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Establishing the Delaunay method for formation structure in team sports

Research Project

Project/Area Number 18K18013
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 60030:Statistical science-related
Research InstitutionRissho University (2021)
Chuo University (2018-2020)

Principal Investigator

Narizuka Takuma  立正大学, データサイエンス学部, 専任講師 (60803616)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2018: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Keywordsフォーメーション / ドロネーネットワーク / 最小到達時間 / スペース評価 / 運動モデル / 集団スポーツ / Vicsek model / 姿勢解析 / フォーメーション解析 / 3次元座標推定 / サッカー / フェンシング / 卓球 / パス回しネットワーク / 隣接時間分布 / 階層的クラスタリング / ドロネー分割 / ドロネーネットワーク法 / 集団運動 / 統計物理学
Outline of Final Research Achievements

We developed a Delaunay method for formation structure in team sports and applied it to various systems. For soccer games, we proposed an algorithm that can cluster formations over multiple games. We also proposed a fundamental framework for space evaluation based on minimum arrival time. For the Vicsek model, we used the Delaunay method to characterize lifetime distributions of adjacency relationships. We showed that the shape of the distribution changes depending on the difference in the collective behavior of particles. Furthermore, we developed a system to extract players' postures in fencing and table tennis games.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

サッカーにおいてトラッキングデータが普及する中,スポーツの現場では新たな解析手法が必要とされている.本研究では集団スポーツのフォーメーション解析手法であるドロネーネットワーク法を発展させるとともに,新たに最小到達時間に基づくスペース評価手法を提案した.これにより,サッカーにおいてあいまだったフォーメーションとスペースという概念が数学的に定量化され,今後,戦術分析,選手・チーム評価,戦況の可視化など幅広い応用が期待される.また,ドロネーネットワーク法はスポーツだけでなくアクティブマターの解析にも有効なことが分かったため,これまで統計物理が苦手とした少数多体系一般を扱う手法として今後期待される.

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Preferential model for the evolution of pass networks in ball sports2021

    • Author(s)
      Ken Yamamoto, Takuma Narizuka
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 103 Issue: 3 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1103/physreve.103.032302

    • URL

      https://u-ryukyu.repo.nii.ac.jp/records/2020708

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Space evaluation in football games via field weighting based on tracking data2021

    • Author(s)
      Narizuka Takuma、Yamazaki Yoshihiro、Takizawa Kenta
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 5509-5509

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84939-7

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Clustering algorithm for formations in football games2019

    • Author(s)
      Narizuka Takuma、Yamazaki Yoshihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 13172-13172

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48623-1

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lifetime distributions for adjacency relationships in a Vicsek model2019

    • Author(s)
      Narizuka Takuma、Yamazaki Yoshihiro
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 100 Issue: 3 Pages: 032603-032603

    • DOI

      10.1103/physreve.100.032603

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  • [Journal Article] 映像に基づく姿勢データベース構築と時系列解析2019

    • Author(s)
      成塚拓真,山崎義弘
    • Journal Title

      統計数理研究所共同研究リポート

      Volume: 423 Pages: 109-114

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      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] 対戦型集団スポーツの数理―サッカーを題材に―2018

    • Author(s)
      成塚拓真,山崎義弘
    • Journal Title

      オペレーションズ・リサーチ

      Volume: 63 Pages: 614-620

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Examination of Markov-chain approximation in football games based on time evolution of ball-passing networks2018

    • Author(s)
      Yamamoto Ken、Narizuka Takuma
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 98 Issue: 5 Pages: 052314-052314

    • DOI

      10.1103/physreve.98.052314

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      瀧澤健太,坂本郁也,山崎義弘,山本健,成塚拓真
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      香川渓一郎,成塚拓真,山本健,山崎義弘
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      第11回スポーツデータ解析コンペティション
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      成塚拓真,瀧澤健太,山崎義弘
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  • [Presentation] 運動モデルによる最小到達時間の定量化とサッカーのスペース評価2021

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      成塚拓真,瀧澤健太,山崎義弘
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      瀧澤健太,成塚拓真,山崎義弘
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      日本物理学会第76回年次大会
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  • [Presentation] 運動モデルによる最小到達時間の定量化とスペースの評価2020

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      成塚拓真,山崎義弘,瀧澤健太
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      2020年度統計関連学会連合大会
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  • [Presentation] トラッキングデータに基づく運動モデルの妥当性の検証2020

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      瀧澤健太,藤野沢哉,成塚拓真,山崎義弘
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      第10回スポーツデータ解析コンペティション
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  • [Presentation] Burstiness for adjacency relationships in a Vicsek modelvv2020

    • Author(s)
      Narizuka Takuma, Yamazaki Yoshihiro
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      NetSci-X 2020
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vicsekモデルにおける隣接時間分布の統計則2020

    • Author(s)
      成塚拓真,瀧澤健太,山崎義弘
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      日本物理学会2020年次大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Characterization of the formation structure in team sports using Delaunay triangulation2019

    • Author(s)
      Narizuka Takuma, Yamazaki Yoshihiro
    • Organizer
      DSSV2019
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドロネーネットワーク法に基づく対戦型スポーツのフォーメーション解析2019

    • Author(s)
      成塚拓真
    • Organizer
      中山財団第26回研究成果発表会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 運動モデルによる最小到達時間の定量化とスペースの評価2019

    • Author(s)
      成塚拓真,瀧澤健太,山崎義弘
    • Organizer
      第9回スポーツデータ解析コンペティション
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  • [Presentation] Vicsekモデルにおける隣接時間分布のバースト性について2019

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      成塚拓真,山崎義弘
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      統計数理研究所共同研究集会「社会物理学の新展開」
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Characterization of the formation structure in team sports by using Delaunay triangulation2018

    • Author(s)
      Takuma Narizuka, Yoshihiro Yamazaki
    • Organizer
      Netsci 2018
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vicsekモデルにおける隣接時間分布のバースト性について2018

    • Author(s)
      成塚拓真,山崎義弘
    • Organizer
      日本物理学会2018秋季大会
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  • [Presentation] Burstiness in adjacency relationships of Vicsek model2018

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      Takuma Narizuka, Yoshihiro Yamazaki
    • Organizer
      APEF2018
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 映像に基づく姿勢のデータベース構築と時系列解析2018

    • Author(s)
      成塚拓真,山崎義弘
    • Organizer
      第8回スポーツデータ解析コンペティション
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  • [Book] 複雑系叢書ー複雑系としての経済・社会2019

    • Author(s)
      (分担執筆)成塚拓真
    • Total Pages
      156
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320034471
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 個人ウェブサイト

    • URL

      https://sites.google.com/site/takumanarizuka/japanese

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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