DE102010030213A1 - Parking assistance system for transverse parking spaces - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung einer Querparklücke (32) und zur Unterstützung des Einparkens in diese. Dazu wird eine Fahrbewegung (38) eines Kraftfahrzeugs (10) mittels nachfolgender Verfahrensschritte ausgewertet: Die Fahrbewegung (38) wird auf Abschnitte (44) ausgewertet während derer der Gierwinkel des Kraftfahrzeugs (10) konstant bleibt. Es erfolgt eine Detektion mindestens einer Kante (70, 72) oder einer Ecke E1, E2 eines ersten, die Querparklücke (32) begrenzenden Objektes (34) sowie die Detektion einer Kante (70, 72) oder einer Ecke E1, E2 eines zweiten, die Querparklücke (32) begrenzenden Objektes (36).The invention relates to a method for detecting a transverse parking space (32) and for supporting parking in it. For this purpose, a driving movement (38) of a motor vehicle (10) is evaluated using the following method steps: The driving movement (38) is evaluated on sections (44) during which the yaw angle of the motor vehicle (10) remains constant. At least one edge (70, 72) or a corner E1, E2 of a first object (34) delimiting the transverse parking space (32) is detected, and an edge (70, 72) or a corner E1, E2 of a second object is detected, the transverse parking space (32) delimiting object (36).
Description
Stand der TechnikState of the art
Fahrerassistenzsysteme dienen im Allgemeinen dazu, den Fahrer während des Einparkvorgangs in eine Längsparklücke oder auch in eine Querparklücke entweder durch Lenkanweisungen oder durch eine automatische Lenkradregelung zu unterstützen. Neben Längsparksystemen werden auch Querparksysteme entwickelt. Bei zukünftigen Querparksystemen wird jedoch lediglich eine Rückwärtseinfahrt in die betreffende Parklücke angeboten. Dies liegt zum größten Teil daran, dass das Messprinzip „Ultraschall” und das Sichtfeld die Rückwärtseinfahrt in die Parklücke unterstützt. Gemäß diesem Verfahren werden bei Automotiv-Anwendungen nur wenige Meter, wie zum Beispiel 1 bis 5 Meter abgedeckt. Die für die Parklückendetektion notwendigen Sensoren sind im vorderen Seitenteil eines Fahrzeugs, jeweils auf der linken und auf der rechten Seite angebracht.Driver assistance systems are generally used to assist the driver during the parking process in a Längsparklücke or in a transverse parking space either by steering instructions or by an automatic steering wheel control. In addition to longitudinal parking systems, transverse parking systems are also being developed. In future transverse parking systems, however, only a reverse entry into the relevant parking space is offered. This is largely due to the fact that the measuring principle "ultrasonic" and the field of view supports the reverse entry into the parking space. According to this method, automotive applications cover only a few meters, such as 1 to 5 meters. The necessary for the parking space detection sensors are mounted in the front side panel of a vehicle, respectively on the left and on the right side.
Da die entsprechenden Parklückendetektionssensoren im vorderen Bereich des Fahrzeugs untergebracht sind, ist es zwingend notwendig, dass der Sensor die jeweiligen Parklückenreferenzen passiert, bevor ein unterstütztes Einparken über ein externes System angeboten werden kann, da zu diesem Zeitpunkt erst die entsprechende Lücke dem System bekannt ist. Die notwendigen Daten sind dabei einerseits die Länge und die Tiefe der Parklücke sowie andererseits die Koordinaten der Fahrzeugecken.Since the corresponding parking space detection sensors are housed in the front of the vehicle, it is imperative that the sensor passes the respective parking space references before an assisted parking can be offered via an external system, since at this time, only the corresponding gap is known to the system. The necessary data are on the one hand the length and the depth of the parking space and on the other hand the coordinates of the vehicle corners.
