數(shù)字化虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用前景

榮 霽

（沈陽體育學(xué)院運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)院 遼寧沈陽 110102）

數(shù)字化虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用前景

榮 霽

（沈陽體育學(xué)院運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)院 遼寧沈陽 110102）

本文從虛擬人智能化角度出發(fā)，在虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上對虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)進(jìn)行了初探性的研究，對虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)建立的過程獲得了深入的認(rèn)識，并提出一些虛擬人籃球比賽的決策方法。

虛擬人籃球比賽；認(rèn)知建模；決策系統(tǒng)；應(yīng)用前景

一、數(shù)字化虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)概述

虛擬人籃球比賽系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它需要多個學(xué)科技術(shù)的支持。在虛擬人籃球比賽系統(tǒng)中，決策系統(tǒng)的任務(wù)就是根據(jù)當(dāng)前球場上的比賽形勢，經(jīng)過分析，做出有規(guī)劃的部署，給隊員發(fā)出指令，使虛擬人能像真正的籃球運(yùn)動員一樣，做出各種動作，或者進(jìn)攻得分或者瓦解對方進(jìn)攻。

1.球員個體人工智能領(lǐng)域認(rèn)知建模

個體人工智能領(lǐng)域認(rèn)知建模的主要研究內(nèi)容是人類的推理、計劃、學(xué)習(xí)等問題，是具有高級智能水平的所有智能體研究的基礎(chǔ)。認(rèn)知建模分為兩個相關(guān)的內(nèi)容:自主智體的領(lǐng)地知識表達(dá)和對自主智體的行為指導(dǎo)。

(1)領(lǐng)地知識表達(dá)

系統(tǒng)試圖嘗試根據(jù)中國男子職業(yè)籃球聯(lián)賽(CBA)各個球隊核心球員的技術(shù)特點(diǎn)，對他們的長相，常用技術(shù)，跑動位置，身高，體重，速度進(jìn)行模擬，并通過前提條件公理和效應(yīng)公理來定義。

(2)行為指導(dǎo)

在虛擬人籃球比賽系統(tǒng)中，球員的行為有傳球、運(yùn)球、投籃、搶斷、搶籃板等，它們由多個移動行為經(jīng)多個周期來完成。概括起來可以說球員是圍繞著進(jìn)攻和防守兩大戰(zhàn)略來采取相應(yīng)的行為以獲得比賽的勝利的?，F(xiàn)就進(jìn)攻和防守的復(fù)合行動進(jìn)程設(shè)計如下: proc attack(i)

// 復(fù)合式進(jìn)攻進(jìn)程，{ Sense (i) //感知層選擇，choose {shoot(i);｜｜pass(i); ｜｜drive(i); } }. Proc defense(i),// 復(fù)合式進(jìn)攻進(jìn)程，{Sense(i)//感知層選擇，choose { defend(i); ｜｜stare; ｜｜block(i); ｜｜Intercept(i)；}}。

(3)信息傳遞

系統(tǒng)分別由send()，accept()函數(shù)來表示比賽中場上間的溝通。在虛擬球員之間加入通信協(xié)議，可使他們戰(zhàn)術(shù)配合同步，迅速溝通，獲取最佳攻防機(jī)會等等。

2.虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

決策系統(tǒng)的建立是通過視覺系統(tǒng)對圖像的采集整理來完成的，之后作出判斷與決策，指揮虛擬人的行動。

(1)輸入信息預(yù)處理

教練員通過比賽圖像采集獲取大量相關(guān)信息，然后把這些信息輸入到?jīng)Q策系統(tǒng)當(dāng)中，決策系統(tǒng)通過對當(dāng)前輸入信息與上幾個周期信息進(jìn)行比對，計算出相關(guān)模擬人和球的運(yùn)行速度，得到哪個隊員控制球或者最有可能控制球。

(2)攻防整體安排與位置設(shè)定

在這個步驟當(dāng)中，戰(zhàn)術(shù)隨著比賽的進(jìn)行，不停的變化，這也就顯示了整個球隊的比賽能力，以及雙方教練員臨場執(zhí)教的能力。當(dāng)對方從半場縮小人盯人變?yōu)?-3聯(lián)防時，根據(jù)對方防守隊員各個位置人員的安排，教練員可以提前做出設(shè)定，在1-3-1進(jìn)攻2-3聯(lián)防過程中，確定好每名進(jìn)攻隊員的位置，根據(jù)對方位置角色的不同合理的進(jìn)行布陣?；蛘邔Ψ竭M(jìn)行全場緊逼人盯人，每個隊員應(yīng)當(dāng)在什么區(qū)域，什么位置，跑位情況都可以提前進(jìn)行設(shè)定，以備真實(shí)比賽當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。

