人工智能在篮球训练比赛应用与未来发展趋势

姜书静

（南京体育学院研究生部 江苏 南京 210014）

人工智能是当今社会的热点词，是科技的最新成果研究，人工智能与各个领域都在相互融合，共同进步，不断向科技强国的目标前进，体育与人工智能融合，真正意义上实现体育产业的融合与智能化，形成智慧体育，人工智能在我国篮球领域的引入，不断提高我国篮球水平在国际上的地位，人工智能在篮球领域中的应用必然是我国今后篮球的发展趋势，不断朝着篮球数据化，智能化，科学化方向上前进。

1、人工智能在体育领域中的应用现状

现代时代信息化与人工智能化的不断发展，我们处于互联网时代最前沿，便捷与科学的生活方式也在不断形成，国家鼓励将人工智能与体育领域紧密联系在一起，2019年8月国家提出“加快推动互联网，大数据，人工智能与体育实体竞技深度融合”的纲要，同年9月，国家为推动我国篮球、足球、冰雪等体育项目质量提升，需要我们推进智能制造，让人工智能成为时代最前沿的革新技术，利用人工智能技术实现我国专业篮球领域专业化、智能化，为篮球运动员带来了更加科学合理的训练方式与方法，也不断提升运动员的运动能力。随着当今社会的不断发展，促进了信息技术的发展，将这些相关技术在体育领域中应用，不仅提升了当代体育运用的智能化水平发展，也有效地提升了体育运动成绩，同时也为体育研究和分析起到了促进作用。将人工智能运用到篮球运动中，对提升篮球教学和训练方法起到了重要作用，有效地促进了人工智能在该领域中运用，为推动篮球运动发展起到了积极的作用。

人工智能是一款新型的智能程序，从目前全球范围来看，人工智能技术发展迅速，而且在世界各国在这方面的投资也在不断增加，这在一定程度上促进了该技术的发展，目前该技术已经成为了新一代技术革命的标志。就目前来看人工智能发展，有非常广泛的前景，随着越来越多的公司进入到该领域中，不仅吸引了大量的资金进入到人工智能领域，也很大程度地促进了这个领域的技术更新和发展。在新时代下，人工智能会给人们带来巨大影响，虽然新颖的人工智能，在智能领域是比较高端的，但是已经不再局限于某一方面了，已经逐渐地想着全面智能化方向发展了。篮球运动有一定的独特性，将人工智能应用到篮球训练和比赛中，可以更好地地促进该项目的发展。

2、人工智能为运动员选材提供更加准确数据

早期的运动员科学选材是根据项目特征进行选拔，挑选出先天性与后天性都具有发展潜力的运动员，从运动员身体特征方面，运动员身高要高，身体形态结构要匀称，四肢长等，从运动员生理指标方面，运动员的最大摄氧量、呼吸商、心率、血红蛋白含量、肺活量等指标要高，从运动员身体素质方面，篮球运动员要求具有好弹跳力、爆发力、速度以及灵敏性，能够有效在比赛中发挥进攻防守以及对抗的能力，从运动员技能方面，运动员在训练与比赛中能够及时有效的运用技战术，从心理素质方面，挑选的运动员具有吃苦耐劳的精神，有抗压能力。

随着科技不断的进步，传感器的技术在运动员挑选上起着重要作用，利用传感器识别功能与测量功能结合，将具体的数据采集下来，通过计算机的处理系统，对采集的数据进行进一步的加工，对所识别运动员外部特征转化为数据可以与优秀运动员数据库进行对比，为运动员的选材提供重要依据，在人才选择上更加科学化，数字化。