Längsparklücken, in welche ein Fahrer vorwärts einparkt, sind in den allermeisten Fällen so groß, dass der Fahrer keine Unterstützung benötigt. Im Gegensatz dazu können Querparklücken jedoch erheblich kleiner sein, ungeachtet des Umstandes, ob in diese vorwärts oder rückwärts eingeparkt werden soll. Bei beiden Manövern d. h. dem Vorwärtseinparken sowie dem Rückwärtseinparken ist ein Gefährdungspotential vorhanden. Während erfahrungsgemäß ein Großteil aller Längsparklücken rückwärts beparkt wird, werden Querparklücken je nach Situation und Land vorwärts und rückwärts beparkt. Zumindest für Europa gilt, dass die meisten Fahrer vorwärts in eine Querparklücke einparken.Long-distance parking spaces in which a driver parks forward are in most cases so large that the driver does not need any assistance. In contrast, transverse parking spaces can be considerably smaller, regardless of whether they are to be parked forwards or backwards. In both maneuvers d. H. the Vorwärteinparken and Rückwärteinparken there is a potential hazard. While experience has shown that most of all longitudinal parking spaces are parked backwards, transverse parking spaces are parked forwards and backwards, depending on the situation and the country. At least for Europe, most drivers park forward in a transverse parking space.
Querparklücken detektierende Systeme sind in der Regel mit einer Parklückensuchroutine versehen, die während der Vorbeifahrt des Fahrzeugs entlang einer Reihe von Fahrzeugen eine freie nicht besetzte Parklücke detektiert. Anschließend erfolgt die Aktivierung der Parkführung. Nachdem das System eine passende Parklücke gefunden hat, ist es nun an dem Fahrer, das Einparksystem zu aktivieren, welches ein geführtes Einparken vorschlägt.Transverse parking space detecting systems are typically provided with a parking spot search routine that detects a vacant unoccupied parking space as the vehicle passes along a series of vehicles. Subsequently, the park management is activated. After the system has found a suitable parking space, it is now up to the driver to activate the parking system, which suggests a guided parking.
Während der Parklückensuche können nur die Frontkonturen der Fahrzeuge erfasst werden, da der Sichtbereich der Parklücken vermessenden Systeme lediglich 4 bis 5 Meter beträgt. Weiterhin besteht das Problem, dass die seitlichen Fahrzeugkonturen nicht vermessen werden können, da die Ultraschallwellen wegreflektieren. Aufgrund der genannten Systemeinschränkungen ist im Vorfeld eine hinreichend genaue Parklückenausrichtung zu bestimmen.During the parking space search, only the front contours of the vehicles can be detected, since the field of vision of the parking space measuring systems is only 4 to 5 meters. Furthermore, there is the problem that the lateral vehicle contours can not be measured, since the ultrasonic waves reflect away. Due to the mentioned system limitations, a sufficiently accurate parking space alignment must be determined in advance.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, während der Suche nach einer geeigneten Parklücke, insbesondere einer Querparklücke, bei der die Frontkonturen von Fahrzeugen erfasst werden können, eine initiale Ausrichtung der Parklücke senkrecht zur Vorbeifahrausrichtung zwischen den beiden die Parklücken begrenzenden Objekten zu bestimmen. Die initiale Ausrichtung der Parklücke, senkrecht zur Vorbeifahrausrichtung, hängt jedoch von der Fahrtbewegung ab, die der Fahrer individuell festlegt. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass der Fahrer bei einer rechtsliegenden Querparklücke nach links ausschwenkt, um eine günstige Einparkposition zu erreichen. Liegt die initial bestimmte Ausrichtung jedoch zu stark von der Realität entfernt, was seinen Ursprung in einem Fahrmanöver einer Lenkbewegung des Fahrers haben kann, können auch mit nachvermessenen Verfahren diese Fehler nicht hinreichend genau korrigiert werden. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Fahrerverhalten in die Bestimmung der Parklückenausrichtung mit einzubeziehen, da nur dadurch gewährleistet werden kann, dass eine der Realität entsprechende Parklückenausrichtung erreicht wird. Erfindungsgemäß wird ausgenutzt, dass der Fahrer, der in eine Querparklücke einparken möchte, sich stets für eine gewisse Zeit auf einer Geraden bewegt. Dies bedeutet, dass innerhalb dieses Zeitraums der Gierwinkelverlauf konstant bleibt, das heißt sich ein konstanter Gierwinkelbereich ergibt, in dem die Gierratenänderung in °/s konstant bleibt. Dies bedeutet, dass der Fahrer sich während dieser Zeitspanne, in dem keine Gierwinkeländerung vorliegt, geradeaus bewegt und demzufolge eine initiale Ausrichtung der Parklücke senkrecht zur Vorbeifahrrichtung gegeben ist.According to the invention, during the search for a suitable parking space, in particular a transverse parking space in which the front contours of vehicles can be detected, an initial orientation of the parking space perpendicular to determine the pass-by alignment between the two objects delimiting the parking spaces. However, the initial orientation of the parking space, perpendicular to the pass-by