CN112147576B - 一种基于振动波定位的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于振动波定位的方法及装置，该方法包括在固体介质的任一侧纵向等间隔布置多个振动传感器，用于采集固体介质振动波形数据；将固体介质在横向方向上划分多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设定力锤击打位置，采用力锤击打所述位置，基于力锤击打时采集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，计算得到固体介质在各区段的标定传播速度；基于飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置纵坐标；根据所述固体介质在各个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得到穿透位置横坐标。本发明可对飞行物穿透固体介质穿透点作精确的定位测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种定位方法，尤其涉及一种基于振动波定位的方法及装置。
背景技术
在建筑物的安全监测中，需要对不明飞行物与建筑物的接触位置进行准确测量；亦或是在靶场等对测量精度要求较高的环境中，针对单个或多个飞行物依次穿透混凝 土或其他水泥、钢铁等固体物质的情况，即其穿透点的位置进行精确定位。因此，本 发明提供一种基于振动波定位的方法及装置。
现有技术中，常利用三点定位与时延定位的方法解决本技术问题，如本发明人在专利号为CN108169714A中使用的技术方案，其内容为：基于混凝土介质，确定定位 网格；在网格长边上等间隔布置多个振动传感器，用于接收力锤击打网格短边上各个网格点时的振动波形数据，并基于力锤击打数据以及与之对应的振动波形数据，获得 网格上每个网格点振动波的传播速度；选取相邻的三个振动传感器所接收的振动波形 数据进行时延计算，获得时延计算结果；基于时延计算结果进行三点定位，获得目标 定位结果。其可对飞行物的穿透位置做出有效的定位。
但上述专利不适合测量固体物质介质速度随机不均匀的情况，本发明所述的基于振动波定位的方法遵循了振动波运动学变化特征，可在固体物质介质速度不均匀的情 况下，对飞行物穿透点进行更加精确的定位，且其算法更加简单有效。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种基于振动波定位的方法及装置，用以针对靶场中测量飞行物穿透固体介质的情况，实现对穿透位置的高精度定位。
本发明提供了一种基于振动波定位的方法，包括：
在固体介质的任意一侧纵向等间隔布置多个振动传感器，用于采集固体介质的振动波形数据；
将固体介质在横向方向上划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设定力锤击打位置，采用力锤击打所述设定的力锤击打位置，基于力锤击打时采集 的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到固体介质在 各个区段的标定传播速度；
基于飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标；
根据所述固体介质在各个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得 到穿透位置的横坐标。
进一步的，在每个设定有力锤击打位置的区段中设定一个或多个力锤击打位置。
进一步的，所述多个力锤击打位置设定为：在平行于横向方向上的一直线上等间隔的多个点。
进一步的，所述获取振动波起跳时刻采用长短时窗能量比方法、Fi sher检测法或人工提取方式。
进一步的，所述计算得到固体介质在各个区段的标定传播速度包括基于第一目标函数计算所述固体介质在各个力锤击打位置的传播速度，所述第一目标函数为：
其中，v为扫描速度序列，T(zi)为某振动波起跳时刻，sx1为力锤击打位置横坐 标，x0为振动传感器位置横坐标，sz0为力锤击打位置纵坐标，zi为振动传感器位置纵 坐标，i为第i个传感器，n为振动传感器数目。
进一步的，基于第二目标函数计算所述穿透位置的横坐标，所述第二目标函数为：
其中，T(zi)为某振动波起跳时刻，xk为某个黑色圆点横坐标，x0为振动传感器 位置横坐标，z为某个黑色圆点纵坐标，zi为振动传感器位置纵坐标，i为第i个传感 器，n为振动传感器数目。
进一步的，当所述力锤击打位置设定在所述多个区段中的全部区段中时，将所述计算得到的固体介质在各个力锤击打位置的传播速度作为所述固体介质在各个区段的 标定传播速度；当所述力锤击打位置仅设定在所述多个区段中的部分区段中时，对于 所述计算得到的固体介质在各个力锤击打位置的传播速度，进一步采用一维三次样条插值方法或线性插值方法来获得所述固体介质在各个区段的标定传播速度。
进一步的，所述通过抛物线拟合方法得到穿透位置的纵坐标包括：
使用抛物线方程t＝az2+bz+c，其中，a，b，c，为待求参数，将各个起跳时 刻与抛物线方程进行拟合，得到参数a，b，c，则抛物线顶点坐标为(-b/2a，(4ac-b2)/4a)，即穿透位置纵坐标z＝-b/2a。