3、人工智能在训练中发挥的作用

3.1、提高训练效率

篮球训练是爆发力，耐力，速度等综合能力的对抗性的运动，利用自动化所开发的各类器材，穿戴式传感器的出现能够利用传感器的柔性作用紧紧贴合在运动员的身体部位，测量出运动员心率，血压，运动轨迹，疲劳程度等对运动数据进行实时检测，通过互联网云端对数据进行可视化分析，对训练过程中起到不可忽视的作用。在美国职业篮球比赛中往往检测球员弹跳，冲刺爆发以及各个方面数据进行计算分析，预测球员未来提升空间最大值，估测球员发挥潜力，篮球运动是投篮命中得分的运动，投篮成为了篮球运动中得分的核心技术，ShotTracker是对篮球投篮信息进行采集，检测出运动员实际的投篮角度与投篮力度，将其与标准值进行对比，矫正运动员在投篮过程中出现的问题，进行指导与建议，大大提高运动员投篮命中率。

3.2、伤病检测，有效降低运动损伤

篮球运动是对抗性运动，在日常训练中，热身不到位造成肌肉拉伤，上栏重心不稳造成脚踝的扭伤等，在训练与比赛中对运动员身体安全造成威胁。利用Kinect进行篮球训练动作的采集操作，教练员对错误动作及时做出修正，避免错误动作影响运动员的技术发挥，防止球员身体上损伤，也可根据训练项目最容易出现损伤进行可视化分析，对于某个项目有较大概率出现教练员合理的安排训练动作，避免出现损伤情况。

3.3、智能场馆及时调节训练环境

在运动员训练或比赛过程中，温度、湿度、场内光线亮暗程度对运动员的发挥都起着重要作用，温度过低运动员机体体表血管发生收缩，血液黏度增加，血液流通阻力也会增加，运动员在运动时的兴奋性会降低，对机体造成伤害，温度过高可能会导致运动员产生晕厥现象对运动员身体状况造成很大影响。场内空气质量状况时时刻刻对运动员的身体健康产生影响，场内光线亮度要适宜，过亮过暗会影响比赛与训练的进行，对于对抗性的运动而言，湿度过高不利于运动员汗液的蒸发，运动员的人体机能平衡会遭到破坏，湿度过低，空气中的水分含量少，运动员感到干燥，选用智能化场馆能有效的检测场内温湿度，场内空气质量状况以及场内光线强度并对实时场馆环境各项指标进行监控，对于超过正常值进行场内空气净化与调节，及时为运动员提供适宜的训练环境。

4、人工智能技术在竞技比赛中的作用

我国篮球职业联赛CBA赛场上出现了各种电子设备，电子大屏幕显示相应场上球员数据，现在CBA联赛已经形成了从数据采集、数据分析、数据应用的产业链。利用先进网络搜索，摄像机设备输入，可穿戴设备等一系列数据采集方式，在云端进行储存，对储存数据进行相应的建模与数据挖掘，分析采集数据以及采集数据与数据库设置参数进行比较，是否运动员训练符合标准。

4.1、篮球技术统计为实际训练工作提供依据

人工智能技术对篮球统计具有重要作用，利用计算机系统通过记录运动员在场上运动员发挥的数据进行计算与分析，最终利用通过网络传送网站。目前贝泰科技是CBA指定官方数据合作伙伴，长期为国际体育赛事提供数据信息以及可视化的数据分析工具，每年能够提供将近90000场国际赛事产品，在我国体育数据产业起到了先导作用。贝泰科技凭借自身独特科技功能，为CBA赛场提供实时数据，在比赛中实时比分，事件直播，投篮位置直播都能通过PC端进行赛场的实时播放，能与赛场上的大屏幕进行连接将赛场上大数据实时显示，让观众观看赛场情况与比分，最终数据分析报告采用AI实时数据图形报告直接生成，让场上观众与线上观众提供直观分数。与之相比美国职业篮球NBA采用的是sportUV通过利用该系统建立数据库，实时有效追踪球员场上表现包括助攻，篮板，罚篮命中率等多项数据，实现竞赛体育的智能化。

