虚拟高尔夫模拟装置、设置在其中的传感器及虚拟高尔夫模拟装置的传感方法

专利名称：虚拟高尔夫模拟装置、设置在其中的传感器及虚拟高尔夫模拟装置的传感方法
技术领域：
本发明涉及虚拟高尔夫模拟装置、设置在该模拟装置中的传感器以及虚拟高尔夫 模拟装置的传感方法，更具体地说，提供这样一种虚拟高尔夫模拟装置、设置在其中的传感 器以及虚拟高尔夫模拟装置的传感方法，该虚拟高尔夫模拟装置感应高尔夫球和高尔夫球 杆的移动，体现高尔夫球的速度、角度、方向和旋转(spin)等，以使高尔夫球员能够感受到 在实际球场进行比赛的临场感觉。
背景技术：
最近，随着参与高尔夫运动的人的增加，出现了利用虚拟高尔夫模拟装置的高尔 夫练习以及能够享受虚拟高尔夫比赛的所谓的屏幕高尔夫系统。这样的屏幕高尔夫系统是在室内设置可显示虚拟高尔夫场地的屏幕，高尔夫球员 朝上述屏幕击球，该系统感应高尔夫球的速度、方向等，在上述屏幕上显示高尔夫球的行程。在屏幕高尔夫系统中，需要体现最大限度地接近实际情况的高尔夫球的速度、方 向、角度和旋转，以使喜欢打高尔夫的人能够最大限度地感受现场感。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在虚拟高尔夫模拟装置中感应高尔夫球的位置、 被击打后的高尔夫球的角度、速度、方向和旋转、击球后的高尔夫球杆的轨迹等，尽可能正 确地再现高尔夫球的飞行距离和球质等的虚拟高尔夫模拟装置、设置在其中的传感器装置 以及虚拟高尔夫模拟装置的传感方法。为了实现上述目的，根据本发明实施例，高尔夫模拟装置的传感器包括第一传感 装置，设置在用于击打高尔夫球的挥杆练习器的前方；以及第二传感装置，上述第二传感装 置设置成与上述第一传感装置相隔指定间隔并实际上平行于上述第一传感装置。该第一 传感装置包括第一发光阵列，相隔指定间隔设置朝实际上竖直方向发光的多个发光元件； 以及第一光接收阵列，与上述第一发光阵列对应设置，相隔指定间隔设置从实际上的竖直 方向接收被反射的光的多个光接收元件。上述第二传感装置包括第二发光阵列，相隔指 定间隔设置发光方向为朝向指定角度倾斜的倾斜方向的多个发光元件；以及第二光接收阵 列，与上述第二发光阵列对应设置，相隔指定间隔设置从倾斜方向接收被反射的光的多个 光接收元件。并且，优选地，上述挥杆练习器上设置有用于开球的高尔夫球钉以及用于击球的 发球位置部(ground position part)，还包括第一球位置感应部以及第二球位置感应部。 该第一球位置感应部包括第一发光部，朝上述高尔夫球钉的上端上面照射光；以及第一 光接收部，与上述第一发光部邻接并排设置，接收从上述第一发光部照射后被反射的光，从 而感应高尔夫球放在上述高尔夫球钉上。该第二球位置感应部包括第二发光部，朝上述发
5球位置部照射光；以及第二光接收部，与上述第二发光部邻接并排设置，接收从上述第二发 光部照射后被反射的光，从而感应高尔夫球放在上述发球位置部上。并且，优选地，将上述第一传感装置和第二传感装置的横向方向作为χ轴方向，纵 向方向作为y轴方向，竖直方向作为ζ轴方向时，上述第一发光阵列照射实际上分别与χ轴 和y轴呈直角，且实际上平行于ζ轴的光，上述第二发光阵列照射实际上与y轴呈直角，与 χ轴和ζ轴呈指定角度的光，从x-z平面上观察，从上述第一发光阵列照射的光和从上述第 二发光阵列照射的光相互交叉形成格子点。并且，优选地，该装置还包括调整部，通过分别控制上述第一发光阵列、上述第二 发光阵列、第一发光部和第二发光部来调整光的照射；以及控制部，从上述第一光接收阵 列、上述第二光接收阵列、第一光接收部和第二光接收部接收感应信息，处理与高尔夫球的 移动有关的信息和与球杆的移动有关的信息。另外，根据本发明一实施例，高尔夫模拟装置包括旋转板(swing plate)，上述旋 转板上设有用于击打高尔夫球的挥杆练习器；第一传感装置和第二传感装置，设置在上述 挥杆练习器的前方；图像输出装置，在屏幕上显示包括高尔夫球场的图像信息和高尔夫球 的移动图像信息的高尔夫模拟图像信息；以及主处理装置，该主处理装置进行控制，以便接 收根据上述第一传感装置和第二传感装置的感应结果计算的有关高尔夫球移动的信息和 有关球杆移动的信息，基于该信息构成上述高尔夫模拟图像信息，通过上述图像输出装置 输出图像。