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JP6930450B2 - 衝突回避支援装置、プログラム、衝突回避支援方法 - Google Patents

衝突回避支援装置、プログラム、衝突回避支援方法 Download PDF

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Description

本開示は、衝突回避の支援に関する。
特許文献1には、車線変更時に、後続車両との衝突可能性に応じて警報を出すことにより、車線変更時の安全性を向上させる技術が開示されている。具体的には、後続車両が存在する場合、自車のドライバに車線変更の意図があるか否かを判定し、ドライバに車線変更の意図があると判定された場合には、ウインカを自動的にオンに設定するとともに、後続車両との衝突可能性をドライバに報知するために、警報アクチュエータによる報知警報をオンに設定する。
特開2011−133965号公報
特許文献1では、操舵角センサから取得したドライバのステアリングホイールの操舵状態に基づいて、車線変更の意図があるか否かを判定している。しかし、操舵が行われたからといって、車線変更の意図が有るとは限らず、車線変更の意図が無いにも関わらず警報を出してしまうという問題が生じ得る。このような問題は、車線変更に限られず、転回等を含む進路変更全般に共通である。
そこで、本開示は、上記を踏まえ、ドライバの進路変更の意図を適切に推定し、ひいては衝突回避を適切に支援することを解決する手段を提案する。
本開示の一形態は、障害物を検知するための情報と、進行方向の道路構造を認識するための情報と、自車の走行状況に関する情報とを出力する情報出力装置類(20)と;自車の状態量を検出する内界センサ類(50)と;前記障害物との衝突回避を支援するための衝突回避支援機構(80)と;を備える車両(10)の衝突回避支援装置(90)であって;前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類による前記道路構造の認識結果と、前記内界センサ類による検出結果とを用いて判定する第1判定部(S110,S120,S130)と;前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類によって出力される前記走行状況に関する情報を用いて判定する第2判定部(S140)と;前記衝突回避支援機構を用いた衝突回避支援の作動態様を、前記第1判定部の判定結果と、前記第2判定部の判定結果との組み合わせを用いて決定する決定部(S150)と;前記障害物との衝突の可能性を、前記情報出力装置類によって出力された情報を用いて検出した場合に(S160,YES)、前記決定部によって決定された作動態様によって前記衝突回避支援機構を制御するための処理を実行する支援部(S170)と;を備える衝突回避支援装置である。
この形態によれば、進行方向の道路構造を認識するための情報と、自車の走行状況に関する情報とを用いて,ドライバの進路変更の意図を適切に推定することができる。そして、ドライバの意図の推定結果に応じて衝突回避の作動態様を決定することにより、衝突回避を適切に支援できる。
自動車の内部構造を示すブロック構成図。 外界センサ類のセンシング範囲を示す図。 衝突回避支援処理を示すフローチャート。 自動車がカーブを道形に走行している様子を示す図。 路上駐車していた自動車が転回しようとしている様子を示す図。 案内経路とは異なる経路を走行する様子を示す図。 2種類の確率値と、衝突回避支援の作動態様との関係を示す図。
図1に示すように、車両10は、情報出力装置類20と、内界センサ類50と、衝突回避支援機構80と、ECU90と、を備える。車両10は、四輪自動車である。
情報出力装置類20は、外界センサ類30と、GNSS受信機41と、経路案内装置42と、マイクロフォン43と、通信装置44とを備える。これら各構成要素は各々、取得したり演算したりして生成した情報を出力する機能を有する。
外界センサ類30は、車両外部の障害物を検知するための情報を取得し、取得した情報を出力する。外界センサ類30は、本実施形態では、前方レーダ31と、2つの前側方レーダ32と、2つの後側方レーダ33と、前方カメラ34と、後方カメラ35とから構成される。前方レーダ31は、周波数が77GHzのミリ波レーダである。前側方レーダ32及び後側方レーダ33は何れも、周波数が24GHzのミリ波レーダである。前方カメラ34及び後方カメラ35は何れも、単眼カメラである。なお、外界センサ類30は、これらセンサに限定されるものではない。
