移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法以及使用該裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法，盡管低質(zhì)量圖像由低分辨率和低速攝像機(jī)裝置以及閃光燈手電筒裝置所獲取，本發(fā)明專利技術(shù)所公開的該移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法能夠精確地獲得在子像素級(jí)于該已獲取的圖像中的球圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)，從而以低成本實(shí)現(xiàn)了高感測(cè)處理性能和感測(cè)準(zhǔn)確度，并且本發(fā)明專利技術(shù)還公開了使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法以及使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置，并且尤其涉及一種移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法，其獲取并分析諸如高爾夫球等移動(dòng)球的圖像，以獲得其物理信息，以及涉及一種使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置。
技術(shù)介紹
在最近些年中，已經(jīng)開發(fā)出的各種裝置允許用戶以交互式體育游戲的形式通過模擬在室內(nèi)或特定地點(diǎn)中享受流行體育游戲，諸如棒球、足球、籃球、以及高爾夫球等。為了在這種交互式體育游戲中使用球如棒球、足球、籃球以及高爾夫球等來模擬體育運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)對(duì)各種感測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究，以便準(zhǔn)確地感測(cè)移動(dòng)球的物理信息，即，該球的移動(dòng)。例如，諸如使用紅外線傳感器的感測(cè)系統(tǒng)、使用激光傳感器的感測(cè)系統(tǒng)、使用聲傳感器的感測(cè)系統(tǒng)以及使用攝像機(jī)傳感器的感測(cè)系統(tǒng)等各種感測(cè)系統(tǒng)都已經(jīng)進(jìn)入了市場(chǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題本專利技術(shù)的目的是提供一種移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法，盡管低質(zhì)量圖像由低分辨率和低速攝像機(jī)裝置以及閃光燈手電筒裝置所獲取，本專利技術(shù)所公開的該移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法能夠精確地獲得在子像素級(jí)于該已獲取的圖像中的球圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)，從而以低成本實(shí)現(xiàn)了高感測(cè)處理性能和感測(cè)準(zhǔn)確度，并且本專利技術(shù)還公開了使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置。解決問題的方案根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，上述和其他目的可以通過提供感測(cè)處理裝置而實(shí)現(xiàn)，以便在預(yù)定光照條件下獲取并分析移動(dòng)球的圖像，該感測(cè)處理裝置包括一光線方向估測(cè)裝置，分析來自該已獲取圖像的球圖像并且估測(cè)朝向該移動(dòng)球的光線的方向；以及一圖像處理裝置，沿著該已估測(cè)的光線方向基于該球圖像的輻射側(cè)將該球圖像安裝到球形中，以獲取該放入的圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供一種感測(cè)處理裝置，以在預(yù)定光照條件下獲取并分析移動(dòng)球的圖像，該感測(cè)處理裝置包括一半圓形安裝裝置，基于由該光線方向估測(cè)裝置所估測(cè)的光線方向在該球圖像的特定位置處形成預(yù)定直徑或由該球圖像所測(cè)量的直徑的半圓形曲線，并且基于該直徑安裝在該半圓形曲線對(duì)面的半圓形；以及一坐標(biāo)提取裝置，提取安裝球圖像的該半圓形的中心