特開 2024-28102 位置算出プログラム、位置算出方法および情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024028102

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】位置算出プログラム、位置算出方法および情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 21/854 20110101AFI20240222BHJP

   H04N 21/258 20110101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

H04N21/854

H04N21/258

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070243

(22)【出願日】2023-04-21

(31)【優先権主張番号】P 2022131388

(32)【優先日】2022-08-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中山 智由

(72)【発明者】

【氏名】半野 宏和

【テーマコード（参考）】

5C164

【Ｆターム（参考）】

5C164FA04

5C164MB13S

5C164MC01P

5C164SB01S

5C164SB29S

5C164SC11P

5C164YA30

(57)【要約】

【課題】直線区間と曲線区間を有するコースを移動する各移動体の位置関係を、直線を用いて正確に表すことを課題とする。
【解決手段】オーバーレイ装置は、直線区間と曲線区間とを有するコース上に、位置情報が既知である複数のチェックポイントと、前記複数のチェックポイントを順番に結ぶ各直線を設定する。オーバーレイ装置は、コースで移動する各移動体に取り付けられたセンサから、各移動体の第１の位置情報を取得する。オーバーレイ装置は、各移動体の第１の位置情報を各直線に近似させた各第２の位置情報に変換し、複数のチェックポイントの位置情報と各第２の位置情報を用いて、各移動体の相対的な位置を特定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータに、
直線区間と曲線区間とを有するコース上に、位置情報が既知である複数のチェックポイントと、前記複数のチェックポイントを順番に結ぶ各直線を設定し、
前記コースで移動する各移動体に取り付けられたセンサから、前記各移動体の第１の位置情報を取得し、
前記各移動体の第１の位置情報を前記各直線に近似させた各第２の位置情報に変換し、
前記複数のチェックポイントの位置情報と前記各第２の位置情報を用いて、前記各移動体の相対的な位置を算出する、
処理を実行させることを特徴とする位置算出プログラム。

【請求項2】

前記設定する処理は、
前記直線区間の一端である各チェックポイントについて、当該直線区間と垂直かつチェックポイントを通る直線を境界線に設定し、
前記曲線区間上に位置する各チェックポイントについて、前記各直線のうち当該チェックポイントを一端とする２つの直線がなす角度を２分割する方向で当該チェックポイントを通る直線を境界線に設定し、
前記変換する処理は、
前記各移動体がどのチェックポイントの境界線を通過したかにより、近似先とする前記直線を特定し、
前記第１の位置情報を、特定された前記直線に近似させた前記第２の位置情報に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置算出プログラム。

【請求項3】

前記変換する処理は、
前記直線区間の一端である前記チェックポイントに対して、次のチェックポイントに向かう単位ベクトルを進行方向のベクトルとして算出し、
前記曲線区間上の前記チェックポイントに対して、前記境界線により分けられる領域のうち次のチェックポイントを含む領域側で前記境界線と垂直な方向の単位ベクトルを進行方向のベクトルとして算出し、
前記移動体が通過した最新のチェックポイントの次のチェックポイントから前記移動体へ向かうベクトルと、前記次のチェックポイントの進行方向のベクトルとの内積が正の値の場合に、前記移動体が前記次のチェックポイントの境界線を通過した特定し、前記内積が負の値の場合に、前記移動体が前記次のチェックポイントの境界線を通過していないと特定し、
通過した最新の前記境界線のチェックポイントと次のチェックポイントとの間に設定された前記直線を近似先と特定し、
前記第１の位置情報を、特定された前記直線に近似させた前記第２の位置情報に変換する、
ことを特徴とする請求項２に記載の位置算出プログラム。

【請求項4】

前記変換する処理は、
前記直線区間に位置する前記移動体の前記第２の位置情報として、
通過した最新のチェックポイントから前記移動体へのベクトルと、前記最新のチェックポイントの進行方向のベクトルとの内積を、前記移動体の走行距離として算出し、
最新のチェックポイントから前記移動体へのベクトルと、前記最新のチェックポイントの進行方向のベクトルを時計回りに９０度回転させたベクトルとの内積を、前記移動体の横位置として算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の位置算出プログラム。

【請求項5】

前記変換する処理は、
前記曲線区間に位置する前記移動体の前記第２の位置情報として、
通過した最新のチェックポイントを一端とする前記曲線区間の両端の各チェックポイントの境界線の第１の交点と前記移動体とを結んだ直線と、前記両端の各チェックポイント間に設定された直線との第２の交点を算出し、
前記最新のチェックポイントから前記第２の交点までの距離を前記移動体の走行距離として算出し、
前記第２の交点から前記移動体への距離を、前記移動体の横位置として算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の位置算出プログラム。

【請求項6】

前記変換する処理は、
前記曲線区間の一端である前記最新のチェックポイントから前記曲線区間の他端であるチェックポイントへのベクトルと、前記最新のチェックポイントから前記移動体へのベクトルとの外積が正の値の場合、前記第２の交点から前記移動体への距離を、前記移動体の横位置として算出し、前記外積が負の値の場合、前記第２の交点から前記移動体への距離の符号を変換させた値を、前記移動体の横位置として算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の位置算出プログラム。

【請求項7】

前記各移動体のうち、よりゴールに近いチェックポイントを通過している移動体を先頭と特定し、
前記各移動体の前記第２の位置情報を用いて、前記先頭の移動体から他の各移動体への相対的な位置を特定し、
前記相対的な位置で直線状に前記各移動体を並べたオーバーレイ画像を生成する、
処理を前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項１に記載の位置算出プログラム。

