人工智能在籃球技戰(zhàn)術實時分析中的運用分析

關浩 張慶超 王凱（山西職業(yè)技術學院 山西 太原 030006）

引言

籃球作為競技體育，逐漸向高智謀、強對抗，快、準、變的方向發(fā)展，其對籃球技術的要求也越來越高。現(xiàn)階段，人工智能是現(xiàn)代信息科技領域最前沿的技術，為社會提供更具智能化的產(chǎn)品和服務，在籃球領域，引入人工智能，不僅能夠監(jiān)測和記錄運動員訓練和比賽的相關數(shù)據(jù)，了解運動員的身體情況和技戰(zhàn)術上存在的不足，為他們提供科學合理的訓練方法，既提高了訓練效果，也有效地降低訓練中的損傷概率。同時，充分利用人工智能技術來推動我國籃球向專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展，有助于為我國籃球項目的發(fā)展培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才，推動我國籃球運動向更大、更強的方向發(fā)展。

1、人工智能相關知識簡介

1.1、人工智能

人工智能的英文全稱是Artificial Intelligence，縮寫為AI，是由人制造的機器所表現(xiàn)出來的智能。AI 雖然是由人制造出來的機械設備，但是所具有的推理、知識、規(guī)劃、操作物體等方面的能力超越人類。現(xiàn)階段，人工智能在各個領域已經(jīng)取得較好的發(fā)展成果，多個領域逐漸引入和應用人工智能。

1.2、人工智能在籃球領域的應用現(xiàn)狀

人工智能的優(yōu)越性逐漸凸顯出來，國家也越來越重視人工智能，在體育領域，鼓勵將人工智能與體育領域緊密聯(lián)系在一起。對此，在2019 年8 月，我國提出了“加快推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與體育實體競技深度融合”，讓人工智能成為體育領域最新且最前沿的革新技術。在籃球領域，利用人工智能讓其向專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展，更好地監(jiān)測籃球運動員的相關情況，例如分析運動員的身高、身體形態(tài)、四肢等身體特征，收集運動員的呼吸、心率、肺活量等生理指標，掌握運動員的彈跳力、爆發(fā)力、靈敏性、進攻和防守等方面的運動技能，以及運動員在訓練和比賽中的戰(zhàn)術、心理素質等方面的內(nèi)容，并根據(jù)運動員的自身情況來制定科學合理的訓練方法，全面提升運動員的運動能力。

2、籃球技戰(zhàn)術分析中常見的人工智能技術

2.1、VR 技術

VR 技術是利用計算機技術構建三維模擬空間而呈現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實技術，借助VR 技術，可以再現(xiàn)場景，讓人們清楚地看到各方面內(nèi)容和細節(jié)上的變化。在籃球技戰(zhàn)術訓練中，深受天氣、環(huán)境、場館等客觀因素的影響，并且運動員和教練員無法快速捕捉運動員在技戰(zhàn)術上的相關信息。因此，引入VR技術，充分利用VR 技術來突破運動員在時間和空間上的限制，讓其借助虛擬技術進入到真實的場景中來，進而更直觀地感受戰(zhàn)略戰(zhàn)術的應用情況，以及在具體的實踐領域如何進行調整。其次是作為運動員，只有做到知己知彼，才能百戰(zhàn)不殆，所以運動員不僅要了解自己，還要了解團隊成員，更要了解競爭對手。通過VR 技術，錄入同伴或對手的相關數(shù)據(jù)和信息，就會呈現(xiàn)同伴或對手在比賽中的特點、技術、戰(zhàn)術等相關場景，然后再進行針對性的訓練。同時，也要將自身的技戰(zhàn)術錄入到計算機系統(tǒng)中來，模擬比賽場景，不斷進行修正，并進行針對性的訓練。運動員進入到新的場地，對陌生的環(huán)境會產(chǎn)生焦慮、膽怯的情緒，借助VR 技術，讓運動員熟悉比賽場景，再現(xiàn)自身和團隊的技戰(zhàn)術方式。這樣不僅可幫助運動員克服恐懼的心理障礙，而且能夠讓遠動員更好地適應賽場的氛圍，調整好狀態(tài)，最大限度地發(fā)揮個人的能力。在比賽時，實時記錄技戰(zhàn)術的相關數(shù)據(jù)，輸入到系統(tǒng)之中，讓運動員在比賽之后，重溫整個比賽，并且分析自身在技戰(zhàn)術上的不足，以及如何調整技戰(zhàn)術方案，進而讓運動員在不斷調整中提升自身的能力和水平。