运用大数据对篮球比赛分析，这是一个非常庞大而又复杂的项目，但是在这方面应用却有很广泛的前景。可以充分分析运动员的动作和习惯，并且对运动员的基本情况和技术水平进行分析，包括对运动员的弹跳和冲刺，以及爆发和身高等方面的情况，进行全方位的分析，可以更好地预测球员的基本情况，从而选拔优秀的运动员。将球员的评价和大数据链接，可以更好地对球员整体表现进行评价，对球员的价值进行科学的评价，通过对基础数据的分析，能够更好地计算出球员的得分情况，以及篮板情况和助攻情况的参数，并将这些数据进行加权计算，得出球员的效率值，这样可以更好地对球员进行横向和纵向比较，从而对运动员有一个客观的评价。

4.2、鹰眼技术提高篮球比赛的公平性与准确性

人们对篮球竞赛的关注度逐渐提高，观看篮球比赛已经成为了人们闲暇时刻的娱乐节目，但是CBA与NBA职业联赛赛场中，出现裁判“黑哨”,赌球的言论屡见不鲜，显然裁判判罚已经成为人们热议的焦点，通过采用鹰眼技术有效的提高比赛的公平性与准确性。

鹰眼系统专业名称为“及时回放系统“，由英国的保罗设计，主要是应用与体育赛场中，利用场上的8台摄像机快速移动记录运动员在场上的各种动作，能够将球的运行轨迹记录下来，其速度在40-50帧之间。在CBA或者NBA篮球赛场中，球员会发生各种情况，且发生时间非常快，在赛场上裁判面对发生时间快，产生比较复杂情形很难在第一时间做出准确判罚，对比赛场上分数造成影响。利用鹰眼系统，在计算机中能够显示出可能性最大的路线，这项技术实质是利用摄像机进行采集影像，根据拍摄的每帧画面进行球的行动轨迹和落点，再进行3D模拟技术呈现出球的运行轨迹，采用这项技术准确率高，速度快，能有效的避免裁判的盲区，提高了比赛中的公正性与公平性,场上观众与双方球员对球判罚产生疑虑提供根据，对于比赛中产生不合理判罚，裁判员通过鹰眼技术对球员场上每一个细微动作进行评判。

4.3、基于视觉传感器提高比赛进程中安全性与专业性

篮球赛场上场运动员不允许携带设备，首饰、手表等一系列的物品，对于穿戴传感器收集数据在篮球赛场上是不可以使用的，在激烈的对抗中，运动员所佩戴的物品可能对自己或者对方球员造成身体上的伤害，缺乏安全性。

基于视觉，光感进行运动员数据追踪工作，CBA赛场上裁判员利用自身观察能力评判场上运动员动作，对于比赛动作评判关键取决与评估者专业能力，往往在比赛过程中，裁判会因为场上情景发生过快，反应速度较慢，从而影响比赛的进程，利用视觉流的算法进行物体的追踪，在比赛赛场中能够估测运动物体之后的运动趋势，裁判能根据物体运动的趋势进行预判，大大提高比赛判罚的准确性。

5、人工智能为赛后提供数据依据

比赛后的数据分析是为下一阶段训练奠定基础，教练员与运动员根据比赛后的最终数据统计，找出在比赛过程中存在的问题，找出薄弱的环节，进行反思与改善，首先在比赛中技术统计，会将每个运动员在比赛中表现，转换成客观数据，根据电子数据，直观明了的发现运动员所存在的问题，训练过程中位置的调整，技战术修正与调整，队友之间相互合作调整；其次场上的回看视频记录比赛过程中的各种信息，将运动员赛场上每个瞬间记录下来，为教练员及时发现比赛过程中出现各种问题，以及在比赛过程中分析球员上场时间，体力消耗情况、疲劳程度、状态变化情况，鉴别球员在赛场中身心能力发挥情况，提高球员比赛中防守与进攻能力，最后，实时的对比自己队与别的队伍之间的一些差距，通过视频的拍摄，为运动员与教练员提供战术与技术的资料，分析对方球员比赛时各项特点，提高自己队伍的各项水平，为下一阶段比赛与训练做好准备。