【請求項8】

前記特定する処理は、
前記各移動体について、前記第２の位置情報および前記第２の位置情報よりも過去に算出された複数の位置情報を用いて移動平均を算出し、
前記各移動体の移動平均を用いて、前記先頭の移動体から他の各移動体への相対的な位置を特定し、
前記生成する処理は、
前記相対的な位置で直線状に前記各移動体を並べたオーバーレイ画像を生成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の位置算出プログラム。

【請求項9】

前記生成する処理は、
前記先頭の移動体を強調表示させた前記オーバーレイ画像を生成する、
ことを特徴とする請求項８に記載の位置算出プログラム。

【請求項10】

前記生成する処理は、
前記コースに関する情報を取得し、
前記コースに関する情報に含まれる傾斜情報および前記先頭の移動体の速度情報を含む前記オーバーレイ画像を生成する、
ことを特徴とする請求項８に記載の位置算出プログラム。

【請求項11】

コンピュータが、
直線区間と曲線区間とを有するコース上に、位置情報が既知である複数のチェックポイントと、前記複数のチェックポイントを順番に結ぶ各直線を設定し、
前記コースで移動する各移動体に取り付けられたセンサから、前記各移動体の第１の位置情報を取得し、
前記各移動体の第１の位置情報を前記各直線に近似させた各第２の位置情報に変換し、
前記複数のチェックポイントの位置情報と前記各第２の位置情報を用いて、前記各移動体の相対的な位置を特定する、
処理を実行することを特徴とする位置算出方法。

【請求項12】

直線区間と曲線区間とを有するコース上に、位置情報が既知である複数のチェックポイントと、前記複数のチェックポイントを順番に結ぶ各直線を設定し、
前記コースで移動する各移動体に取り付けられたセンサから、前記各移動体の第１の位置情報を取得し、
前記各移動体の第１の位置情報を前記各直線に近似させた各第２の位置情報に変換し、
前記複数のチェックポイントの位置情報と前記各第２の位置情報を用いて、前記各移動体の相対的な位置を特定する、
制御部を有することを特徴とする情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置算出プログラム、位置算出方法および情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、テレビ放送やビデオ通話などでは、映像データの上に別の映像データを重ねて表示するオーバーレイ技術が利用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１９７３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、オーバーレイ技術は、視点等が異なる各映像データを用いて、レース状況をリアルタイムに表示するテレビ放送などに使用されることがある。例えば、レース状況の映像データと、選手等の表示対象の位置関係を直線で表した位置データとをオーバーレイ表示することがある。

【0005】

しかしながら、上記技術では、例えば直線区間と曲線区間を有するレースなどにおいて、直線区間に位置する表示対象と、曲線区間に位置する表示対象との位置関係を正確に特定することができない。その結果、違和感のある映像データが重畳して表示され、オーバーレイ表示の精度も低下する。

【0006】

一つの側面では、直線区間と曲線区間を有するコースを移動する各移動体の位置関係を、直線を用いて正確に表すことができる位置算出プログラム、位置算出方法および情報処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の案では、位置算出プログラムは、コンピュータに、直線区間と曲線区間とを有するコース上に、位置情報が既知である複数のチェックポイントと、前記複数のチェックポイントを順番に結ぶ各直線を設定し、前記コースで移動する各移動体に取り付けられたセンサから、前記各移動体の第１の位置情報を取得し、前記各移動体の第１の位置情報を前記各直線に近似させた各第２の位置情報に変換し、前記複数のチェックポイントの位置情報と前記各第２の位置情報を用いて、前記各移動体の相対的な位置を特定する、処理を実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

一実施形態によれば、直線区間と曲線区間を有するコースを移動する各移動体の位置関係を、直線を用いて正確に表すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例１にかかるシステムの全体構成を説明する図である。

【図2】図２は、実施例１にかかるオーバーレイ表示の例を説明する図である。

【図3】図３は、実施例１にかかるオーバーレイ装置の機能構成を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、設定データＤＢに記憶される情報の例を示す図である。

【図5】図５は、コース設定を説明する図である。

【図6】図６は、コース設定の読み込み後の事前準備を説明する図である。

【図7】図７は、競走馬が位置する区間の特定を説明する図である。

【図8】図８は、競走馬が直線区間に位置する場合の位置情報の算出を説明する図である。

【図9】図９は、競走馬が曲線区間に位置する場合の位置情報の算出を説明する図である。

【図10】図１０は、オーバーレイ画像の例を説明する図である。

【図11】図１１は、オーバーレイ画像生成の処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】図１２は、実施例２にかかる位置算出の例１を説明する図である。

【図13】図１３は、実施例２にかかる位置算出の例２を説明する図である。

【図14】図１４は、実施例３にかかるオーバーレイ画像を説明する図である。

【図15】図１５は、実施例３にかかるオーバーレイ表示の例を説明する図である。

【図16】図１６は、ハードウェア構成例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示する位置算出プログラム、位置算出方法および情報処理装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、各実施例は、矛盾のない範囲内で適宜組み合わせることができる。

【実施例0011】

＜全体構成＞
図１は、実施例１にかかるシステムの全体構成を説明する図である。図１に示すシステムは、テレビ局等が放送するレースの映像データに重畳させるオーバーレイ画像を生成するシステムの一例である。

