CN112037528A - 一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于定位技术与和智能泊车机器人技术领域，公开一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统。所述系统包括：架设在停车区域四周的摄像头及摄像头固定结构、与摄像头连接在一起的角度检测传感器、数据处理模块、停车位获取模块、安装有停车机器人控制器的停车机器人和管理平台。无需停车厅仅通过停车机器人实现在无停车厅情况下，将随意停放的车辆搬运到指定停车位；场地结构简单、制造方便，不需要对停车区域内部设置任何设备和建设复杂结构的停车厅，仅在停车区域四周架设了部分设备；依据车型确定轴距，不需要对每个车辆测量轴距，数据处理简单；通过摄像头获取图形，精度高、误差小；通过云端数据服务器计算，反应快，等待时间短。

Description

一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统

技术领域

本发明属于定位技术与和智能泊车机器人技术领域，尤其涉及一种基于车型的无需停车厅的智能停车方法和系统。

背景技术

停车厅是大型无人智能停车场的车辆取放间，用于驾驶人员进行汽车车辆自动取放、停车机器人进行汽车车辆自动取放和汽车车辆外观信息自动测量，是驾驶人员与智能停车场之间的车辆交接间和车辆外观信息自动测量间。

现有的停车厅一般具有立柱、顶棚、卷帘门等外设结构，在这些外设结构上安装激光雷达测距装置、摄像头测距装置等测量装置对车辆外观进行测量。但是，对于使用智能停车场的用户来说，将存车和取车过程越简单越好。现有带有外设结构的停车厅，要求用户具有熟练的倒车入库、倒车转弯等技巧，这些会使驾驶技术不熟练的用户望而却步。如果将这些外设结构都去掉，甚至没有固定的停车位。只要在指定的场地，用户可以任意位置和角度的停放车辆，这样对智能停车场的用户来说，一切都是自由的，不需要特别注意停车位置和角度，省心省力，更符合用户的期待。但是，这就要求停车机器人能够确定待存车辆的位置，并调整机器人的姿态，以便搬运车辆。

同时，没有立柱、顶棚、卷帘门等外设结构，也无法按照常规安装激光雷达测距装置、摄像头测距装置等测量装置，以及对车辆的外观进行测量。停车机器人搬运车辆时，需要准确的知道车辆的轴距，即前后轮中心点之间的距离。因为对于常规款型的轿车而言，车长、车宽等数据变化不大，且对采用侧插入方式用叉齿将轮胎抬离地面的停车机器人来说，对能够顺利搬运车辆的影响不大。因为需要通过叉齿夹住轮胎，并施加挤压力，利用摩擦力将轮胎抬离地面，因此前后轮之间的距离，就非常重要。如果不能确定车辆轴距，那么停车机器人可能就无法顺利搬运车辆。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述技术问题，本发明的目的在于提出一种基于车型的无需停车厅的智能停车方法及系统，能够实现在中间没有架设任何设备的开阔停车区域中确认车辆的位置，以便停车机器人行走到车辆旁边，并将车辆搬运到指定停车位；并且不需要在停车位上安装在立柱、顶棚、卷帘门等外设结构上的，适用于开放式停车位或停车场的，获取车辆轴距的方法、系统。

本发明采用的技术方案如下所述：

本发明提供一种基于车型的无需停车厅的智能停车方法，所述方法包括：

在停车区域四周都设置一个或多个位置固定且可旋转的摄像头，且其可记录旋转的角度；

为停车区域建立坐标系，每个摄像头的坐标是固定的；

接收到用于确认存车的请求后，通过摄像头获取停车区域内车辆的图像，结合坐标系确认待存车辆的位置和停车机器人在搬运车辆时的最佳位置；

通过车辆的图像识别车辆的车型，根据车辆的车型获取车辆的轴距；

向停车机器人发送停车机器人在搬运车辆时的最佳位置和车辆的轴距，并确认停车机器人的位置；

通过预定的停车位调度方法确认待存车辆将要停放的停车位的编号；

通过停车机器人将待存车辆搬运到对应的停车位。

进一步的，所述通过摄像头获取停车区域内车辆的图像，结合坐标系确认待存车辆的位置和停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，所述方法包括：