2.2、鷹眼技術

為了保證比賽的公平性和公正性，提高評判的準確性，以及實時對運動員的技戰(zhàn)術進行分析，逐漸引入鷹眼技術。鷹眼系統(tǒng)也被稱為“即時回放系統(tǒng)”，主要是利用賽場上快速移動的8 臺攝像機來記錄運動員在賽場上的各種動作，記錄籃球的運行軌跡。在籃球比賽現(xiàn)場，運動員采用不同的技戰(zhàn)術方式，雖然有些技戰(zhàn)術是臨時發(fā)揮的，但是取得了意想不到的效果，若僅通過肉眼觀看后進行回憶，無法復原技戰(zhàn)術的表現(xiàn)方式，甚至因存在的時間較短，只記住精彩的內(nèi)容，根本無法回憶現(xiàn)場的情況。因此，充分利用攝像機來采集影像，并根據(jù)拍攝的畫面來分析籃球的運動軌跡和落點，然后在充分利用3D 模擬技術來呈現(xiàn)球的運行軌跡。這樣，不僅準確率高、速度快，而且能夠克服現(xiàn)場復雜的環(huán)境，既避免出現(xiàn)判斷的盲區(qū)，也能夠有效地對技戰(zhàn)術進行分析，及時復原運動員采用的技戰(zhàn)術方式，并為運動員后期的復盤、學習奠定基礎。

2.3、視覺傳感器技術

籃球運動是對抗性較強的運動，很容易受傷。因此，在賽場上，為了避免給自身或者是對方球員造成身體上的傷害，在比賽中禁止佩戴設備、手勢、手表等物品。在日常訓練中，運動員可以佩戴傳感器，以此來收集訓練中的相關數(shù)據(jù)，不僅監(jiān)測運動員訓練過程中的體能、速度等方面的內(nèi)容，還能夠對運動員采用的技戰(zhàn)術進行分析。在比賽的過程中，可采用視覺傳感技術，利用視覺流算法對物體進行追蹤，判斷運動物體的運動趨勢，判斷運動員采用的技戰(zhàn)術。這樣，不僅提高了比賽現(xiàn)場評判的準確性，還有助于收集運動員技戰(zhàn)術，對其進行實時分析，實時分析運動員采用的技術和戰(zhàn)術，并對其進行評價，進而進行學習或者調整。

2.4、大數(shù)據(jù)技術

隨著大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，其優(yōu)越性逐漸凸顯出來，越來越多的領域引入大數(shù)據(jù)技術。在籃球運動中，也引入大數(shù)據(jù)技術，充分利用計算機系統(tǒng)來記錄運動員在賽場上的情況，并對數(shù)據(jù)進行計算和分析，將其傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)，便于觀看和復盤相關數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段，在大型賽場上主要是運用貝泰科技所提供的產(chǎn)品，其憑借獨特的科技優(yōu)勢，為賽場提供實時數(shù)據(jù)，包括實時比分、事件直播、投籃位置直播等方面的內(nèi)容，讓觀眾能夠實時了解賽場的情況。同時，也可以利用系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫，實時追蹤球員在賽場上的表現(xiàn)，充分實現(xiàn)了籃球運動的智能化。在籃球運動中，利用大數(shù)據(jù)進行分析，是一個龐大又復雜的項目，不僅可以分析運動員的動作和習慣，還可以深入地分析運動員的基本情況和技術水平，有效地了解運動員的彈跳、沖刺、爆發(fā)、命中等方面，對運動員進行全方位的分析，不僅可以有效地預測運動員的情況，而且還通過對運動員的技戰(zhàn)術進行分析，進而來選拔優(yōu)秀的運動員，并根據(jù)運動員自身的特點和能力展開針對性的訓練，不斷提高運動員的技戰(zhàn)術水平。同時，還可以借助大數(shù)據(jù)技術對運動員的基礎數(shù)據(jù)進行分析，進而有效地計算出球員在賽場上的相關情況，并計算出這些數(shù)據(jù)信息，得出球員的效率值，從這些數(shù)值變化中不僅了解運動員的相關情況，也可以對運動員進行橫向和縱向的比較分析，這樣，對運動員有一個客觀公正的評價。同時，通過實時分析運動員的技戰(zhàn)術情況，讓運動員知曉哪個技戰(zhàn)術最優(yōu)，進而繼續(xù)保持，哪個技戰(zhàn)術發(fā)揮不足，不斷地進行調整，進而幫助運動員加強訓練，不斷提升運動員的技戰(zhàn)術水平。

3、人工智能技術在籃球技戰(zhàn)術領域的應用

3.1、在球員技能提高上的應用

從實踐的領域來看，人工智能技術對提高籃球運動員的技能水平具有顯著成效，取得較好的發(fā)展成果。一是借助人工智能技術，能夠分析競爭對手在不同時間的行為、進攻、體能、防守效率等方面的內(nèi)容，并結合自己球員的實際水平，制定具有針對性的進攻和防守訓練策略；二是收集每個球員在運球、投籃、傳球等方面的數(shù)據(jù)，并建立相應的數(shù)據(jù)庫和動作模型，進而深度分析其在戰(zhàn)術戰(zhàn)略上的特點和風格，并為球員提供針對性的訓練；三是在賽場上，每個球員的體能消耗不同，隨著賽程的推進，球員的狀態(tài)不同，而球隊想要取得好的成績，需要每個成員的配合，更需要每個成員都保持最好的狀態(tài)。因此，要借助人工智能技術來收集球員上場時間、體力消耗、狀態(tài)變化等方面的數(shù)據(jù)，對其進行分析，進而了解球員的體力、耐力、技術等方面的變化，并合理安排運動員的上場順序和上場時間，調整球隊進攻和防守方式。