【0012】

本実施例では、コースで移動する移動体の一例である競走馬による競馬を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、例えば陸上競技、競輪、競艇、カーレース、トライアスロン、競歩、学校の徒競走など、直線と曲線とを含むコースで行われる各種レースを対象とすることができる。また、生成されるオーバーレイ画像は、テレビ放送に限定されるものではなく、例えばインターネット放送、ＳＮＳ（Social Networking Service）などを用いたライブ放送などの各種放送に適用することができる。

【0013】

図１に示すように、このシステムは、測位衛星１、基準局２、各競走馬もしくは各騎手に取り付けられた複数のセンサ３、位置測位装置４、オーバーレイ装置１０を有し、各装置はネットワークＮを介して接続される。なお、ネットワークＮには、有線や無線を問わず様々なネットワークを採用することができ、例えば閉域ＬＴＥ（Long Term Evolution）サービスが提供される携帯電話網を採用することができる。

【0014】

測位衛星１は、位置測定に用いられる電波をセンサ３に送信する人工衛星の一例であり、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星を用いることができる。基準局２は、競走馬の位置特定の際に基準位置となる装置であり、例えば競馬場において緯度と経度とが予め分かっている場所に設置される。各センサ３は、衛星電波を受信して位置測定を実行する測位センサの一例であり、例えばＧＮＳＳセンサを用いることができる。

【0015】

位置測位装置４は、各競走馬等に取り付けられた各センサ３から位置情報を収集して保持する情報処理装置の一例である。オーバーレイ装置１０は、オーバーレイ画像を生成して出力する情報処理装置の一例である。

【0016】

このようなシステム構成において、基準局２は、閉域ＬＴＥサービスが提供される携帯電話網を介して、位置測位装置４と常時通信して定期的に位置補正用の各種データを位置測位装置４に送信する（Ｓ１）。位置測位装置４は、基準局２から送信されるデータをもとに補正情報を生成し、閉域ＬＴＥサービスを介して各センサ３に配信する（Ｓ２）。

【0017】

各センサ３は、測位衛星１から衛星情報を受信し（Ｓ３）、位置測位装置４から配信された補正情報と、測位衛星１から受信した衛星情報とを用いて、ＧＰＳ（Global Positioning System）時刻に同期した正確な時刻と自己の位置情報を算出して位置測位装置４に送信する（Ｓ４）。

【0018】

位置測位装置４は、各センサ３からデータ（時刻、位置情報）を受信し（Ｓ５）、受信データを本体に格納したり、受信データを画面に表示させたりするとともに、受信データをオーバーレイ装置１０に提供する（Ｓ６）。

【0019】

そして、オーバーレイ装置１０は、位置測定装置４から受信した各センサ３の受信データ（時刻、位置情報）を用いて、直線と曲線とを考慮した各競走馬の位置を正確に算出し、各競走馬の位置を相対的に表したオーバーレイ画像を生成する（Ｓ７）。

【0020】

例えば、オーバーレイ装置１０は、直線区間と曲線区間とを有するコース上に、位置情報が既知である複数のチェックポイントと、複数のチェックポイントを順番に結ぶ各直線を設定する。オーバーレイ装置１０は、コースでレースを行う各競走馬に取り付けられたセンサ３から、各競走馬の第１の位置情報を取得し、各競走馬の第１の位置情報を各直線に近似させた各第２の位置情報を算出する。オーバーレイ装置１０は、複数のチェックポイントの位置情報と各第２の位置情報を用いて、各競走馬の相対的な位置を特定する。

【0021】

このようにしてオーバーレイ装置１０が生成したオーバーレイ画像は、テレビ放送を行う映像システム等に送信された後、映像システムによって、レースのリアルタイム状況を撮像したレースの映像データに重畳されてテレビ放送される。

【0022】

図２は、実施例１にかかるオーバーレイ表示の例を説明する図である。図２に示すように、テレビ放送では、レースのリアルタイムの状況であるレース映像５０ａに、オーバーレイ装置１０が生成したオーバーレイ画像５１が重畳されたレースの映像データ５０が放送される。

【0023】

＜機能構成＞
図３は、実施例１にかかるオーバーレイ装置１０の機能構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、オーバーレイ装置１０は、通信部１１、記憶部１２、制御部２０を有する。

【0024】

通信部１１は、他の装置との間の通信を制御する処理部であり、例えば通信インタフェースなどにより実現される。例えば、通信部１１は、位置測定装置４から各センサ３の受信データ（時刻、位置情報）などを受信し、映像システムなどの指定された宛先に、制御部２０により生成されるオーバーレイ画像を送信する。

【0025】

記憶部１２は、各種データや制御部２０が実行するプログラムなどを記憶する処理部であり、例えばメモリやプロセッサなどにより実現される。この記憶部１２は、設定データＤＢ１３、位置情報ＤＢ１４、オーバーレイ画像ＤＢ１５を記憶する。

【0026】

設定データＤＢ１３は、各競走馬の位置情報の特定に利用する、予め設定された各種設定情報を記憶するデータベースである。ここで記憶される情報は、管理者等が格納してもよく、制御部２０が処理開始に指定された格納先が読み出してもよい。また、ここで記憶される情報は、競馬場ごとに設定される。

