Volley поддерживает более 250 ИИ-тренеров на кортах с помощью Ultralytics YOLO

Тренировки по ракетным видам спорта в реальном времени включают множество динамических элементов. На живом корте игроки перемещаются быстро, мячи летают с высокой скоростью, а одно и то же оборудование часто должно работать для разных видов спорта и типов покрытий.

Обычные пушки для подачи мячей просто выбрасывают их по таймеру, не понимая, что происходит. Они не «видят», где стоит игрок, как он двигается и даже на каком корте находятся, что затрудняет проведение качественной, адаптивной и персонализированной тренировки.

Volley помогает решить эти задачи с помощью AI-тренера. В его программируемом устройстве для корта используется computer vision для видения и понимания ситуации на корте в реальном времени. Например, Ultralytics YOLO models применяются для оценки позы игрока, обнаружения мяча и классификации корта, позволяя тренеру динамично взаимодействовать с игроками во время движения и ударов.

Link to this sectionСтроим будущее ракетных видов спорта с помощью AI#

Компания Volley, базирующаяся в Ланкастере, штат Пенсильвания, создает AI-системы для оценки и тренировок в ракетных видах спорта. Компания была основана исходя из простого вопроса: что, если бы в ракетных видах спорта существовала система обучения и рейтингов, такая же увлекательная и основанная на данных, как в гольфе? В то время как в гольфе есть симуляторы, обратная связь в реальном времени и объективное отслеживание прогресса, в ракетных видах спорта ничего подобного, а также объективных рейтингов и пути развития на основе данных, раньше не было.

Чтобы заполнить этот пробел, Volley создала первую в мире систему оценки и рейтингов для ракетных видов спорта на базе AI. Сегодня Volley используется в клубах по всей территории Соединенных Штатов, предоставляя игрокам и клубам объективные данные, которых им так не хватало. Каждое устройство проектируется, собирается, тестируется и поставляется внутри страны.

Рис 1. Взгляд на AI-тренер Volley

Тренажер Volley работает для пиклбола, паделя, платформенного тенниса и тенниса. Поскольку он компактный и портативный, один и тот же аппарат можно выкатить на любой корт, а игроки и профессионалы могут перемещать его между площадками в течение дня.

Link to this sectionНедостаток интеллекта на корте в реальном времени#

Обеспечение интерактивных тренировок требует точности и скорости, но реальные условия на корте усложняют эту задачу. Игроки появляются на разном расстоянии от камеры, мячи перемещаются быстро и различаются по размеру в разных видах спорта, а один и тот же тренажер может использоваться то для тенниса, то для платформенного тенниса.

Простого факта обнаружения присутствия человека перед тренажером недостаточно. Система должна точно знать, где игроки находятся на корте, что зависит от точного определения положения их рук и, что критически важно, ног. На расстоянии это становится особенно сложным, а неточная работа системы слежения разрушает ту отзывчивость, которая делает тренировку похожей на реальную игру.

Еще один важный фактор — безопасность. Поскольку одно и то же устройство перемещается между видами спорта, тренажер, случайно оставленный в режиме тенниса, может выстрелить мячом со скоростью около 130 км/ч в игрока на корте для платформенного тенниса — это намного быстрее, чем играют в этот вид спорта, и достаточно опасно, чтобы застать игрока врасплох. Система должна достаточно хорошо понимать окружающую среду, чтобы предотвратить подобные ошибки.

В дополнение ко всему этому, обработка должна происходить «на месте». Volley захватывает и обрабатывает видео на системе NVIDIA Jetson со встроенной камерой, вместо отправки данных в облако, поэтому обнаружение должно работать в реальном времени на компактном встраиваемом оборудовании по мере взаимодействия игроков с тренажером.

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

В центре системы Volley находится конвейер компьютерного зрения на базе моделей Ultralytics YOLO, которые поддерживают ключевые компьютерные задачи, такие как обнаружение объектов, оценка позы и классификация изображений.