现在数字化技术不断发展，5G时代到来，利用数字化技术能够进行实时的赛事转播，如今超清视频在5G网络下，球赛腾讯体育软件是观众观看篮球比赛不可缺少工具，能够给观众提供实时清晰的赛事转播，加强观众对中国篮球了解，以及针对赛场上发生各种情况，进行评论。观众对球员、裁判员、教练在比赛中及时提出问题，鞭策球员，裁判员和教练提升自身专业知识水平，进一步提高中国篮球技术水平，比赛中优秀的视频能够供广大热爱篮球业余者以及学生进行学习，不断促进我国篮球总体水平。

6、人工智能在篮球领域中未来发展趋势

6.1、VR技术在篮球领域中的应用

VR技术，即虚拟现实技术，利用计算机技术构建三维模拟空间，将对手各方面数据全部进行程序编写操作，将编写程序传输到计算机中。在篮球训练过程中，首先在训练中可能会受到天气，环境，场馆等客观环境的影响，采用虚拟技术能够突破运动员在时间上和空间上的限制，让运动员在训练中身临其境，将自己各感官融入到真实的场景中，将虚拟现实技术的引入能够提高教练员对球员技战术讲解的效率，更加直观的让球员感受到教练员制定技战术的目的；其次，在训练中运动员不能够深刻了解对手，在训练过程中存在一定的盲目性，通过录入对手相关数据与信息，计算机根据真实数据进行对手模拟，将对手在比赛中的特点、技术、战术等相关场景显现出，让运动员更有针对性的进行训练；最后，运动员对于陌生的比赛场地，会存在焦虑、害怕、怯场的心理问题，VR技术应用真实模拟比赛场景，提高运动员的心理能力，运动员在赛场上能够适应场上氛围，发挥自己的最大能力，取得最好的成绩。

6.2、网络神经算法在篮球领域中的应用

随着时代不断的发展，神经算法从早期能够预测最终比赛结果，在人工智能和计算机系统的融合基础上，对篮球运动训练队的,提高预测的准确度，将运动员训练与比赛过程中所有的数据录入到系统中，进行大数据关联操作，对运动员数据进行实时分析，推算出运动员未来的发展状况，指出现阶段运动员存在的问题，提出合理性的建议，提高运动员整体水平。

6.3、篮球边线电子裁判

在篮球比赛中CBA传出的“黑哨”屡见不鲜，裁判在比赛中因为自身主观想法对比赛造成一定的影响，电子裁判为辅。目前已经有研究人员提出了对篮球、排球、羽毛球利用电子裁判进行判罚，例如，对于场上篮球越界，电子裁判可以立即进行正确的判罚，通过对系统的设计，当篮球越界时，边线感应系统能够及时的检测到篮球并能够产生反应，裁判能够及时接收越界的信息，并作出判断。

6.4、篮球专家评判系统

篮球训练与比赛中会出现各种情况，主要是场上的裁判进行判罚，但是对于有争议的球，显然场上的三位裁判对判罚可能会存在一些问题，这就需要有大量有经验的专业裁判在面对一些有争议球进行相关的讨论，得出最恰当的判罚方式，通过场上的通讯设备进行传输，将结果通知到场上裁判。

7、总结

人工智能技术的应用，在我国篮球领域中发挥着重要的作用，能够为我国篮球运动员选材提供更加准确的数据，在运动员训练过程中提高训练效率、伤病检测，有效降低运动损伤，及时调节智能场馆中的各项智能指标，为提高我们国家的篮球训练水平提供了物质上的基础。比赛过程中篮球统计技术为实际训练供做提供依据，增加篮球比赛的公平性与准确性，视觉检测系统应用提高比赛中的安全性与专业性；比赛后，人工智能所提供视频依据与可视化分析为运动员下一阶段训练提供依据，未来我国篮球训练与竞赛必将是智能化的发展趋势，不断提高我国篮球领域在国际上的地位。