高福旺 余卫东

摘 要：针对传统轨迹预测模型由于对目标运行状态响应迟缓导致轨迹偏移较大，预测结果不准确的问题，提出基于自适应IMM的足球直接任意球运行轨迹预测模型。通过分析足球直接任意球特点，确定运行参数，以参数作为输入，获取不同时刻的足球直接任意球运行状态估计值，利用自适应IMM算法计算目标状态估计值的概率密度函数，得到目标的预测概率，依据预测概率实时更新目标的状态估计值，获得具有线性特征的状态函数，实现足球直接任意球运行轨迹的预测。实验结果表明：设计的轨迹预测模型各参数RMSE值低，轨迹偏移量小，说明该模型能够获取更加准确的预测结果。

关键词：自适应IMM;足球任意球;运行轨迹;预测模型;状态估计值

中图分类号：G843  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2021）01-0080-04

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通过观察足球比赛视频可知，足球直接任意球是一种变化比较多、复杂多样的进球方式，在足球比赛中有很多经典镜头，有一些无法复制的进球技巧具有很强的借鉴意义和研究意义[1，2]。在足球比赛场上，直接任意球能够起到决定比赛趋势的作用，研究足球直接任意球的运行轨迹，对其进行预测一方面能够更好地帮助守门员防守，另一方面也能帮助足球运动员提升球技，不管从哪一方面说，都会为观众提供精彩绝伦的足球比赛[3-5]。

对于足球运行轨迹的预测研究，国外学者在过去几年提出了各种轨迹预测模型，如隐马尔可夫模型，该模型通过聚类将整体区域划分成多个小区域，通过隐马尔可夫模型对各个区域进行训练得出最终模型。……