direction, depends on the driving movement, which sets the driver individually. In particular, there is the possibility that the driver pivots to the left at a right transverse parking space to achieve a convenient parking position. However, if the initially determined orientation is too far away from reality, which may have its origin in a driving maneuver of a driver's steering movement, these errors can not be corrected with sufficient accuracy, even with readjusted methods. For this reason, it is proposed according to the invention to include the driver behavior in the determination of the parking space alignment, since only by ensuring that a parking space alignment corresponding to the reality is achieved. According to the invention, use is made of the fact that the driver, who wishes to park in a transverse parking space, always moves on a straight line for a certain time. This means that within this period of time the yaw angle profile remains constant, ie a constant yaw angle range results, in which the yaw rate change in ° / s remains constant. This means that the driver moves straight ahead during this period in which there is no yaw angle change, and consequently an initial orientation of the parking space is perpendicular to the direction of pass.
Während der Parklückensuche, insbesondere der Suche nach einer Querparklücke, wird die Fahrbewegung über mehrere Meter gespeichert. Nachdem eine entsprechende Parklückenszenerie erkannt wurde, kann nun basierend auf der Passage des konstanten Gierwinkelbereichs der gespeicherten Daten die Ausrichtung der Parklücke berechnet werden.During the parking space search, in particular the search for a transverse parking space, the travel movement is stored over several meters. After a corresponding parking space scene has been detected, the orientation of the parking space can now be calculated based on the passage of the constant yaw rate range of the stored data.
Ist diese Querparklücke erreicht und ist eine Zielausrichtung d. h. eine Ausrichtung in Bezug auf die Parklücke vorgenommen worden, so wird gemäß der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eine Detektion von Kanten und Ecken der die Querparklücke begrenzenden Objekte vorgenommen. Der Lenker des Kraftfahrzeugs wird beim Vorwärtseinparken in eine Querparklücke, welches ein Standardeinparkszenario, insbesondere in Europa darstellt, unterstützt. Das Basisprinzip folgt im Wesentlichen folgenden Schritten:
Es folgt zunächst ein fahrergesteuertes Einparken beziehungsweise Beginn des Einparkvorganges durch den Fahrer ohne Systemunterstützung, ohne Hilfe von Einparksystemen. Das Einparksystem erkennt eine erste Ecke eines die Parklücke begrenzenden Objektes sowie eine zweite Fahrzeugkante. Daraus wird ein Fahrmanöver erkannt, welches dem Vorwärtseinparken in eine Querlücke entspricht. Nach Erkennen dieses Fahrmanövers erfolgt ein Unterstützungsangebot an den Lenker dieses Fahrzeugs, wonach – sobald dieses akzeptiert wird – das Einparksystem, beziehungsweise das Fahrerassistenzsystem die Steuerung und Lenkung des Fahrzeugs übernimmt. Zunächst kann eine Lenkwinkelbeschränkung vorgenommen werden, so dass ein Kollision mit einer vorderen linken Fahrzeugecke mit einem die Parklücke begrenzenden Objekt verhindert wird und gegebenenfalls eine Stopanweisung ausgegeben wird, so das eine Bahnplanung beziehungsweise die Korrektur einer berechneten Bahn erfolgen kann, beziehungsweise eine aktive Lenkradansteuerung vorgenommen wird, sowie eine Gangwechselaufforderung an den Fahrer ergehen kann, um den Parkvorgang erfolgreich abzuschließen.If this transverse parking space has been reached and a target orientation, ie an alignment with regard to the parking space, has been made, a detection of edges and corners of the objects bounding the transverse parking space is carried out according to the solution proposed according to the invention. The driver of the motor vehicle is supported when Vorwärteinparken in a transverse parking space, which is a standard parking scenario, especially in Europe. The basic principle essentially follows the following steps:
This is initially followed by driver-controlled parking or the beginning of the parking maneuver by the driver without system support, without the aid of parking systems. The parking system recognizes a first corner of an object delimiting the parking space and a second vehicle edge. From this, a driving maneuver is recognized, which corresponds to the Vorwärteinparken in a transverse gap. After recognizing this driving maneuver, a support offer is made to the driver of this vehicle, after which - as soon as this is accepted - the parking system or the driver assistance system takes over the steering and steering of the vehicle. First, a steering angle restriction can be made so that a collision with a front left corner of the vehicle with a parking space limiting object is prevented and optionally issued a stop instruction, so that a path planning or the correction of a calculated path can be done, or an active steering wheel control is performed , as well as make a gear change request to the driver to complete the parking process successfully.