获取停车区域内车辆的图像，记录获取图像时摄像头旋转的角度；

通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度在坐标系中建立模型；

根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置。

更进一步的，所述通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度在坐标系中建立模型，包括如下内容：

将拍摄了车辆同一位置的图像进行处理，获得车辆位置与拍摄这些图像的摄像头之间的距离，最终得到车辆四周与各个摄像头之间的距离；

已知每个摄像头在坐标系中的坐标，结合拍摄图像时的角度，得到车辆不同位置在坐标系中的坐标；

将车辆四周不同位置对应的坐标集合为坐标集，建立车辆在坐标系中的模型。

更进一步的，所述根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，包括如下内容：

车辆在坐标系中的模型对应的坐标集，采集其在不同水平面上的水平坐标集，计算所述水平坐标集围成图形的面积；

获取面积最大的水平坐标集，其围成的图形为车辆水平面上最大的轮廓形状；

根据停车机器人搬运车辆的方式，确定停车机器人搬运车辆时的最佳位置。

例如，如果停车机器人在车辆侧方将叉臂插入车底，则在面积最大的水平坐标集围成的图形的长度方向上的中间为停车机器人搬运车辆时的最佳位置；如果停车机器人在车辆前方或后方将叉臂插入车底，则在面积最大的水平坐标集围成的图形的宽度方向上的中间为停车机器人搬运车辆时的最佳位置；如果停车机器人潜入车底搬运车辆，则在面积最大的水平坐标集围成的图形的中心为停车机器人搬运车辆时的最佳位置。

进一步的，所述通过车辆的图像识别车辆的车型，包括：

收集每个车型的正面、侧面或后面的多个角度的图像，并保存；

对每个车型的图像都选取多个特征点，并保存为车型特征点列表；

在车辆的图像中的多个特征点位置获得车辆的特征点；

将车辆的特征点与保存的车型特征点列表匹配，得到车辆的车型。

进一步的，所述根据车辆的车型获取车辆的轴距，包括：

收集每个车型的轴距，并保存到数据库；

根据车辆的车型从数据库中获取车辆的轴距。

进一步的，所述基于车型的无需停车厅的智能停车方法，还包括：

若根据图像无法识别车辆的车型，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距；

将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

更进一步的，所述基于车型的无需停车厅的智能停车方法，还包括：

若根据图像无法识别车辆的车型，则与数据库中的特殊车辆轴距信息匹配；

若匹配成功，获得该车辆的轴距，若匹配不成功，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距，并将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

进一步的，所述方法还包括：

收到停车机器人发出的未找到指定车辆的信号后，显示该车辆在停车区域内的图像，并发出请确认车辆位置是否正确的选择按钮；

若收到管理人员确认车辆位置正确的选择，则重新获取确认车辆位置，并通知停车机器人搬运车辆；

若收到管理人员确认车辆位置不正确的选择，则要求管理人员人工调整摄像头获取车辆的图像，再确认车辆位置，并通知停车机器人搬运车辆。

本发明还提供一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，所述系统包括：

架设在停车区域四周的摄像头及摄像头固定结构，用于获取停车区域的图像、焦距和时间，并将其发送给数据处理模块，以及固定摄像头；

与摄像头连接在一起的角度检测传感器，记录摄像头转动的角度和时间，并将其发送给数据处理模块；

数据处理模块，用于为停车区域建立坐标系，记录每个摄像头的坐标；通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度在坐标系中建立模型；根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，并将其发送给停车机器人控制器；用于根据图像识别车辆的车型和根据车辆的车型获取车辆的轴距，并将其发送给停车机器人控制器；

停车位获取模块，用于通过预定的停车位调度方法确认待存车辆将要停放的停车位的编号，并将其发送给停车机器人控制器；

停车机器人，包括停车机器人控制器，所述停车机器人控制器，用于根据数据处理模块发出的最佳位置信息，控制机器人行走到搬运待取车辆的最佳位置；根据停车位获取模块发出的停车位信息和车辆轴距检测装置检测的轴距信息，控制停车机器人将待存车辆搬运到对应的停车位。

进一步的，所述数据处理模块，还用于将拍摄了车辆同一位置的图像进行处理，获得车辆位置与拍摄这些图像的摄像头之间的距离，最终得到车辆四周与各个摄像头之间的距离；已知每个摄像头在坐标系中的坐标，结合拍摄图像时的角度，得到车辆不同位置在坐标系中的坐标；将车辆四周不同位置对应的坐标集合为坐标集，建立车辆在坐标系中的模型。

