Volley обеспечивает работу более 250 AI-тренажеров на кортах с помощью Ultralytics YOLO

Обучение спортивным играм с ракеткой в реальном времени включает множество динамических элементов. На корте игроки двигаются быстро, мячи летают с высокой скоростью, а одно и то же оборудование часто должно работать для разных видов спорта и типов покрытия.

Обычные пушки для мячей просто подают их по таймеру, не понимая, что происходит. Они не знают, где стоит игрок, как он двигается и даже на каком корте находятся, из-за чего сложно обеспечить качественное, отзывчивое и персонализированное обучение.

Volley помогает решить эти задачи с помощью ИИ-тренера. Его программируемая система для корта использует computer vision, чтобы видеть и понимать происходящее в режиме реального времени. Например, модели Ultralytics YOLO используются для оценки позы игрока, обнаружения мяча и классификации корта, позволяя тренажеру чутко реагировать на движения и удары игрока.

Link to this sectionСоздание будущего ракеточных видов спорта с помощью ИИ#

Компания Volley из Ланкастера, штат Пенсильвания, создает ИИ-системы для оценки и тренировок в ракеточных видах спорта. Компания была основана на простом вопросе: что, если бы в ракеточных видах спорта была система тренировок и рейтингов, такая же увлекательная и ориентированная на данные, как в гольфе? Там, где в гольфе предлагались симуляторы, обратная связь в реальном времени и объективное отслеживание прогресса, в ракеточных видах спорта не было аналогов, объективных рейтингов и пути развития на основе данных.

Чтобы устранить этот разрыв, Volley создала первую в мире систему оценки и рейтингов в ракеточных видах спорта на базе ИИ. Сегодня Volley используется в клубах по всей территории США, предоставляя игрокам и клубам объективные данные, которых им так не хватало, а каждый экземпляр системы спроектирован, построен, протестирован и произведен внутри страны.

Рис 1. Взгляд на ИИ-тренера от Volley

Тренажер Volley работает с пиклболом, паделом, платформенным теннисом и большим теннисом. Поскольку он компактен и мобилен, одну и ту же машину можно выкатить на любой корт, а игроки и профессионалы могут перемещать ее между площадками в течение дня.

Link to this sectionНехватка интеллектуальных систем на корте в реальном времени#

Для обеспечения интерактивного обучения требуется точность и скорость, но реальные условия на корте затрудняют это. Игроки появляются на разном расстоянии от камеры, мячи движутся быстро и различаются по размеру, а один и тот же тренажер может использоваться на теннисном корте в один момент и на корте для платформенного тенниса в другой.

Знать, что перед тренажером есть человек, недостаточно. Система должна точно знать, где игроки находятся на корте, что зависит от точного определения положения их рук и, что крайне важно, ног. На расстоянии это становится особенно сложной задачей, а неточное отслеживание нарушает ту отзывчивость, которая делает тренировку похожей на настоящую игру.

Еще один фактор — безопасность. Поскольку один и тот же тренажер перемещается между разными видами спорта, если его случайно оставить в режиме для тенниса, он может выстрелить мячом со скоростью 80 миль в час по игроку на корте для платформенного тенниса — это гораздо быстрее, чем играют в эту игру, и достаточно быстро, чтобы застать игрока врасплох. Система должна достаточно хорошо понимать окружающую среду, чтобы предотвратить такие ошибки.

Ко всему прочему, обработка должна происходить «на лету». Volley захватывает и обрабатывает видео на системе NVIDIA Jetson со встроенной камерой, вместо отправки данных в облако, поэтому обнаружение должно выполняться в реальном времени на компактном встроенном оборудовании по мере взаимодействия игроков с тренажером.

Link to this sectionИспользование моделей Ultralytics YOLO для обучения в реальном времени#

В центре системы Volley находится ИИ-конвейер компьютерного зрения, построенный на моделях Ultralytics YOLO, которые поддерживают ключевые задачи компьютерного зрения, такие как обнаружение объектов, оценка позы и классификация изображений.

