Understanding Football Receiver Routes Through Functional Data Clustering

Receiver routes are central to offensive strategy in football because they determine how teams create space, move the ball, and design passing plays. We use functional principal component analysis (FPCA) to cluster these routes by treating each trajectory as a smooth curve. FPCA provides a low-dimensional representation of the trajectories. Clustering methods can then be applied to the resulting FPC scores, with each cluster corresponding to a common route type. These route clusters offer interpretable insight into how teams advance the ball on each play and are useful for downstream tasks. For example, the cluster-specific FPC scores can be used as predictors in a regression model for route completion. Using a group lasso approach allows us to assess the contribution of different route types to completion outcomes.

Comprendre les trajectoires des receveurs de football grâce au regroupement fonctionnel des données

Les trajectoires des receveurs sont au cœur de la stratégie offensive au football américain, car elles déterminent la manière avec laquelle les équipes créent des espaces, font circuler le ballon et conçoivent leurs jeux de passe. Nous utilisons l'analyse en composantes principales fonctionnelles (FPCA) pour regrouper ces trajectoires en traitant chacune d'elles comme une courbe lisse. La FPCA fournit une représentation à faible dimension des trajectoires. Des méthodes de regroupement peuvent ensuite être appliquées aux scores FPC obtenus, chaque groupe correspondant à un type de trajectoire commun. Ces groupes de trajectoires procurent des informations exploitables sur la manière dont les équipes font progresser le ballon à chaque action et sont utiles pour les tâches en aval. Par exemple, les scores FPC spécifiques à chaque groupe peuvent être utilisés comme prédicteurs dans un modèle de régression pour la réalisation des trajectoires. L'utilisation d'une approche de type « lasso de groupe » nous permet d'évaluer la contribution des différents types de trajectoires aux résultats obtenus.

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