説明

仮想ゴルフシミュレータ及びそれに備えられるセンシング装置と仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法

【課題】仮想ゴルフシミュレータでゴルフボールの位置、打撃後のゴルフボールの角度、速度、方向及びスピン、及び打撃後のゴルフクラブの軌道などを感知して、最大限に正確にゴルフボールの飛距離及び球質などを具現可能にする仮想ゴルフシミュレータ及びそれに設けられるセンシング装置と仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法を提供する。
【解決手段】ゴルフシミュレータのセンシング装置は、ゴルフボールを打撃するためのスイングマットの前方に設けられて、打撃されたゴルフボールの速度、水平方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第1センシング装置500と、スイングマットの一側面に設けられて、スイングマット上に置かれたゴルフボールの位置を感知し、打撃されたゴルフボールの速度、垂直方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第2センシング装置400とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、仮想ゴルフシミュレータ及びそれに備えられるセンシング装置と仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法に係り、より詳細には、ゴルファーが実際にフィールド(field)でゴルフ競技を行なうような現場感を感じることができるように、ゴルフボール及びゴルフクラブの動きを感知してゴルフボールの速度、角度、方向及びスピンなどを具現化させる仮想ゴルフシミュレータ及びそれに備えられるセンシング装置と仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ゴルフ人口の増加に伴い、仮想ゴルフシミュレータを用いるゴルフ練習及び仮想のゴルフ競技が楽しめるいわゆるスクリーンゴルフシステムが登場するに至った。
【0003】
かかるスクリーンゴルフシステムは、室内に仮想ゴルフ場をディスプレイできるスクリーンを設置し、このスクリーンに向けてゴルファーがゴルフボールを打つと、ゴルフボールの速度、方向などを感知して、スクリーン上にゴルフボールの進行を表示するシステムである。
【0004】
スクリーンゴルフシステムでは、ゴルフを楽しむゴルファーが現場感を最大限に感じることができるように、打たれたゴルフボールの速度、方向、角度及びスピンをできる限り実際に近く具現する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、本発明は、仮想ゴルフシミュレータにおいてゴルフボールの位置、打撃後のゴルフボールの角度、速度、方向及びスピン、及び打撃後のゴルフクラブの軌道などを感知して、最大限に正確にゴルフボールの飛距離及び球質などを具現化させることができる仮想ゴルフシミュレータ及びそれに備えられるセンシング装置と仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の一実施例によるゴルフシミュレータのセンシング装置は、ゴルフボールを打撃するためのスイングマットの前方に設けられて、打撃されたゴルフボールの速度、水平方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第1センシング装置と、前記スイングマットの一側面に設けられて、前記スイングマット上に置かれたゴルフボールの位置を感知し、打撃されたゴルフボールの速度、垂直方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第2センシング装置と、を含む。
【0007】
また、好ましくは、前記第1センシング装置は、前記スイングマットの前方に設けられて、実質的に垂直上方に光を照射する発光センシング部と、前記発光センシング部と近接して並んで設けられて、前記発光センシング部から照射される光のうち、ゴルフボールやゴルフクラブにより反射された光を受光してゴルフボールやゴルフクラブを感知する受光センシング部と、を含み、前記第2センシング装置は、前記スイングマットの一側面に設けられて、前記スイングマット上を横切るように光を照射する発光ユニットと、前記スイングマットの他側面に設けられて、前記発光ユニットから照射される光を受光してゴルフボールを感知する受光ユニットと、を含むことを特徴とする。
【0008】
また、好ましくは、前記受光センシング部及び前記受光ユニットから感知された情報を受信し、ゴルフボールの位置及び動きに関する情報を処理する制御部を含むことを特徴とする。
【0009】
また、好ましくは、前記受光ユニットは、一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを1次的に感知する第1ボール感知受光部と、前記第1ボール感知受光部と所定間隔隔たって一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを2次的に感知する第2ボール感知受光部と、一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボールを1次的に感知する第3ボール感知受光部と、前記第3ボール感知受光部と所定間隔隔たって一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボールを2次的に感知する第4ボール感知受光部と、を含むことを特徴とする。
【0010】
また、好ましくは、前記第1ボール感知受光部、第2ボール感知受光部、第3ボール感知受光部及び第4ボール感知受光部は、前記受光ユニットにおいてゴルフボールの進行方向に沿って順次に設けられることを特徴とする。
【0011】
また、好ましくは、前記受光ユニットは、ゴルフボールが前記グラウンド位置部に置かれているか否かを感知する第1ボール位置感知部と、ゴルフボールが前記ゴルフティーに置かれているか否かを感知する第2ボール位置感知部と、を含むことを特徴とする。
【0012】
また、好ましくは、前記受光ユニットに設けられ、前記グラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否か及び前記ゴルフティーにゴルフボールが置かれているか否かを表示する表示部を含むことを特徴とする。
【0013】
また、好ましくは、前記受光ユニットは、ゴルフボールが前記グラウンド位置部以外の所定領域に置かれているか否かを感知するボール離脱感知部と、前記ゴルフティーの高さを感知するティー高さ感知部と、を含むことを特徴とする。
【0014】
