Mithilfe von Ultralytics YOLO-Modellen zur Posenschätzung, Ballerkennung und Platzklassifizierung konnte Volley reaktionsschnelles Coaching in Echtzeit für vier Sportarten anbieten und das System bei rund 250 Trainern einsetzen.
Das Training in Rückschlagsportarten erfordert in Echtzeit das Zusammenspiel vieler Komponenten. Auf einem Platz bewegen sich Spieler schnell, Bälle fliegen mit hoher Geschwindigkeit und dieselbe Ausrüstung muss oft für verschiedene Sportarten und Platzarten funktionieren.
Herkömmliche Ballmaschinen werfen Bälle einfach nach einem Zeitplan zu, ohne irgendetwas davon zu berücksichtigen. Sie wissen weder, wo ein Spieler steht, noch wie er sich bewegt oder auf welchem Platz er spielt. Dadurch ist es schwierig, ein präzises, reaktionsschnelles und auf den Spieler abgestimmtes Coaching zu bieten.
Volley begegnet diesen Herausforderungen mit einem KI-gestützten Trainer. Die programmierbare Maschine für den Einsatz auf dem Platz nutzt Computer Vision, um den Platz in Echtzeit zu erfassen und zu verstehen. So kommen beispielsweise Ultralytics YOLO-Modelle zur Posenschätzung von Spielern, zur Ballerkennung und zur Platzklassifizierung zum Einsatz. Dadurch kann der Trainer während der Bewegung und beim Schlagen reaktionsschnell mit den Spielern interagieren.
Die Zukunft der Rückschlagsportarten mit KI gestalten#
Volley mit Sitz in Lancaster, Pennsylvania, entwickelt KI-gestützte Bewertungs- und Trainingssysteme für Rückschlagsportarten. Das Unternehmen gründete sich auf eine einfache Frage: Was wäre, wenn es in Rückschlagsportarten ein Trainings- und Bewertungssystem gäbe, das so ansprechend und datengestützt ist wie im Golf? Während der Golfsport Simulatoren, Echtzeit-Feedback und eine objektive Fortschrittsmessung bot, fehlte all das in Rückschlagsportarten – ebenso wie objektive Bewertungen und ein datengestützter Entwicklungsweg.
Um diese Lücke zu schließen, entwickelte Volley das weltweit erste KI-gestützte Bewertungs- und Einstufungssystem für Rückschlagsportarten. Heute kommt Volley in Clubs in den gesamten USA zum Einsatz und versorgt Spieler und Clubs mit den objektiven Daten, die ihnen bisher fehlten. Jede Einheit wird im Inland entwickelt, gebaut, getestet und ausgeliefert.
Abb. 1: Ein Blick auf den KI-gestützten Trainer von Volley
Der Volley-Trainer eignet sich für Pickleball, Padel, Platform Tennis und Tennis. Da er kompakt und tragbar ist, lässt sich dieselbe Maschine auf jeden Platz rollen. Spieler und Profis können sie den ganzen Tag über zwischen verschiedenen Anlagen bewegen.
Der Mangel an Echtzeitinformationen direkt auf dem Platz#
Interaktives Training erfordert sowohl Genauigkeit als auch Geschwindigkeit, doch die Bedingungen auf echten Plätzen erschweren dies. Spieler befinden sich in unterschiedlichen Abständen zur Kamera, Bälle bewegen sich schnell und sind je nach Sport unterschiedlich groß, und derselbe Trainer kann einmal auf einem Tennisplatz und kurz darauf auf einem Platform-Tennis-Platz eingesetzt werden.
Es reicht nicht aus zu wissen, dass sich eine Person vor dem Trainer befindet. Das System muss genau wissen, wo die Spieler auf dem Platz stehen. Dafür müssen ihre Hände und vor allem ihre Füße präzise lokalisiert werden. Bei größerer Entfernung wird dies besonders schwierig. Ungenaues Tracking beeinträchtigt die Reaktionsfähigkeit, durch die sich das Training wie ein echtes Spiel anfühlt.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Sicherheit. Da dieselbe Maschine bei verschiedenen Sportarten eingesetzt wird, könnte ein versehentlich auf Tennis eingestellter Trainer einem Spieler auf einem Platform-Tennis-Platz einen Ball mit 80 Meilen pro Stunde zuspielen – deutlich schneller, als in diesem Spiel üblich, und schnell genug, um den Spieler zu überraschen. Das System muss seine Umgebung gut genug verstehen, um solche Fehlanpassungen zu verhindern.
Hinzu kommt, dass die Verarbeitung live erfolgen muss. Volley erfasst und verarbeitet Videos auf einem NVIDIA Jetson-System mit integrierter Kamera, statt Aufnahmen in die Cloud zu senden. Die Erkennung muss also in Echtzeit auf kompakter, integrierter Hardware laufen, während die Spieler mit dem Trainer interagieren.
Echtzeit-Coaching mit Ultralytics YOLO-Modellen#
Im Zentrum des Systems von Volley steht eine Vision-AI-Pipeline auf Basis von Ultralytics YOLO-Modellen, die wichtige Computer-Vision-Aufgaben wie Objekterkennung, Posenschätzung und Bildklassifizierung unterstützen.
Hier sind drei Möglichkeiten, wie Volley die Modelle beim Coaching einsetzt:
- Spieler und ihre Positionen erkennen: YOLOs Funktionen zur Posenschätzung helfen dabei, zu verstehen, wo sich Spieler befinden und wie sie sich bewegen. Volley hat die Modelle speziell für Spieler auf dem Platz und die für die jeweilige Sportart typischen Posen angepasst. Da präzise Positionen von Händen und Füßen entscheidend sind, setzt das System auf einen zweistufigen Ansatz. Zuerst wird jeder Spieler mithilfe der Objekterkennung sorgfältig zugeschnitten, anschließend wird die Posenschätzung auf den zugeschnittenen Bildbereich angewandt. Das funktioniert gut, da sich auf einem Platz immer nur wenige Spieler gleichzeitig befinden und keine Menschenmengen von Hunderten.
