移动球的感测处理装置及方法以及使用该装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种移动球的感测处理装置及方法，尽管低质量图像由低分辨率和低速摄像机装置以及闪光灯手电筒装置所获取，本发明专利技术所公开的该移动球的感测处理装置及方法能够精确地获得在子像素级于该已获取的图像中的球图像的中心点的坐标，从而以低成本实现了高感测处理性能和感测准确度，并且本发明专利技术还公开了使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种移动球的感测处理装置及方法以及使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置，并且尤其涉及一种移动球的感测处理装置及方法，其获取并分析诸如高尔夫球等移动球的图像，以获得其物理信息，以及涉及一种使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置。
技术介绍
在最近些年中，已经开发出的各种装置允许用户以交互式体育游戏的形式通过模拟在室内或特定地点中享受流行体育游戏，诸如棒球、足球、篮球、以及高尔夫球等。为了在这种交互式体育游戏中使用球如棒球、足球、篮球以及高尔夫球等来模拟体育运动，已经对各种感测系统进行了大量研究，以便准确地感测移动球的物理信息，即，该球的移动。例如，诸如使用红外线传感器的感测系统、使用激光传感器的感测系统、使用声传感器的感测系统以及使用摄像机传感器的感测系统等各种感测系统都已经进入了市场。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种移动球的感测处理装置及方法，尽管低质量图像由低分辨率和低速摄像机装置以及闪光灯手电筒装置所获取，本专利技术所公开的该移动球的感测处理装置及方法能够精确地获得在子像素级于该已获取的图像中的球图像的中心点的坐标，从而以低成本实现了高感测处理性能和感测准确度，并且本专利技术还公开了使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置。解决问题的方案根据本专利技术的一方面，上述和其他目的可以通过提供感测处理装置而实现，以便在预定光照条件下获取并分析移动球的图像，该感测处理装置包括一光线方向估测装置，分析来自该已获取图像的球图像并且估测朝向该移动球的光线的方向；以及一图像处理装置，沿着该已估测的光线方向基于该球图像的辐射侧将该球图像安装到球形中，以获取该放入的图像的中心点的坐标。根据本专利技术的另一方面，提供一种感测处理装置，以在预定光照条件下获取并分析移动球的图像，该感测处理装置包括一半圆形安装装置，基于由该光线方向估测装置所估测的光线方向在该球图像的特定位置处形成预定直径或由该球图像所测量的直径的半圆形曲线，并且基于该直径安装在该半圆形曲线对面的半圆形；以及一坐标提取装置，提取安装球图像的该半圆形的中心点的坐标。根据本专利技术的另一方面，提供一种感测处理方法，以在预定光照条件下获取并分析移动球的图像，该感测处理方法包括分析来自该已获取的图像的球图像以估测朝向该移动球的光线的方向；沿着该已估测的光线方向基于该球图像的辐射侧将该球图像安装在球形中；以及提取该安装的图像的中心点的坐标。根据本专利技术的另一方面，提供了一种虚拟高尔夫球模拟装置，包括一传感器单元，该传感器单元包括一摄像机装置和一闪光灯手电筒装置，以获取被高尔夫球球员打击的移动高尔夫球的多重曝光图像；一感测处理单元，该感测处理单元包括一光线方向估测装置，以提取并分析来自该已获取的图像的高尔夫球的图像，并且估测自该闪光灯手电筒装置朝向高尔夫球发射的光线的方向，以及一图像处理装置，沿着该已估测的光线方向基于该高尔夫球图像的辐射侧将该高尔夫球图像安装在高尔夫球形状中，并且提取该安装图像的中心点的坐标；以及一模拟器，计算该中心点的坐标的变化，并且获得与该移动高尔夫球有关的物理信息，从而模拟该高尔夫球的轨道。