进一步的，所述数据处理模块，还用于车辆模型对应的坐标集，采集其在不同水平面上的水平坐标集，计算所述水平坐标集围成图形的面积；获取面积最大的水平坐标集，其围成的图形为车辆水平面上最大的轮廓形状；根据停车机器人搬运车辆的方式，确定停车机器人搬运车辆时的最佳位置。

进一步的，所述数据处理模块，还用于收集每个车型的正面、侧面或后面的多个角度的图像，并保存；对每个车型的图像都选取多个特征点，并保存为车型特征点列表；在车辆的图像中的多个特征点位置获得车辆的特征点；将车辆的特征点与保存的车型特征点列表匹配，得到车辆的车型。

进一步的，所述数据处理模块，还用于收集每个车型的轴距，并保存到数据库；根据车辆的车型从数据库中获取车辆的轴距。

进一步的，所述数据处理单元，还用于若根据图像无法识别车辆的车型，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距；将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

更进一步的，所述数据处理单元，还用于若根据图像无法识别车辆的车型，则与数据库中的特殊车辆轴距信息匹配；若匹配成功，获得该车辆的轴距，若匹配不成功，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距，并将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

进一步的，所述数据处理模块和停车位获取模块可以是云端数据服务器，通过网络与摄像头、角度检测传感器、停车机器人控制器相互连接。

进一步的，所述系统，还包括：

管理平台，用于接收停车机器人发出的未找到指定车辆的信号，并显示该车辆在停车区域内的图像，并发出请确认车辆位置是否正确的选择按钮；若收到管理人员确认车辆位置正确的选择，则通知数据处理模块重新获取确认车辆位置及通知停车机器人控制器搬运车辆；若收到管理人员确认车辆位置不正确的选择，人工调整摄像头获取车辆的图像，再通知数据处理模块重新获取确认车辆位置及通知停车机器人控制器搬运车辆。

本发明具有如下有益效果：

1、无需停车厅仅通过停车机器人实现在无停车厅情况下，将随意停放的车辆搬运到指定停车位；

2、所述停车方法对应的场地结构简单、制造方便，不需要对停车区域内部设置任何设备和建设复杂结构的停车厅，仅在停车区域四周架设了部分设备，不会阻碍用户停车和启动；

3、上述根据车型确定车辆轴距的方法，依据车型确定轴距，不需要对每个车辆测量轴距，数据处理简单；

4、针对无法匹配车型的特殊车辆(一般是改装较大的车辆)，单独测量轴距并保存，用于以后匹配数据，保证了改装车等车辆正常使用智能停车场；

5、通过摄像头获取图形，经过计算和坐标系拟合，精度高、误差小；

6、通过云端数据服务器计算，反应快，等待时间短。

附图说明

图1为本发明中无停车厅的停车区域的结构示意图；

其中，1为停车区域，2为摄像头，3为角度检测传感器，4为摄像头固定结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例涉及一种无停车厅停车区域及相应的系统，如图1所示，包括：

架设在停车区域1四周的摄像头2及摄像头固定结构4，用于获取停车区域的图像、焦距和时间，并将其发送给数据处理模块，以及固定摄像头2；

与摄像头2连接在一起的角度检测传感器3，记录摄像头转动的角度和时间，并将其发送给数据处理模块；

数据处理模块，用于为停车区域建立坐标系，记录每个摄像头的坐标；通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度在坐标系中建立模型；根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，并将其发送给停车机器人控制器；用于根据图像识别车辆的车型和根据车辆的车型获取车辆的轴距，并将其发送给停车机器人控制器；将拍摄了车辆同一位置的图像进行处理，获得车辆位置与拍摄这些图像的摄像头之间的距离，最终得到车辆四周与各个摄像头之间的距离；已知每个摄像头在坐标系中的坐标，结合拍摄图像时的角度，得到车辆不同位置在坐标系中的坐标；将车辆四周不同位置对应的坐标集合为坐标集，建立车辆在坐标系中的模型；车辆模型对应的坐标集，采集其在不同水平面上的水平坐标集，计算所述水平坐标集围成图形的面积；获取面积最大的水平坐标集，其围成的图形为车辆水平面上最大的轮廓形状；根据停车机器人搬运车辆的方式，确定停车机器人搬运车辆时的最佳位置；用于收集每个车型的正面、侧面或后面的多个角度的图像，并保存；对每个车型的图像都选取多个特征点，并保存为车型特征点列表；在车辆的图像中的多个特征点位置获得车辆的特征点；将车辆的特征点与保存的车型特征点列表匹配，得到车辆的车型；用于收集每个车型的轴距，并保存到数据库；根据车辆的车型从数据库中获取车辆的轴距；用于若根据图像无法识别车辆的车型，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距；将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库；用于若根据图像无法识别车辆的车型，则与数据库中的特殊车辆轴距信息匹配；若匹配成功，获得该车辆的轴距，若匹配不成功，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距，并将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库；