一方、本発明の一実施例によるゴルフシミュレータは、ゴルフボールを打撃するためのスイングマットが設けられるスイングプレートと、前記スイングマットの前方に設けられる第1センシング装置と、前記スイングマットの一側面に設けられる第2センシング装置と、ゴルフ場の映像情報及びゴルフボールの移動映像情報を含むゴルフシミュレーション映像情報をスクリーン上に表示する映像出力装置と、前記第1センシング装置及び第2センシング装置で感知した結果に基づいて算出されたゴルフボールの速度、角度及びスピンに関する情報を受信し、これに基づいて前記ゴルフシミュレーション映像情報を構成し、前記映像出力装置を介して映像出力するように制御するメイン処理装置と、を含む。
【0015】
一方、本発明の一実施例によるゴルフシミュレータのセンシング方法は、前記メイン処理装置でティーショットをするかグラウンドショットをするかを判断する段階と、前記ゴルフティーで打撃されるか前記グラウンド位置部で打撃されるかによって、ゴルフボールを感知するセンサーを選択する段階と、前記ゴルフティーまたはグラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否かを感知する段階と、打撃されたゴルフボール及び打撃するゴルフクラブを感知した結果に基づいてゴルフボールの速度、水平方向角度、垂直方向角度及びスピンを算出する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明の仮想ゴルフシミュレータによると、ゴルフボールの位置、打撃後のゴルフボールの角度、速度、方向及びスピン、及び打撃後のゴルフクラブの軌道などを感知し、最大限に正確にゴルフボールの飛距離及び球質などを具現可能にしたため、実際にフィールドでゴルフ競技を楽しむような現場感をゴルファーに感じさせることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータが適用されたスクリーンゴルフシステムを示す図である。
【図2】図1に示す仮想ゴルフシミュレータの構成を示す概略ブロック図である。
【図3】図1に示す仮想ゴルフシミュレータのスイングプレートに備えられたセンシング装置を示す図である。
【図4】図3に示す仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図5】図3に示す仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置をより具体的に示す斜視図である。
【図6】図3に示す仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置をより詳細に示す平面図である。
【図7】図6に示す仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置でゴルフボールの水平方向角度などを測定する原理を説明するための図である。
【図8】図6に示す仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置でゴルフボールの速度などを測定する原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明による仮想ゴルフシミュレータ及びそれに備えられるセンシング装置と仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0019】
まず、図1及び図2を参照して本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータについて説明する。
【0020】
図1及び図2に示すように、本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータは、スイングプレート100、センシング装置S、前面に設けられるスクリーン50に所定の映像を出力する映像出力装置40、使用者の操作のための操作部60、そしてゴルフシミュレーションに必要なあらゆるデータの格納及び処理のためのメインコンピュータ1を含んでなる。
【0021】
また、ゴルファーがスイングする動作を映像撮影するようにカメラ30が備えられることが好ましい。
【0022】
メインコンピュータ1は、メイン処理装置10とサブ処理装置20とを含む。
【0023】
メイン処理装置10は、センシング装置S、スイングプレート100、操作部60及び映像出力装置40などを制御して、仮想のゴルフシミュレーションがなされるようにする。
【0024】
スイングプレート100は、その上に立ってゴルファーがゴルフクラブでゴルフボールを打つように設けられ、センシング装置Sは、ゴルファーがスイングプレート100上で打ったゴルフボールの動きをセンシングする役割を果たす。
【0025】
サブ処理装置20は、カメラ30から得た映像を分析し、それが映像出力装置40を介して画面に表示されるようにする。
【0026】
メイン処理装置10は、中央制御部11、映像出力制御部12、3次元映像処理エンジン13、そして3次元映像DB14などを含むことが好ましい。
【0027】
3次元映像DB14には、実際のゴルフ場と同じ環境がスクリーン50上に表示されるように映像を具現するための映像データが格納される。
【0028】
3次元映像処理エンジン13は、3次元映像DB14に格納された映像データを加工してそれが立体的に表示されるようにする。
【0029】
そして、映像出力制御部12は、3次元映像処理エンジン13を制御して所定の映像を具現し、それが映像出力装置40を介して出力されるように制御する。
【0030】
すなわち、ゴルフシミュレーション映像情報(ゴルフ場の映像情報及びゴルフボールの移動映像情報だけでなく、その他現在の競技状態に関する情報など、スクリーンに表示されるゴルフシミュレーションと関連したあらゆる映像情報を含む)がスクリーン50上に表示されるように映像出力制御部12が3次元映像処理エンジン13及び映像出力装置40などを制御する。
【0031】
そして、中央制御部11は、センシング装置Sからセンシング結果を受け、それに基づいて映像出力制御部12で適切なゴルフシミュレーション映像情報が具現されるように全般的な制御を行なう。
【0032】
また、スイングプレート100は、実際ゴルフ場の状況を具現するために傾斜度調節可能に設けられることが好ましく、このようなスイングプレート100の作動を中央制御部11で制御することが好ましい。
【0033】
一方、ゴルファーが打ったゴルフボールの速度、方向、角度及びスピンなどをセンシングした結果から、ゴルフボールの飛距離が所定距離以上と判断される場合、そのゴルファーのスイングスタンスがカメラ30により撮影され、所定の時間スクリーン50上に表示される。
【0034】
このような映像の具現及び表示などを担当する装置が、サブ処理装置20である。
【0035】
すなわち、カメラ30は、ゴルファーがゴルフボールを打ちながらスイングスタンスを取る度に撮影をするが、この時、ゴルファーが打ったゴルフボールの速度、方向、角度及びスピンなどをセンシング装置Sがセンシングしてメイン処理装置10に伝達し、メイン処理装置10はそれをサブ処理装置20に伝達する。