Während der Lenker des Kraftfahrzeugs zu Beginn des Vorwärtseinparkens selbst bis zu einem bestimmten Punkt in eine Parklücke einparkt, erfolgt eine Vermessung des gesamten Umfeldes der Querparklücke durch eine Anzahl von Ultraschallsensoren, die am Kraftfahrzeug vorgesehen sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Seitensensoren, die im Bereich der Kotflügel angeordnet sind, sowie am Frontend des Fahrzeugs angebrachte Frontsensoren, bei denen es sich um vier oder mehr Ultraschallsensoren handeln kann.While the handlebars of the motor vehicle at the beginning of Vorwärtparkparking itself parks up to a certain point in a parking space, a survey of the entire environment of the transverse parking space by a number of ultrasonic sensors, which are provided on the motor vehicle. These are in particular side sensors, which are arranged in the area of the fenders, as well as front sensors attached to the front of the vehicle, which may be four or more ultrasonic sensors.
Wird die Querparklücke von nahezu parallel angeordneten Objekten, so zum Beispiel geparkten Fahrzeugen begrenzt, können die jeweiligen Seiten dieser Objekte sowie deren Ecke über die Seitensensoren detektiert werden. Von dem Zeitpunkt an, ab dem die Seitensensoren ein direktes Echo von den Kanten der die Parklücke begrenzenden Objekte empfangen, kann die Ausrichtung ausreichend genau berechnet werden. Solange diese Signale noch nicht vorliegen, werden erste Schätzfenster für diese abgegeben. Die ungefähre Ordnung basiert zu Beginn des Einparkvorgangs auf dem Kreuzecho zwischen benachbarter Sensoren, d. h. eines Seitensensors und eines Frontsensors auf beiden Seiten des Fahrzeugs sowie aus dem Direktecho der Ultraschallsensoren, insbesondere der Seitensensoren.If the transverse parking space is limited by objects arranged parallel to one another, for example parked vehicles, the respective sides of these objects and their corners can be detected via the side sensors. From the time that the side sensors receive a direct echo from the edges of the objects delimiting the parking space, the orientation can be calculated with sufficient accuracy. As long as these signals are not yet available, first estimation windows are issued for them. The approximate order is based on the cross echo between adjacent sensors at the beginning of the parking process, d. H. a side sensor and a front sensor on both sides of the vehicle as well as from the direct echo of the ultrasonic sensors, in particular the side sensors.
Bevor das System die zuletzt gesehenen Daten auswertet, erfolgt zunächst die Erkennung des Fahrmanövers „Vorwärts einparken in eine Querparklücke”. Dies kann zum einen auf Basis einer Fahrbewegungserkennung erfolgen, während der das eigentliche Fahrmanöver analysiert wird, so zum Beispiel hinsichtlich charakteristischer Lenkrad-, Geschwindigkeits- und Ultraschallwarnabstandsverläufe.Before the system evaluates the last viewed data, the first step is the detection of the driving maneuver "Parking forwards into a transverse parking space". On the one hand, this can be done on the basis of a movement motion recognition during which the actual driving maneuver is analyzed, for example with regard to characteristic steering wheel, speed and ultrasonic warning distance courses.