另一方面，根据本发明一实施例，高尔夫模拟装置的传感方法的特征在于包括上 述主处理装置判断是开球还是击球；在判断为开球的状态下感应高尔夫球是否放在高尔夫 球钉上，在判断为击球的状态下感应高尔夫球是否放在发球位置部上；以及由第一传感装 置和第二传感装置感应被击打的高尔夫球和击球的球杆，基于感应结果计算高尔夫球的速 度、水平方向角度、竖直方向角度和旋转。


图1是适用了根据本发明一实施例的虚拟高尔夫模拟装置的屏幕高尔夫系统的 示意图。图2是概略示出图1所示虚拟高尔夫模拟装置的构成的框图。图3是设置在图1所示虚拟高尔夫模拟装置的旋转板上的传感装置示意图。图4是概略示出图3所示虚拟高尔夫模拟装置的传感装置的构成框图。图5是图3所示虚拟高尔夫模拟装置的传感装置的a-a截面图。图6(a)是图3所示虚拟高尔夫模拟装置的传感装置的b-b截面图，图6(b)是c_c 截面图。图7(a)是图3所示虚拟高尔夫模拟装置的传感装置的d-d截面图，图7(b)是e_e 截面图。图8是图3所示虚拟高尔夫模拟装置的传感装置照射的光在x-z平面上形成格子 点的示意图。图9至图11是用于说明图3所示的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置感应高尔夫 球的移动并测量高尔夫球的速度和方向等的原理的示意图。
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图12是开球或击球时经由传感装置的高尔夫球的轨迹示意图。图13是用于说明本发明实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置测量球杆 打开后关闭状态的原理示意图。图14是用于说明本发明实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置测量球杆 轨迹的原理示意图。图15是用于说明本发明实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置测量球杆 与高尔夫球之间的角度的原理示意图。
具体实施例方式参照附图对本发明涉及的虚拟高尔夫模拟装置和设置在其中的传感装置以及虚 拟高尔夫模拟装置的传感方法进行更加详细的说明。首先，参照图1和图2对本发明一实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置进行说明。如图1和图2所示，本发明一实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置包括旋转板 (swing plate) 100、传感装置S、向设置在前面的显示器50输出指定图像的图像输出装置 40、用户操作用操作部60以及用于存储和处理高尔夫模拟装置所需要的所有数据的主计 算机1。并且，优选包括照相机30，以便可以拍摄高尔夫球员摆动的动作。上述主计算机1包括主处理器10和子处理器20。上述主处理器10是控制传感装置S、旋转板100、操作部60以及图像输出装置40 等，从而实现虚拟的高尔夫模拟装置的总控作用的装置。上述旋转板100是供高尔夫球员利用球杆击球的装置，上述传感装置S是对高尔 夫球员在旋转板100上击打的高尔夫球的移动进行感应的装置。上述子处理器20是分析从照相机30获得的图像，通过上述图像输出装置40显示 成画面的装置。优选地，上述主处理器10包括中央控制部11、图像输出控制部12、三维图像处理 电机13以及三维图像DB14等。上述三维图像DB14中存储着用于再现图像的图像数据，以在屏幕50上显示与实 际高尔夫球场相同的环境。上述三维图像处理电机13是用于对存储在上述三维图像DB14中的图像数据进行 加工，使其显示为立体状的装置。