為了提高球員的技能水平，A籃球隊在新技術的推動下，及時引入最新的人工智能技術。在訓練中讓球員佩戴具有智能芯片和傳感器的設備，準確記錄球員持球時間、跑動速度、投籃力度和角度、運球習慣等方面的內(nèi)容，然后在計算機或者是手機上顯示可量化的數(shù)據(jù)，并由分析師和教練組來分析和整理相關數(shù)據(jù)內(nèi)容，對運動員的技術特點、身體狀況有一個清晰的判斷，并據(jù)此來制定相關的訓練計劃。通過幾年的訓練，不僅球隊的整體水平不斷提升，而且每個球員都得到了較大幅度的提升。同時，人工智能技術也成為球隊日常訓練的重要工具。

3.2、在球隊戰(zhàn)術體系上的應用

籃球運動是一項團隊運動，不是單打獨斗的運動，個人能力再強，沒有團隊的配合也無法讓整支球隊取得好的成績，這就要在提高個人技戰(zhàn)術水平的同時來提高整個團隊的水平。隨著社會的發(fā)展和技術的進步，不僅在日常訓練中引入大數(shù)據(jù)技術，對球員的個人情況進行分析，而且在比賽的過程中，在每個球隊的主場都設置視頻回放系統(tǒng)，這主要是球員上場后不能佩戴相關產(chǎn)品和設備，只能借助視頻系統(tǒng)來捕捉每個運動員在比賽中的情況。賽后，對球員的運動軌跡進行分析，構建人工智能分析數(shù)據(jù)的基礎庫，然后再利用軌跡分析來制定團隊的技戰(zhàn)術策略。也就是說，一是要分析目標的軌跡，匯總視頻數(shù)據(jù)庫中的資料，在眾多資料中提取多個移動軌跡，根據(jù)運動軌跡的變化來調整和更改進攻和防守的戰(zhàn)術；二是對每個球員進行分析，分析球員的跑位、速度、腳步、比賽習慣等方面的特征，分析對方球員的薄弱環(huán)節(jié)，并制定相應的防守方案。同時，也汲取對方球員的優(yōu)點，并在日常訓練中加以強化；三是制定球隊戰(zhàn)術。籃球作為團隊運動，一個球隊就是一個團體，球員之間默契配合，進而呈現(xiàn)精彩瞬間。同時，在一個團隊內(nèi)部，不同球員之間的合作會產(chǎn)生不同的進攻效率。對此，充分利用數(shù)據(jù)庫資源，找出經(jīng)常合作的球員，分析他們的上場時間、體力消耗情況，分析球員在搭檔的過程中，進攻或者防守的效率。匯總相關的數(shù)據(jù)資料，能夠找到最佳的球隊陣容，最豐富的球隊戰(zhàn)術，進而建立起完善的團隊戰(zhàn)術體系。

B 球隊為了提高團隊整體的戰(zhàn)術水平，引入了SportVU 技術，有效追蹤賽場上每個球員的投籃、觸球、傳球等數(shù)據(jù)，并在日常的訓練館中安裝了錄像分析系統(tǒng)。同時，球隊還聘請了大量專業(yè)的數(shù)據(jù)分析師，對球員的訓練和賽場上的情況進行分析，計算每一個球員的得分率、助攻率、籃板等方面的內(nèi)容，并對這些數(shù)據(jù)進行分析，得出每個球員的效率值。在比賽的過程中，根據(jù)球員的效率值來合理地安排上下場的順序，安排球員的位置及相互合作的關系，進而建立完善的團隊，逐漸提高整個團隊的技術水平。

4、結論

人工智能技術是隨著技術的發(fā)展而逐漸出現(xiàn)的新技術，它的產(chǎn)生和發(fā)展不僅推動技術變革，而且也推動生產(chǎn)生活方式的變革，在各行各業(yè)都紛紛引入人工智能技術。在籃球技戰(zhàn)術分析領域，引入人工智能，主要是跟蹤球員和球的運動軌跡，采集球員在訓練和賽場上的相關信息，進而分析球員的動作姿態(tài)、戰(zhàn)術路徑、技術、戰(zhàn)術等方面的內(nèi)容，對各項數(shù)據(jù)進行匯總分析，探究出每個球員的體力消耗、狀態(tài)、速度、應變能力等方面的內(nèi)容，并分析對手的優(yōu)點和不足，不斷調整和優(yōu)化進攻和防守方案，提高戰(zhàn)術戰(zhàn)略技巧，進而提高籃球運動員的技能水平，提高我國籃球運動的整體水平。