Dieses Verfahren lässt sich über eine GPS-basierte Kartenanalyse noch verfeinern und verbessern, indem eine Kenntnis über den aktuellen Ort und die Auftrittswahrscheinlichkeit von Quer/Längsparklücken abgeleitet wird. Auf Basis der erkannten Parklückenszenerie sind nun die zurückgelegten × Meter, so zum Beispiel 3 bis 5 Meter der durch die Ultraschallsignale erstellten „Karte” auszuwerten. Anhand von Ecken und Kanten kann nun die Parklückenbreite und dementsprechend eine hinreichend notwendige Zielposition in der Mitte zwischen den beiden die Ausparklücke begrenzenden Fahrzeugen beziehungsweise Objekten berechnet werden. Die Ausrichtung in Bezug auf den Zielpunkt sollte so erfolgen, dass ein seitlicher Abstand des Fahrzeughecks zu den beiden, die Querparklücke begrenzenden Objekten beziehungsweise Fahrzeugen in etwa gleich ist.This method can be further refined and improved by means of a GPS-based map analysis, by deriving knowledge about the current location and the occurrence probability of cross / longitudinal parking spaces. Based on the recognized Parking space scenery are now the traversed × meters to evaluate, for example, 3 to 5 meters of the generated by the ultrasonic signals "card". Based on corners and edges, the parking space width and accordingly a sufficiently required target position can now be calculated in the middle between the two vehicles or objects delimiting the parking space. The orientation with respect to the target point should be such that a lateral distance of the rear of the vehicle to the two, the transverse parking space delimiting objects or vehicles is approximately equal.
Nachdem das Fahrassistenzsystem in dieser Hinsicht aktiviert wurde, erfolgt nun die Überprüfung des aktuellen Lenkeinschlags. Sollte dieser zu einer Kollision mit einem die Parklücke begrenzenden Objekt führen, muss der Lenkeinschlag variiert werden. Dazu erfolgt eine dementsprechende Anweisung an den Fahrer oder die Aufgabe eines Momentes auf das Lenkrad, um dem Fahrer Rückmeldung zu geben, in welche Richtung das Lenkrad zu bewegen ist sowie gegebenenfalls ein automatisch erfolgenden Eingriff in die Lenkapparatur, unterstützt optional von speziellen akustischen, optischen oder haptischen Warnungen und Hinweisen.After the driver assistance system has been activated in this regard, the current steering angle is now checked. Should this lead to a collision with an object bounding the parking space, the steering angle must be varied. For this purpose, a corresponding instruction to the driver or the task of a moment on the steering wheel to give feedback to the driver, in which direction the steering wheel is to move and optionally an automatic intervention in the steering apparatus, optionally supported by special acoustic, optical or haptic warnings and clues.