點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供一種感測(cè)處理方法，以在預(yù)定光照條件下獲取并分析移動(dòng)球的圖像，該感測(cè)處理方法包括分析來自該已獲取的圖像的球圖像以估測(cè)朝向該移動(dòng)球的光線的方向；沿著該已估測(cè)的光線方向基于該球圖像的輻射側(cè)將該球圖像安裝在球形中；以及提取該安裝的圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種虛擬高爾夫球模擬裝置，包括一傳感器單元，該傳感器單元包括一攝像機(jī)裝置和一閃光燈手電筒裝置，以獲取被高爾夫球球員打擊的移動(dòng)高爾夫球的多重曝光圖像；一感測(cè)處理單元，該感測(cè)處理單元包括一光線方向估測(cè)裝置，以提取并分析來自該已獲取的圖像的高爾夫球的圖像，并且估測(cè)自該閃光燈手電筒裝置朝向高爾夫球發(fā)射的光線的方向，以及一圖像處理裝置，沿著該已估測(cè)的光線方向基于該高爾夫球圖像的輻射側(cè)將該高爾夫球圖像安裝在高爾夫球形狀中，并且提取該安裝圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)；以及一模擬器，計(jì)算該中心點(diǎn)的坐標(biāo)的變化，并且獲得與該移動(dòng)高爾夫球有關(guān)的物理信息，從而模擬該高爾夫球的軌道。本專利技術(shù)的有益效果根據(jù)如上所述的本專利技術(shù)，在一種移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法以及使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置中，盡管低質(zhì)量圖像由低分辨率和低速攝像機(jī)裝置以及閃光燈手電筒裝置所獲取，但是本專利技術(shù)所公開的移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法可以獲得在子像素級(jí)于該已獲取的圖像中的球圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)。因此，本專利技術(shù)具有以以低成本實(shí)現(xiàn)了高感測(cè)處理性能和感測(cè)準(zhǔn)確度的效果，并且本專利技術(shù)還公開了使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置。附圖說明本專利技術(shù)的上述和其它目的、特點(diǎn)以及其它優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明而更加清楚地理解，其中圖1是顯示根據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例中的感測(cè)處理裝置或虛擬高爾夫球模擬裝置的框圖；圖2是顯示屏幕高爾夫系統(tǒng)的實(shí)施例的視圖，其中在圖1中示出的感測(cè)處理裝置或虛擬高爾夫球模擬裝置被應(yīng)用到該屏幕高爾夫系統(tǒng)；圖3是顯示根據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例中攝像機(jī)裝置和閃光燈手電筒裝置的操作信號(hào)方案的視圖，以獲取將要由感測(cè)處理裝置處理的圖像；圖4(a)和圖4(b)是顯示通過在圖2中示出的屏幕高爾夫系統(tǒng)所獲取的球的圖像圖案的視圖；圖5 (a)是顯不實(shí)際獲取的具有圖4 (a)中顯不的圖案的圖像的不例的視圖，圖5(b)是顯示圖5(a)中示出的圖像的初步處理的圖像的視圖；圖6是在多個(gè)畫面重疊的狀態(tài)下排列的圖5(b)中顯示的圖像的放大視圖，其顯示了球圖像提取過程；圖7(a)至圖7(c)是說明安裝球圖像的原理的視圖，其中，圖7 (a)是顯示球圖像的視圖；圖7(b)是顯示該球圖像的錯(cuò)誤安裝示例的視圖；以及圖7(c)是顯示使用本專利技術(shù)的安裝裝置的該球圖像的安裝示例的視圖；圖8(a)是顯示去除背景的圖像的視圖，圖8(b)是顯示圖8(a)的區(qū)域A的放大視圖；圖9(a)是顯示以低水平進(jìn)行圖像處理圖8(a)中顯示的圖像所獲取的圖像的視圖，圖9 (b)是顯不圖9 (a)的區(qū)域B的放大視圖；圖10(a)是顯示以高水平進(jìn)行圖像處理圖8(a)中顯示的圖像所獲取的圖像的視圖，圖10(b)是顯示圖10(a)的區(qū)域C的放大視圖；圖11(a)是顯示通過從圖10(b)中顯示的圖像中提取最大亮度點(diǎn)而獲取的圖像的視圖，圖11(b)是顯示通過將該最大亮度點(diǎn)應(yīng)用到圖9 (a)中顯示的圖像而獲得的圖像的視圖；圖12(a)是顯示對(duì)該球圖像的最大亮度點(diǎn)執(zhí)行線掃描過程的視圖；圖12(b)是顯示作為該線掃描的結(jié)果而獲得的圖像的視圖；以及圖12(c)是顯示通過將平均過濾器應(yīng)用到圖12(b)中顯示的線掃描結(jié)果而獲取的圖像的視圖；圖13是說明光線指向球圖像方向的估測(cè)的視圖；圖14是顯示根據(jù)本專利技術(shù)在球圖像上顯示的感測(cè)處理裝置的光線方向估測(cè)裝置所估測(cè)的光線方向的軸線的視圖；圖15是顯示測(cè)量圖9(b)中示出的球圖像的直徑的過程的視圖；圖16、圖17(a)和圖17(b)是顯示根據(jù)已估測(cè)的光線方向安裝球圖像的過程的視圖；圖18是顯示通過從圖17(a)和圖17(b)所示安裝過程而安裝的球圖像中提取中心點(diǎn)而獲取的圖像的視圖；圖19和圖20是顯示根據(jù)本專利技術(shù)中感測(cè)處理方法的各個(gè)實(shí)施例的流程圖；以及圖21是更詳細(xì)地顯示圖19和圖20中示出的球圖像安裝過程的流程圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本專利技術(shù)的移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置及方法以及使用上述裝置與方法的虛擬高爾夫球模擬裝置的示例性實(shí)施例。根據(jù)本專利技術(shù)的用于移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置可應(yīng)用到所有系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過獲取和分析使用球的體育運(yùn)動(dòng)如高爾夫球中移動(dòng)球的狀態(tài)的圖像而進(jìn)行感測(cè)。在一實(shí)施例中，感測(cè)處理裝置可以應(yīng)用到所謂的屏幕高爾夫系統(tǒng)，其中虛擬高爾夫球模擬裝置應(yīng)用到該屏幕高爾夫球系統(tǒng)。圖1和圖2示意性地顯示根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例中用于移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置以及使用上述裝置的虛擬高爾夫球模擬裝置的構(gòu)造。首先，將參考圖1和圖2描述根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例中用于移動(dòng)球的感測(cè)處理裝置以及使用上述裝置的虛擬高爾夫球模擬裝置。如圖1所示，本專利技術(shù)涉及一種感測(cè)處理裝置220，用于處理通過包含有攝像機(jī)裝置310和320、閃光燈手電筒裝置330以及信號(hào)生成單元210的傳感器單元所獲取的圖像，以處理球的圖像，從而提取中心點(diǎn)的坐標(biāo)。優(yōu)選本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.06.29 KR 10-2010-0062200;2010.06.29 KR 10-2011.一種感測(cè)處理裝置，其在預(yù)定光照條件下獲取和分析移動(dòng)球的圖像，其特征在于，該感測(cè)處理裝置包括: 一光線方向估測(cè)裝置，分析自該所獲取的圖像的球圖像并且估測(cè)朝向所述移動(dòng)球的光線的方向；以及 一圖像處理裝置，基于所述球圖像的照射側(cè)沿所估測(cè)的光線方向?qū)⑺銮驁D像安裝于球的形狀中，并且提取該所安裝的圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)。2.如權(quán)利要求1所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述光線方向估測(cè)裝置被配置以提取所述球圖像的最大亮度點(diǎn)，并且估測(cè)朝向所述移動(dòng)球的光線的方向，以及 所述圖像處理裝置被配置以安裝包含有與該最大亮度點(diǎn)相對(duì)的所述球圖像的陰影區(qū)域的所述球圖像。3.如權(quán)利要求1所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述光線方向估測(cè)裝置包括: 一亮度分析裝置，提取所述球圖像的所有像素中具有最大亮度值的一第一點(diǎn)；以及 一掃描裝置，提取最接近所述第一點(diǎn)的所述球圖像的輪廓上的一第二點(diǎn)，其中 連接所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)的線設(shè)置為所述光線方向的軸線。