作者：張語格
審核：陳旭東
2022世界杯將在幾個月后的卡塔爾正式開幕，平時喜歡看足球的你，可能好奇過一件事，每場比賽，球員們的運動數(shù)據(jù)，究竟是怎么統(tǒng)計出來的？
其實這背后，隱藏著很多的高科技。簡單來說，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，由運動員身上佩戴的設(shè)備，和活躍在賽場旁邊的人工智能攝像機共同實現(xiàn)。
比如你常常會在看比賽時，發(fā)現(xiàn)運動員穿戴的黑色小背心。這是在2000年就被發(fā)明出來的體育實時定位系統(tǒng)，衣服背面肩胛骨的部位，安裝了微型GPS系統(tǒng)，正面還有心率帶，可以統(tǒng)計球員的跑動距離、最高速度、爆發(fā)力、沖刺次數(shù)，以及運動心率，大概有16個檢測指標(biāo)。比賽結(jié)束，每個球員在球場上展示出的具體數(shù)據(jù)是多少，都可以通過這個反映出來。教練團隊也就能及時發(fā)現(xiàn)球員們的長處和不足，并進行針對性的改善，甚至還能通過場邊的接收天線、電腦聯(lián)網(wǎng)，進行實時分析。
此外，系統(tǒng)還可以監(jiān)測心臟，以及身體其他部位的傷病，比如雙腳落地不均等等。
歐洲很多體育公司，都在著手開發(fā)這方面的監(jiān)測系統(tǒng)，并與足球俱樂部展開深度合作。STARTsport公司，就常年為皇馬、巴薩、阿森納等俱樂部提供數(shù)據(jù)服務(wù)。連斯特林、凱恩、馬奎爾這些英超巨星，都認識到其發(fā)展?jié)摿?，斥巨資對其進行投資。
以色列一家名為PlayerMaker的公司，則另辟蹊徑，選擇在球鞋上下功夫。他們把數(shù)據(jù)傳感器，用硅膠綁帶，固定在球鞋后側(cè)。這個傳感帶，可以有效捕捉球員運動時的雙腳數(shù)據(jù)，像是傳球次數(shù)、傳球成功率、跑動距離、沖刺速度、觸球次數(shù)，都可以匯總起來，交給人工智能分析。
國際足聯(lián)發(fā)展總監(jiān)，著名教練溫格，非?？粗羞@套設(shè)備，在研發(fā)團隊融資期間，給了很大的助推。相比于傳統(tǒng)的采集設(shè)備，安裝在球鞋上的系統(tǒng)，不僅采集更精準(zhǔn)，還最大程度減少對球員的影響。這次卡塔爾世界杯，據(jù)說英格蘭隊和阿根廷隊，都會使用該系統(tǒng)，你看球時，別忘了觀察一下。
PlayerMaker還有更大的野心，就是在全球建立數(shù)據(jù)分析庫，可以在球員的青少年時期，就發(fā)現(xiàn)其中的潛力股和佼佼者。
除了球員所佩戴的設(shè)備，球場外也安裝了大量的高速熱成像攝像機，可以實時捕捉球員們的運動情況。早在上個世紀(jì)90年代，影像處理跟蹤系統(tǒng)出現(xiàn)后，就有了固定攝像頭，覆蓋整個球場，記錄影像數(shù)據(jù)。
在技術(shù)不發(fā)達的時候，采集主要是手動的，工作量大，采集時間也長，直到后來，計算機視覺技術(shù)引入到足球軌跡數(shù)據(jù)采集流程，通過計算機識別球場上每個運動員的位置，效率才大大提高。
計算機識別系統(tǒng)，主要通過球員身上的信號發(fā)射器，與場外的接收器聯(lián)動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)捕捉。
但我們要知道，室外球場的開闊性，導(dǎo)致會有大量的云層和陽光，對目標(biāo)進行遮擋，很難有效的捕捉數(shù)據(jù)。
為此很多公司都進行了多次的算法迭代。比如提取目標(biāo)的影像為正樣本，其周圍目標(biāo)的影像為負樣本，正樣本為1，負樣本為0，并確定權(quán)重，離目標(biāo)越近，接近1，離目標(biāo)越遠，接近0，結(jié)合數(shù)據(jù)提高分析能力。
此外，數(shù)據(jù)公司還會使用多攝像頭的跟蹤方式，當(dāng)一名運動員被其他球員遮擋，迅速切換到其他視角，觀察球員，獲得其運動的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