図2に示すように、前方レーダ31は、車両10の前方を中心とした範囲(例えば、±45度の範囲)をセンシングしている。前側方レーダ32は、車両10の前側方を中心とした範囲(例えば、±45度の範囲)をセンシングしている。車両10の前側方とは、車両10の右斜め前45度を中心とした範囲と、左斜め前45度を中心とした範囲とである。後側方レーダ33は、車両10の後側方を中心とした範囲(例えば、±45度の範囲)をセンシングしている。車両10の後側方とは、車両10の右斜め後ろ45度を中心とした範囲と、左斜め後ろ45度を中心とした範囲とである。前方カメラ34の撮像範囲は、車両10の前方を中心とした範囲である。後方カメラ35の撮像範囲は、車両10の後方を中心とした範囲である。なお、レーダのセンシング範囲やカメラの撮像範囲は、上記に限定されない。
GNSS受信機41は、複数の航法衛星から電波を受信する。経路案内装置42は、GNSS受信機41が取得した電波から得られる情報を利用して、現在地の表示と、経路案内とを実行する。
マイクロフォン43は、車内の音声を取得する。通信装置44は、車車間通信を実行する機能と、路車間通信をする実行する機能とを有する。
内界センサ類50は、自車の状態量を検出するセンサから構成される。内界センサ類50は、例えば、車両10の操舵角を検出する操舵角センサ51と、車両10のヨーレートを検出するヨーレートセンサ52と、ウインカ制御装置53とを備える。ウインカ制御装置53は、車両10のウインカを点滅させたり、消灯させたりする。ウインカ制御装置53は、ウインカが点滅しているか否かの情報を出力することができるため、本実施形態においては内界センサ類50に含められている。
衝突回避支援機構80は、制動装置81と、警告装置82とを備える。制動装置81は、フットブレーキと、ブレーキECUとを含む。フットブレーキは、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて制動するためのブレーキ機構である。ブレーキECUは、ブレーキペダルが踏み込まれていなくても、ECU90から指示された場合にはフットブレーキを作動させる。このようにフットブレーキが作動することを自動ブレーキという。
警告装置82は、ドライバに衝突の可能性について警告をする。警告装置82による警告は、警告音の出力と、シートベルトによる締め付けと、ヘッドアップディスプレイによる表示との少なくとも1つを含む。
ECU90は、プロセッサ91と、記憶媒体92とを含む。記憶媒体92は、例えば、半導体メモリ等の非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体92は、後述する衝突回避支援処理を実現するためのプログラムを記憶する。プロセッサ91が記憶媒体92に記憶されたプログラムを実行することによって、ECU90は、衝突回避支援方法を実現するための処理を実行する。具体的には、ECU90は、情報出力装置類20と、内界センサ類50とから情報を取得し、衝突回避支援機構80を制御する。
図3に示された衝突回避支援処理は、少なくとも車両10の走行中においては、ECU90によって繰り返し実行される。
まず、ECU90は、S110として、進行方向の道路構造を認識する。道路構造とは、道路が真っ直ぐであるかカーブしているか、カーブしている場合にはどの程度の曲がり具合であるかを示す情報のことである。
本実施形態におけるECU90は、前方カメラ34による撮像画像の解析結果に、経路案内装置42から入力される情報を統合することによって、S110を実行する。S110において経路案内装置42から入力される情報は、現在地の緯度・経度を示す情報と、進行方向の道路の曲率とを含む。
前方カメラ34による撮像画像の解析は、車線を定める白線や先行車両の位置等を対象にする。これによって、進行方向の道路の曲率が解析結果として取得される。真っ直ぐな道路であることは曲率がゼロとして表現できるので、進行方向の道路の曲率は、道路がカーブしている場合におけるカーブの度合いに加え、道路が真っ直ぐであるか、カーブしているかを示すことができる。このように経路案内装置42と、前方カメラ34とを用いて、精度良く道路構造を認識できる。
他の形態では、前方カメラ34による撮像画像を用いず、経路案内装置42から入力される情報を用いてS110を実行してもよい。さらに別の形態において、ECU90は、前方カメラ34による撮像画像の解析のみによって、道路構造を認識してもよい。