此外，上述图像输出控制部12控制上述三维图像处理电机13，以便再现指定的图 像，并且将其输送至图像输出装置40并控制其输出。S卩，图像输出控制部12控制三维图像处理电机13和图像输出装置40等，以使在 屏幕40上显示高尔夫模拟装置的图像信息(不仅包括高尔夫球场的图像信息和高尔夫球 的移动图像信息，还包括与现阶段的比赛状况有关的信息等与高尔夫模拟比赛有关的所有 图像信息)。另外，中央控制部11负责整体控制，从上述传感装置S接收感应结果，以使图像输 出控制部12基于该感应结果再现恰当的高尔夫模拟比赛的图像信息。并且，优选将上述旋转板100设置为可将倾斜角度调整为符合实际高尔夫球场的
7状态，优选由上述中央控制部11控制上述旋转板100的动作。另外，根据高尔夫球员击打的高尔夫球的速度、方向、角度和旋转等感应结果，判 断出高尔夫球的飞行距离在指定距离以上时，由照相机30拍摄该高尔夫球员的摆动姿势， 在屏幕50上显示规定时间。管理上述的图像的再现和显示等的装置是子处理装置20。S卩，每当高尔夫球员击打高尔夫球时照相机30均会拍摄摆动姿势，这时传感装置 S对高尔夫球员击打的高尔夫球的速度、方向、角度和旋转等进行感应，并传递至主处理装 置10，主处理装置10再传递给子处理装置20。子处理装置20的击球分析部21基于从上述主处理装置10接收的数据来判断该 高尔夫球员的记录是否达到一定水平，子处理装置20的图像分析部22根据上述击球分析 部21的分析结果，当该高尔夫球员的记录达到一定水平以上时，从已经拍摄的图像中提取 适当反应高尔夫球员摆动姿势的图像，将其传递给图像输出装置40，上述图像输出装置40 将其显示在屏幕50上。另外，子处理装置20的分析图像输出控制部23对击球分析部21、图像分析部22 和图像输出装置40等进行控制，以便显示上述分析图像。在这里，如图1所示，上述传感装置S包括设置在挥杆练习器200前方的第一传感 装置300和第二传感装置400，其还包括设置在挥杆练习器200的侧面上的球位置感应部 500，在后面详细说明这一点。另一方面，参照图3和图4对本发明一实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置的传感 装置进行更加详细的说明。图3是图1所示的旋转板100中安装传感装置的部分的详细示意图，旋转板100 包括用于高尔夫球员采取摆动姿势的脚踩板101、放置高尔夫球的高尔夫球钉210以及具 有发球位置部(groundposition part) 220的挥杆练习器200。在这里，高尔夫球钉210是指用于放置高尔夫球，以使高尔夫球员开球(Tee Shot)的部分，发球位置部220是放置高尔夫球以供高尔夫球员木杆击球(Wood Shot, 或木头球棒击球)、铁杆击球(Iron Shot)和推杆击球(Putting Shot)(下面称为“击球 (groundshot) ”)的部分。如图3和图4所示，根据本发明一实施例，虚拟高尔夫模拟装置的传感装置包括 设置在挥杆练习器200前方的第一传感装置300 ；与上述第一传感装置300邻接，并实际上 与其平行设置的第二传感装置400 ；以及设置在挥杆练习器200的侧面上的球位置感应部 500。上述第一传感装置300、第二传感装置400和球位置感应部500均采用通过发光及 接收光的方式来感应高尔夫球或高尔夫球杆的方式。上述第一传感装置300包括多个发光元件实际上以指定间隔设置成一排的第一 发光阵列310 ；以及第一光接收阵列320，其实际上平行于上述第一发光阵列310，且具有与 上述多个发光元件对应的多个光接收元件。如图3所示，上述第一发光阵列310和第一光接收阵列320沿图中的χ轴方向排 成一列。上述第一发光阵列310被设置成多个发光元件实际上分别朝竖直上方照射光，上
