AI를 활용한 야구 경기 추적: 동적 필드 분석 구현 가이드

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TL;DR

이 아티클은 고속 이동 물체 추적이 어려운 야구 경기 분석을 위해 Roboflow 플랫폼을 활용한 컴퓨터 비전 파이프라인 구축 방법을 설명합니다. RF-DETR 아키텍처를 사용하여 낮은 추론 지연 시간을 확보하고, OC-SORT 알고리즘을 통해 물체가 일시적으로 가려지는 상황에서도 연속적인 궤적을 유지하는 메커니즘을 다룹니다. 실제 학습 결과 mAP@50 82.5%의 성능을 기록했으며, 데이터 증강과 워크플로 설계를 통해 실시간 텔레메트리 시스템을 구현할 수 있음을 입증했습니다. 이를 통해 고가의 하드웨어 없이도 투구 경로 및 타구 속도와 같은 정밀한 스포츠 데이터를 자동 추출할 수 있습니다.

섹션별 상세

야구공은 시속 160km 이상의 속도로 이동하며 크기가 작아 일반적인 객체 탐지 모델로는 연속적인 추적이 어렵습니다. Roboflow는 RF-DETR(Real-time Flat Detection Transformer) 아키텍처를 도입하여 고속 스포츠 시퀀스에서도 낮은 지연 시간과 높은 정확도를 동시에 제공합니다. 실제 학습 결과 mAP@50 82.5%, F1-Score 84.7%를 달성하여 경기장 배경 소음 속에서도 공과 선수를 정밀하게 구분해냈습니다. 이러한 고성능 모델은 실시간 필드 텔레메트리 데이터를 생성하는 핵심 엔진 역할을 수행합니다.

야구 경기 장면에서 공, 글러브, 신발, 베이스 등을 탐지하고 추적하는 Vision AI 실행 화면 — Screenshot모델이 실제 경기 영상에서 다양한 클래스를 객체 탐지하고 있음을 보여줍니다. 특히 공의 이동 경로를 선으로 표시하여 궤적 추적 기능이 작동하고 있음을 시각적으로 증명합니다.

Roboflow 플랫폼에서 RF-DETR, YOLOv11 등 다양한 모델 아키텍처를 선택하는 화면 — Screenshot사용자가 프로젝트 요구사항에 맞춰 RF-DETR Small과 같은 최적의 아키텍처를 선택할 수 있는 인터페이스를 보여줍니다. 각 모델의 속도와 정확도 트레이드오프를 확인할 수 있습니다.

Confidence Threshold에 따른 F1, Precision, Recall 성능 곡선 그래프 — Chart최적의 신뢰도 임계값인 47%에서 모델의 성능 지표를 분석한 결과입니다. Precision과 Recall의 균형을 통해 실무에 적합한 모델 성능을 평가하는 과정을 나타냅니다.

객체 탐지 모델은 각 프레임을 독립적으로 처리하므로 물체가 가려지면 추적 흐름이 끊기는 문제가 발생합니다. 이를 해결하기 위해 OC-SORT(Observation-Centric SORT) 트래킹 블록을 적용하여 물체의 운동 모멘텀을 계산하고 프레임 간 역사적 인식을 유지합니다. 공이 타자의 몸이나 글러브에 일시적으로 가려지더라도 예상 경로를 계산하여 고유 ID를 안정적으로 유지하는 방식입니다. 결과적으로 끊김 없는 이동 궤적 데이터를 확보하여 투구의 발사 각도와 비행 호를 정확히 매핑할 수 있습니다.

OC-SORT Tracker 블록의 설정 파라미터와 트래커 선택 옵션 — DiagramRoboflow Workflows에서 OC-SORT, ByteTrack, SORT 중 적합한 트래커를 선택하고 세부 파라미터를 조정하는 구성을 보여줍니다. 고속 물체 추적을 위한 기술적 설정 단계를 설명합니다.

다양한 경기장 조명과 그림자 환경에서도 모델이 안정적으로 작동하도록 정교한 데이터 증강 전략을 사용합니다. 입력 이미지를 512x512 해상도로 표준화하고, 채도를 -25%에서 +25% 사이로 조절하며 노출 값을 변형하여 가혹한 경기장 조명 조건에 대비합니다. 이러한 전처리를 통해 학습 데이터셋을 2배로 확장함으로써 모델의 일반화 성능을 극대화했습니다. 이는 모델이 훈련되지 않은 낯선 야구장 환경에서도 높은 정밀도를 유지하게 만드는 필수적인 단계입니다.

복잡한 비전 태스크를 처리하기 위해 Roboflow Workflows의 시각적 캔버스에서 노드 기반의 로직을 구성합니다. 입력 블록에서 원본 픽셀 데이터를 받아 RF-DETR 노드에서 추론을 수행하고, 그 결과를 OC-SORT 트래커와 연결하여 시각화 파이프라인으로 전달합니다. Trace, Bounding Box, Label 시각화 블록을 직렬로 연결하여 최종적으로 궤적과 레이블이 포함된 주석 처리된 영상 스트림을 출력합니다. 개발자는 코딩 부담 없이 모듈형 블록 연결만으로 정교한 분석 시스템을 구축할 수 있습니다.

언급된 리소스

문서Roboflow Universe Baseball Datasets

DemoRoboflow Platform