次に、ECU90は、S120に進み、道形に走行すると仮定した場合における操舵角の時間に対する変化を予想する。
次に、ECU90は、S130に進み、自車が進路変更する確率の大きさを、S120で求めた操舵角の予想値と、内界センサ類50からの情報とを用いて判定する。以下、S130による判定を、第1判定ともいう。本実施形態における進路変更は、転回のことである。転回は、Uターンも含む。ECU90は、操舵角と、ヨーレートと、ウインカの点滅状況とに基づいて、転回する確率を高、中、低の3段階の確率値で判定する。本実施形態における転回の確率とは、ドライバが転回することを意図して、ステアリングホイールやアクセルペダル等を操作していることの確からしさを意味する。
図4に示すように、カーブする道路を道形に走行する場合、操舵角とヨーレートとが示す値と、操舵角の予想値とが近似する。このよう場合、S130においては、転回する確率は低いと判定される。
図5に示すように、真っ直ぐな道路で転回しようとしてステアリングホイールが操作されている場合、真っ直ぐな道路を道形に走行する場合に比べて、操舵角とヨーレートとが大きくなるので、S130においては転回する確率が高いと判定される。右ウインカが点滅していたり、左右のウインカが点滅していたりすれば、転回する確率が更に高いと判定されやすくなる。左右のウインカの点滅は、車両10に設けられているハザードランプスイッチが押下されると実施される。
次に、ECU90は、S140に進み、進路変更の確率を、走行状況に関する情報を用いて判定する。以下、S140による判定を、第2判定ともいう。走行状況に関する情報は、例えば、案内経路である。具体的には、経路案内装置42によって設定されている案内経路と異なる経路を走行した場合、案内経路通りに走行している場合よりも、進路変更の確率が大きいと判定される。
例えば、図6に示すように、案内経路Nが交差点C1において右折する経路である場合に、車両10が交差点C1を直進したとする。この場合、車両10は、次に進入する交差点C2で転回すると、交差点C1に戻る。このため、ドライバは、案内経路Nに復帰するために、交差点C2において転回しようとする可能性がある。このような状況を想定し、本実施形態においては、案内経路と異なる経路を走行した場合に、進路変更の確率が大きくなると判定される。
進路変更の確率が大きいと判定される期間は、案内経路を外れた直後から、案内経路に復帰するために転回をする可能性が低くなるまでである。案内経路に復帰するために転回をする可能性が低くなったか否かは、案内経路を外れてからの経過時間および走行距離、新たに検索された案内経路に従って走行しているか否か等を用いて判定される。
次に、ECU90は、S150に進み、上記2種類の手法によって判定された確率値の組み合わせに応じて、衝突回避支援の作動態様を決定する。具体的には、図7に示すように、上記2種類の手法によって判定された確率値のうち、低い方に合わせて、衝突回避支援の作動態様が決定される。つまり、2種類の手法によって判定された確率のうち何れか一方でも低であれば、作動態様は弱に設定される。弱の作動態様は、初期設定の作動態様である。
中の作動態様の場合、弱の作動態様では作動しない程度の可能性でも自動ブレーキが作動し得、且つ、弱の作動態様の場合よりも警告装置82による警告が早いタイミングで実施される。強の作動態様の場合、中の作動態様では作動しない程度の可能性でも自動ブレーキが作動し得、且つ、中の作動態様の場合よりも警告装置82による警告が早いタイミングで実施される。
次に、ECU90は、S160に進み、障害物との衝突の可能性を検知したかを判定する。障害物とは、自動車、二輪車、歩行者等を含む。ECU90は、衝突の可能性を検知した場合、S160でYESと判定して、S170に進み、衝突回避を支援する。その後、S110に戻る。衝突の可能性を検知しなかった場合、S160でNOと判定して、S110に戻る。
本実施形態によれば、2種類の判定手法による確率値の何れか一方のみを用いる形態に比べて、衝突回避支援をより適切に実行できる。
例えば、図6に示した状況の場合、車両10が交差点C1を通過した直後の時点において、第2判定による確率値は高になる。しかし、この時点では直進中であるので、隣の車線を走行する車両12との衝突の可能性がさほど高い訳ではない。従って、この時点では、作動態様は弱が好ましい。本実施形態では、交差点C1を通過した直後の時点において、第1判定による確率値は低になるので、作動態様は弱になる。