還有些系統(tǒng)，甚至可以通過粒子濾波技術(shù)，對球員進行位置追蹤和陣型檢測。
采集人員把特定目標(biāo)作為跟蹤目標(biāo)，而當(dāng)跟蹤框轉(zhuǎn)移到其他球員上，或者目標(biāo)被遮擋，以及置信度低于預(yù)先設(shè)定的閾值，系統(tǒng)都可以要求停止跟蹤，手動更正。
有了大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和跟蹤系統(tǒng)，教練團隊可以對整場比賽的數(shù)據(jù)變化和態(tài)勢一覽無余，加強對比賽的分析。
早在2010年出現(xiàn)的可視化系統(tǒng)soccer scoop系統(tǒng)，可以將球員不同身體部位進行統(tǒng)計和編碼，直觀分析球員統(tǒng)計指標(biāo)。
outflow系統(tǒng)，可以歸納、聚合、統(tǒng)計，像進球和失球等比賽關(guān)鍵事件。
而 soccerstories 系統(tǒng)，還能將比賽中不同的局部傳球路線，繪制到球場相應(yīng)位置，將其聚合，數(shù)據(jù)分析師能從中觀察出球隊的傳球模式。
通過大量的數(shù)據(jù)采集捕捉，球場上每個區(qū)域的威脅性評估，傳球頻率，球員活動規(guī)律性，都可以充分在電腦中被展現(xiàn)出來。
歐洲有很多知名高校，都展開了比賽數(shù)據(jù)分析的相關(guān)項目。像英國利物浦的約翰莫爾大學(xué)，運動學(xué)教授，開創(chuàng)了早期的視頻捕捉分析技術(shù)，與阿森納、切爾西、埃弗頓等俱樂部，都有密切的科研聯(lián)系。
德國的科隆體育大學(xué)，則通過對足球比賽的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為德國國家隊服務(wù)。早在2006世界杯期間，德國隊與阿根廷隊的四分之一決賽中，科隆體育大學(xué)，就通過分析對手的進攻路線、核心球員的技術(shù)特征和跑動特點，以及防守球員的組織和協(xié)同站位，給德國隊提供了大量的技術(shù)支持，最終幫他們戰(zhàn)勝了阿根廷隊。
很多科技公司，也在做相關(guān)的研究與開發(fā)。
比如位于英國倫敦的老牌體育數(shù)據(jù)公司Opta，通過視頻捕捉采集技術(shù)，來記錄球員每次觸球的位置和時間，團隊跑動的熱圖、傳球線路圖、進球線路圖、進攻分析等，不僅可以幫助球隊分析比賽數(shù)據(jù)，也可以指導(dǎo)他們根據(jù)球員特性，來買賣球星。
用科技指導(dǎo)足球，方便了教練組和團隊制定戰(zhàn)術(shù)，同時也能讓我們每個球迷，了解不同地域和聯(lián)賽的戰(zhàn)術(shù)風(fēng)格，這就是科技之光，帶來的魅力。
參考資料：
1，足球運動員的黑背心，究竟有多黑科技？https://www.easthulk.com/6347
2，溫格投資！一根200美元的智能足球鞋帶，獲投資4000萬。https://baijiahao.baidu.com/s?id=1736387850761998105&wfr=spider&for=pc
3，上海體育學(xué)院學(xué)報：基于KCF算法的足球運動員體能錄像跟蹤技術(shù)研究：http://www.xml-data.org/SHTYXYXB/html/58c8c783-8b52-4ffb-a405-883b5ac19ce5.htm#close
4，河北師范大學(xué)碩士論文：比賽數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)在中超聯(lián)賽的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。
5，足球比賽數(shù)據(jù)可視分析：https://blog.csdn.net/weixin_45585364/article/details/115315189
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