8述第一光接收阵列320被设置成多个光接收元件实际上分别从竖直方向接收光。优选上述第二传感装置400被设置成实际上平行于上述第一传感装置300，且包 括第二发光阵列410以及第二光接收阵列420。上述第二发光阵列410被设置成多个发光元件实际上相隔指定间隔沿图中的χ轴 方向排成一列。上述第二光接收阵列420被设置成实际上平行于上述第二发光阵列410，且多个 光接收元件与构成上述第二发光阵列410的多个发光元件对应。构成上述第二发光阵列410的多个发光元件的发光方向是倾斜指定角度的倾斜 方向，构成上述第二光接收阵列420的多个光接收元件的接收光方向也是倾斜相同角度的 倾斜方向，在后面详细说明这一点。另一方面，如图3所示，在挥杆练习器200的一侧面上设置球位置感应部500，该球 位置感应部500包括第一球位置感应部510以及第二球位置感应部520。如图3所示，优选上述第一球位置感应部510和第二球位置感应部520沿图中的 y轴方向并排设置，上述第一球位置感应部510设置在与高尔夫球钉210相对应的位置上， 上述第二球位置感应部520设置在与发球位置部220对应的位置上。优选，上述第一球位置感应部510包括第一发光部511以及第一光接收部512，上 述第二球位置感应部520包括第二发光部521以及第二光接收部522。上述第一发光部511照射光，如果高尔夫球钉210上放有高尔夫球，则由上述第一 光接收部512接收被上述高尔夫球反射的光，从而感应高尔夫球钉210上是否放着高尔夫 球。相同地，第二发光部521朝发球位置部220照射光，如果发球位置部220放着高尔 夫球，则由第二光接收部522接收被上述高尔夫球反射的光，从而感应发球位置部220上是 否放着高尔夫球。虽然在图中没有示出，但高尔夫球钉210具有指定的高度，因此，上述第一发光部 511向高尔夫球钉210的上端上面照射光，从而可以感应高尔夫球钉210上是否放着高尔夫 球。另外，上述第一发光阵列310和第二发光阵列320设置在挥杆练习器200的前方， 朝天花板照射光，因此，有可能发生光被传递至高尔夫球员而使球员感到不舒服的情况，从 而优选设置成可自动调节发光角度。例如，轻击球时，高尔夫球员将身体靠近高尔夫球的同时低下头部，因此由第一发 光阵列310朝竖直上方照射的光会影响到高尔夫球员。这时，可以控制第一发光阵列310和/或第二发光阵列410，自动调整照射的光的 方向，以使其不会朝向高尔夫球员。另一方面，如图4所示，第一发光阵列310、第二发光阵列410、第一发光部511和 第二发光部521通过调整部R控制来照射光。另外，上述第一光接收阵列230、第二光接收阵列420、第一光接收部512和第二光 接收部522与控制部M连接。由上述第一光接收阵列320、第二光接收阵列420、第一光接收部512和第二光接 收部522感应的结果被传递至上述控制部M，上述控制部M基于感应结果来计算有关高尔夫
9球的速度、方向、角度和旋转等数据。另外，将计算得出的数据传递给主处理装置10。将在后面详细说明主处理装置10 和传感装置S之间的机构。参照图5至图7详细说明图3所示实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置 的第一传感装置和第二传感装置的具体构成。图5是图3所示的传感装置的a-a截面图，图6 (a)是b_b截面图，图6 (b)是c_c 截面图，图7(a)是d-d截面图，图7(b)是e-e截面图。如图5所示，第一传感装置300和第二传感装置400可以一体地设置在一个壳体 内，但是也可以将第一传感装置300和第二传感装置400分别制作成单体后进行设置。如图5所示，将第一传感装置300和第二传感装置400 —体地设置在一个壳体中 时，优选将挡光部件(或遮光部件)D设置在第一传感装置300和第二传感装置400之间， 以防止相互之间的由光引起的干扰。此外，优选地，在第一传感装置300的第一发光阵列310和第一光接收阵列320之 间设置第一挡光板301，且在第二传感装置400的第二发光阵列410和第二光接收阵列420 之间设置第二挡光板401，以防止光干扰导致错误动作。在图5至图7中，附图标记311表示第一发光阵列310的发光元件，附图标记321 表示第一光接收阵列320的光接收元件。另外，附图标记411表示第二发光阵列410的发 光元件，附图标记421表示第二光接收阵列420的光接收元件。