数字化虚拟人篮球比赛决策系统开发及应用前景

荣 霁

（沈阳体育学院运动训练学院 辽宁沈阳 110102）

数字化虚拟人篮球比赛决策系统开发及应用前景

荣 霁

（沈阳体育学院运动训练学院 辽宁沈阳 110102）

本文从虚拟人智能化角度出发，在虚拟人篮球比赛决策系统的理论基础上对虚拟人篮球比赛决策系统进行了初探性的研究，对虚拟人篮球比赛决策系统建立的过程获得了深入的认识，并提出一些虚拟人篮球比赛的决策方法。

虚拟人篮球比赛；认知建模；决策系统；应用前景

一、数字化虚拟人篮球比赛决策系统概述

虚拟人篮球比赛系统是一个非常复杂的系统，它需要多个学科技术的支持。在虚拟人篮球比赛系统中，决策系统的任务就是根据当前球场上的比赛形势，经过分析，做出有规划的部署，给队员发出指令，使虚拟人能像真正的篮球运动员一样，做出各种动作，或者进攻得分或者瓦解对方进攻。

1.球员个体人工智能领域认知建模

个体人工智能领域认知建模的主要研究内容是人类的推理、计划、学习等问题，是具有高级智能水平的所有智能体研究的基础。认知建模分为两个相关的内容:自主智体的领地知识表达和对自主智体的行为指导。

(1)领地知识表达

系统试图尝试根据中国男子职业篮球联赛(CBA)各个球队核心球员的技术特点，对他们的长相，常用技术，跑动位置，身高，体重，速度进行模拟，并通过前提条件公理和效应公理来定义。

(2)行为指导

在虚拟人篮球比赛系统中，球员的行为有传球、运球、投篮、抢断、抢篮板等，它们由多个移动行为经多个周期来完成。概括起来可以说球员是围绕着进攻和防守两大战略来采取相应的行为以获得比赛的胜利的。现就进攻和防守的复合行动进程设计如下: proc attack(i)

// 复合式进攻进程，{ Sense (i) //感知层选择，choose {shoot(i);｜｜pass(i); ｜｜drive(i); } }. Proc defense(i),// 复合式进攻进程，{Sense(i)//感知层选择，choose { defend(i); ｜｜stare; ｜｜block(i); ｜｜Intercept(i)；}}。

(3)信息传递

系统分别由send()，accept()函数来表示比赛中场上间的沟通。在虚拟球员之间加入通信协议，可使他们战术配合同步，迅速沟通，获取最佳攻防机会等等。

2.虚拟人篮球比赛决策系统结构

决策系统的建立是通过视觉系统对图像的采集整理来完成的，之后作出判断与决策，指挥虚拟人的行动。

(1)输入信息预处理

教练员通过比赛图像采集获取大量相关信息，然后把这些信息输入到决策系统当中，决策系统通过对当前输入信息与上几个周期信息进行比对，计算出相关模拟人和球的运行速度，得到哪个队员控制球或者最有可能控制球。

(2)攻防整体安排与位置设定

在这个步骤当中，战术随着比赛的进行，不停的变化，这也就显示了整个球队的比赛能力，以及双方教练员临场执教的能力。当对方从半场缩小人盯人变为2-3联防时，根据对方防守队员各个位置人员的安排，教练员可以提前做出设定，在1-3-1进攻2-3联防过程中，确定好每名进攻队员的位置，根据对方位置角色的不同合理的进行布阵。或者对对方进行全场紧逼人盯人，每个队员应当在什么区域，什么位置，跑位情况都可以提前进行设定，以备真实比赛当中进行应用。

(3)运动轨迹规划

当每个虚拟人的目标点和任务确定以后，虚拟人就应该向目标点运动。当到达目标点后可能有很多种运动轨迹，究竟哪一条路径效率最高、更容易实现，这就要考虑虚拟人的当前的运动方向、速度、路径上有没有障碍等等。

(4)速度与位置的确定

速度与位置的确定不仅路径有关系，还和对手的跑动位置、速度、位置、特点以及习惯动作又关系。例如，对方选择换防，内线出现以大打小的局面，那么，进攻队员可以直接选择攻篮。

二、数字化虚拟人篮球比赛决策系统应用前景

1.对于安排赛前模拟训练的应用前景

根据对手的特点，除了观看对手比赛录像和分析相关比赛数据以外，虚拟人篮球比赛决策系统的应用不失为安排赛前模拟训练的绝佳手段。根据对方的技战术特点，利用怎样的进攻和防守方法最为有效，可以通过比赛决策系统进行预判，然后通过模拟训练进行演练和验证，以备真正比赛中运用。

2.对于整体球队攻防布局变化的应用前景

随着比赛信息量的增加，以及各个球队整体实力的增强，一成不变的战术打法很难获取最终比赛的胜利。为了求变，教练员必须花费大量的精力在阵容的安排以及阵法的变动上，而这些变化通常需要平时训练的积累得以实现，这就需要花费很长的时间，并且在真正的比赛对抗中不一定能产生很好的效果。

3.对于关键球员的攻防部署以及关键球战术部署的应用前景

任务的解决靠教练员的形象思维进行模糊判断有时很难发挥作用，而运用虚拟人篮球比赛决策系统的逻辑思维和教练员的形象思维判断相结合，任务解决的效果会更好。

三、小结

虚拟人篮球比赛系统是一个非常庞大的、需要拥有大量技术资源和真实信息资源的复杂的系统，通过不断的完善和发展，对于提高将来真实球队比赛决策能力具有不可估量的应用价值。

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[4]John Funge.人工智能在计算机游戏和动画中的应用一认知建模方法[M].清华大学出版社,2004.

[5]郭叶军.机器人足球仿真比赛中多智能体系统的构建[D].浙江大学硕士毕业论文,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

［责任编辑：陈怀民］

2013-11-22

荣 霁（1980-），男，山东梁山人，讲师，从事体育教育训练学方向的研究。