[发明专利]用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置及感测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置及感测方法，尤其是一种其中虚拟高尔夫球场被成像并模拟且使用者所敲击的高尔夫球的轨迹被感测装置感测并在虚拟高尔夫球场上模拟的虚拟高尔夫模拟装置所用的感测装置及感测方法。

背景技术

近年来，已开发出许多装置，在室内或在特定地方经由模拟而以互动运动游戏的形式，让使用者享受到受欢迎的运动游戏，比如棒球、足球、篮球及高尔夫。

尤其是近年来，已经开发出所谓的屏幕高尔夫系统，其中当使用者挥动高尔夫球杆以敲击安置于击球垫上的高尔夫球时，感测装置感测被敲击的高尔夫球以提取出移动的高尔夫球的物理信息，使得高尔夫球的轨迹能在虚拟高尔夫球场上被模拟，藉以让使用者能享受到虚拟实境中的高尔夫。

为了在这类互动运动游戏中模拟使用比如高尔夫球的球类的运动，许多研究已经被导入到许多感测系统，用于精确感测移动的高尔夫球的物理信息，亦即高尔夫球的移动。

例如，许多感测装置，比如使用红外线传感器的感测装置、使用激光传感器的感测装置、使用声波传感器的感测装置以及使用照相传感器的感测装置，都已经推出到市场上。许多研究已经被导入照相传感器型的感测装置，用于获得并分析移动高尔夫球的影像，藉以精确感测移动高尔夫球的状态。

然而，在照相感测型的感测装置中，具有高分辨率的超高速照相机用于精确感测，这大幅增加感测装置成本。另一方面，如果使用具有非常低分辨率及非常低速的照相机，照相机所获得的影像质量会很低，其结果是很难从所获得的高尔夫球杆精确提取并分析高尔夫球，因而很难推导出移动高尔夫球的物理特性信息。尤其是，很难量测高尔夫球的旋转。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置及感测方法，其中分析藉不昂贵而具有非常低分辨率及速度的照相机所获得的影像以相对精确提取物理特性信息，比如移动高尔夫球的速度、方向及高度角，尤其是其中高尔夫球杆的移动轨迹从所获得的影像相对精确地计算，以相对精确估计高尔夫球的旋转，并在高尔夫模拟中反应所估计的高尔夫球的旋转，藉以在低成本下建构具有高精确性及可靠度的虚拟高尔夫模拟装置，并进一步改善虚拟高尔夫的真实感。

技术方案

依据本发明的一方面，上述及其它目的可藉提供一种用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置而完成，该感测装置包括：一照相单元，用于获得使用者挥动高尔夫球杆敲击高尔夫球所敲击的高尔夫球的多个画面影像；以及一感测处理单元，包括一高尔夫球影像处理装置以及一高尔夫球杆影像处理装置，该高尔夫球影像处理装置用于从每个画面影像提取高尔夫球，以获得高尔夫球的三维坐标，而该高尔夫球杆影像处理装置用于从获得的每个画面影像提取有效的移动物件，以从有效的物件计算高尔夫球杆头的移动轨迹，藉以计算移动高尔夫球的物理特性信息。

依据本发明的另一方面，提供一种用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置，包括：一照相单元，用于获得使用者挥动高尔夫球杆敲击高尔夫球所敲击的高尔夫球的多个画面影像；以及一感测处理单元，包括一高尔夫球影像处理装置以及一高尔夫球杆影像处理装置，该高尔夫球影像处理装置用于经二维分析从每个画面影像提取高尔夫球的轨迹，藉以提取高尔夫球的轨迹上的高尔夫球的三维坐标，而该高尔夫球杆影像处理装置用于从获得的每个画面影像经由二维分析提取相对于移动物件的一匹配线条，并用于经由匹配线条的三维匹配提取高尔夫球杆头的移动轨迹，藉以计算移动高尔夫球的物理特性信息。

依据本发明的另一方面，提供一种用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置，包括：一照相单元，用于获得使用者挥动高尔夫球杆敲击高尔夫球所敲击的高尔夫球的多个画面影像；以及一感测处理单元，包括一第一处理装置以及一第二处理装置，该第一处理装置用于提取并聚集各画面影像之间的差异，以提取有效的移动物件，并从所提取的有效的物件提取一匹配线条，而该第二处理装置用于计算匹配线条上特定部分的轨迹，作为高尔夫球杆头的移动轨迹。

依据本发明的另一方面，提供一种用于虚拟高尔夫模拟装置的感测装置，包括：一照相单元，包括多个照相机，用于获得使用者挥动高尔夫球杆敲击高尔夫球所敲击的高尔夫球的多个画面影像；以及一感测处理单元，用于经由二维分析从各照相机所获得的每个影像提取相对于有效的移动物件的匹配线条，并用于经由已二维分析的匹配线条的三维匹配，提取该匹配线条上特定部分的轨迹，作为高尔夫球杆头的移动轨迹。