【0036】
サブ処理装置20の打球分析部21は、メイン処理装置10から伝達されたデータに基づいてゴルファーの記録が一定レベル以上にあるか判断し、サブ処理装置20の映像分析部22は、打球分析部21で分析した結果によってゴルファーの記録が一定レベル以上である場合、既に撮影しておいた映像からゴルファーのスイングスタンスを適切に表す映像を抽出し、これを映像出力装置40に伝達し、映像出力装置40はそれをスクリーン50上に表示する。
【0037】
そして、サブ処理装置20の分析映像出力制御部23は、上記映像が表示されるように打球分析部21、映像分析部22及び映像出力装置40などを制御する。
【0038】
一方、図3及び図4を参照して、本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置についてより具体的に説明する。
【0039】
図3は、図1に示すスイングプレート100においてセンシング装置が装着された部分をより具体的に示す図で、スイングプレート100は、ゴルファーがスイングスタンスを取る足場部101と、ゴルフボールが置かれるゴルフティー210及びグラウンド位置部220が設けられるスイングマット200と、を含む。
【0040】
ここで、ゴルフティー210は、ゴルファーがティーショット(Tee Shot)をするようにゴルフボールが置かれる部分であり、グラウンド位置部220は、ゴルファーがドライバーショット(Driver Shot)、アイアンショット(Iron Shot)及びパッティングショット(Putting Shot)等(以下、これらを"グラウンドショット"と総称する)をするようにゴルフボールが置かれる部分である。
【0041】
図3及び図4に示すように、本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置は、スイングマット200の前方に設けられる第1センシング装置510,520と、スイングマット200の一側面に設けられる第2センシング装置300,400と、を含んでなる。
【0042】
第1センシング装置510,520及び第2センシング装置300,400はいずれも、発光及び受光方式によってゴルフボールやゴルフクラブを感知する方式を採用する。
【0043】
すなわち、発光素子で光を発生させ、この光を受光素子が受光するが、ある物体がこれら両素子間を通過しながら発光素子から発生した光を遮断し、受光素子が光を受光できなくなることから物体を感知する。
【0044】
図3及び図4に示すように、第1センシング装置は、発光センシング部510及び受光センシング部520を含む。
【0045】
発光センシング部510は、スイングマット200の前方に設けられて、実質的に垂直上方に光(light)を照射(irradiation)する。この時、発光センシング部510から発される光がゴルファーに伝達されて不快感を与える恐れもあり、よって、発光する角度が自動で調節されるようにすることが好ましい。
【0046】
例えば、パットする時には、ゴルファーがゴルフボール側にからだを近づけながら首を深く下げるから、発光センシング部510から垂直上方に照射される光がゴルファーに影響を及ぼす場合もある。
【0047】
この場合は、発光センシング部510を制御して照射される光の方向がゴルファーに向かわないように自動で調節されるようにすることができる。
【0048】
受光センシング部520は、発光センシング部510から照射される光のうち、ゴルフボールやゴルフクラブによって反射された光を受光することで、ゴルフボールやゴルフクラブを感知する。
【0049】
一方、図3及び図4に示すように、第2センシング装置は、発光ユニット300及び受光ユニット400を含む。
【0050】
図3に示すように、発光ユニット300は、スイングマット200の一側に設けられる。また、受光ユニット400は、スイングマット200の他側に設けられ、発光ユニット300から照射される光を受光する。
【0051】
そして、図4に示すように、第1センシング装置の発光センシング部510と第2センシング装置の発光ユニット300は、調節部Rの制御によって光を照射する。
【0052】
また、第1センシング装置の受光センシング部520と第2センシング装置の受光ユニット400は制御部Mに連結される。
【0053】
受光センシング部520及び受光ユニット400が感知した結果は制御部Mに伝達され、この感知した結果に基づいて制御部Mはゴルフボールの速度、方向、角度及びスピンなどに関するデータを算出する。
【0054】
そして、算出したデータをメイン処理装置10に伝達する。メイン処理装置10及びセンシング装置S間のメカニズムについては後で詳述される。
【0055】
一方、制御部Mはスイングマット200のゴルフティー210と連結され、ゴルファーがあらかじめ設定しておいたゴルフティー210の高さに応じてゴルフティー210の高さが調節されるように制御する。
【0056】
このようなセンシング装置のより詳細な構成を、図5及び図6を参照して説明すると、下記の通りである。
【0057】
図5は、スイングマット200の前方及び側面に設けられるセンシング装置を示す斜視図であり、図6は、図5に示すセンシング装置の平面図である。
【0058】
図5及び図6に示すように、スイングマット200には、ゴルフティー210とグラウンド位置部220が設けられる。
【0059】
そして、スイングマット200の前方に設けられる発光センシング部510は、複数個の発光素子が横方向に一列に配列されてなる。この場合、各発光素子は実質的に垂直上方に光を照射するよう設けられる。
【0060】
そして、受光センシング部520は、発光センシング部510と所定間隔隔たって平行に一列に整列される複数個の受光素子を含んでなる。
【0061】
一方、スイングマット200の一側面に設けられる発光ユニット300は、第1発光部310及び第2発光部320を含み、それぞれ異なる方向に光を照射するように設けられる。
【0062】
第1発光部310及び第2発光部320は、スイングマット200の一側面に沿って並んで配置することが好ましい。
【0063】
そして、スイングマット200の他側面に、発光ユニット300から照射される光を受光するように設けられる受光ユニット400は、ボール位置感知部451,452,460,470と、ボール感知部410,420,430,440とを含んでなる。
【0064】
受光ユニット400は、ユニットケース401と、その内部に内蔵される各種センサーとを含んでなる。ここで、各センサーは、ユニットケース401において発光ユニット300と向かい合う面に配置され、発光ユニット300から照射される光を受光するように設けられることが好ましい。
【0065】
受光ユニット400は、2領域に分けられて発光ユニット300から光を受光する。
【0066】
