Используя модели Ultralytics YOLO для оценки позы, обнаружения мяча и классификации корта, Volley смогла обеспечить отзывчивые тренировки в реальном времени в четырех видах спорта и развернула систему примерно на 250 тренажерах.
Тренировки по ракеточным видам спорта в реальном времени состоят из множества взаимосвязанных процессов. На корте игроки быстро перемещаются, мячи летят на высокой скорости, а одно и то же оборудование часто приходится использовать в разных видах спорта и на кортах разных типов.
Обычные подающие машины просто запускают мячи по таймеру, не учитывая все эти факторы. Они не знают, где стоит игрок, как он двигается и даже на каком корте находится, поэтому им трудно обеспечить точную, отзывчивую и адаптированную к игроку тренировку.
Volley решает эти задачи с помощью тренажера на базе ИИ. Его программируемая машина, установленная на корте, использует компьютерное зрение, чтобы видеть корт и анализировать происходящее в реальном времени. Например, для оценки позы игрока, обнаружения мяча и классификации корта применяются модели Ultralytics YOLO. Благодаря этому тренажер может отзывчиво взаимодействовать с игроками, пока они двигаются и бьют по мячу.
Будущее ракеточных видов спорта с ИИ#
Компания Volley из Ланкастера, штат Пенсильвания, создает системы оценки и тренировок по ракеточным видам спорта на базе ИИ. Компания возникла из простого вопроса: что, если бы в ракеточных видах спорта была такая же увлекательная система тренировок и рейтингов, основанная на данных, как в гольфе? В гольфе есть симуляторы, обратная связь в реальном времени и объективное отслеживание прогресса, а в ракеточных видах спорта не было ничего подобного — ни объективных рейтингов, ни основанного на данных пути развития.
Чтобы устранить этот пробел, Volley создала первую в мире систему оценки и рейтинга в ракеточных видах спорта на базе ИИ. Сегодня Volley используют клубы по всей территории США, предоставляя игрокам и клубам объективные данные, которых им не хватало. Каждое устройство проектируют, собирают, тестируют и отправляют внутри страны.
Рис. 1. Тренажер Volley на базе ИИ в работе
Тренажер Volley подходит для пиклбола, падела, платформенного тенниса и тенниса. Благодаря компактности и мобильности одну и ту же машину можно легко перемещать на любой корт, а игроки и тренеры могут в течение дня переносить ее между площадками.
Недостаток аналитики в реальном времени непосредственно на корте#
Интерактивные тренировки требуют одновременно точности и скорости, но реальные условия на корте усложняют эту задачу. Игроки находятся на разном расстоянии от камеры, мячи быстро движутся и различаются по размеру в зависимости от вида спорта, а один и тот же тренажер может сначала использоваться на теннисном корте, а затем — на корте для платформенного тенниса.
Недостаточно просто знать, что перед тренажером находится человек. Системе нужно точно определять положение игроков на корте, а для этого — правильно находить их руки и, что особенно важно, ноги. На расстоянии сделать это гораздо сложнее, а неточное отслеживание лишает тренировки отзывчивости, благодаря которой она похожа на настоящую игру.
Еще один важный фактор — безопасность. Поскольку одну и ту же машину используют в разных видах спорта, тренажер, случайно оставленный в режиме тенниса, может запустить мяч со скоростью 80 миль в час в игрока на корте для платформенного тенниса. Это намного быстрее, чем обычно играют в этот вид спорта, и может застать игрока врасплох. Система должна достаточно хорошо понимать окружающую обстановку, чтобы предотвращать подобные несоответствия.
Кроме того, обработка должна происходить в реальном времени. Volley записывает и обрабатывает видео на системе NVIDIA Jetson со встроенной камерой, а не отправляет его в облако. Поэтому обнаружение должно выполняться в реальном времени на компактном встроенном оборудовании, пока игроки взаимодействуют с тренажером.
Модели Ultralytics YOLO для тренировок в реальном времени#
В основе системы Volley лежит конвейер vision AI на базе моделей Ultralytics YOLO, поддерживающих ключевые задачи компьютерного зрения, такие как обнаружение объектов, оценка позы и классификация изображений.
Вот три способа, которыми Volley использует эти возможности в тренировочном процессе:
- Обнаружение игроков и определение их положения: YOLO позволяет определять положение и движения игроков с помощью оценки позы. Volley дообучила модели для конкретного сценария — игроков на корте в позах, характерных для разных видов спорта. Поскольку точное положение рук и ног имеет ключевое значение, система использует двухэтапный подход. Сначала она обнаруживает объекты и аккуратно обрезает изображение вокруг каждого игрока, затем оценивает позу на обрезанном участке. Такой подход хорошо работает, потому что на корте одновременно находятся лишь несколько игроков, а не сотни людей.