本专利技术的有益效果根据如上所述的本专利技术，在一种移动球的感测处理装置及方法以及使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置中，尽管低质量图像由低分辨率和低速摄像机装置以及闪光灯手电筒装置所获取，但是本专利技术所公开的移动球的感测处理装置及方法可以获得在子像素级于该已获取的图像中的球图像的中心点的坐标。因此，本专利技术具有以以低成本实现了高感测处理性能和感测准确度的效果，并且本专利技术还公开了使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置。附图说明本专利技术的上述和其它目的、特点以及其它优点将通过下面结合附图进行的详细说明而更加清楚地理解，其中图1是显示根据本专利技术的一实施例中的感测处理装置或虚拟高尔夫球模拟装置的框图；图2是显示屏幕高尔夫系统的实施例的视图，其中在图1中示出的感测处理装置或虚拟高尔夫球模拟装置被应用到该屏幕高尔夫系统；图3是显示根据本专利技术的一实施例中摄像机装置和闪光灯手电筒装置的操作信号方案的视图，以获取将要由感测处理装置处理的图像；图4(a)和图4(b)是显示通过在图2中示出的屏幕高尔夫系统所获取的球的图像图案的视图；图5 (a)是显不实际获取的具有图4 (a)中显不的图案的图像的不例的视图，图5(b)是显示图5(a)中示出的图像的初步处理的图像的视图；图6是在多个画面重叠的状态下排列的图5(b)中显示的图像的放大视图，其显示了球图像提取过程；图7(a)至图7(c)是说明安装球图像的原理的视图，其中，图7 (a)是显示球图像的视图；图7(b)是显示该球图像的错误安装示例的视图；以及图7(c)是显示使用本专利技术的安装装置的该球图像的安装示例的视图；图8(a)是显示去除背景的图像的视图，图8(b)是显示图8(a)的区域A的放大视图；图9(a)是显示以低水平进行图像处理图8(a)中显示的图像所获取的图像的视图，图9 (b)是显不图9 (a)的区域B的放大视图；图10(a)是显示以高水平进行图像处理图8(a)中显示的图像所获取的图像的视图，图10(b)是显示图10(a)的区域C的放大视图；图11(a)是显示通过从图10(b)中显示的图像中提取最大亮度点而获取的图像的视图，图11(b)是显示通过将该最大亮度点应用到图9 (a)中显示的图像而获得的图像的视图；图12(a)是显示对该球图像的最大亮度点执行线扫描过程的视图；图12(b)是显示作为该线扫描的结果而获得的图像的视图；以及图12(c)是显示通过将平均过滤器应用到图12(b)中显示的线扫描结果而获取的图像的视图；图13是说明光线指向球图像方向的估测的视图；图14是显示根据本专利技术在球图像上显示的感测处理装置的光线方向估测装置所估测的光线方向的轴线的视图；图15是显示测量图9(b)中示出的球图像的直径的过程的视图；图16、图17(a)和图17(b)是显示根据已估测的光线方向安装球图像的过程的视图；图18是显示通过从图17(a)和图17(b)所示安装过程而安装的球图像中提取中心点而获取的图像的视图；图19和图20是显示根据本专利技术中感测处理方法的各个实施例的流程图；以及图21是更详细地显示图19和图20中示出的球图像安装过程的流程图。具体实施例方式现在将参考附图更详细地描述根据本专利技术的移动球的感测处理装置及方法以及使用上述装置与方法的虚拟高尔夫球模拟装置的示例性实施例。根据本专利技术的用于移动球的感测处理装置可应用到所有系统，该系统通过获取和分析使用球的体育运动如高尔夫球中移动球的状态的图像而进行感测。在一实施例中，感测处理装置可以应用到所谓的屏幕高尔夫系统，其中虚拟高尔夫球模拟装置应用到该屏幕高尔夫球系统。图1和图2示意性地显示根据本专利技术的实施例中用于移动球的感测处理装置以及使用上述装置的虚拟高尔夫球模拟装置的构造。首先，将参考图1和图2描述根据本专利技术的实施例中用于移动球的感测处理装置以及使用上述装置的虚拟高尔夫球模拟装置。如图1所示，本专利技术涉及一种感测处理装置220，用于处理通过包含有摄像机装置310和320、闪光灯手电筒装置330以及信号生成单元210的传感器单元所获取的图像，以处理球的图像，从而提取中心点的坐标。