Folgt der Fahrer den Anweisungen nicht, das zunächst vom ihm eingeleitete Fahrmanöver im initialen Einparkzug zu beenden, können dem Lenker des Fahrzeugs weitere Rückwärts- und Vorwärtszüge angeboten werden. Diese können einer berechneten Bahn entstammen oder aufgrund einer Regelung auf die Zielgrößen resultieren.If the driver does not follow the instructions to first terminate the maneuver initiated in the initial parking train, the driver of the vehicle can be offered further backward and forward pulls. These can originate from a calculated trajectory or result in a regulation on the target variables.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist eine robustere Erkennung der Ausrichtung auch von Längsparklücken ohne Bordstein möglich. Ein fehlender Bordstein bedeutet eine fehlende Referenz zur Winkelausrichtung der Parklücke, da der Bezugspunkt für eine Parallelausrichtung fehlt. Aktuell wird für diesen Fall eine Ausrichtung entweder basierend auf der Eigenbewegung bestimmter Bezugspunkte definiert, oder es erfolgt eine Auswertung verschiedener Randobjekte sowie deren Ausrichtung. Während im erstgenannten Fall eine starke Abhängigkeit vom Fahrverhalten im zuvor definierten Bereich vorliegt kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine Bindung an einen Bereich unterbleiben, stattdessen erfolgt eine Suche nach einem prägenden Merkmal. Im obenstehend dargestellten zweiten Fall einer Ausrichtung an Objekten können die Objekte ihrerseits falsch ausgerichtet sein, so zum Beispiel schlecht eingeparkte Verkehrsteilnehmer, ferner ist die Objektlage von kurzen Objekten nur schwer mit Ultraschall erkennbar.By the proposed solution according to the invention a more robust recognition of the alignment of longitudinal parking spaces without curb is possible. A missing curb means a missing reference to the angular orientation of the parking space since the reference point for parallel alignment is missing. Currently, for this case, an orientation is either defined based on the proper motion of certain reference points, or an evaluation of different boundary objects and their orientation takes place. While in the former case there is a strong dependence on the driving behavior in the previously defined range can be omitted by the proposed solution according to the invention binding to an area, instead there is a search for a formative feature. In the above-described second case of an alignment with objects, the objects themselves may be misaligned, for example poorly parked road users, furthermore the object position of short objects is difficult to detect with ultrasound.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.With reference to the drawings, the invention will be described in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsvariantenvariants
Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend die Detektion einer Querparklücke sowie ein in einem Einparkzug erfolgendes Einparken in die zuerst detektierte Querparklücke beschrieben.The drawings below describe the detection of a transverse parking space as well as parking in a parking train into the first transverse parking space that was first detected.
Der Darstellung gemäß
In einer zweiten Fahrsituation emittiert der erste Seitensensor
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung macht sich zunutze, dass der Fahrer, der in eine Querparklücke einparken möchte, sich während einer Vorbeifahrt an dieser stets für eine gewisse Zeit auf einer Geraden bewegt. Dies bedeutet, dass während dieses Abschnittes (Vergleiche Darstellung gemäß
Während der Parklückensuche wird stets die Fahrbewegung über einige Meter gespeichert. Nachdem eine entsprechende Szene mit einer Querparklücke
Der Darstellung gemäß
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung der Detektion einer Querparklücke
Der Darstellung gemäß
Der Darstellung gemäß
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend erfolgt zunächst ein fahrergesteuertes Einparken beziehungsweise der Beginn eines Einparkmanövers in die detektierte Querparklücke
Es erfolgt anschließend das Unterstützungsangebot an den Fahrer des Kraftfahrzeugs
Für den Fall, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs
Während der Fahrer zu Beginn des Einparkmanövers in die Querparklücke
Aufgrund der nahezu parallelen Anordnung der beiden Objekte
Während des Einparkens entsteht eine Ultraschallkarte, wie in
Während des Einparkens entlang der Einparkbahn
Auf Basis der erkannten Szene, das heißt der Orientierung der Querparklücke
Nachdem das Fahrerassistenzsystem aktiviert wurde und dessen Übernahme der Kontrolle durch den Fahrer akzeptiert wurde, ist nun der aktuelle Lenkeinschlag zu überprüfen, so dass eine Kollision mit dem zweiten Fahrzeug
Es erfolgt zunächst eine Anweisung an den Fahrer und das Aufbringen eines Momentes auf das Lenkrad, um dem Fahrer Rückmeldung dahingehend zu geben, in welche Richtung das Lenkrad zu bewegen ist. Dadurch ist ein automatisierter Eingang in die Lenkapparatur gegeben, der gegebenenfalls, durch spezielle akustische, optische oder haptische Warnungen unterstützt werden kann.It is first an instruction to the driver and the application of a moment on the steering wheel to give the driver feedback on the direction in which the steering wheel is to move. This provides an automated input to the steering apparatus, which can optionally be supported by special audible, visual or haptic warnings.
Sollte zunächst keine hinreichende Lösung dahingehend gefunden werden, um das zunächst vom Fahrer initiierte Fahrmanöver, das heißt das Vorwärtseinparken in die detektierte Querparklücke
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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