その後、ドライバがステアリングホイールを右に回して、車両10が右に曲がり始めると、第1判定による確率値が中になる。図6に示した場合、第2判定による確率値は、少なくとも交差点C2に進入するまでは、高に維持される。この結果、車両10が右に曲がり始めると、作動態様は中になる。車両10が更に右に曲がると、第1判定による確率値が高になる。この結果、作動態様は強になる。作動態様が中または強になれば、作動態様が弱の場合よりも、車両12との衝突が回避できる可能性が高くなる。このような衝突回避を実現するために、後側方レーダ33を搭載していることが有益である。
一方、図4に示した状況の場合、進路変更する確率は、第1判定によって低と判定される。このため、隣の車線を走行する車両11が車両10に接近していたとしても、作動態様は弱に維持される。この結果、必要以上に強い衝突回避支援が実行されることを防止できる。
実施形態2を説明する。実施形態2の説明は、実施形態1と異なる点を主な対象にする。特に説明しない点は、実施形態1と同じである。
本実施形態におけるECU90は、S140における第2判定に用いる情報として、経路案内装置42から取得した情報に加え、マイクロフォン43から取得した音声情報を用いる。音声情報は、走行状況に関する情報の一種である。
具体的には、ECU90は、マイクロフォン43から取得した音声情報を解析して、特定のワードやフレーズが含まれているか否かを判定する。特定のワードやフレーズとは、例えば、「そこ曲がって!」や「Uターンして!」等の進路変更の要望を意味するワードやフレーズである。ECU90は、このようなワードやフレーズが含まれていると判定すると、その意味内容や声の大きさ等に応じて、第2判定による確率値を高くする。
本実施形態によれば、車両10に乗っている人の意思をより正確に推測できる。
実施形態3を説明する。実施形態3の説明は、実施形態1と異なる点を主な対象にする。特に説明しない点は、実施形態1と同じである。
本実施形態におけるECU90は、S160における衝突の可能性の判定に、外界センサ類30が収集した情報に加え、車車間通信によって取得される機能と、路車間通信によって取得される情報との少なくとも何れかを加味する。
図6の状況を例にとって説明すると、車車間通信を利用する場合、ECU90は、車両12と通信をすることによって、衝突の可能性を判定する。路車間通信を利用する場合、ECU90は、交差点C2に設けられた路側機と通信をすることによって、外界センサ類30によっては捉えることができない障害物との衝突の可能性を検知できる可能性がある。上記の障害物とは、例えば、交差点C2を直進で通過しようとする対向車などである。
本実施形態によれば、可能性の検知をより正確に実施できる。
実施形態と請求項との関係を説明する。ECU90は衝突回避支援装置に、ECU90によって実行されるS130は第1判定部に、ECU90によって実行されるS140は第2判定部に、ECU90によって実行されるS150は決定部に、ECU90によって実行されるS170は支援部に対応する。弱の作動態様は第1態様に、強の作動態様は第2態様に、確率値としての低は第1及び第3確率値に、確率値としての高は第2及び第4確率値に対応する。
本開示は、本明細書の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下の実施形態が例示される。
第2判定において、案内経路に転回が含まれている場合、案内経路通りに転回しようとしてステアリングホイールを回したときに、転回する確率が高いと判定してもよい。
進路変更は、転回に限られず、車線変更および右左折の少なくとも何れかを含んでもよいし、転回を含まず、車線変更および右左折の少なくとも何れかでもよい。
過去に転回や車線変更した地点をECU90が記憶しておき、その付近を走行する場合は、進路変更の確率が高いと判定してもよい。過去に転回や車線変更した地点は、走行状況に関する情報の一種である。
自車の走行履歴を用いて、進路変更可能性高シーン判定を実施してもよい。自車の走行履歴は、走行状況に関する情報の一種である。走行履歴とは、過去に自車がどの地点を、どの程度の頻度で走行したかを示す情報である。頻繁に走行する道路の場合、転回等の進路変更が実施される可能性は低いと推定される。一方、初めて走行する道路の場合、経路を間違えやすく、転回等の急な進路変更の可能性が高まると推測される。
実施形態2において、経路案内装置42から取得した情報を用いずに、マイクロフォン43から取得した情報のみを用いてもよい。
実施形態2において、音声認識を実行する装置を追加してもよい。この装置は、第2判定による確率値を決定して、ECU90に入力する。