如图6(a)所示，第一发光阵列310的多个发光元件311并排设置，且朝竖直上方 照射光，如图6 (b)所示，第一光接收阵列320的多个光接收元件321并排设置，且接收从竖 直上方进入的光。这时，光接收元件321接收通过沿竖直方向形成的竖直通孔322进入的光。并且，如图7(a)所示，第二发光阵列410的多个发光元件411并排设置，且朝向倾 斜指定角度的倾斜方向照射光，如图7 (b)所示，第二光接收阵列420的多个光接收元件421 并排设置并倾斜指定角度，以便接收从倾斜方向进入的光。这时，光接收元件421接收通过沿倾斜方向形成的倾斜通孔422进入的光。另外，参照图8至图15，进一步详细说明本发明实施例涉及的虚拟高尔夫模拟装 置的传感装置的动作和传感方法等。图8示出了由第一传感装置300和第二传感装置400分别照射光时的样子，如图 11所示，将第一传感装置300和第二传感装置400的横向方向定义为X轴方向、纵向方向定 义为y轴方向，如图8所示，将竖直方向定义为Z轴。因此，图8是从x-z平面上观察时的第一传感装置300和第二传感装置400的发 光样子。如图8所示，在x-z平面上观察时，沿竖直方向照射的光(EL，由第一发光阵列照射 的光)和倾斜方向照射的光(IL，由第二发光阵列照射的光)似乎相互交叉。这时，竖直方向的光(EL)和倾斜方向的光(IL)相互交叉，从而在x-z平面上形成 格子点P。本发明涉及的传感装置利用上述的格子点P，计算与高尔夫球B的移动有关的信 肩、ο
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下面，对被击打的高尔夫球的速度、水平方向角度、竖直方向角度和旋转等的计算 方法进行说明。首选，如图9所示，可以从第一传感装置300计算高尔夫球B的水平方向角度θ 10计算水平方向角度θ工时，测量从高尔夫球B的起始位置到第一传感装置300的 竖直方向距离L1和从第一传感装置300的基准位置s到高尔夫球B经过的位置上的发光 元件的水平方向距离1，根据下面的公式计算。首先，当开球时，高尔夫球钉是高尔夫球B的起始位置，当击球时，击球位置部是 高尔夫球B的起始位置。另外，第一传感装置300中的基准位置s是成为测量距离时的基准的位置，当开球 时，位于从高尔夫球钉朝前方的竖直方向上，当击球时，位于从击球位置部朝前方的竖直方 向上。并且，如图9所示，I1表示第一发光阵列中的两个发光元件之间的距离。因此，如图9所示，高尔夫球在起始位置被击打后经由由从基准位置s起的第四个 发光元件照射的光，则对应于第四个发光元件的光接收元件接收被高尔夫球B反射的光并 进行感应，可根据4 X I1计算水平方向的距离。另外，竖直方向的距离L1是从起始位置到基准位置s的距离，当开球时，从高尔夫 球钉位置到相应的基准位置的直线距离就是竖直方向的距离L1,当击球时，从击球位置部 到相应的基准位置的直线距离就是竖直方向的距离U。S卩，L1是事先规定的值。从而，按照上述方式求出指定的值，则可以根据下面公式1计算出被击打的高尔 夫球的水平方向的角度。^1= tan~'φ.......................................(公式 1)另一方面，如图10和图11所示，可以计算出被击打的高尔夫球的竖直方向角度 (θ τ 或者 θ G)。S卩，如图10所示，当高尔夫球B经由从第二传感装置400朝倾斜方向照射的光时， 可以根据光的倾斜角度θ 2和水平方向距离1来求出竖直方向高度h，根据上述竖直方向高 度h和如图12所示的从起始位置到基准位置的距离LT、Lg来计算竖直方向角度(Θ τ或者 θ G)。在这里，第二传感装置400的光的倾斜角度θ 2是事先规定的。S卩，在制造第二传 感装置400时，事先规定倾斜角度θ 2后设置发光元件和光接收元件。另外，如图9所示，水平方向距离1也是在第一传感装置300中已经计算出的值。从而，可根据下面公式2计算高尔夫球B的竖直方向高度h。h = 1 tan θ 2....................................(公式 2)对开球时和击球时可分别计算出上述竖直方向高度h，如图12所示，将开球时的 竖直方向高度定义为hT，将击球时的竖直方向高度定义为he。而且，如图11所示，从高尔夫球钉210到基准位置的距离Lt和从发球位置部220 到基准位置的距离Le是已规定的值。从而，当开球时，可根据竖直方向高度hT和从高尔夫球钉210到基准位置的距离 Lt来求出竖直方向角度θ τ，当击球时，可根据竖直方向高度he和从发球位置部220到基准
