차와 이동한 거리를 이용하여 공의 속도를 계산한다.9 and 10, the locus calculating unit 668 calculates the distance traveled by the ball for a predetermined period of time using the three-dimensional coordinate of the ball and the time difference between the plurality of images, Lt; / RTI >

즉, 앞서 설명한 바와 같이 좌표 변환부(667)는 각각의 공(895, 896, 897, 898)의 3차원 좌표를 연산한다. 궤적 연산부(668)는 연산된 공(895, 896, 897, 898)의 3차원 좌표와 각 영상의 시간차를 이용하여 일정 시간 동안 공이 이동한 거리(d)를 계산한다. 그리고 궤적 연산부(668)는 각 영상의 시간차와 이동한 거리(d)를 이용하여 공의 속도를 계산한다. 또한, 궤적 연산부(668)는 공의 3차원 좌표와 공의 속도를 이용하여 타격된 공에 대한 파울, 아웃, 안타, 2루타, 3루타, 및 홈런 등의 결과값을 판정한다.That is, as described above, the coordinate transformation unit 667 computes the three-dimensional coordinates of each of the balls 895, 896, 897, and 898. The trajectory calculating unit 668 calculates the distance d that the ball has moved for a predetermined time using the three-dimensional coordinates of the calculated balls 895, 896, 897, and 898 and the time difference of each image. The locus calculating unit 668 calculates the ball velocity using the time difference of each image and the moved distance d. Further, the locus calculating unit 668 determines result values such as fouls, outs, hits, doubles, triples, and home runs against the hit ball using the three-dimensional coordinate of the ball and the ball speed.

도 11 은 위치 검출부의 동작 순서를 나타낸 순서도이다.11 is a flowchart showing an operation procedure of the position detector.

도 11을 참조하면, 본 발명의 야구 게임 시스템은 영상의 표시된 공의 크기를 검출한다.(501) 영역의 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기와 영상에 표시된 공의 크기를 비교하여 좌표변환비율을 산출한다.(502) 좌표변환비율과 촬영부의 최대 투시각을 이용하여 공의 Z좌표를 검출한다.(504) 공의 이동거리와 속도를 산출한다.(505) 공의 최종 위치 및 결과를 판정한다.(506)11, the baseball game system of the present invention detects the size of a displayed ball in an image 501. The size of the ball determined according to the coordinates of the reference plane of the area 501 is compared with the size of the ball displayed on the image, (502) The Z coordinate of the blank is detected using the coordinate transformation ratio and the maximum projection time of the photographing unit (504) The movement distance and velocity of the ball are calculated (505). (506)

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents. Will be clear to those who have knowledge of.

430: 촬영부 666: 위치 검출부
667: 좌표 변환부 668: 궤적 연산부430: photographing section 666: position detecting section
667: Coordinate transformation unit 668: Trajectory calculation unit

Claims

최대 투시각의 영역을 촬영하여 복수의 영상을 전송하는 촬영부; 및
상기 복수의 영상을 기초로 공의 위치를 검출하는 위치 연산부;를 포함하고,
상기 위치 연산부는,
상기 복수의 영상 중 하나의 영상으로부터,
상기 최대 투시각의 영역의 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기, 상기 영상에 표시된 공의 크기, 상기 영상에 표시된 공의 XY 좌표, 및 상기 촬영부의 최대 투시각을 이용하여 상기 공의 3차원 좌표를 연산하는 좌표 변환부;를 포함하는 야구 게임 시스템.A photographing unit photographing an area of the maximum projection time and transmitting a plurality of images; And
And a position calculation unit for detecting a position of the ball based on the plurality of images,
The position calculating unit calculates,
From one of the plurality of images,
Dimensional coordinates of the ball using the size of the ball determined in accordance with the coordinates of the reference plane of the region having the maximum projection time, the size of the ball displayed in the image, the XY coordinates of the ball displayed in the image, The baseball game system comprising:

제1 항에 있어서,
상기 좌표 변환부는 상기 영상에 표시된 공의 크기를 상기 최대 투시각의 영역의 기준면의 좌표에 따라 정해진 공의 크기로 나누어서 좌표 변환 비율을 연산하는 비율 연산부를 포함하는 야구 게임 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the coordinate transformation unit includes a ratio calculation unit that calculates a coordinate transformation ratio by dividing a size of the ball displayed in the image by a predetermined size according to a coordinate of a reference plane of the region of the maximum projection time.

제2 항에 있어서,
상기 좌표 변환부는 상기 좌표 변환 비율과 상기 최대 투시각의 영역의 기준면의 어느 한변의 길이를 곱한 값을 상기 촬영부의 최대 투시각에 따른 탄젠트값으로 나누어서 상기 공의 Z 좌표를 연산하는 좌표 연산부를 포함하는 야구 게임 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the coordinate transformation unit includes a coordinate operation unit for calculating the Z coordinate of the blank by dividing the value obtained by multiplying the coordinate transformation ratio and the length of either one of the reference plane of the region of the maximum projection time by the tangent value corresponding to the maximum projection time of the photographing unit Baseball game system.

제3 항에 있어서,
상기 좌표 연산부는 상기 좌표 변환 비율과 상기 영상에 표시된 공의 XY 좌표를 곱하여 상기 공의 XY 좌표를 연산하는 야구 게임 시스템.The method of claim 3,
Wherein the coordinate computing unit computes the XY coordinates of the ball by multiplying the coordinate conversion ratio by an XY coordinate of the ball displayed on the image.

제1 항에 있어서,
상기 위치 연산부는 상기 복수의 영상을 분석하여 상기 공의 최종 위치를 연산하는 궤적 연산부;를 포함하는 야구 게임 시스템.The method according to claim 1,
And the position calculation unit analyzes the plurality of images and calculates a final position of the ball.

제5 항에 있어서,
상기 궤적 연산부는 상기 공의 3차원 좌표와 상기 복수의 영상의 시간차를 이용하여 일정 시간 동안 공이 이동한 거리를 계산하고 상기 시간차와 상기 이동한 거리를 이용하여 상기 공의 속도를 계산하는 야구 게임 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the locus calculating unit calculates a distance traveled by the ball for a predetermined time using the three-dimensional coordinate of the ball and the time difference of the plurality of images, and calculates the ball speed using the time difference and the traveled distance, .

제6 항에 있어서,
상기 궤적 연산부는 상기 공의 3차원 좌표와 상기 공의 속도를 이용하여 타격된 공에 대한 파울, 아웃, 안타, 2루타, 3루타, 및 홈런 등의 결과 값을 판정하는 야구 게임 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the trajectory calculation unit determines a result value such as a foul, an out, a hit, a doublet, a triple, and a home run with respect to the hit ball using the three-dimensional coordinates of the ball and the ball speed.