- Обнаружение мяча: YOLO позволяет находить мяч в игре с помощью обнаружения объектов. Volley обучила модель распознавать все виды спортивных мячей, используемых в поддерживаемых видах спорта, у каждого из которых свои размер и характеристики.
- Определение типа корта: Благодаря классификации изображений в YOLO система распознает тип корта, на котором находится тренажер. Даже если тренажер настроен для тенниса, но его переместили на корт для платформенного тенниса, система определит тип корта и скорректирует работу. Это повышает и безопасность, и удобство.
Сочетание обнаружения объектов, оценки позы и классификации дает тренажеру возможность в реальном времени реагировать на действия игроков. Сейчас Volley использует этот конвейер в рабочей среде на базе Ultralytics YOLO11.
Рис. 2. Пример работы тренажера Volley на базе ИИ
Почему стоит выбрать модели Ultralytics YOLO?#
Модели Ultralytics YOLO обеспечивают скорость и точность, необходимые Volley для тренировок в реальном времени на кортах, где игроки быстро перемещаются, и при этом без проблем работают на компактном встроенном оборудовании каждого тренажера. Та же эффективность сохраняется и в облаке: Volley запускает там ту же модель и тот же конвейер, поэтому улучшения, внесенные в одной среде, применяются и в другой.
Такая производительность открыла возможности для дальнейшего развития. Эффективнее используя оборудование, Volley высвободила вычислительные ресурсы и теперь направляет их на модернизацию камер. Это позволяет улучшить впечатления игроков на корте без изменения базового конвейера.
Не менее важно и то, насколько просто Volley обучать и дорабатывать эти модели. Вместо ручной разметки изображений Volley записывает тренировки на корте и создает большую библиотеку видеоклипов с нужными сценариями.
Затем эти видеозаписи обрабатываются более медленными и мощными моделями оценки позы, которые слишком ресурсоемки для работы в реальном времени на тренажере и автоматически размечают данные. Полученные знания передаются более быстрым и легким моделям YOLO: модели на корте обучаются на результатах более крупных моделей, сохраняя при этом возможность работать в реальном времени.
Volley масштабирует тренировки в четырех видах спорта с Ultralytics YOLO#
Эффект от использования моделей Ultralytics YOLO особенно заметен по тому, насколько широко Volley может предоставлять отзывчивые тренировки. Система развернута примерно на 250 тренажерах и камерах. Каждое устройство записывает и обрабатывает видео в реальном времени на встроенном оборудовании.
Один тренажер подходит для тенниса, падела, платформенного тенниса и пиклбола. В течение дня одну и ту же машину можно перемещать между кортами, а благодаря классификации изображений YOLO она правильно работает в любом месте.
Рис. 3. Volley использует Ultralytics YOLO для отслеживания игроков и мячей в ракеточных видах спорта в реальном времени.
Такая аналитика в реальном времени влияет на то, что видят игроки. Во время 20-минутной тренировки ИИ Volley оценивает удары, перемещения и выбор ударов игрока. Затем система формирует объективный рейтинг Volley Skill Rating и подробный разбор игры по каждому удару.
Тот же конвейер меняет подход к тренировкам. Тренажер подает мячи в зависимости от положения игрока на корте, позволяя ему полностью самостоятельно отрабатывать работу ног и комбинации, например Serve + 1.
Развитие ракеточных видов спорта с помощью инженерных решений#
По мере расширения Volley стремится сделать тренировки по ракеточным видам спорта такими же измеримыми и основанными на данных, как системы, изменившие гольф. Объединяя компьютерное зрение в реальном времени с объективной оценкой навыков, компания помогает клубам перейти от простого управления кортами к активному развитию игроков.
Модели Ultralytics YOLO по-прежнему лежат в основе этой работы. Сейчас Volley использует в рабочей среде конвейер на базе Ultralytics YOLO11 и уже начала изучать Ultralytics YOLO26 — модели компьютерного зрения нового поколения для работы в реальном времени, — расширяя доступ к отзывчивым тренировкам с большим объемом данных для новых игроков и клубов.
Интересуешься vision AI? Ознакомься с нашими вариантами лицензирования, чтобы внедрить компьютерное зрение в свои проекты. Посети наш репозиторий GitHub и присоединяйся к нашему сообществу. Изучи решения на тему ИИ в робототехнике и компьютерного зрения в логистике на страницах наших решений.