11位置的距离Le来求出竖直方向角度ee。这时，如图12所示，在求开球时的竖直方向角度θ 1时，要修正高尔夫球钉210本 身的高度。S卩，如图12所示，假设击球位置部220位于Z1高度上，高尔夫球钉210位于Z2 高度，高尔夫球钉210本身的高度为Z12，则在计算开球时的竖直方向角度θ τ时，要根据 (hT-z12)来计算。即，综上所述，根据下面的公式3和公式4，分别计算开球时的竖直方向角度θ τ和
击球时的竖直方向角度ee。θτ = tan"1 ( τ~ 12).....................(公式 3)
J^ j·0G=tm-\-f-)...........................(公式 4)
LG另外，如图12所示，将高尔夫球B经由第一传感装置300和第二传感装置400的 时间差定为t，可根据上述时间差t和上述第一传感装置300和第二传感装置400之间的距 离L2计算出高尔夫球的速度V。V = ^.............................................(公式 5)另一方面，说明被击打的高尔夫球的旋转的计算。将在第一传感装置300测量的位置读取多次，再现球杆图像，从而计算高尔夫球 的旋转。首先，击打高尔夫球后，球杆经由第一传感装置300，则上述第一传感装置300按 照在控制部中设定的每个测量时间对球杆进行感应。对多次感应高尔夫球杆的传感器的反 应状态进行观察，则如图13所示，形成球杆状形状。测量传感间隔13和在第一传感装置300首次读取的数据df的中心与最后读取的 数据Cl1的右侧末端之间的距离Q，可根据下面公式计算出球杆打开后关闭的状态角θ 3。
测量汝教χ/球杆打开后关闭的状态角(Θ) = tan-'(^Ja ^ 3)...............(公式6)在这里，I3是传感器测量间隔，Q是从在第一传感装置300首次读取的数据df的 中心到最后读取的数据Cl1的右侧末端的距离。其次，如图14所示，测量在第一传感装置300读取多次的数据的平均值a、与放置 高尔夫球B的位置(击球(shot)位置)位于同一线上的第一传感装置的位置(s，基准位 置)、放着球的位置(击球位置)与第一传感装置之间的距离L1，根据下面公式可计算出摆 动(swing)时的高尔夫球杆的前进角度(即高尔夫球杆的轨迹角度θ4)。球杆轨迹角度(= tan—1 (^)........................(公式7)另一方面，如图15所示，根据由上述公式1和公式7测量的高尔夫球的水平方向 角度Q1和高尔夫球杆的轨迹角度θ4之和来求出击球后的高尔夫球杆前进方向和高尔夫 球的前进方向之间的角度θ5。球杆和球之间的角度(θ 5) = θ 1+ θ 4.................................(公式8) 结果，根据在公式6中计算出的球杆打开后关闭的状态角度θ 3、在公式8中计算
12出的球杆与球之间的角度θ 5和通过公式5计算出的球的速度V，通过下面公式可以求出高 尔夫球的旋转程度(即左旋(hook)和右旋(slice))。左旋和右旋的程度=(θ 3+ θ 5) X V.................................(公式9)当通过上述公式9计算出的值是负数时，球的旋转是右旋，其值是正数时是左旋。如上所述，根据本发明的虚拟高尔夫模拟装置通过感应高尔夫球的位置、击球后 的高尔夫球的角度、速度、方向和旋转、击球后的高尔夫球杆的轨迹等，最大限度地正确再 现高尔夫球的飞行距离和球性质等，从而使高尔夫球员可以感受到在实际赛场中享受高尔 夫比赛的现场感。