(3)運(yùn)動軌跡規(guī)劃

當(dāng)每個虛擬人的目標(biāo)點(diǎn)和任務(wù)確定以后，虛擬人就應(yīng)該向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動。當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)點(diǎn)后可能有很多種運(yùn)動軌跡，究竟哪一條路徑效率最高、更容易實(shí)現(xiàn)，這就要考慮虛擬人的當(dāng)前的運(yùn)動方向、速度、路徑上有沒有障礙等等。

(4)速度與位置的確定

速度與位置的確定不僅路徑有關(guān)系，還和對手的跑動位置、速度、位置、特點(diǎn)以及習(xí)慣動作又關(guān)系。例如，對方選擇換防，內(nèi)線出現(xiàn)以大打小的局面，那么，進(jìn)攻隊員可以直接選擇攻籃。

二、數(shù)字化虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)應(yīng)用前景

1.對于安排賽前模擬訓(xùn)練的應(yīng)用前景

根據(jù)對手的特點(diǎn)，除了觀看對手比賽錄像和分析相關(guān)比賽數(shù)據(jù)以外，虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)的應(yīng)用不失為安排賽前模擬訓(xùn)練的絕佳手段。根據(jù)對方的技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)，利用怎樣的進(jìn)攻和防守方法最為有效，可以通過比賽決策系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)判，然后通過模擬訓(xùn)練進(jìn)行演練和驗(yàn)證，以備真正比賽中運(yùn)用。

2.對于整體球隊攻防布局變化的應(yīng)用前景

隨著比賽信息量的增加，以及各個球隊整體實(shí)力的增強(qiáng)，一成不變的戰(zhàn)術(shù)打法很難獲取最終比賽的勝利。為了求變，教練員必須花費(fèi)大量的精力在陣容的安排以及陣法的變動上，而這些變化通常需要平時訓(xùn)練的積累得以實(shí)現(xiàn)，這就需要花費(fèi)很長的時間，并且在真正的比賽對抗中不一定能產(chǎn)生很好的效果。

3.對于關(guān)鍵球員的攻防部署以及關(guān)鍵球戰(zhàn)術(shù)部署的應(yīng)用前景

任務(wù)的解決靠教練員的形象思維進(jìn)行模糊判斷有時很難發(fā)揮作用，而運(yùn)用虛擬人籃球比賽決策系統(tǒng)的邏輯思維和教練員的形象思維判斷相結(jié)合，任務(wù)解決的效果會更好。

三、小結(jié)

虛擬人籃球比賽系統(tǒng)是一個非常龐大的、需要擁有大量技術(shù)資源和真實(shí)信息資源的復(fù)雜的系統(tǒng)，通過不斷的完善和發(fā)展，對于提高將來真實(shí)球隊比賽決策能力具有不可估量的應(yīng)用價值。

[1]朱偉.虛擬人足球比賽決策系統(tǒng)研究[D].西安電子科技大學(xué)碩士論文,2008.

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[4]John Funge.人工智能在計算機(jī)游戲和動畫中的應(yīng)用一認(rèn)知建模方法[M].清華大學(xué)出版社,2004.

[5]郭葉軍.機(jī)器人足球仿真比賽中多智能體系統(tǒng)的構(gòu)建[D].浙江大學(xué)碩士畢業(yè)論文,2004.

Research on the decision-making system of basketball game of virtual human and application prospect

Rong Ji

(Shenyang Sport University, Shenyang Liaoning, 110102, China)

Based on VR, this paper tries to study on the decision making system of virtual humans, and deeply recognizes the process of system establishment, then put forward decision making methods for basketball game of virtual human.

basketball game of virtual human；cognitive model；decision-making system, application prospect

G841

A

1000-9795（2014）01-0408-01

［責(zé)任編輯：陳懷民］

2013-11-22

榮 霽（1980-），男，山東梁山人，講師，從事體育教育訓(xùn)練學(xué)方向的研究。