- Den Ball erkennen: YOLO unterstützt die Objekterkennung, mit der Volley den im Spiel befindlichen Ball lokalisieren kann. Das Modell wurde darauf trainiert, die gesamte Bandbreite der Bälle aus den unterstützten Sportarten zu erkennen, die sich jeweils in Größe und Eigenschaften unterscheiden.
- Den Platz identifizieren: YOLOs Bildklassifizierung hilft dabei, den Platz zu erkennen, auf dem sich der Trainer befindet. Selbst wenn der Trainer auf Tennis eingestellt ist, aber auf einen Platform-Tennis-Platz gerollt wird, erkennt das System die Platzart und passt sich entsprechend an. Das erhöht sowohl die Sicherheit als auch den Komfort.
Die Kombination aus Erkennung, Posenschätzung und Klassifizierung gibt dem Trainer die Echtzeitübersicht, die er braucht, um auf die Spieler während des Spiels zu reagieren. Derzeit setzt Volley diese Pipeline in der Produktion mit Ultralytics YOLO11 ein.
Abb. 2: Ein Beispiel für den KI-gestützten Trainer von Volley im Einsatz
Warum Ultralytics YOLO-Modelle wählen?#
Ultralytics YOLO-Modelle bieten Volley die für Echtzeit-Coaching auf schnellen Plätzen erforderliche Geschwindigkeit und Genauigkeit und laufen zugleich problemlos auf der kompakten, integrierten Hardware der einzelnen Trainer. Dieselbe Effizienz zeigt sich auch in der Cloud: Volley kann dort genau dasselbe Modell und dieselbe Pipeline ausführen, sodass Verbesserungen in einer Umgebung auch der anderen zugutekommen.
Diese Leistung schafft auch Spielraum für weiteres Wachstum. Durch eine bessere Nutzung der Hardware hat Volley Kapazitäten freigesetzt, die nun für verbesserte Kameras eingesetzt werden. So profitieren Spieler auf dem Platz von einem noch besseren Erlebnis, ohne dass die zugrunde liegende Pipeline geändert werden muss.
Ebenso wichtig ist, wie einfach Volley diese Modelle trainieren und verfeinern kann. Statt Bilder von Hand zu annotieren, zeichnet Volley Trainingseinheiten auf dem Platz auf und baut eine umfangreiche Videoclip-Bibliothek mit genau den Situationen auf, die erfasst werden müssen.
Anschließend werden die Aufnahmen mit langsameren, leistungsstarken Posenschätzungsmodellen ausgewertet, die für den Echtzeitbetrieb auf dem Trainer viel zu rechenintensiv sind. Diese Modelle kennzeichnen die Daten automatisch. Dieses Wissen wird dann auf die schnelleren, agileren YOLO-Modelle übertragen, sodass die Modelle für den Einsatz auf dem Platz von deutlich größeren Modellen lernen und trotzdem live laufen können.
Volley skaliert das Coaching in vier Sportarten mit Ultralytics YOLO#
Der Nutzen der Ultralytics YOLO-Modelle zeigt sich daran, wie breit Volley reaktionsschnelles Coaching anbieten kann. Das System wurde insgesamt bei rund 250 Trainern und Kameras eingesetzt. Jedes Gerät erfasst und verarbeitet Videos live auf seiner integrierten Hardware.
Ein einzelner Trainer eignet sich für Tennis, Padel, Platform Tennis und Pickleball. Dieselbe Maschine kann im Laufe des Tages zwischen verschiedenen Plätzen bewegt werden. Dank der Bildklassifizierung von YOLO funktioniert sie überall korrekt.
Abb. 3: Volley nutzt Ultralytics YOLO, um Spieler und Bälle in Rückschlagsportarten in Echtzeit zu verfolgen.
Diese Echtzeitübersicht ermöglicht das, was Spieler tatsächlich erleben. Während einer 20-minütigen Trainingseinheit bewertet die KI von Volley die Schläge, Bewegungen und Schlagauswahl eines Spielers. Anschließend erstellt sie eine objektive Volley-Skill-Bewertung und eine detaillierte Analyse jedes einzelnen Schlags.
Dieselbe Pipeline verändert auch die Art, wie Spieler trainieren. Der Trainer spielt die Bälle entsprechend der Position des Spielers auf dem Platz zu. So kann dieser Laufwege und Schlagfolgen wie „Aufschlag + 1“ vollständig freihändig trainieren.
Die nächste Generation der Rückschlagsportarten gestalten#
Während Volley wächst, arbeitet das Unternehmen daran, das Training in Rückschlagsportarten ebenso messbar und datengestützt zu machen wie die Systeme, die den Golfsport verändert haben. Durch die Verbindung von Computer Vision in Echtzeit mit objektiven Leistungsbewertungen hilft Volley Clubs dabei, nicht nur Plätze zu betreiben, sondern Spieler gezielt weiterzuentwickeln.
Ultralytics YOLO-Modelle treiben diese Arbeit weiterhin voran. Volley betreibt seine Produktionspipeline derzeit mit Ultralytics YOLO11 und erkundet bereits Ultralytics YOLO26, die nächste Generation von Vision-Modellen für Echtzeitanwendungen. So bringt das Unternehmen reaktionsschnelles, datengestütztes Coaching zu mehr Spielern und Clubs.
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