外界センサ類30は、少なくとも1つのセンサを含めばよい。外界センサ類30に含まれるセンサは、実施形態として例示したものに限らない。例えば、レーダの周波数帯は、どのような範囲でもよい。ステレオカメラ、LIDAR、超音波センサ等を用いてもよい。LIDARは、Light Detection And Rangingの略語である。
作動態様をより強くする場合、自動ブレーキや警告の作動タイミングを早くすることに加え、作動の強さを強くしてもよいし、作動時間を長くしてもよい。例えば、自動ブレーキによる制動力を強くしたり、警告音の音量を大きくし且つより長い時間、警告音を発したりしてもよい。
自動ブレーキ及び警告の作動態様の変更は、連動させる必要はなく、独立に変更してもよい。例えば、警告のみ作動態様を変えてもよい。
第1及び第2判定による確率値の判定は、何段階でもよい。例えば、2段階でもよい。
第1及び第2判定による確率値の組み合わせに応じた作動態様の決定は、図7に示した例に限られない。例えば、確率値を数値で算出し、2つの確率値の和や積に応じて、作動態様を決定してもよい。
衝突回避支援装置は、ECU90でなくてもよい。例えば、複数のECUが連携することによって、衝突回避支援装置を構成してもよい。或いは、衝突回避支援装置は、外界センサ類30の構成要素の何れかに組み込まれたコンピュータでもよい。例えば、前方カメラ34又は後方カメラ35に組み込まれたカメラECUでもよいし、後側方レーダ33に組み込まれたコンピュータでもよい。
上記実施形態において、ソフトウエアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウエアによって実現されてもよい。また、ハードウエアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウエアによって実現されてもよい。ハードウエアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いてもよい。
10 車両、20 情報出力装置類、50 内界センサ類、90 ECU

Claims (9)

  1. 障害物を検知するための情報と、進行方向の道路構造を認識するための情報と、自車の走行状況に関する情報とを出力する情報出力装置類(20)と、
    自車の状態量を検出する内界センサ類(50)と、
    前記障害物との衝突回避を支援するための衝突回避支援機構(80)と、
    を備える車両(10)の衝突回避支援装置(90)であって、
    前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類による前記道路構造の認識結果と、前記内界センサ類による検出結果とを用いて判定する第1判定部(S110,S120,S130)と、
    前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類によって出力される前記走行状況に関する情報を用いて判定する第2判定部(S140)と、
    前記衝突回避支援機構を用いた衝突回避支援の作動態様を、前記第1判定部の判定結果と、前記第2判定部の判定結果との組み合わせを用いて決定する決定部(S150)と、
    前記障害物との衝突の可能性を、前記情報出力装置類によって出力された情報を用いて検出した場合に(S160,YES)、前記決定部によって決定された作動態様によって前記衝突回避支援機構を制御するための処理を実行する支援部(S170)と、
    を備える衝突回避支援装置。
  2. 前記支援部の作動態様は、第1態様と、前記第1態様よりも強く支援する第2態様とを含み、
    前記第1判定部は、前記確率を、第1確率値と、前記第1確率値よりも高い第2確率値とを含む少なくとも2段階で判定し、
    前記第1判定部は、前記確率を、第3確率値と、前記第3確率値よりも高い第4確率値とを含む少なくとも2段階で判定し、
    前記決定部は、前記第1判定部による判定結果が前記第1確率値、且つ、前記第2判定部による判定結果が前記第3確率値である場合は前記第1態様に決定し、前記第1判定部による判定結果が前記第3確率値、且つ、前記第2判定部による判定結果が前記第4確率値である場合は前記第2態様に決定する
    請求項1に記載の衝突回避支援装置。
  3. 前記情報出力装置類は、前記障害物を検知するための情報を出力する装置として、検知範囲が前記自車の後側方である後側方レーダ(33)を含む
