초록 ▼

연구개요
본 연구는 대표적 팀 스포츠인 축구 경기에서 수집된 시공간적(spatio-temporal) 센서 데이터로부터 축구 경기와 관련된 고도화된 정보를 추론해낼 수 있는 인공지능 기술 연구를 목표로 한다. 시공간적 센서 데이터란 GPS와 IMU 센서로부터 수집된 선수들의 경기 중 시계열 위치 및 움직임 정보를 의미한다. 기존의 스포츠 웨어러블 기기들은 조깅이나 사이클, 등산, 웨이트 트레이닝과 같은 개인 스포츠에 국한되어 개인의 운동량과 소모된 칼로리를 계산해주는 운동 보조기기의 역할을 수행하고 있다. 또한 축구, 미식축구,

연구개요
본 연구는 대표적 팀 스포츠인 축구 경기에서 수집된 시공간적(spatio-temporal) 센서 데이터로부터 축구 경기와 관련된 고도화된 정보를 추론해낼 수 있는 인공지능 기술 연구를 목표로 한다. 시공간적 센서 데이터란 GPS와 IMU 센서로부터 수집된 선수들의 경기 중 시계열 위치 및 움직임 정보를 의미한다. 기존의 스포츠 웨어러블 기기들은 조깅이나 사이클, 등산, 웨이트 트레이닝과 같은 개인 스포츠에 국한되어 개인의 운동량과 소모된 칼로리를 계산해주는 운동 보조기기의 역할을 수행하고 있다. 또한 축구, 미식축구, 농구 등 팀 스포츠에서 수집된 GPS와 IMU 데이터를 활용하는 기존 연구들의 경우 각 선수들의 운동량(뛴 거리, 최고 속도, 스프린트 횟수, 히트맵 등)이나 전체 팀의 운동량 정보를 합산하여 정량적 지표로 활용하는 데 그치고 있다. 그러나 팀 스포츠에서는 단순히 운동량에 대한 정량적 지표보다 각 선수들이 팀의 승리에 어느 정도 기여했는지를 보다 다양한 요소를 종합하여 판단해야 한다. 특히 본 연구에서는 GPS와 IMU 센서를 통해 얻어진 선수들의 움직임 정보만으로 고도화된 수준의 경기 및 선수 분석을 수행하는 것을 목표로 한다. 현재 Prozone, bepro11과 같은 축구 경기 분석 플랫폼들은 축구 경기 데이터 취득을 위해 경기장에 여러 대의 카메라를 시야가 확보된 높은 위치에 미리 설치하고 취득된 영상들을 비교 분석하는 방식을 활용한다. 그러나 이는 비용이나 보편적으로 활용될 수 없는 방법이다. 본 연구에서는 공의 위치는 알 수 없다는 것을 가정하고 선수들의 움직임만으로 축구 경기 분석을 고도화하는 연구를 수행하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
세 가지 연구 목표로 제안된 것은 시계열 세그멘테이션 기반 경기 이벤트 자동 검출 알고리즘, 선수 위치 및 움직임 데이터 기반 경기 중 공 위치 추정 알고리즘, 비지도 모방 학습 기반 최적 움직임 경로 예측 알고리즘으로 그 중 앞의 두 가지 항목에서는 뛰어난 성능을 보이는 연구 결과가 도출되었다. 이벤트 자동 검출의 경우 대부분 90%를 상회하는 검출 정확도를 보였으며 공의 위치를 예측하는 기술의 경우 4.4미터 대의 평균 위치 오차를 보였으며 부분적으로 공의 실제 위치 정보가 20% 정도 주어지는 경우에는 1미터 정도로 아주 정밀한 예측 결과를 보였다. 그 외에도 본 연구계획서에서 제시되지 않았던 연구 주제인 IMU 데이터의 누적 오차를 보정하는 방법, 선수들의 플레이스타일을 자동 분석하는 방법, 경기 중 포메이션 및 전술 패턴을 자동적으로 검출하는 방법, GPS와 영상 데이터를 효과적으로 결합하여 정확한 데이터를 얻어내는 방법 등 다양한 연구 목표에서 성과를 보였다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구 성과를 기반으로 스포츠 빅데이터 분석 작업을 자동화할 시, 현재 글로벌 선두 업체 기준 1/3 수준의 가격 경쟁력을 확보할 수 있으며 30%의 추가 비용 절감이 예상된다. 또한, 분석 프로세스 자동화와 분석 지표 고도화를 통해 전체 분석 시스템 효율성이 극대화되어 국내 원천기술이 글로벌 스포츠 분석 시장에서 기술적 경쟁력을 확보할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 25