Вот три способа, которыми Volley применяет их в процессе тренировок:

• Обнаружение игроков и их позиций: Понимание того, где находятся игроки и как они двигаются, достигается благодаря возможностям YOLO по оценке позы, которую Volley дообучила специально для контекста игроков на корте в специфических спортивных позах. Поскольку точное положение рук и ног имеет решающее значение, система использует двухэтапный подход. Сначала она применяет обнаружение объектов для тщательной обрезки области каждого игрока, а затем выполняет оценку позы в этой области. Это работает хорошо, так как на корте обычно находится всего несколько игроков, а не сотни людей.
• Обнаружение мяча: Определение местоположения мяча в игре стало возможным благодаря поддержке YOLO для обнаружения объектов. Volley обучила модель распознавать весь спектр спортивных мячей, используемых во всех поддерживаемых видах спорта, каждый из которых имеет свой размер и характеристики.
• Идентификация корта: Распознавание того, на каком корте находится тренажер, обеспечивается возможностями классификации изображений YOLO. Поэтому даже если тренажер настроен на теннис, но выкачен на корт для платформенного тенниса, система идентифицирует тип покрытия и соответствующим образом адаптируется, что добавляет преимущество как в плане безопасности, так и удобства.

Это сочетание обнаружения, оценки позы и классификации дает тренажеру осознание ситуации в реальном времени, необходимое для взаимодействия с игроками в ходе тренировки. В настоящее время Volley использует этот конвейер в продуктивной среде на Ultralytics YOLO11.

Рис 2. Пример AI-тренера Volley в действии

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 эффективно работая на компактном встраиваемом оборудовании, установленном на каждом тренажере. Эта эффективность распространяется и на облако, где Volley может запускать те же самые модели и конвейер, поэтому улучшения, сделанные в одной среде, применимы и к другой.

Эта производительность также создала пространство для роста. Более эффективно используя возможности своего оборудования, Volley высвободила ресурсы, которые теперь направляются на модернизацию камер, что обеспечивает игрокам еще лучший опыт на корте без изменения базового конвейера.

Не менее важно и то, насколько легко Volley может обучать и совершенствовать эти модели. Вместо ручной разметки изображений Volley записывает сессии на корте и создает обширную библиотеку клипов с конкретными ситуациями, которые необходимо зафиксировать.

Затем она пропускает эти кадры через более медленные, высокопроизводительные модели оценки позы, 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 «полевые» модели учатся на результатах более тяжелых моделей, при этом продолжая работать в реальном времени.

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

Результат использования моделей Ultralytics YOLO проявляется в том, насколько широко Volley может применять интерактивный коучинг. Система была развернута примерно на 250 тренажерах и камерах в целом. Каждое устройство захватывает и обрабатывает видео в реальном времени на своем встроенном оборудовании.

Один тренажер работает для тенниса, паделя, платформенного тенниса и пиклбола. Одно и то же устройство может перемещаться между кортами в течение дня, а возможности классификации изображений YOLO позволяют ему правильно функционировать, где бы оно ни находилось.

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

Эта осведомленность в реальном времени формирует то, что видят игроки. За 20-минутную сессию AI Volley оценивает удары, перемещения и выбор позиции игроком. Затем система выдает объективный рейтинг мастерства Volley Skill Rating и детальный разбор игры по каждому удару.

Тот же конвейер меняет способ тренировок игроков. Тренажер подает мячи в зависимости от того, где игрок стоит на корте, чтобы он мог отрабатывать работу ног и комбинации, такие как «подача + 1», полностью без использования рук.

Link to this sectionПроектирование следующего поколения ракетных видов спорта#

По мере развития Volley компания стремится сделать тренировки по ракетным видам спорта такими же измеримыми и основанными на данных, как системы, которые трансформировали гольф. Объединяя компьютерное зрение в реальном времени с объективной оценкой навыков, компания помогает клубам перейти от простой эксплуатации кортов к активному развитию игроков.

Модели Ultralytics YOLO продолжают способствовать этой работе. Сегодня Volley запускает свой производственный конвейер на Ultralytics YOLO11 и уже начала изучение Ultralytics YOLO26, следующего поколения моделей компьютерного зрения, чтобы принести адаптивный и насыщенный данными коучинг еще большему количеству игроков и клубов.

Интересуешься vision AI? Ознакомься с нашими licensing options, чтобы внедрить компьютерное зрение в свои проекты. Загляни в наш GitHub repository и присоединяйся к нашему community. Исследуй AI in robotics и computer vision in logistics на наших страницах с решениями.