停车位获取模块，用于通过预定的停车位调度方法确认待存车辆将要停放的停车位的编号，并将其发送给停车机器人控制器；

停车机器人，包括停车机器人控制器，所述停车机器人控制器，用于根据数据处理模块发出的最佳位置信息，控制机器人行走到搬运待取车辆的最佳位置；根据停车位获取模块发出的停车位信息和车辆轴距检测装置检测的轴距信息，控制停车机器人将待存车辆搬运到对应的停车位；

管理平台，用于接收停车机器人发出的未找到指定车辆的信号，并显示该车辆在停车区域内的图像，并发出请确认车辆位置是否正确的选择按钮；若收到管理人员确认车辆位置正确的选择，则通知数据处理模块重新获取确认车辆位置及通知停车机器人控制器搬运车辆；若收到管理人员确认车辆位置不正确的选择，人工调整摄像头获取车辆的图像，再通知数据处理模块重新获取确认车辆位置及通知停车机器人控制器搬运车辆。

所述数据处理模块和停车位获取模块是云端数据服务器，通过网络与摄像头、角度检测传感器、停车机器人控制器等相互连接。

本实施例中基于车型的无需停车厅的智能停车方法包括：

S1：在停车区域四周都设置一个或多个位置固定且可旋转的摄像头，且其可记录旋转的角度；

S2：为停车区域建立坐标系，每个摄像头的坐标是固定的；

S3：接收到用于确认存车的请求后，通过摄像头获取停车区域内车辆的图像，结合坐标系确认待存车辆的位置和停车机器人在搬运车辆时的最佳位置；

S4：通过车辆的图像识别车辆的车型，根据车辆的车型获取车辆的轴距；

S5：向停车机器人发送停车机器人在搬运车辆时的最佳位置和车辆的轴距，并确认停车机器人的位置；

S6：通过预定的停车位调度方法确认待存车辆将要停放的停车位的编号；

S7：通过停车机器人将待存车辆搬运到对应的停车位。

其中，步骤S3中，所述通过摄像头获取停车区域内车辆的图像，结合坐标系确认待存车辆的位置和停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，包括下述步骤：

S3.1：摄像头2获取停车区域内车辆的图像、焦距和时间，角度检测传感器3记录获取图像时摄像头旋转的角度和时间；

S3.2：数据处理模块通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度在坐标系中建立模型；

具体包括：

(A)将拍摄了车辆同一位置的图像进行处理，获得车辆位置与拍摄这些图像的摄像头之间的距离，最终得到车辆四周与各个摄像头之间的距离；

(B)已知每个摄像头在坐标系中的坐标，结合拍摄图像时的角度，得到车辆不同位置在坐标系中的坐标；

(C)将车辆四周不同位置对应的坐标集合为坐标集，建立车辆在坐标系中的模型。

S3.3：根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置；

具体包括：

(A)车辆在坐标系中的模型对应的坐标集，采集其在不同水平面上的水平坐标集，计算所述水平坐标集围成图形的面积；

(B)获取面积最大的水平坐标集，其围成的图形为车辆水平面上最大的轮廓形状；

(C)根据停车机器人搬运车辆的方式，确定停车机器人搬运车辆时的最佳位置。

其中，本实施例中的停车机器人为在车辆侧方将叉臂插入车底，则在面积最大的水平坐标集围成的图形的长度方向上的中间为停车机器人搬运车辆时的最佳位置。

其中，步骤S4中，所述通过车辆的图像识别车辆的车型，根据车辆的车型获取车辆的轴距，包括如下步骤：

S4.1：通过车辆的图像识别车辆的车型；

具体包括：

(A)收集每个车型的正面、侧面或后面的多个角度的图像，并保存；

(B)对每个车型的图像都选取多个特征点，并保存为车型特征点列表；

(C)在车辆的图像中的多个特征点位置获得车辆的特征点；

(D)将车辆的特征点与保存的车型特征点列表匹配，得到车辆的车型；

S4.2：所述根据车辆的车型获取车辆的轴距；

具体包括：

(A)收集每个车型的轴距，并保存到数据库；

(B)根据车辆的车型从数据库中获取车辆的轴距；

S4.3：若根据图像无法识别车辆的车型，则：

(1)与数据库中的特殊车辆轴距信息匹配；

(2)若匹配成功，获得该车辆的轴距；

(3)若匹配不成功，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距，并将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