【0027】

図４は、設定データＤＢ１３に記憶される情報の例を示す図である。図４に示すように、設定データＤＢ１３は、センサ情報、チェックポイント情報、区間情報などを記憶する。

【0028】

センサ情報は、各競走馬に取り付けられた各センサ３に関する情報である。例えば、センサ情報は、「センサＩＤ、馬名、馬番、帽色」などを記憶する。「センサＩＤ」は、各センサ３を識別する情報である。「馬名」は、センサ３が取り付けられた競走馬（出走馬）の名前である。「馬番」は、出走馬に割り当てられた番号である。「帽色」は、騎手がレースの際かぶるヘルメットの色である。図４の例では、馬番が１で帽色が白色である馬名ＡＡの競走馬にセンサＩＤ＝Ｓ０１のセンサ３が取り付けられていることが示される。すなわち、センサＩＤ＝Ｓ０１のセンサ３が測定する位置情報が、馬名ＡＡの競走馬の位置情報である。

【0029】

チェックポイント情報は、レース中の競走馬の進行方向や位置特定に用いる、コース上に設定したチェックポイントに関する情報である。例えば、チェックポイント情報は、「チェックポイント、位置情報」などを記憶する。ここで記憶される「チェックポイント」は、コース上に設定されたチェックポイントを識別する情報であり、「位置情報」は、各チェックポイントの位置情報（緯度経度）である。図４の例では、チェックポイントｐ１は、「緯度＝Ｘ１、経度＝Ｙ１」の位置に設置されていることが示されている。

【0030】

区間情報は、チェックポイント間の区間に関する情報である。例えば、チェックポイント情報は、「区間、情報」などを記憶する。ここで記憶される「区間」は、どのチェックポイント間かを示す情報であり、「情報」は、区間が直線か曲線かを示す情報である。図４の例では、チェックポイントｐ１とｐ２の間の区間が直線であり、チェックポイントｐ２とｐ３の間の区間が曲線であることが示されている。

【0031】

図３に戻り、位置情報ＤＢ１４は、各センサ３の位置情報を記憶するデータベースである。すなわち、位置情報ＤＢ１４は、各競走馬の位置を記憶する。例えば、位置情報ＤＢ１４は、センサ３ごとに、位置測定装置４から取得した時刻順で、位置測定装置４から取得した位置情報を記憶する。

【0032】

また、位置情報ＤＢ１４は、後述する制御部２０がオーバーレイ画像生成のために算出した各センサ３の位置情報も記憶する。例えば、位置情報ＤＢ１４は、センサ３ごとに、時系列で、制御部２０が算出した位置情報を記憶する。

【0033】

オーバーレイ画像ＤＢ１５は、テレビ放送されるレース映像に重畳させるオーバーレイ画像のデータを記憶するデータベースである。例えば、オーバーレイ画像ＤＢ１５は、生成された時系列順でオーバーレイ画像を記憶する。

【0034】

制御部２０は、オーバーレイ装置１０全体を司る処理部であり、例えばプロセッサなどにより実現される。この制御部２０は、位置情報取得部２１、位置算出部２２、画像生成部２３、画像出力部２４を有する。なお、位置情報取得部２１、位置算出部２２、画像生成部２３、画像出力部２４は、プロセッサが有する電子回路やプロセッサが実行するプロセスなどにより実現される。

【0035】

位置情報取得部２１は、各センサ３が測定した各競走馬の位置情報を取得する処理部である。例えば、位置情報取得部２１は、位置測定装置４により収集された各位置情報を、位置測定装置４から取得する。そして、位置情報取得部２１は、取得した位置情報を位置情報ＤＢ１４に格納する。

【0036】

位置算出部２２は、位置情報取得部２１により取得された各センサ３の位置情報（正確な時刻を含む）を用いて、直線区間と曲線区間とを考慮した各競走馬の位置を正確に算出する処理部である。具体的には、位置算出部２２は、位置情報（緯度経度）からメートル座標に変換し、変換したメートル座標を用いて各競走馬（センサ３）の位置を算出する。

【0037】

例えば、位置算出部２２は、経緯度１分あたりの距離の算出や、経緯度からの単位変換については公知の技術を用いることができる。一例を挙げると、位置算出部２２は、位置情報取得部２１から取得した各センサ３の位置情報であって度単位の緯度経度を、式（１）と式（２）とを用いて、メートル座標に変換する。

【0038】

緯度１度あたりの距離（メートル）＝Ｒｙ／３６０・・・式（１）
ただし、Ｒｙは、地球の子午線周囲（メートル）であり、例えば40,009,000である。
経度１度あたりの距離（メートル）＝Ｒｘ×ｃｏｓθ／３６０・・・式（２）
ただし、Ｒｘは、地球の赤道周囲（メートル）であり、例えば40,075,000である。θは、競馬場の緯度（ラジアン）であり、コース設定ファイルの最大緯度と最小緯度の平均値を使用する。なお、ラジアンは、度×π／１８０で算出される。

【0039】

そして、位置算出部２２は、各センサ３のメートル座標を用いて、競走馬がどの区間に位置するかの特定、チェックポイントを用いた進行方向の算出、競走馬が直線区間に位置する場合の横位置と走行距離の算出、競走馬が曲線区間に場合の横位置と走行距離の算出などを実行する。このようにして、位置算出部２２は、各競走馬（センサ３）の位置を算出する。なお、詳細は、後述する。また、横位置とは、競馬でいう横のポジションを示し、進行方向（縦のポジション）と垂直の方向である。

【0040】

画像生成部２３は、位置算出部２２により算出された各競走馬の位置情報を用いて、オーバーレイ画像を生成する処理部である。具体的には、画像生成部２３は、位置情報取得部２１により位置情報が取得される時刻ごとに、位置算出部２２により算出された各競走馬の位置情報を用いて、各競走馬の相対位置を特定する。そして、画像生成部２３は、各競争馬の相対位置を直線状に表したオーバーレイ画像を生成する。その後、画像生成部２３は、時系列順でオーバーレイ画像をオーバーレイ画像ＤＢ１５に格納する。

