[發(fā)明專(zhuān)利]測(cè)量飛行物體的飛行數(shù)據(jù)的裝置和方法及記錄介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711132420.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108226562B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金義錫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 比桿賽
• 主分類(lèi)號(hào): G01P3/38
• 分類(lèi)號(hào): G01P3/38;G01P13/02;G01P13/04
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200
• 代理人: 劉召民

本發(fā)明可提供一種通過(guò)使用高速圖像照相機(jī)來(lái)測(cè)量飛行物體的飛行數(shù)據(jù)的裝置。該裝置包括：發(fā)射信號(hào)發(fā)生器，其用于確定飛行物體是否被發(fā)射，并在確定飛行物體被發(fā)射時(shí)生成信號(hào)；高速圖像照相機(jī)，其在發(fā)射信號(hào)發(fā)生器生成信號(hào)之后拍攝飛行物體；以及集成處理裝置，其控制高速圖像照相機(jī)并且從高速圖像照相機(jī)拍攝的圖像計(jì)算初始飛行數(shù)據(jù)和最終飛行數(shù)據(jù)。還提供一種通過(guò)使用高速圖像照相機(jī)來(lái)測(cè)量飛行物體的飛行數(shù)據(jù)的方法，以及一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用高速圖像照相機(jī)來(lái)測(cè)量飛行物體的飛行數(shù)據(jù)的裝置和方法以及具有用于執(zhí)行該方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，并且更具體地涉及這樣的裝置和方法，該裝置和方法通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)高速照相機(jī)獲得諸如高爾夫球或棒球的飛行物體的圖像，通過(guò)三維立體圖像處理技術(shù)等分析獲得的圖像，并且然后測(cè)量飛行數(shù)據(jù)，以及具有用于執(zhí)行該方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。

背景技術(shù)

為了準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)在諸如室內(nèi)高爾夫球練習(xí)場(chǎng)或室內(nèi)棒球練習(xí)場(chǎng)等設(shè)施中高爾夫球或棒球撞擊的飛行軌跡，必須準(zhǔn)確測(cè)量球的初始飛行數(shù)據(jù)。為此，許多現(xiàn)有的系統(tǒng)使用一種方法，即通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)高速照相機(jī)，連續(xù)獲得球的多個(gè)初始飛行圖像，并使用各種圖像處理技術(shù)從獲得的圖像計(jì)算飛行數(shù)據(jù)。然而，關(guān)于高爾夫球作為示例，為了測(cè)量80至90m/s的最大發(fā)射速度和10,000rpm的旋轉(zhuǎn)量，必須在大范圍內(nèi)更多次拍攝高質(zhì)量的超高速圖像。這需要昂貴的高速照相機(jī)設(shè)備，并且為了實(shí)時(shí)處理和分析圖像的目的，需要昂貴的高速通信和計(jì)算設(shè)備。

韓國(guó)專(zhuān)利第1044887號(hào)“通過(guò)使用高速CCD照相機(jī)的拍攝圖像來(lái)測(cè)量高爾夫球的飛行數(shù)據(jù)的方法”公開(kāi)了一種測(cè)量高爾夫球的飛行數(shù)據(jù)的方法，以通過(guò)使用拍攝的在室內(nèi)高爾夫球練習(xí)場(chǎng)中飛行的高爾夫球的圖像測(cè)量高爾夫球的飛行距離、飛行速度和飛行方向等以在室內(nèi)屏幕等上示出球的飛行軌道，等等。根據(jù)上述方法，高速CCD照相機(jī)重復(fù)和連續(xù)地拍攝高爾夫球的圖像，使得高爾夫球圖像的多個(gè)幀被包括在一張圖像中，然后通過(guò)使用連接到照相機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)裝置從拍攝的圖像計(jì)算高爾夫球的飛行距離、飛行速度和飛行方向。然而，該方法不考慮高爾夫球的旋轉(zhuǎn)，因此飛行數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。

