한국전자통신학회논문지 (The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences)

한국전자통신학회 (Korea Institute of Electronic Communication Science)
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영상 기반 회전 골프공 무게중심 검출 시스템

A Visual Detecting System for The Rotation Axis of Golf Ball

  • 현웅근 (호남대학교 전자공학과)
  • 투고 : 2018.11.09
  • 심사 : 2019.04.15
  • 발행 : 2019.04.30
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초록

본 연구에서는 딤플공의 회전축을 찾아가는 상태를 측정하는 영상 기반 시스템을 개발였다. 일부 골프공은 제조과정에서의 불량 및 공을 치면서 발생하는 볼표면의 스크래치에 의해서 회전축이 틀어진다. 이렇게 흠이있는 골프공은 드라이브샷등에 의해 비행하는 과정중에 슬라이스 등의 원인이 된다. 딤플 골프공은 아이언이나 드라이버로 타격시 회전 및 직선운동을 이루며 진행을 하며 회전은 일정한 시간이 지나면 일정한 축을 중심으로 진행되는 바, 회전중심을 찾아가는 과정에서 슬라이스등이 진행된다. 만일 볼을 타격하는 시점부터 고유 회전축에 일치시켜 타격한다면 골프샷의 오차가 줄어든다. 본 논문에서는 골프공의 수렴회전축을 찾는 시스템을 영상 시스템으로 개발하였으며, 실험을 통해 시스템 개발의 타당성을 입증하였다.

In this paper, we describe a measurement system based on vision for detecting the rotation axis of dimpled golf ball. Some golf balls have wrong rotation axis owing to bad production and scratch. A flying golf ball makes sliced or curved motion mainly to owing the wrong rotation axis of golf ball. Dimples of golf ball make a golf ball higher and more straight flying. When we hit a golf ball by driver or iron club, the dimpled ball flies straight and rotates as well. While the ball flying, the rotating axis of the ball convergence. And this makes the ball motion curved. If we hit a golf ball in direction of the rotation axis, the flying ball makes straight motion. In this paper, we develop a control system to detect convergence axis and time of flying golf ball based on vision system. To show validity of the developed system, We experimented several case for dimpled golf balls.

키워드

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그림 1. 전체 시스템 구성도 Fig. 1 System configuration

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그림 2. 공기압 구동 제어 부 구성도 Fig. 2 The configuration of air flow controller

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그림 3. 골프공 회전중심 검출 알고리즘 순서도 Fig. 3 Block diagram of visual detecting algorithm

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그림 4. ROI 선정 Fig. 4 ROI setting

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그림 6. 필터 결과 (a) RGB 필터 (b) HSL 필터 Fig. 6 Result of RGB filter (a) and HSL filter(b)

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그림 7. RGB-Plane 필터링 (a) Red plane 필터링 (b) Green plane 필터일 (c) Blue plane 필터링 Fig. 7 RGB-Plane filtering, (a)Red plane, (b)Green plane and © Blue plane

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그림 8. 가시광선 스펙트럼 Fig. 8 Spectrum of visible light

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그림 9. 패턴 매칭을 위한 검출 이미지 블록 Fig. 9 The detected Image block for Pattern matching

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그림 10. 개발된 골프공 회전 축 자동 검출 장치 Fig. 10 The developed automatic detecting equipment for rotation axis of golf ball

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그림 11. 프런트패널 구성 및 패턴 매칭실행 Fig. 11 Front panel and pattern matching

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그림 5. (a) 에지검출 (b) 기준좌표계 설정 Fig. 5 (a) Edge detecting (b) coordinate setting

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그림 12. 초기 각도에 따른 회전축 수렴 시간 Fig. 12 Convergence time of rotation axis with respect to different initial angles of golf ball.

표 1. 초기각도에 따른 골프공 회전축 수렴시간 Table 1. Convergence time of rotation axis with respect to initial angle of goal ball

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