【0041】

画像出力部２４は、オーバーレイ画像を出力する処理部である。具体的には、画像出力部２４は、オーバーレイ画像ＤＢ１５に記憶されるオーバーレイ画像を時系列で読み出して、順次、映像システムに送信する。

【0042】

＜具体例＞
図５から図９を用いて、位置算出部２２が、式（１）と式（２）を用いて各センサ３の緯度経度をメートル座標に変換した後に実行する各競走馬の位置算出について説明する。すなわち、後述される位置算出は、メートル座標で実行される。また、位置算出部２２は、各競走馬について、センサ３により位置が測定されるたびに、後述する位置算出を実行する。また、位置算出部２２は、各競走馬について算出される位置を、センサ３により測定された時刻によって結びつけることができるので、ある時刻における各競走馬の位置を特定することができる。

【0043】

（設定）
まず、位置算出部２２は、レースのコース設定を設定データＤＢ１３等から読み込む。図５は、コース設定を説明する図である。図５に示すように、位置算出部２２は、コース上に設定されたチェックポイントｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６の緯度経度を読み込む。なお、チェックポイントｐ１は、スタート地点に設定され、チェックポイントｐ６は、ゴール地点に設定される。なお、各チェックポイントは、コースの最も内側に設定する必要はなく、コース上で緯度経度が既知である場所でよく、設置する位置を限定するものではない。

【0044】

また、位置算出部２２は、チェックポイント間の区間の情報を読み込む。具体的には、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１－ｐ２の区間１を「直線」、チェックポイントｐ２－ｐ３の区間２を「曲線」、チェックポイントｐ３－ｐ４の区間３を「曲線」、チェックポイントｐ４－ｐ５の区間４を「曲線」、チェックポイントｐ５－ｐ６の区間５を「直線」として読み込む。なお、チェックポイントの数は一例であり、例えば曲線区間を細かく設定するために、曲線区間に多くのチェックポイントを設定することもできる。

【0045】

（事前準備）
次に、位置算出部２２は、コース設定後の事前準備を実行する。図６は、コース設定の読み込み後の事前準備を説明する図である。図６に示すように、位置算出部２２は、各チェックポイントを順番に結ぶ直線を設定する。具体的には、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１－ｐ２を結ぶ直線ｄ１を設定し、チェックポイントｐ２－ｐ３を結ぶ直線ｄ２を設定し、チェックポイントｐ３－ｐ４を結ぶ直線ｄ３を設定し、チェックポイントｐ４－ｐ５を結ぶ直線ｄ４を設定し、チェックポイントｐ５－ｐ６を結ぶ直線ｄ５を設定する。

【0046】

続いて、位置算出部２２は、各チェックポイントの境界線を算出する。具体的には、位置算出部２２は、直線区間の一端である各チェックポイントについて、当該直線区間と垂直かつチェックポイントを通る直線を境界線に設定する。また、位置算出部２２は、曲線区間上に位置する各チェックポイントについて、各直線のうち当該チェックポイントを一端とする２つの直線がなす角度を２分割する方向で当該チェックポイントを通る直線を境界線に設定する。

【0047】

例えば、位置算出部２２は、チェックポイントが並ぶ方向（コースと平行方向もしくは進行方向）に対して前もしくは後ろが直線区間であるチェックポイントｐ１、ｐ２、ｐ５、ｐ６それぞれについて、その直線区間と垂直かつそのチェックポイントを通る直線を境界線とする。すなわち、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１に対して境界線ｂ１、チェックポイントｐ２に対して境界線ｂ２、チェックポイントｐ５に対して境界線ｂ５、チェックポイントｐ６に対して境界線ｂ６を設定する。

【0048】

また、位置算出部２２は、前と後ろの両方が曲線区間であるチェックポイントについては、前後の直線の角度を２分割する方向でチェックポイントｐ３とｐ４を通る直線を境界線とする。すなわち、位置算出部２２は、チェックポイントｐ３については、直線ｄ２と直線ｄ３とがなる角度を２分割する直線を境界線ｂ３に設定する。同様に、位置算出部２２は、チェックポイントｐ４については、直線ｄ３と直線ｄ４とがなる角度を２分割する直線を境界線ｂ４に設定する。

【0049】

続いて、位置算出部２２は、各チェックポイントの進行方向を算出する。具体的には、位置算出部２２は、直線区間の一端であるチェックポイントに対して、次のチェックポイントへ向かう単位ベクトルを進行方向に設定する。位置算出部２２は、曲線区間上のチェックポイントに対して、境界線により分けられる領域のうち次のチェックポイントを含む領域側で境界線と垂直な方向の単位ベクトルを進行方向に設定する。

【0050】

例えば、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１については、次のチェックポイントｐ２へ向かう単位ベクトルｖ１を進行方向に設定し、チェックポイントｐ２については、境界線ｂ２と次のチェックポイントｐ３側の垂直な方向の単位ベクトルｖ２を進行方向に設定する。位置算出部２２は、チェックポイントｐ３については、境界線ｂ３と次のチェックポイントｐ４側の垂直な方向の単位ベクトルｖ３を進行方向に設定し、チェックポイントｐ４については、境界線ｂ４と次のチェックポイントｐ５側の垂直な方向の単位ベクトルｖ４を進行方向に設定する。位置算出部２２は、チェックポイントｐ５については、次のチェックポイントｐ６へ向かう単位ベクトルｖ５を進行方向に設定する。なお、最終チェックポイントｐ６について進行方向の設定は不要である。