すなわち、発光ユニット300から受光ユニット400に照射される光は、第1発光部310から照射される光を受光する領域である第1受光領域SR1と、第2発光部320から照射される光を受光する領域である第2受光領域SR2とに区分される。
【0067】
スイングマット200を基準に第1センシング装置510、520が設けられた方を前方、その反対側を後方とした時、図5に示すように、第1受光領域SR1は後方側に形成され、第2受光領域SR2は前方側に形成される。
【0068】
そして、第1発光部310は、第2発光部320よりも前方側に位置するので、第1発光部310から第1受光領域SR1へ照射される光の経路と、第2発光部320から第2受光領域SR2へ照射される光の経路は互いに交差する。
【0069】
第1発光部310から第1受光領域SR1へスイングマット200を横切って光が照射されるが、この時、第1発光部310から第1受光領域SR1へ照射される光は、図5に示すように、グラウンド位置部220の直ぐ前を通るようにすることが好ましい。
【0070】
そして、第2発光部320から第2受光領域SR2にスイングマット200を横切って光が照射されるが、この時、第2発光部320から第2受光領域SR2へ照射される光は、図5に示すように、ゴルフティー210を通らせることが好ましい。
【0071】
一方、受光ユニット400のボール感知部は、第1受光領域SR1に設けられる第1ボール感知受光部410と第2ボール感知受光部420、そして、第2受光領域SR2に設けられる第3ボール感知受光部430と第4ボール感知受光部440を含むことが好ましい。
【0072】
第1ボール感知受光部410、第2ボール感知受光部420、第3ボール感知受光部430及び第4ボール感知受光部440は、スイングマット200の後方側から前方側に順次配列されることが好ましい。
【0073】
すなわち、ゴルフボールの打撃時に、ゴルフボールが進行する方向に沿って順次に配列することによって、ゴルフボールを效果的に感知できるようにすることができる。
【0074】
第1ボール感知受光部410及び第2ボール感知受光部420は、グラウンド位置部220で打撃されるゴルフボールを感知する。ドライバーショットやアイアンショットなどの場合には、第1ボール感知受光部410が打撃されたゴルフボールを1次的に感知し、第2ボール感知受光部420が打撃されたゴルフボールを2次的に感知する。
【0075】
グラウンド位置部220でパッティングがなされる場合には、打撃されたゴルフボールを、第1ボール感知受光部410で1次的に感知し、第1センシング装置の受光センシング部520で2次的に感知することができる。
【0076】
第3ボール感知受光部430及び第4ボール感知受光部440は、ゴルフティー210で打撃されるゴルフボールを感知する。すなわち、ゴルフティーに置かれたゴルフボールをティーショットする場合、第3ボール感知受光部430が打撃されたゴルフボールを1次的に感知し、第4ボール感知受光部440が打撃されたゴルフボールを2次的に感知する。
【0077】
各ボール感知受光部でゴルフボールを感知した結果に基づいてゴルフボールの速度、方向、角度及びスピンなどを算出する過程については後述する。
【0078】
一方、受光ユニット400のボール位置感知部は、第1受光領域SR1に設けられる第1ボール位置感知部451とボール離脱感知部460、そして第2受光領域SR2に設けられる第2ボール位置感知部452とティー高さ感知部470を含むことが好ましい。
【0079】
第1ボール位置感知部451は、グラウンド位置部220にゴルフボールが置かれているか否かを感知する機能を担う。
【0080】
受光ユニット400のユニットケース401の上端には表示部402が設けられ、グラウンド位置部220にゴルフボールが置かれている場合に表示部402が一定の表示をする。
【0081】
ボール離脱感知部460は、ゴルフボールがグラウンド位置部220に置かれておらず、それよりも前方側にゴルフボールが位置する場合にそれを感知する機能を担う。
【0082】
もし、ゴルフボールがグラウンド位置部220から外れて置かれている場合、ボール離脱感知部460がそれを感知し、ボールが離脱していることを表示部402に表示させる。
【0083】
一方、第2ボール位置感知部452は、ゴルフティー210にゴルフボールが置かれているか否かを感知する。ゴルフボールがゴルフティー210に置かれている場合、表示部402ではこれを表示する。
【0084】
そして、ティー高さ感知部470は、ゴルフティー210の高さを感知する。すなわち、ゴルファーが所望のゴルフティー210の高さをあらかじめ設定しておくと、制御部M(図4参照)は、ティー高さ感知部470を通じて現在のゴルフティー210の高さを感知し、あらかじめ設定されたゴルフティー210の高さに調節させる。
【0085】
一方、第1ボール感知受光部410、第2ボール感知受光部420、第4ボール感知受光部430及び第4ボール感知受光部440はそれぞれ、複数個の受光素子(light reception element)が所定の間隔で一列に配列されてなることが好ましい。
【0086】
図5に示すように、第1ボール感知受光部410と第2ボール感知受光部420は互いに所定距離隔たって配置され、それぞれ所定角度傾斜するようにして一列に配列することが好ましい。
【0087】
第3ボール感知受光部430及び第4ボール感知受光部440は、互いに所定距離隔たって配置され、実質的に垂直方向に一列に配列することが好ましい。
【0088】
次に、図4及び図5を参照して、本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法について説明する。
【0089】
仮想ゴルフシミュレータによって仮想のゴルフ競技が行なわれると、競技状況に応じてゴルファーがティーショットをするかグラウンドショットをするかが決定される。
【0090】
メイン処理装置10は、ゴルファーが現在の状況でティーショットをするかグラウンドショットをするかを判断し、その結果を制御部Mに伝達する。
【0091】
そして、制御部Mは、ゴルフティーで打撃されるかグラウンド位置部で打撃されるかによって、ゴルフボールを感知するセンサーを選択して決定する。
【0092】
例えば、ゴルファーが現在ティーショットをすべき場合なら、ゴルフボールはゴルフティーで打撃されるはずであり、制御部Mは、ゴルフティーにゴルフボールが置かれているか否かを第2ボール位置感知部452を通じて感知する。
【0093】
もし、ゴルフティーにゴルフボールがないと感知されると、表示部402にエラー表示をし、ゴルフティーにゴルフボールがあると、それに対する表示をする。
【0094】
そして、制御部Mは、第3ボール感知受光部430と第4ボール感知受光部440、及び受光センシング部520が、ゴルフティーで打撃されるゴルフボールを感知するようにする。
【0095】
また、例えば、ゴルファーがアイアンショットをする場合、ゴルフボールはグラウンド位置部で打撃されるはずであり、制御部Mは、グラウンド位置部にゴルフボールが置かれている否かを、第1ボール位置感知部451を通じて感知する。
