The sports have given merits to the people from the beginning of the world. Among various advantages, it could be the best one for people to communicate with others when they play sports. Especially, golf has been spotlighted as the sports in a view above mentioned. In Korea, the number of people enjoying golf has also been increased, but the environments, where everyone could play it in outdoor, have not been provided yet. As a result, the needs that people want to play golf in indoor have been occurred, and its commercial scale has been $ 1,000 billion in the year of 2008.
There are important factors for indoor golf. Most of all, the sensing system factor is regarded as a core element to extract the physical information of flight balls. The sensing systems have used various sensors such as the radar, the laser, the IR LED (infra-red light-emitting diode), and the vision. Most commercial applications' sensng systems are made up of the laser or IR LED sensors for measuring the ball movement easily. However, these systems have limitations and errors in a case of the short ball movement. To overcome such defects of those systems, the applications have shifted the construction method of the sensing system toward utilizing the vision sensor technology. The vision sensing systems generally use high speed cameras, which are high cost, to get fine data. However, the comparatively cheap vision system with low fps camera could be used performing as the one using high fps camera, if it has to have an additional strobe device, such as the lighting or the internal electronical shutter, in the multi-exposure photographing way. So, the constructed system, which consists of two low fps camera and a fixed-frequency stroboscopic lighting, has been constructed in this thesis, and it was designed to capture various movement of a ball as the original form as possible. However, the cases that the flight balls are overlapped in images could be appeared unexpectedly because of the fixed frequency of the lighting, the low speed movement of a ball, and the direction toward LOS (line of sight). Accordingly, the overlapped ball algorithm is proposed to solve problems above mentioned in this thesis. The proposed algorithm extracts two both ends center points of overlapped balls appeared in 2D images and runs in on-line. Also, the tests have been verified to measure the accurateness and the feasibility of the proposed algorithm.
스포츠는 오랜 기간동안 사람들에게 다양한 이익을 제공했다. 그 중 스포츠를 즐기면서, 다른 사람들과 함께 사회성을 증진시킬 수 있다는 장점은 가장 주목받을 이유가 있다. 특히, 골프는 앞서 언급한 내용과 부합한 스포츠로써 사람들에게 각광 받고 있다. 한국에서는 골프를 즐기는 사람들이 많이 늘어났지만, 그 증가수에 비해 실제 필드에 나가서 즐기기 위한 공간은 부족한 것이 현실이다. 그래서 실내에서 골프를 즐기려는 수요가 늘어나면서 그에 관련한 상업적 제품들이 많이 나온 상태이다. 그 시장규모는 2008년 기준 1조원에 달한다. 골프를 실내에서 즐기기 위해 여러 요소들이 중요하지만, 그 중에서 공의 운동 정보를 추출해 내는 센서 시스템은 가장 중요하다. 이러한 센서 시스템들은 레이저, 레이다, 적외선 LED, 비전 센서 기술들을 이용하나, 대부분의 상업용 제품들은 공 운동 정보를 쉽게 처리하기 위해, 레이저나 레이다 방식을 많이 이용한다. 그러나 이러한 제품들은 공이 짧은 거리를 이동했을 때 오동작을 하는 경우가 산재하다. 이를 극복하기 위해 비전 센서 기술을 이용하는 제품들이 있지만, 그 제품들이 사용하는 고속 촬영 카메라는 가격이 비싼 단점이 있다. 그러나 비교적 저렴한 저속 촬영 카메라와 내부 전자 셔터, 스트로보 조명과 같은 추가 스트로보 장치를 이용한다면, 고속 촬영 카메라가 동작하는 만큼의 성능을 다중 촬영 기법을 이용하여 가능하다. 그리하여 우리는 저속 촬영 카메라 두 대와 스트로보 조명을 이용한 비전 센서 시스템을 구축하였고, 이 시스템은 다양한 속도, 방향으로 운동하는 공을 원형 그대로 이미지로 촬영하고자 디자인되었다. 그러나 조명의 고정 섬광 주기 때문에, 주기 미만 속도로 이동하는 공과 카메라 방향으로 운동하는 공에 대해서는 공이 분리되어 원형으로 촬영되는 것이 아니라, 겹쳐진 형태로 촬영된다. 본 논문에서는 이렇게 겹쳐진 공이 겹쳐진 상황에서 공의 중심점을 추출하여 공의 물리적 운동 정보인 속력, 탄도를 측정하는 것을 목표로 한다. 그리고 우리는 본 논문에서 제안하는 알고리즘을 정확성과 확장성을 실험하여 검증하였다.