【0051】

続いて、位置算出部２２は、境界線の交点を曲線区間の中心点として算出する。例えば、位置算出部２２は、チェックポイントｐ２とｐ３とを両端とする曲線区間２について、チェックポイントｐ２の境界線ｂ２と、チェックポイントｐ３の境界線ｂ３との交点ｃ２を、曲線区間２の中心点として算出する。同様に、位置算出部２２は、チェックポイントｐ３とｐ４とを両端とする曲線区間３について、チェックポイントｐ３の境界線ｂ３と、チェックポイントｐ４の境界線ｂ４との交点ｃ３を、曲線区間３の中心点として算出する。また、位置算出部２２は、チェックポイントｐ４とｐ５とを両端とする曲線区間４について、チェックポイントｐ４の境界線ｂ４と、チェックポイントｐ５の境界線ｂ５との交点ｃ４を、曲線区間４の中心点として算出する。

【0052】

（競走馬が位置する区間の特定）
次に、位置算出部２２は、競走馬がどの区間に位置するかを特定する。図７は、競走馬が位置する区間の特定を説明する図である。具体的には、位置算出部２２は、競走馬がチェックポイントｐ１からスタートすることから、最初は区間１に各競走馬が位置すると特定する。その後、位置算出部２２は、競走馬がどのチェックポイントの境界線を通過したかにより、次の区間に競走馬が入ったか否かを判定する。具体的には、位置算出部２２は、次のチェックポイントから競走馬へ向かうベクトルと、次のチェックポイントの進行方向を示すベクトル（以下では進行方向ベクトルと記載する場合がある）との内積が正の値の場合に、競走馬が次にチェックポイントの区間に入ったと判定する。

【0053】

例えば、図７に示すように、位置算出部２２は、競走馬の現在位置がｈ１の場合、チェックポイントｐ１の次のチェックポイントｐ２からｈ１に向かうベクトルｖｈ１と、チェックポイントｐ２の進行方向ベクトルｖ２との内積を算出する。この場合、位置算出部２２は、ｖｈ１とｖ２とのなす角が９０度以上であることから、内積（ｖｈ１×ｖ２）は０未満となり、競走馬は境界線ｂ２を通過しておらず区間１に位置すると判定する。

【0054】

一方、位置算出部２２は、競走馬の現在位置がｈ２の場合、チェックポイントｐ１の次のチェックポイントｐ２からｈ１に向かうベクトルｖｈ２と、チェックポイントｐ２の進行方向ベクトルｖ２との内積を算出する。この場合、位置算出部２２は、ｖｈ１とｖ２とのなす角が９０度未満であることから、内積（ｖｈ１×ｖ２）は０より大きくなり、競走馬は境界線ｂ２を通過し区間２に位置すると判定する。

【0055】

（競走馬の位置算出）
次に、位置算出部２２は、競走馬が走行距離と横位置とを算出する。具体的には、位置算出部２２は、各競争場のセンサ３により測定された第１の位置情報を、コース上に設定したチェックポイント間のいずれかの直線に近似させた各第２の位置情報に変換する。そして、位置算出部２２は、複数のチェックポイントの位置情報と各競走馬に対応する各第２の位置情報を用いて、各競争場の相対的な位置を特定する。

【0056】

例えば、位置算出部２２は、位置算出部２２は、競走馬が直線区間に位置する場合は、位置する直線区間の直線との位置関係に基づき、走行距離と横位置とを算出する。一方で、位置算出部２２は、競走馬が曲線区間に位置する場合は、位置する曲線区間に設定された直線に競走馬の位置を近似させて、近似させた位置とチェックポイントとの位置関係に基づき、走行距離と横位置とを算出する。

【0057】

図８は、競走馬が直線区間に位置する場合の位置情報の算出を説明する図である。位置算出部２２は、走行距離として、競走馬が通過済みである最新のチェックポイントから競走馬へのベクトルと最新のチェックポイントの進行方向ベクトルとの内積により走行距離を算出する。また、位置算出部２２は、横位置として、競走馬が通過済みである最新のチェックポイントから競走馬へのベクトルと最新のチェックポイントの進行方向ベクトルを９０度回転させたベクトルとの内積により、進行方向に対して垂直方向の横位置を算出する。

【0058】

例えば、図８に示すように、競走馬がチェックポイントｐ１－ｐ２間の直線区間１のｈ１に位置する場合、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１から競走馬の位置ｈ１へのベクトルｖｈ１と、チェックポイントｐ１の進行方向ベクトルｖ１との内積（ｖｈ１×ｖ１）により算出される値を、走行距離と算出する。すなわち、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１から直線区間ｄ１上のｘまでの距離を走行距離と算出する。

【0059】

また、位置算出部２２は、チェックポイントｐ１から競走馬の位置ｈ１へのベクトルｖｈ１と、チェックポイントｐ１の進行方向ベクトルｖ１を右に（進行方向に対して時計周りに）９０度回転させたベクトルｖ１´との内積により、競走馬の横位置を算出する。すなわち、位置算出部２２は、直線区間ｄ１上のｘからｈ１までの距離を横位置と算出する。なお、ここでは、一例として、オーバーレイ画像の画面描画時、競走馬が右に進んでいく右向きを基準としており、画面のｙ座標は下向きが正のため、進行方向ベクトルを右に回転させている。