【0096】
もし、グラウンド位置部にゴルフボールが正しく置かれてないと、これを表示部402に表示し、ゴルファーに知らせる。
【0097】
そして、制御部Mは、第1ボール感知受光部410と第2ボール感知受光部420、及び受光センシング部520が、グラウンド位置部で打撃されるゴルフボールを感知するようにする。
【0098】
ここで、グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを、第1ボール感知受光部410と第2ボール感知受光部420の他に、第3ボール感知受光部430でも感知する場合がある。
【0099】
この場合には、一応、第1ボール感知受光部410及び第2ボール感知受光部420で感知した結果に基づいてゴルフボールの速度などを算出し、第3ボール感知受光部430で感知した結果を補正値として用いて適切にゴルフボールの速度などを算出することが好ましい。
【0100】
もしゴルファーがパットをする場合、パッティングはパターでゴルフボールが転がるように打撃することであるから、アイアンショットのようにゴルフボールを一定の角度で打ち上げる場合はないといえる。
【0101】
したがって、ゴルファーがパットをする状況になると、制御部Mは、第1ボール感知受光410及び受光センシング部520がゴルフボールを感知するようにすることができる。
【0102】
上記のように、感知した結果に基づいて制御部Mはゴルフボールの速度、角度及びスピンなどの値を算出してメイン処理装置10に伝達し、これに基づいてメイン処理装置10はゴルフボールの移動映像などを具現してスクリーンに表示させる。
【0103】
次に、図6〜図8を参照して、本発明の一実施例による仮想ゴルフシミュレータでのゴルフボールの速度、方向、角度及びスピンの算出方法の例について説明する。
【0104】
まず、図6及び図7を参照して、発光ユニット300及び受光ユニット400でゴルフボールを感知してセンシングする方法について説明する。
【0105】
図6に示すように、第1発光部310は、L1〜L2範囲の光を受光ユニット400の第1受光領域SR1に照射し、この時、第1ボール位置感知部451、ボール離脱感知部460、第1ボール感知受光部410及び第2ボール感知受光部420がL1〜L2範囲の光を受光する。
【0106】
この時、図6に示すように、グラウンド位置部220にゴルフボールBが置かれているとL1部分を遮りながら第1ボール位置感知部451では光を受光できなくなり、第1ボール位置感知部451は、グラウンド位置部220にゴルフボールBが正しく置かれているということが感知可能になる。
【0107】
もし、ゴルフボールBがグラウンド位置部220から前の方にやや外れるとボール離脱感知部460を遮るためボール離脱感知部460は光を受光できず、よって、ゴルフボールがグラウンド位置部220を外れているということを感知することができる。
【0108】
一方、第1発光部310から照射される光のうち、S11〜S12範囲の光を第1ボール感知受光部410が受光し、S21〜S22範囲の光を第2ボール感知受光部420が受光する。
【0109】
ゴルフボールBがグラウンド位置部220で打撃されると、まずS11〜S12範囲の光を通り、続いてS21〜S22範囲の光を通ることとなる。
【0110】
この場合、側面視において、図7に示すように、G1の経路に沿ってゴルフボールが飛んだとすれば、このゴルフボールを第1ボール感知受光部410のa1受光素子が1次的に感知し、第2ボール感知受光部420のb1受光素子が2次的に感知する。
ここで、a1受光素子とb1受光素子間の距離d1と、a1受光素子からb1受光素子までの移動時間t1を用いて、G1経路に沿って飛んで行くゴルフボールの速度VG1を次の式1で算出することができる。
【0111】
【数1】

【0112】
一方、第2発光部320は、L3〜L4範囲の光を受光ユニット400の第2受光領域SR2に照射する。この時、第2ボール位置感知部452、ティー高さ感知部470、第3ボール感知受光部430及び第4ボール感知受光部440がL3〜L4範囲の光を受光する。
【0113】
L3〜L4範囲の光は、ゴルフティー210を通りながらティー高さ感知部470の一部受光素子には到達できず、これにより遮られたティー高さ感知部470の受光素子に該当する高さを現在のゴルフティー210の高さとして感知する。
【0114】
そして、ゴルフティー210にゴルフボールBが置かれると、第2ボール位置感知部452がゴルフボールで遮られながら、ゴルフティー210にゴルフボールが置かれているということを感知可能になる。
【0115】
第2発光部320から照射される光のうち、S3に該当する光を第3ボール感知受光部430が受光し、S4に該当する光を第4ボール感知受光部440が受光する。
【0116】
ゴルフボールBがゴルフティー210で打撃されると、まずS3を通り、続いてS4を通ることとなる。
【0117】
このとき、側面視において、図7に示すように、G2の経路に沿ってゴルフボールが飛んだとすれば、このボールを第3ボール感知受光部430のc1受光素子が1次的に感知し、第4ボール感知受光部440のd1受光素子が2次的に感知する。
【0118】
ここで、c1受光素子とd1受光素子間の距離d2と、c1受光素子からd1受光素子までの移動時間t2を用いて、G2経路に沿って飛んで行くゴルフボールの速度VG2を下記の式2で算出することができる。
【0119】
【数2】

【0120】
一方、図7で、G1の経路に沿って飛んで行くゴルフボールに対する垂直方向角度は、ゴルフボールを最初に感知する第1ボール感知受光部410を通る時に発生する時間値で計算した比率を、所定の関数計算式に代入して算出する。
【0121】
すなわち、図7に示すように、ゴルフボールがグラウンド位置部で打撃されて、第1ボール感知受光部410を通る時に基準となるa1受光素子の真上の受光素子のa2受光素子と、a1受光素子の真下の受光素子のa3受光素子でそれぞれゴルフボールを感知した時間を求め、その比率を所定の関数計算式に適用する。
【0122】
ここで、a2受光素子がゴルフボールを感知した時間をRa2とし、a3受光素子がゴルフボールを感知した時間をRa3とし、Ra2とRa3との比率値をXとすれば、X値を下記のログ関数に代入して垂直方向角度θv1を算出する。
【0123】
【数3】

【0124】
ここで、
【数A】

である。
【0125】
一方、図7で、G2の経路に沿って飛んで行くゴルフボールに対する垂直方向角度は、ゴルフボールを最初に感知する第3ボール感知受光部430を通る時に発生する時間値で計算した比率を、所定の関数計算式に代入して算出する。
【0126】
すなわち、図7に示すように、ゴルフボールがゴルフティーで打撃されて、第3ボール感知受光部430を通る時に基準となるc1受光素子の真上の受光素子のc2受光素子と、c1受光素子の真下の受光素子のc3受光素子でそれぞれゴルフボールを感知した時間を求め、その比率を所定の関数計算式に適用する。