Вот три способа, которыми Volley использует их в процессе обучения:

• Обнаружение игроков и их позиций: Понимание того, где находятся игроки и как они двигаются, достигается благодаря возможностям YOLO по оценке позы, которую Volley специально дообучила для конкретных условий корта и специфических спортивных поз. Поскольку точное положение рук и ног имеет решающее значение, система использует двухэтапный подход. Сначала она использует обнаружение объектов, чтобы аккуратно вырезать каждого игрока, а затем выполняет оценку позы в этой области. Это отлично работает, так как на корте одновременно находится всего несколько игроков, а не сотни.
• Обнаружение мяча: Определение местоположения мяча во время игры стало возможным благодаря поддержке обнаружения объектов в YOLO, которую Volley обучила распознавать весь спектр мячей, используемых в поддерживаемых видах спорта, каждый из которых имеет свой размер и характеристики.
• Идентификация корта: Распознавание того, на каком корте находится тренажер, стало возможным благодаря возможностям классификации изображений в YOLO. Поэтому, даже если тренажер настроен на теннис, но выкачен на корт для платформенного тенниса, система определяет тип корта и соответствующим образом адаптируется, что дает преимущество как в безопасности, так и в удобстве.

Такая комбинация обнаружения, оценки позы и классификации дает тренажеру осознание происходящего в реальном времени, необходимое для взаимодействия с игроками. В настоящее время Volley запускает этот конвейер в продакшене на Ultralytics YOLO11.

Рис 2. Пример работы ИИ-тренера от Volley

Link to this sectionПочему стоит выбрать модели Ultralytics YOLO?#

Модели Ultralytics YOLO обеспечивают Volley скорость и точность, необходимые для коучинга в реальном времени на быстрых кортах, при этом они отлично работают на компактном встроенном оборудовании каждого тренажера. Эта эффективность сохраняется и в облаке, где Volley может запускать те же самые модели и конвейеры, поэтому улучшения, сделанные в одной среде, применимы и к другой.

Такая производительность также создала пространство для роста. Более эффективно используя свое оборудование, Volley высвободила ресурсы, которые теперь направляются на модернизацию камер, что обеспечивает игрокам еще лучший опыт на корте без необходимости изменять базовый конвейер.

Не менее важно то, насколько легко Volley может обучать и совершенствовать эти модели. Вместо аннотирования изображений вручную, Volley записывает тренировки на корте и создает обширную библиотеку клипов для конкретных ситуаций, которые нужно захватить.

Затем она прогоняет отснятый материал через более медленные, высокопроизводительные модели оценки поз, которые слишком тяжелы для запуска в реальном времени на тренажере, используя их для автоматической разметки данных. Эти знания затем передаются более быстрым и гибким моделям YOLO, поэтому модели на корте учатся у гораздо более мощных, продолжая при этом работать в режиме реального времени.

Link to this sectionVolley масштабирует обучение для четырех видов спорта с помощью Ultralytics YOLO#

Эффективность использования моделей Ultralytics YOLO проявляется в том, насколько широко Volley может проводить интерактивное обучение. Система была развернута примерно на 250 тренажерах и камерах. Каждый из них захватывает и обрабатывает видео вживую на встроенном оборудовании.

Один тренажер работает с теннисом, паделом, платформенным теннисом и пиклболом. Одну и ту же машину можно перемещать между кортами в течение дня, а возможности классификации изображений YOLO позволяют ей вести себя корректно, где бы она ни находилась.

Рис 3. Volley использует Ultralytics YOLO для отслеживания игрока и мяча в реальном времени в ракеточных видах спорта.

Это осознание в реальном времени определяет то, что видят игроки. За 20-минутную сессию ИИ Volley оценивает удары, движения и выбор стратегии игрока. Затем он выдает объективный рейтинг навыков Volley Skill Rating и детальный разбор игры по каждому удару.

Этот же конвейер меняет то, как тренируются игроки. Тренажер подает мячи в зависимости от того, где игрок стоит на корте, поэтому они могут отрабатывать работу ног и паттерны, такие как «Подача + 1», полностью без помощи рук.

Link to this sectionРазработка следующего поколения ракеточных видов спорта#

По мере развития Volley компания сосредоточена на том, чтобы сделать тренировки в ракеточных видах спорта такими же измеримыми и ориентированными на данные, как системы, которые изменили гольф. Сочетая компьютерное зрение в реальном времени с объективной оценкой навыков, она помогает клубам перейти от простого обслуживания кортов к активному развитию игроков.

Модели Ultralytics YOLO продолжают двигать эту работу вперед. Сегодня Volley использует свой рабочий конвейер на Ultralytics YOLO11 и уже начала изучение Ultralytics YOLO26, следующего поколения моделей зрения в реальном времени, внедряя отзывчивое, насыщенное данными обучение для еще большего числа игроков и клубов.

Интересуешься ИИ зрения? Ознакомься с нашими вариантами лицензирования, чтобы привнести компьютерное зрение в свои проекты. Посети наш репозиторий GitHub и присоединяйся к нашему сообществу. Изучи ИИ в робототехнике и компьютерное зрение в логистике на наших страницах с решениями.