权利要求
一种虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，包括第一传感装置，设置在用于击打高尔夫球的挥杆练习器的前方，所述第一传感装置包括第一发光阵列，相隔指定间隔设置有朝实际上的竖直方向发光的多个发光元件；以及第一光接收阵列，与所述第一发光阵列对应设置，相隔指定间隔设置有从实际上的竖直方向接收反射光的多个光接收元件；以及第二传感装置，所述第二传感装置设置成与所述第一传感装置相隔指定间隔并实际上平行于所述第一传感装置，所述第二传感装置包括第二发光阵列，相隔指定间隔设置朝倾斜指定角度的倾斜方向发光的多个发光元件；以及第二光接收阵列，与所述第二发光阵列对应设置，相隔指定间隔设置有从倾斜方向接收反射光的多个光接收元件。
2.根据权利要求1所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，还包括球位置感应部，设置在所述挥杆练习器的侧面，用于感应高尔夫球是否放在所述挥杆 练习器上的指定位置上。
3.根据权利要求2所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，所述挥杆练习器上设置有用于开球的高尔夫球钉以及用于击球的发球位置部， 所述球位置感应部包括第一球位置感应部，设置在对应于所述高尔夫球钉的位置上，用于感应所述高尔夫球 钉上是否放着高尔夫球；以及第二球位置感应部，设置在对应于所述发球位置部的位置上，用于感应所述发球位置 部上是否放着高尔夫球。
4.根据权利要求3所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于， 所述第一球位置感应部包括第一发光部，所述第一发光部朝所述高尔夫球钉的上端上方照射光；以及 第一光接收部，与所述第一发光部邻接并排设置，接收从所述第一发光部照射后被反 射的光，从而感应所述高尔夫球钉上是否放着高尔夫球， 所述第二球位置感应部包括第二发光部，所述第二发光部朝所述发球位置部照射光；以及 第二光接收部，与所述第二发光部邻接并排设置，接收从所述第二发光部照射后被反 射的光，从而感应所述发球位置部上是否放着高尔夫球。
5.根据权利要求1所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，将所述第一传感装置和第二传感装置的横向方向称为χ轴方向，纵向方向称为y轴方 向，竖直方向称为ζ轴方向时，所述第一发光阵列照射实际上分别与χ轴和y轴成直角，且实际上平行于ζ轴的光， 所述第二发光阵列照射实际上与y轴成直角且与χ轴和ζ轴成指定角度的光， 从χ-ζ平面上观察，从所述第一发光阵列照射的光和从所述第二发光阵列照射的光相 互交叉形成格子点。
6.根据权利要求1所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，还包括 挡光部件，其设置在所述第一传感装置和所述第二传感装置之间；第一挡光板，其设置在所述第一发光阵列和所述第一光接收阵列之间；以及 第二挡光板，其设置在所述第二发光阵列和所述第二光接收阵列之间。
7.根据权利要求1所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，还包括竖直通孔，设置在所述第一光接收阵列的上部，以使所述第一光接收阵列的各个光接 收元件与外部连通；以及倾斜通孔，设置在所述第二光接收阵列的上部，且以指定角度倾斜设置，以使所述第二 光接收阵列的各个光接收元件与外部连通。
8.根据权利要求1所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，还包括 调整部，通过分别控制所述第一发光阵列和所述第二发光阵列来调整光的照射；以及 控制部，从所述第一光接收阵列和所述第二光接收阵列接收感应信息，处理与高尔夫球的移动有关的信息和与高尔夫球杆的移动有关的信息。