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.29 KR 10-2010-0062200;2010.06.29 KR 10-2011.一种感测处理装置，其在预定光照条件下获取和分析移动球的图像，其特征在于，该感测处理装置包括: 一光线方向估测装置，分析自该所获取的图像的球图像并且估测朝向所述移动球的光线的方向；以及 一图像处理装置，基于所述球图像的照射侧沿所估测的光线方向将所述球图像安装于球的形状中，并且提取该所安装的图像的中心点的坐标。2.如权利要求1所述的感测处理装置，其特征在于，所述光线方向估测装置被配置以提取所述球图像的最大亮度点，并且估测朝向所述移动球的光线的方向，以及 所述图像处理装置被配置以安装包含有与该最大亮度点相对的所述球图像的阴影区域的所述球图像。3.如权利要求1所述的感测处理装置，其特征在于，所述光线方向估测装置包括: 一亮度分析装置，提取所述球图像的所有像素中具有最大亮度值的一第一点；以及 一扫描装置，提取最接近所述第一点的所述球图像的轮廓上的一第二点，其中 连接所述第一点和所述第二点的线设置为所述光线方向的轴线。4.如权利要求3所述的感测处理装置，其特征在于，所述亮度分析装置被配置以核对所述球图像的所有像素中具有所述最大亮度值的像素，并且计算该至少一个核对的像素的质心，以获得所述第一点。5.如权利要求3所述的感测处理装置，其特征在于，所述扫描装置被配置以围绕所述第一点相对于所述球图像进行360度线扫描，以提取所述第二点。6.如权利要求1所述的感测处理装置，其特征在于，进一步包括一初步处理装置被配置以进行初步处理，从而去除所获取的图像中的背景图像和噪音，并且根据初步处理程度形成一第一处理图像和一第二处理图像，所述第二处理图像以高于所述第一处理图像的水平被初步处理， 其中， 所述光线方向估测装置包括:一亮度分析装置，提取所述第二处理图像的所有像素中具有所述最大亮度值的一第一点；以及一扫描装置，扫描自与所述第一点对应的所述第一处理图像上的点至所述第一处理图像的轮廓的最短距离，以提取与所述距离对应的轮廓上的一第二点，其中， 连接所述第一点和所述第二点的线被设置为所述光线方向的轴线。7.如权利要求1所述的感测处理装置，其特征在于，所述图像处理装置包括一半圆形安装装置，基于由所述光线方向估测装置估测的光线方向在所述球图像的特定位置处形成预定直径的半圆形曲线，并且基于所述直径安装与所述半圆形曲线相对的一半圆形。8.—种感测处理装置，其在预定光照条件下获取和分析移动球的图像，其特征在于，该感测处理装置包括: 一半圆形安装装置，基于由光线方向估测装置估测的光线方向在球图像的特定位置处形成一预定直径或通过所述球图像测量的直径的一半圆形曲线，并且基于所述直径安装与所述半圆形曲线相对的半圆形；以及 一坐标提取装置，提取该半圆形安装的球图像的中心点的坐标。9.如权利要求8所述的 感测处理装置，其特征在于，所述半圆形安装装置被配置以在所述最大亮度点侧面上的所述球图像的轮廓处形成所述半圆形曲线，并且安装与所述半圆形曲线相对的半圆形，以使所述球图像安装成包括所述球图像的阴影区域。10.如权利要求8所述的感测处理装置，其特征在于，进一步包括一直径测量装置，分析所述球图像，从而测量所述球图像的直径，其中， 所述半圆形安装装置被配置以基于所测量的直径进行半圆形安装。11.如权利要求8所述的感测处理装置，其特征在于，所述半圆形安装装置包括: 一像素核对装置，沿被估测为光线方向的方向朝向所述移动球核对所述球图像的像素；以及 一安装处理装置，在所核对的像素值变化为一预定值或更大值的位置处形成所述半圆形曲线，并且安装与所述半圆形曲线相对的一半圆形。12.—种感测处理方法，其在预定光照条件下获取和分析移动球的图像，其特征在于，该感测处理方法包括: 分析来自该所获取的图像的球图像，以估测朝向所述移动球的光线的方向； 沿着该所估测的光线方向基于所述球图像的照射侧将所述球图像安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：金元一，金禜赞，禹昌宪，韩民水，李太华，崔铭善，政在旭，姜身，李乘禹，朴韩光，金螟禹，金庸禹，许成麴，
申请(专利权)人：高夫准株式会社，
类型：
国别省市：