本实施例中的上述系统还包括人工矫正流程，具体包括：

(A)收到停车机器人发出的未找到指定车辆的信号后，显示该车辆在停车区域内的图像，并发出请确认车辆位置是否正确的选择按钮；

(B)若收到管理人员确认车辆位置正确的选择，则重新获取确认车辆位置，并通知停车机器人搬运车辆；若收到管理人员确认车辆位置不正确的选择，则要求管理人员人工调整摄像头获取车辆的图像，再确认车辆位置，并通知停车机器人搬运车辆。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述系统包括：

架设在停车区域四周的摄像头及摄像头固定结构，用于获取停车区域的图像、焦距和时间，并将其发送给数据处理模块，以及固定摄像头；

与摄像头连接在一起的角度检测传感器，记录摄像头转动的角度和时间，并将其发送给数据处理模块；

数据处理模块，用于为停车区域建立坐标系，记录每个摄像头的坐标；通过图像、图像对应的焦距及旋转的角度在坐标系中建立模型；根据车辆模型，确定停车机器人在搬运车辆时的最佳位置，并将其发送给停车机器人控制器；用于根据图像识别车辆的车型和根据车辆的车型获取车辆的轴距，并将其发送给停车机器人控制器；

停车位获取模块，用于通过预定的停车位调度方法确认待存车辆将要停放的停车位的编号，并将其发送给停车机器人控制器；

停车机器人，包括停车机器人控制器，所述停车机器人控制器，用于根据数据处理模块发出的最佳位置信息，控制机器人行走到搬运待取车辆的最佳位置；根据停车位获取模块发出的停车位信息和车辆轴距检测装置检测的轴距信息，控制停车机器人将待存车辆搬运到对应的停车位。

2.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理模块，还用于将拍摄了车辆同一位置的图像进行处理，获得车辆位置与拍摄这些图像的摄像头之间的距离，最终得到车辆四周与各个摄像头之间的距离；已知每个摄像头在坐标系中的坐标，结合拍摄图像时的角度，得到车辆不同位置在坐标系中的坐标；将车辆四周不同位置对应的坐标集合为坐标集，建立车辆在坐标系中的模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理模块，还用于车辆模型对应的坐标集，采集其在不同水平面上的水平坐标集，计算所述水平坐标集围成图形的面积；获取面积最大的水平坐标集，其围成的图形为车辆水平面上最大的轮廓形状；根据停车机器人搬运车辆的方式，确定停车机器人搬运车辆时的最佳位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理模块，还用于收集每个车型的正面、侧面或后面的多个角度的图像，并保存；对每个车型的图像都选取多个特征点，并保存为车型特征点列表；在车辆的图像中的多个特征点位置获得车辆的特征点；将车辆的特征点与保存的车型特征点列表匹配，得到车辆的车型。

5.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理模块，还用于收集每个车型的轴距，并保存到数据库；根据车辆的车型从数据库中获取车辆的轴距。

6.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理单元，还用于若根据图像无法识别车辆的车型，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距；将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

7.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理单元，还用于若根据图像无法识别车辆的车型，则与数据库中的特殊车辆轴距信息匹配；若匹配成功，获得该车辆的轴距，若匹配不成功，则根据车辆的多个角度的图像，计算该车辆的轴距，并将该车辆的多个图像与车辆的轴距以特殊车辆轴距信息保存到数据库。

8.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述数据处理模块和停车位获取模块可以是云端数据服务器，通过网络与摄像头、角度检测传感器、停车机器人控制器相互连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于车型的无需停车厅的智能停车系统，其特征在于，所述系统，还包括：

管理平台，用于接收停车机器人发出的未找到指定车辆的信号，并显示该车辆在停车区域内的图像，并发出请确认车辆位置是否正确的选择按钮；若收到管理人员确认车辆位置正确的选择，则通知数据处理模块重新获取确认车辆位置及通知停车机器人控制器搬运车辆；若收到管理人员确认车辆位置不正确的选择，人工调整摄像头获取车辆的图像，再通知数据处理模块重新获取确认车辆位置及通知停车机器人控制器搬运车辆。

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