【0060】

図９は、競走馬が曲線区間に位置する場合の位置情報の算出を説明する図である。位置算出部２２は、走行距離として、競走馬と中心点とを結んだ直線と、曲線区間の両端のチェックポイント間を結んだ直線との交点を算出し、競走馬が通過済みである最新のチェックポイントから交点への距離を走行距離として算出する。また、位置算出部２２は、横位置として、上記交点と競走馬までの距離を算出し、進行方向に向かってチェックポイント間の直線のどの位置にいるかにより、横位置を決定する。

【0061】

例えば、図９に示すように、競走馬がチェックポイントｐ３－ｐ４間の曲線区間３のｈ３に位置する場合、位置算出部２２は、競走馬の位置ｈ３から区間３の中心点ｃ３への直線と、区間３内に設定された直線ｄ３との交点ｘを算出する。そして、位置算出部２２は、競走馬が通過済みである最新のチェックポイントｐ３から交点ｘまでの距離を走行距離と算出する。

【0062】

また、位置算出部２２は、交点ｘから競走馬の位置ｈ３までの距離を算出する。そして、位置算出部２２は、チェックポイントｐ３からｐ４へのベクトルと、チェックポイントｐ３から競走馬の位置ｈ３へのベクトルとの外積を算出し、競走馬ｈ３の位置が直線ｄ３の内側に位置するか外側に位置するかを判定する。なお、図９におけるｈ３は、外側に位置する例を示しており、外側とは、直線からコースの中心とは反対側の領域を指す。そして、位置算出部２２は、外積が負の値である場合、直線ｄ３の左側に位置すると判定し、算出された上記距離に「－１」を乗算した値を横位置とする。一方、位置算出部２２は、外積が正の値である場合、直線ｄ３の右側に位置すると判定し、算出された上記距離をそのまま横位置とする。

【0063】

上述したように、位置算出部２２は、直線と曲線とを有するコース上に設定したチェックポイントｐ１からｐ６を用いて、コース全体を直線ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５によるコースに近似する。そして、位置算出部２２は、各競走馬がどの直線のどの位置に位置するかを算出することで、各時刻における各競走馬の位置を算出する。また、位置算出部２２は、各チェックポイントおよび各チェックポイントの進行方向を用いて、チェックポイントを通過した時刻とチェックポイントからどの距離に位置するかを特定することで、競走馬の順番（現在の順位）を特定する。

【0064】

このようにして、位置算出部２２は、時刻ごとに、各競走馬のメートル座標や走行距離などを含む位置情報を算出して、画像生成部２３に出力する。

【0065】

（オーバーレイ画像の生成）
その後、画像生成部２３は、時刻ごとに位置算出部２２から入力される各競走馬の位置情報を用いて、オーバーレイ画像を生成する。図１０は、オーバーレイ画像の例を説明する図である。図１０に示すように、画像生成部２３は、ある時刻におけるオーバーレイ画像を生成する場合に、先頭の競走馬を特定し、先頭の競走馬からの各競走馬の相対位置を特定する。なお、位置算出部２２は、よりゴールに近いチェックポイントを通過している競走馬が上の順位となるように各競走馬をソートするとともに、通過したチェックポイントが同じ場合は、その区間内で進行方向の距離が大きい競走馬が上の順位となるようにソートすることで、先頭馬を判定する。

【0066】

そして、画像生成部２３は、各競走馬の相対位置を各競走馬の帽色や馬番を用いて表したオーバーレイ画像を生成する。このようにして生成された各時刻におけるオーバーレイ画像（画像データ）は、画像出力部２４により映像システムに送信され、映像システムによって、レース映像に重畳されることでオーバーレイ表示が行われる。

【0067】

＜処理の流れ＞
図１１は、オーバーレイ画像生成の処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、オーバーレイ装置１０の位置算出部２２は、処理開始が指示されると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、設定データＤＢ１３から設定情報を読み込む（Ｓ１０２）。

【0068】

続いて、位置算出部２２は、各チェックポイントの境界線を算出し（Ｓ１０３）、各チェックポイントの進行方向を算出し（Ｓ１０４）、各曲線区間の中心点を算出する（Ｓ１０５）。

【0069】

このようにして事前準備が終了した後、位置算出部２２は、位置測位装置４から位置情報が取得されると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、各競走馬が位置する区間を特定する（Ｓ１０７）。続いて、位置算出部２２は、各競走馬について走行距離を含む位置情報を算出する（Ｓ１０８）。

【0070】

そして、画像生成部２３は、先頭馬および各競走馬の相対位置を特定し、相対位置が表されるオーバーレイ画像を生成する（Ｓ１０９）。その後、画像出力部２４は、生成されたオーバーレイ画像を映像システム等の宛先に出力する（Ｓ１１０）。

【0071】

ここで、レースが継続中は（Ｓ１１１：Ｎｏ）、Ｓ１０６以降が繰り返され、レースが終了すると（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、オーバーレイ画像生成の処理が終了される。

【0072】

（効果）
上記実施例によれば、オーバーレイ装置１０は、曲線区間に位置する競走馬を直線区間に近似させることで、各競走馬の相対的な位置を正確に特定することができる。したがって、オーバーレイ装置１０は、直線区間と曲線区間とを有するレースにおいて表示対象の位置関係をリアルタイムに正確に特定することができる。