【0127】
ここで、c2受光素子がゴルフボールを感知した時間をRc2とし、c3受光素子がゴルフボールを感知した時間をRc3とし、Rc2とRc3との比率値をXとすれば、X値を次の3次関数に代入して垂直方向角度θv2を算出する。
【0128】
【数4】

【0129】
ここで、
【数B】

である。
【0130】
一方、図8を参照して、発光センシング部510及び受光センシング部520により、打撃されたゴルフボールの水平方向角度を算出する方法について説明する。
【0131】
図8に示すように、発光センシング部510を構成するそれぞれの発光素子ら511は、垂直上方に光を照射する。そして、それぞれの発光素子と対応するように受光素子521が一列に配置されて受光センシング部520を構成する。
【0132】
ここで、図8に示すように、打撃されたゴルフボールが飛びながら発光センシング部510の上を通ると、ゴルフボールにより反射された光が、受光センシング部520を構成する受光素子521bに受光されることから、ゴルフボールを感知可能になる。
【0133】
ここで、B1は、ゴルフボールが最初出発する位置で、ゴルフティーであっても、グラウンド位置部であっても良い。ゴルフティーで打撃される場合であれ、グラウンド位置部で打撃される場合であれ、いずれも同じ原理で適用されるので、統合して説明する。
【0134】
図8に示すように、B1位置で出発したゴルフボールが521b受光素子で感知されたとすれば、B1と一直線上にある受光素子521aとの距離h1と、B1位置から521a受光素子までの距離h2を容易に求めることができ、これらを用いて、打撃されたゴルフボールの水平方向角度θは、下記の式5で算出することができる。
【0135】
【数5】

【0136】
一方、ゴルフボールの打撃時にゴルフボールを打つゴルフクラブも、発光センシング部510から照射される光を通るようになり、この時、ゴルフクラブにより反射される光を受光センシング部520で受光することによってゴルフクラブを感知することができる。
【0137】
上記の式1〜式5で求めたゴルフボールの速度と水平及び垂直方向角度に関する値、そしてゴルフクラブの感知によるゴルフクラブの開・閉の程度、ゴルフクラブの軌道データなどから、下記の式6によりゴルフボールのスピンを算出することができる。スピンの単位はRPM(1分当たりの回転数)である。
【0138】
【数6】

【0139】
ここで、
:ボールのサイドスピン値(ゴルフボールを打つ時、フック(hook)になる程度またはスライス(slice)になる程度を表す値)
θcb:ゴルフクラブの水平方向角度からゴルフボールの水平方向角度を引いた値で、ここで用いられたゴルフクラブの水平方向角度を求める式は、ゴルフボールの水平方向角度を求める式と同一である。
:ゴルフクラブの重さ値(クラブの長さとロフト(loft)角度によって適用される定数値)
:ゴルフボールの初期速度(上記の式1または式2により算出される値)
そして、ここで、C=−0.9Crfであり、Crfは、40回連続測定されたイメージデータから得たゴルフクラブのフェース角度である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴルフボールを打撃するためのスイングマットの前方に設けられて、打撃されたゴルフボールの速度、水平方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第1センシング装置と、
前記スイングマットの一側面に設けられて、前記スイングマット上に置かれたゴルフボールの位置を感知し、打撃されたゴルフボールの速度、垂直方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第2センシング装置と、
を含む仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項2】
前記第1センシング装置は、
前記スイングマットの前方に設けられて、実質的に垂直上方に光を照射する発光センシング部と、
前記発光センシング部と近接して並んで設けられ、前記発光センシング部から照射される光のうち、ゴルフボールおよびゴルフクラブの少なくとも一方により反射される光を受光してゴルフボールおよびゴルフクラブの少なくとも一方を感知する受光センシング部と、を含み、
前記第2センシング装置は、
前記スイングマットの一側面に設けられ、前記スイングマット上を横切るように光を照射する発光ユニットと、
前記スイングマットの他側面に設けられ、前記発光ユニットから照射される光を受光してゴルフボールを感知する受光ユニットと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項3】
前記発光センシング部及び前記発光ユニットをそれぞれ制御して光の照射を調節する調節部(regulator)をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項4】
前記受光センシング部及び前記受光ユニットから感知された情報を受信して、ゴルフボールの位置及び動きに関する情報を処理する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項2または3に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項5】
前記受光ユニットは、
前記スイングマットの所定部分にゴルフボールが置かれると、これを感知するボール位置感知部と、
打撃されたゴルフボールを感知するボール感知部と、
を含むことを特徴とする請求項2から4の何れか1項に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項6】
前記スイングマットには、ティーショットのためのゴルフティーとグラウンドショットのためのグラウンド位置部が設けられ、
前記ボール感知部は、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボール及び前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールをそれぞれ感知する複数個のボール感知受光部を含むことを特徴とする請求項5に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項7】
前記スイングマットには、ティーショットのためのゴルフティーとグラウンドショットのためのグラウンド位置部が設けられ、
前記ボール感知部は、
一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを1次的に感知する第1ボール感知受光部と、
前記第1ボール感知受光部と所定間隔隔たって一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを2次的に感知する第2ボール感知受光部と、