另外，韓國(guó)專(zhuān)利第1230613號(hào)“基于CMOS傳感器測(cè)量球形物體的飛行信息的系統(tǒng)和方法”公開(kāi)了如下配置的系統(tǒng)。照相機(jī)傳感器的總區(qū)域在與球穿過(guò)該區(qū)域的大體方向垂直的方向中被劃分成多個(gè)區(qū)域(例如，三至四個(gè)區(qū)域)。線(xiàn)觸發(fā)照相機(jī)裝置(或類(lèi)似的裝置)是分開(kāi)安裝的，并以當(dāng)球經(jīng)過(guò)區(qū)域中每一個(gè)區(qū)域時(shí)生成觸發(fā)信號(hào)的方式與照相機(jī)一起工作。當(dāng)發(fā)射的球依次經(jīng)過(guò)區(qū)域中每一個(gè)區(qū)域時(shí)，生成觸發(fā)信號(hào)，并且只獲得球經(jīng)過(guò)的區(qū)域的圖像。該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)個(gè)別區(qū)域的數(shù)量減小要拍攝的圖像的尺寸。另外，當(dāng)通過(guò)從拍攝范圍中排除球以外的許多部分來(lái)減小圖像的尺寸，也就是說(shuō)圖像的總分辨率時(shí)，可以增加拍攝速度以減少獲得圖像的計(jì)算處理時(shí)間而不降低高爾夫球圖像的分辨率。因此，可以降低照相機(jī)和通信/計(jì)算設(shè)備的規(guī)格，從而可以降低設(shè)備成本。然而，根據(jù)上述方法，該區(qū)域只能在與球飛行的一個(gè)大體方向垂直的方向中劃分，而不能在球飛行的方向中劃分。例如，當(dāng)照相機(jī)被布置為使得球在照相機(jī)的整個(gè)圖像捕獲區(qū)域中從左向右飛行時(shí)，從整個(gè)圖像的上端至下端被垂直劃分的帶狀圖像捕獲區(qū)域可被連續(xù)創(chuàng)建，但是圖像捕獲區(qū)域不能在上下方向中劃分。而且，圖像捕獲區(qū)域的位置和尺寸必須預(yù)先確定。最優(yōu)圖像捕獲區(qū)域分布根據(jù)諸如低速、高速、低旋轉(zhuǎn)、高旋轉(zhuǎn)等各種飛行條件而有所不同，使得劃分和確定圖像捕獲區(qū)域的復(fù)雜或折中過(guò)程被執(zhí)行。此外，取決于照相機(jī)的安裝位置和觸發(fā)線(xiàn)的位置，除了球之外的另一物體(例如，高爾夫球桿、擊球手的腳、爬過(guò)的昆蟲(chóng)等)可能引起觸發(fā)。

韓國(guó)專(zhuān)利第1244044號(hào)“通過(guò)使用立體照相機(jī)估計(jì)球形物體的飛行速度的方法”與上述韓國(guó)專(zhuān)利第1230613號(hào)相似。然而，根據(jù)韓國(guó)專(zhuān)利第1244044號(hào)，當(dāng)在沒(méi)有單獨(dú)的觸發(fā)照相機(jī)或裝置時(shí)觸發(fā)線(xiàn)在圖像采集照相機(jī)內(nèi)被創(chuàng)建。當(dāng)檢測(cè)到球正在經(jīng)過(guò)時(shí)，經(jīng)過(guò)的球在觸發(fā)線(xiàn)上的位置被檢測(cè)到，基于該位置，在球的圖像的上、下、左和右被劃分的較小的圖像捕獲區(qū)域的位置被拍攝。然而，與韓國(guó)專(zhuān)利第1230613號(hào)相同，也必須預(yù)先確定觸發(fā)線(xiàn)的位置，并且當(dāng)球以外的物體經(jīng)過(guò)或越過(guò)觸發(fā)線(xiàn)時(shí)，觸發(fā)可能發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容