9.根据权利要求4所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置，其特征在于，还包括 调整部，通过分别控制所述第一发光部和所述第二发光部来调整光的照射；以及控制部，从所述第一光接收部和所述第二光接收部接收感应信息，处理与高尔夫球的 位置有关的信息。
10.一种虚拟高尔夫模拟装置，其特征在于，包括旋转板，所述旋转板上设有用于击打高尔夫球的挥杆练习器； 第一传感装置，设置在用于击打高尔夫球的挥杆练习器的前方，所述第一传感装置包 括第一发光阵列，相隔指定间隔设置有朝实际上的竖直方向发光的多个发光元件；以及 第一光接收阵列，与所述第一发光阵列对应设置，相隔指定间隔设置有从实际上的竖直方 向接收反射光的多个光接收元件；第二传感装置，所述第二传感装置设置成与所述第一传感装置相隔指定间隔且实际上 平行于所述第一传感装置，所述第二传感装置包括第二发光阵列，相隔指定间隔设置有朝 倾斜指定角度的倾斜方向发光的多个发光元件；以及第二光接收阵列，与所述第二发光阵 列对应设置，相隔指定间隔设置有从倾斜方向接收反射光的多个光接收元件；图像输出装置，在屏幕上显示包括高尔夫球场的图像信息和高尔夫球的移动图像信息 在内的高尔夫模拟图像信息；以及主处理装置，所述主处理装置进行控制操作，以便接收根据所述第一传感装置和第二 传感装置的感应结果计算的有关高尔夫球的移动的信息和有关高尔夫球杆移动的信息，基 于该信息构成所述高尔夫模拟图像信息，通过所述图像输出装置输出图像。
11.根据权利要求10所述的虚拟高尔夫模拟装置，其特征在于，还包括所述挥杆练习器上设置有用于开球的高尔夫球钉以及用于击球的发球位置部， 第一球位置感应部，其包括第一发光部，所述第一发光部朝所述高尔夫球钉的上端上 方照射光；以及第一光接收部，与所述第一发光部邻接并排设置，接收从所述第一发光部照 射后被反射的光，从而感应高尔夫球放在了所述高尔夫球钉上；第二球位置感应部，其包括第二发光部，所述第二发光部朝所述发球位置部照射光； 以及第二光接收部，与所述第二发光部邻接并排设置，接收从所述第二发光部照射后被反 射的光，从而感应高尔夫球放在了所述发球位置部上；调整部，通过分别控制所述第一发光阵列、第二发光阵列、第一发光部和第二发光部来 调整光的照射；以及控制部，从所述第一光接收阵列、第二光接收阵列、第一光接收部和第二光接收部接收感应信息，处理与高尔夫球的位置和移动有关的信息以及与高尔夫球杆的移动有关的信 息，并将该信息传送至所述主处理装置。
12.一种根据权利要求10的虚拟高尔夫模拟装置的传感方法，其特征在于，包括 所述主处理装置判断是开球还是击球；在判断为开球的状态下感应高尔夫球钉上是否放着高尔夫球，在判断为击球的状态下 感应发球位置部上是否放着高尔夫球；以及由第一传感装置和第二传感装置感应被击打的高尔夫球和击球的高尔夫球杆，基于感 应结果计算高尔夫球的速度、水平方向角度、竖直方向角度和旋转。
13.根据权利要求12所述的虚拟高尔夫模拟装置的传感方法，其特征在于， 计算所述高尔夫球的竖直方向角度的步骤包括开球时进行补正，以便基于从在高尔夫球钉被击打的高尔夫球经由所述第一传感装置 和第二传感装置时的高度减去所述高尔夫球钉高度的值来进行计算。
全文摘要
本发明提供一种虚拟高尔夫模拟装置、设置在其中的传感装置以及虚拟高尔夫模拟装置的传感方法，该虚拟高尔夫模拟装置感应高尔夫球的位置、被击打后的高尔夫球的角度、速度、方向和旋转、击球后的高尔夫球杆的轨迹等，最大限度地正确再现高尔夫球的飞行距离和球性质。为此，根据本发明一实施例的虚拟高尔夫模拟装置的传感装置包括第一传感装置，由多个发光元件和光接收元件构成，其发光方向和光接收方向均位于实际上的竖直方向上；以及第二传感装置，由多个发光元件和光接收元件构成，其发光方向和光接收方向均位于倾斜指定角度的倾斜方向。
文档编号A63B69/36GK101934134SQ20091015156
公开日2011年1月5日 申请日期2009年7月1日 优先权日2009年7月1日
发明者金元一 申请人:高夫准株式会社