4.如權(quán)利要求3所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述亮度分析裝置被配置以核對(duì)所述球圖像的所有像素中具有所述最大亮度值的像素，并且計(jì)算該至少一個(gè)核對(duì)的像素的質(zhì)心，以獲得所述第一點(diǎn)。5.如權(quán)利要求3所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述掃描裝置被配置以圍繞所述第一點(diǎn)相對(duì)于所述球圖像進(jìn)行360度線掃描，以提取所述第二點(diǎn)。6.如權(quán)利要求1所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一初步處理裝置被配置以進(jìn)行初步處理，從而去除所獲取的圖像中的背景圖像和噪音，并且根據(jù)初步處理程度形成一第一處理圖像和一第二處理圖像，所述第二處理圖像以高于所述第一處理圖像的水平被初步處理， 其中， 所述光線方向估測(cè)裝置包括:一亮度分析裝置，提取所述第二處理圖像的所有像素中具有所述最大亮度值的一第一點(diǎn)；以及一掃描裝置，掃描自與所述第一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述第一處理圖像上的點(diǎn)至所述第一處理圖像的輪廓的最短距離，以提取與所述距離對(duì)應(yīng)的輪廓上的一第二點(diǎn)，其中， 連接所述第一點(diǎn)和所述第二點(diǎn)的線被設(shè)置為所述光線方向的軸線。7.如權(quán)利要求1所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述圖像處理裝置包括一半圓形安裝裝置，基于由所述光線方向估測(cè)裝置估測(cè)的光線方向在所述球圖像的特定位置處形成預(yù)定直徑的半圓形曲線，并且基于所述直徑安裝與所述半圓形曲線相對(duì)的一半圓形。8.—種感測(cè)處理裝置，其在預(yù)定光照條件下獲取和分析移動(dòng)球的圖像，其特征在于，該感測(cè)處理裝置包括: 一半圓形安裝裝置，基于由光線方向估測(cè)裝置估測(cè)的光線方向在球圖像的特定位置處形成一預(yù)定直徑或通過所述球圖像測(cè)量的直徑的一半圓形曲線，并且基于所述直徑安裝與所述半圓形曲線相對(duì)的半圓形；以及 一坐標(biāo)提取裝置，提取該半圓形安裝的球圖像的中心點(diǎn)的坐標(biāo)。9.如權(quán)利要求8所述的 感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述半圓形安裝裝置被配置以在所述最大亮度點(diǎn)側(cè)面上的所述球圖像的輪廓處形成所述半圓形曲線，并且安裝與所述半圓形曲線相對(duì)的半圓形，以使所述球圖像安裝成包括所述球圖像的陰影區(qū)域。10.如權(quán)利要求8所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一直徑測(cè)量裝置，分析所述球圖像，從而測(cè)量所述球圖像的直徑，其中， 所述半圓形安裝裝置被配置以基于所測(cè)量的直徑進(jìn)行半圓形安裝。11.如權(quán)利要求8所述的感測(cè)處理裝置，其特征在于，所述半圓形安裝裝置包括: 一像素核對(duì)裝置，沿被估測(cè)為光線方向的方向朝向所述移動(dòng)球核對(duì)所述球圖像的像素；以及 一安裝處理裝置，在所核對(duì)的像素值變化為一預(yù)定值或更大值的位置處形成所述半圓形曲線，并且安裝與所述半圓形曲線相對(duì)的一半圓形。12.—種感測(cè)處理方法，其在預(yù)定光照條件下獲取和分析移動(dòng)球的圖像，其特征在于，該感測(cè)處理方法包括: 分析來自該所獲取的圖像的球圖像，以估測(cè)朝向所述移動(dòng)球的光線的方向； 沿著該所估測(cè)的光線方向基于所述球圖像的照射側(cè)將所述球圖像安裝...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金元一，金禜贊，禹昌憲，韓民水，李太華，崔銘善，政在旭，姜身，李乘禹，樸韓光，金螟禹，金庸禹，許成麴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：高夫準(zhǔn)株式會(huì)社，
類型：
國別省市：