【0073】

また、オーバーレイ装置１０は、正確な位置関係を特定できるので、レース中の映像データとレース中の各時刻における各競争馬の位置関係を直線上で表したオーバーレイ画像を生成することができる。この結果、オーバーレイ装置１０により生成されたオーバーレイ画像を用いたオーバーレイ表示によって、リアルタイムな映像と連動させることができ、違和感のあるオーバーレイ表示の発生が軽減される。

【実施例0074】

ところで、上記オーバーレイ装置１０は、各競走馬の位置を表示する際に、競走馬の位置情報の移動平均を用いた表示を行うことで、オーバーレイ表示をより滑らかに表示することができる。具体的には、オーバーレイ装置１０は、各競走馬について、最新の移動情報および最新の移動情報よりも過去に算出された複数の移動情報を用いて移動平均を算出する。オーバーレイ装置１０は、各競走馬の移動平均を用いて、先頭の競走馬から他の各競走馬への相対的な位置を特定し、相対的な位置で直線状に各競走馬を並べたオーバーレイ画像を生成する。

【0075】

すなわち、オーバーレイ装置１０は、競走馬の最新の位置情報、すなわち各センサ３の最新の位置情報を用いてオーバーレイ画像を生成する際に、それまでの位置情報の移動平均の値を最新の位置情報に用いることで、滑らかなオーバーレイ表示を実現する。

【0076】

そこで、実施例２では、競走馬が直線区間に位置する場合と曲線区間に位置する場合とに分けて、移動平均を用いた滑らかなオーバーレイ表示の実現手法について説明する。

【0077】

まず、競走馬が直線区間１に位置する例を説明する。図１２は、実施例２にかかる位置算出の例１を説明する図である。例えば、オーバーレイ装置１０の画像生成部２３は、最新の競走馬の位置情報「Ａ３」が算出された場合、最新の位置情報「Ａ３」から遡った過去の３つの位置情報「Ａ２」、「Ａ１」、「Ａ０」と、最新の位置情報「Ａ３」とを用いた移動平均「Ａ３－１」を算出する。そして、画像生成部２３は、競走馬の最新位置に移動平均「Ａ３－１」を用いてオーバーレイ画像を生成する。

【0078】

また、オーバーレイ装置１０の画像生成部２３は、最新の競走馬の位置情報「Ａ７」が算出された場合、最新の位置情報「Ａ７」から遡った過去の３つの位置情報「Ａ６」、「Ａ５」、「Ａ４」と、最新の位置情報「Ａ７」とを用いた移動平均「Ａ７－１」を算出する。そして、画像生成部２３は、競走馬の最新位置に移動平均「Ａ７－１」を用いてオーバーレイ画像を生成する。

【0079】

なお、移動平均の算出に用いる過去の位置情報の数は、任意に変更することができる。例えば、画像生成部２３は、競走馬の位置情報「Ａ７」が算出された場合、位置情報「Ａ７」までに算出された過去の位置情報「Ａ６」、「Ａ５」、「Ａ４」、「Ａ３」、「Ａ２」、「Ａ１」と、最新の位置情報「Ａ７」とを用いた移動平均「Ａ７－２」を算出する。そして、画像生成部２３は、競走馬の最新位置に移動平均「Ａ７－２」を用いてオーバーレイ画像を生成する。

【0080】

次に、競走馬が曲線区間２に位置する例を説明する。図１３は、実施例２にかかる位置算出の例２を説明する図である。例えば、画像生成部２３は、最新の競走馬の位置情報「Ａ１１」が算出された場合、最新の位置情報「Ａ１１」から遡った過去の３つの位置情報「Ａ１０」、「Ａ９」、「Ａ８」と、最新の位置情報「Ａ１１」とを用いた移動平均「Ａ１１－１」を算出する。そして、画像生成部２３は、競走馬の最新位置に移動平均「Ａ１１－１」を用いてオーバーレイ画像を生成する。

【0081】

本実施で説明したオーバーレイ画像は、各競走馬の位置を直線状に変換した上で作成される。そのため、直線状に変換した後に移動平均の算出を行う方が、オーバーレイ画像をより滑らかに表示することができる。例えば、図１３に示すように、画像生成部２３は、最新の競走馬の位置情報「Ａ１１」が算出されて直線状に変換された位置情報「Ａ１１´」を、位置算出部２２から取得する。さらに、画像生成部２３は、最新の位置情報「Ａ１１」から遡った３つの位置情報「Ａ１０」、「Ａ９」、「Ａ８」のそれぞれを直線状に変換した「Ａ１０´」、「Ａ９´」、「Ａ８´」を、位置算出部２２から取得する。そして、画像生成部２３は、「Ａ１１´」、「Ａ１０´」、「Ａ９´」、「Ａ８´」の移動平均「Ａ１１－２」を算出する。そして、画像生成部２３は、競走馬の最新位置に移動平均「Ａ１１－２」を用いてオーバーレイ画像を生成する。このように、画像生成部２３は、曲線区間で特定された位置情報を直線に変換した後の位置情報を用いて移動平均を算出するので、直線への変換時の誤差も含めた移動平均を算出することができ、オーバーレイ表示をより滑らかに表示することができる。

【0082】

なお、図１３の場合であっても、移動平均の算出に用いる過去の位置情報の数は、任意に変更することができる。また、競走馬の位置が直線区間の場合と曲線区間の場合とで、移動平均の算出に用いる過去の位置情報の数を変更することができる。例えば、画像生成部２３は、曲線区間の場合には直線区間よりも多くの位置情報を用いることで、実際の位置とオーバーレイ画像における位置との誤差を小さくすることができる。