一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボールを1次的に感知する第3ボール感知受光部と、
前記第3ボール感知受光部と所定間隔隔たって一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボールを2次的に感知する第4ボール感知受光部と、
を含むことを特徴とする請求項5に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項8】
前記第1ボール感知受光部、第2ボール感知受光部、第3ボール感知受光部及び第4ボール感知受光部は、前記受光ユニットにおいてゴルフボールの進行方向に沿って順次に設けられることを特徴とする請求項7に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項9】
前記スイングマットには、ティーショットのためのゴルフティー及びグラウンドショットのためのグラウンド位置部が設けられ、
前記ボール位置感知部は、
ゴルフボールが前記グラウンド位置部に置かれているか否かを感知する第1ボール位置感知部と、
ゴルフボールが前記ゴルフティーに置かれているか否かを感知する第2ボール位置感知部と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項10】
前記受光ユニットに設けられ、前記グラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否か及び前記ゴルフティーにゴルフボールが置かれているか否かを表示する表示部と、
前記第1ボール位置感知部または前記第2ボール位置感知部の感知結果に基づいて前記表示部を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする請求項9に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項11】
前記ボール位置感知部は、
ゴルフボールが前記グラウンド位置部以外の所定領域に置かれているか否かを感知するボール離脱感知部をさらに含むことを特徴とする請求項9または10に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項12】
前記ボール位置感知部は、
前記ゴルフティーの高さを感知するティー高さ感知部をさらに含むことを特徴とする請求項9から11の何れか1項に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項13】
前記ティー高さ感知部で感知した結果を受信し、ゴルファーがあらかじめ設定しておいた前記ゴルフティーの高さに応じて前記ゴルフティーの高さを調節する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項14】
前記スイングマットには、ティーショットのためのゴルフティー及びグラウンドショットのためのグラウンド位置部が設けられ、
前記発光ユニットは、
前記グラウンド位置部の前を通って前記受光ユニットの第1受光領域に光を照射する第1発光部と、
前記ゴルフティーを通過して前記受光ユニットの第2受光領域に光を照射する第2発光部と、を含み、
前記受光ユニットは、
前記第1受光領域に設けられて前記第1発光部から照射される光を受光し、ゴルフボールの位置及び動きを感知する第1受光部と、
前記第2受光領域に設けられて前記第2発光部から照射される光を受光し、ゴルフボールの位置及び動きを感知する第2受光部と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項15】
前記第1受光部は、
ゴルフボールが前記グラウンド位置部に置かれているか否かを感知する第1ボール位置感知部と、
一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを1次的に感知する第1ボール感知受光部と、
前記第1ボール感知受光部と所定間隔隔たって一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記グラウンド位置部で打撃されたゴルフボールを2次的に感知する第2ボール感知受光部と、を含み、
前記第2受光部は、
ゴルフボールが前記ゴルフティーに置かれているか否かを感知する第2ボール位置感知部と、
一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボールを1次的に感知する第3ボール感知受光部と、
前記第3ボール感知受光部と所定間隔隔たって一列に整列される複数個の受光素子からなり、前記ゴルフティーで打撃されたゴルフボールを2次的に感知する第4ボール感知受光部と、を含むことを特徴とする請求項14に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング装置。
【請求項16】
ゴルフボールを打撃するためのスイングマットが設けられるスイングプレートと、
前記スイングマットの前方に設けられて、打撃されたゴルフボールの速度、水平方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第1センシング装置と、
前記スイングマットの一側面に設けられて、前記スイングマット上に置かれたゴルフボールの位置を感知し、打撃されたゴルフボールの速度、垂直方向角度及びスピンのうち少なくとも一つを測定する第2センシング装置と、
ゴルフ場の映像情報及びゴルフボールの移動映像情報を含むゴルフシミュレーション映像情報をスクリーン上に表示する映像出力装置と、
前記第1センシング装置及び第2センシング装置で感知した結果に基づいて算出されたゴルフボールの速度、角度及びスピンに関する情報を受信し、これに基づいて前記ゴルフシミュレーション映像情報を構成し、前記映像出力装置を介して映像出力するように制御するメイン処理装置と、
を含む仮想ゴルフシミュレータ。
【請求項17】
前記第1センシング装置は、
前記スイングマットの前方に設けられて、実質的に垂直上方に光を照射する発光センシング部と、前記発光センシング部と近接して並んで設けられ、前記発光センシング部から照射される光のうち、ゴルフボールおよびゴルフクラブの少なくとも一方により反射された光を受光して、ゴルフボールおよびゴルフクラブの少なくとも一方を感知する受光センシング部と、を含み、
前記第2センシング装置は、
前記スイングマットの一側面に設けられて、前記スイングマット上を横切るように光を照射する発光ユニットと、前記スイングマットの他側面に設けられて、前記発光ユニットから照射される光を受光してゴルフボールを感知する受光ユニットと、を含み、
前記発光センシング部及び前記発光ユニットをそれぞれ制御して光の照射を調節する調節部と、