    請求項1から請求項2までの何れか一項に記載の衝突回避支援装置。
  4. 前記情報出力装置類は、前記自車の走行状況に関する情報を出力する装置として、音声を取得するマイクロフォン(43)を含み、
    前記第2判定部は、前記自車に乗っている人が前記自車の進路変更に関して発話したことを前記マイクロフォンによって取得された音声を用いて検出した場合、前記進路変更に関する発話を検出していない場合に比べて、前記確率が高いと判定する
    請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の衝突回避支援装置。
  5. 前記情報出力装置類は、前記自車の走行状況に関する情報を出力する装置として、経路案内装置(42)を含み、
    前記第2判定部は、前記経路案内装置による案内経路とは異なる経路を走行した場合、前記案内経路に従って走行している場合に比べて、前記確率が高いと判定する
    請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の衝突回避支援装置。
  6. 前記情報出力装置類は、前記進行方向の道路構造を認識するための情報を出力する装置として、経路案内装置(42)と、前記自車の前方を撮像範囲に含むカメラ(34)との少なくとも何れかを含む
    請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の衝突回避支援装置。
  7. 前記内界センサ類は、操舵角センサ(51)と、ヨーレートセンサ(52)と、ウインカの点滅状況を出力する装置(53)との少なくとも何れかを含み、
    前記第1判定部は、前記車両が道形に走行しているか否かを、前記情報出力装置類による前記道路構造の認識結果と、前記内界センサ類による検出結果とを用いて推定することによって、前記確率を判定する
    請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の衝突回避支援装置。
  8. 障害物を検知するための情報と、進行方向の道路構造を認識するための情報と、自車の走行状況に関する情報とを出力する情報出力装置類と、
    自車の状態量を検出する内界センサ類と、
    前記障害物との衝突回避を支援するための衝突回避支援機構と、
    を備える車両のプロセッサ(91)に、
    前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類による前記道路構造の認識結果と、前記内界センサ類による検出結果とを用いて判定する第1判定を実行し、
    前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類によって出力される前記走行状況に関する情報を用いて判定する第2判定を実行し、
    前記衝突回避支援機構を用いた衝突回避支援の作動態様を、前記第1判定の判定結果と、前記第2判定の判定結果との組み合わせを用いて決定し、
    前記障害物との衝突の可能性を、前記情報出力装置類によって出力された情報を用いて検出した場合に、前記決定された作動態様によって前記衝突回避支援機構を制御するための処理を実行する
    ことを実行させるためのプログラム。
  9. 障害物を検知するための情報と、進行方向の道路構造を認識するための情報と、自車の走行状況に関する情報とを出力する情報出力装置類と、
    自車の状態量を検出する内界センサ類と、
    前記障害物との衝突回避を支援するための衝突回避支援機構と、
    を備える車両の衝突回避支援装置が、
    前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類による前記道路構造の認識結果と、前記内界センサ類による検出結果とを用いて判定する第1判定を実行し、
    前記自車が進路変更する確率を、前記情報出力装置類によって出力される前記走行状況に関する情報を用いて判定する第2判定を実行し、
    前記衝突回避支援機構を用いた衝突回避支援の作動態様を、前記第1判定の判定結果と、前記第2判定の判定結果との組み合わせを用いて決定し、
    前記障害物との衝突の可能性を、前記情報出力装置類によって出力された情報を用いて検出した場合に、前記決定された作動態様によって前記衝突回避支援機構を制御するための処理を実行する
    衝突回避支援方法。
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