前記受光センシング部及び前記受光ユニットから感知された情報を受信してゴルフボールの位置及び動きに関する情報を処理し、これを前記メイン処理装置に伝送する制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の仮想ゴルフシミュレータ。
【請求項18】
前記スイングマットには、ティーショットのためのゴルフティーとグラウンドショットのためのグラウンド位置部が設けられ、
前記発光ユニットは、
前記グラウンド位置部の前を通って前記受光ユニットの第1受光領域に光を照射する第1発光部と、前記ゴルフティーを通過して前記受光ユニットの第2受光領域に光を照射する第2発光部と、を含み、
前記受光ユニットは、
前記第1受光領域に設けられて、前記第1発光部から照射される光を受光し、ゴルフボールの位置を感知する第1ボール位置感知部と、打撃されたゴルフボールの動きを感知する第1ボール感知受光部及び第2ボール感知受光部と、
前記第2受光領域に設けられて、前記第2発光部から照射される光を受光し、ゴルフボールの位置を感知する第2ボール位置感知部と、打撃されたゴルフボールの動きを感知する第3ボール感知受光部及び第4ボール感知受光部と、を含むことを特徴とする請求項17に記載の仮想ゴルフシミュレータ。
【請求項19】
請求項18に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法であって、
前記メイン処理装置でティーショットをするか、グラウンドショットをするかを判断する段階と、
前記ゴルフティーで打撃されるか、前記グラウンド位置部で打撃されるかによって、ゴルフボールを感知するセンサーを選択する段階と、
前記ゴルフティーまたはグラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否かを感知する段階と、
打撃されたゴルフボール及び打撃するゴルフクラブを感知した結果に基づいてゴルフボールの速度、水平方向角度、垂直方向角度及びスピンを算出する段階と、
を含む仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法。
【請求項20】
請求項18に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法であって、
前記メイン処理装置でグラウンドショットをすると判断した場合、
前記第1ボール位置感知部により前記グラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否かを感知する段階と、
打撃されたゴルフボールを前記第1ボール感知受光部から1次的に感知し、前記第2ボール感知受光部で2次的に感知し、打撃されたゴルフボール及び打撃するゴルフクラブを前記受光センシング部で感知する段階と、
前記第1ボール感知受光部及び第2ボール感知受光部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの速度及び垂直方向角度を算出し、前記受光センシング部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの水平方向角度を算出し、前記感知された全ての結果に基づいてゴルフボールのスピンを算出する段階と、
を含む仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法。
【請求項21】
請求項18に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法であって、
前記メイン処理装置でグラウンドショットをすると判断した場合、
前記第1ボール位置感知部により前記グラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否かを感知する段階と、
打撃されたゴルフボールを前記第1ボール感知受光部、第2ボール感知受光部及び第3ボール感知受光部で感知し、打撃されたゴルフボール及び打撃するゴルフクラブを前記受光センシング部で感知する段階と、
前記第1ボール感知受光部、第2ボール感知受光部及び第3ボール感知受光部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの速度及び垂直方向角度を算出し、前記受光センシング部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの水平方向角度を算出し、前記感知された全ての結果に基づいてゴルフボールのスピンを算出する段階と、
を含む仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法。
【請求項22】
請求項18に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法であって、
前記メイン処理装置でグラウンドショットをすると判断した場合、
前記第1ボール位置感知部により前記グラウンド位置部にゴルフボールが置かれているか否かを感知する段階と、
打撃されたゴルフボールを前記第1ボール感知受光部及び前記受光センシング部で感知し、打撃するゴルフクラブを前記受光センシング部で感知する段階と、
前記第1ボール感知受光部及び前記受光センシング部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの速度及び水平方向角度を算出する段階と、
を含む仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法。
【請求項23】
請求項18に記載の仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法であって、
前記メイン処理装置からティーショットをすると判断した場合、
前記第2ボール位置感知部により前記ゴルフティーにゴルフボールが置かれているか否かを感知する段階と、
打撃されたゴルフボールを前記第3ボール感知受光部で1次的に感知し、前記第4ボール感知受光部で2次的に感知し、打撃されたゴルフボール及び打撃するゴルフクラブを前記受光センシング部で感知する段階と、
前記第3ボール感知受光部及び第4ボール感知受光部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの速度及び垂直方向角度を算出し、前記受光センシング部で感知した結果に基づいて、打撃されたゴルフボールの水平方向角度を算出し、前記感知された全ての結果に基づいてゴルフボールのスピンを算出する段階と、
を含む仮想ゴルフシミュレータのセンシング方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−15760(P2011−15760A)
【公開日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−161218(P2009−161218)
【出願日】平成21年7月7日(2009.7.7)
【出願人】(509191861)ゴルフゾン カンパニー リミテッド (6)
【Fターム(参考)】