另外，本发明基于上述方法还提供了一种基于振动波定位的装置，包括： 多个振动传感器，所述多个振动传感器纵向等间隔布置在固体介质的任意一侧，用于 采集固体介质的振动波形数据；
速度计算单元，用于根据力锤击打时采集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到固体介质在各个区段的标定传播速度；其中，所述 固体介质在横向方向上被划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设 定力锤击打位置，并采用力锤击打所述设定的力锤击打位置；
坐标确定单元，用于根据飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标；以及根据所述固体介质在各 个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得到穿透位置的横坐标。
进一步的，所述多个力锤击打位置设定为：在平行于横向方向上的一直线上等间隔的多个点。
本发明的有益效果在于：
1.可以用于靶场测量，实现对单个或多个飞行物依次穿透混凝土、水泥、钢铁或其他固体介质的情况进行精确定位。
2.可用于建筑物的安全监测，实现对不明飞行物或振动源对建筑体接触位置的准确测量。
附图说明
图1为本发明一种基于振动波定位的方法的流程图；
图2为本发明一种基于振动波定位的方法的振动波定位示意图；
图3为本发明一种基于振动波定位的方法的振动传感器波形数据图；
图4为本发明一种基于振动波定位的方法的振动波时距关系示意图；
图5为本发明一种基于振动波定位的方法的振动传感器阵列部署及混凝土介质速度标定示意图；
图6为本发明一种基于振动波定位的方法的目标函数曲线及取值示意图；
图7为本发明一种基于振动波定位的方法的目标函数曲线及穿透点x坐标求取示意图；
图8为本发明一种基于振动波定位的方法的第二目标函数曲线示意图；
图9为本发明一种基于振动波定位的装置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明进行详细说明，以下描述用于公开本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可 以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其 他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
另外，本发明所述的X轴、Y轴、横轴和纵轴等为相较于振动传感器阵列所在位 置的相对坐标轴，非传统意义上的、固定不变的坐标轴。
本发明提供一种基于振动波定位的方法及装置，方法包括：
在固体介质的任意一侧纵向等间隔布置多个振动传感器，用于采集固体介质的振动波形数据；
将固体介质在横向方向上划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设定力锤击打位置，采用力锤击打所述设定的力锤击打位置，基于力锤击打时采 集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到固体介 质在各个区段的标定传播速度；
基于飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标；
根据所述固体介质在各个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得 到穿透位置的横坐标。
以上方法内容如图1所示。
首先，对本发明应用的基于振动波运动特征对穿透点进行定位的理论基础作如下说明：
如图2所示，中部的爆点为飞行物穿透点，坐标为(x,z)；图2右侧实心圆点为 部署的振动传感器阵列，坐标分别为(x0,z1)…(x0,zi)…(x0,zn)，n为振动传感器数 目。穿透点到第i个振动传感器的距离为速度vi表示穿透点 到第i个传感器的速度，因此，从穿透点到传感器i的时间可表述为：
在均匀速度的情况下，从穿透点到传感器i的时间可表述为：
其中，速度v为振动波在均匀介质中的传播速度。
具体地，以2.5m*2.5m不均匀混凝土介质模型为例，振动源为图2中的爆点，图 3为振动传感器阵列(由10个振动传感器组成)记录的波形数据，其中，u(z1,t) 表示第一个传感器记录的波形数据，横坐标为时间，T(z1)为振动波起跳时刻，即 短竖线对应的横坐标值，如果振动传感器从穿透时刻开始记录，则T(z1)等于公式 (1)计算值。
图4为具体实施例2的振动波时距关系示意图，时距关系即公式(1)与公式(2)， 直接显示了振动波的运动学特征。图4右图中，小圆圈为T(z1),T(z2)…T(z10), 纵坐标为Z(与图4左图中的纵坐标一致)。虚线为采用均匀速度代入公式(2)计算 的起跳时刻。实线为T(z1),T(z2)…T(z10)拟合的抛物线。可以看出，拟合得 到的抛物线与虚线基本重合。且拟合的抛物线或虚线的顶点Z坐标即为穿透点的Z 坐标。在此基础上，从公式(2)出发，如果已知混凝土介质的标定传播速度，则可 计算穿透点纵坐标，这是基于振动波的运动特征对穿透点进行定位的理论基础。此理论相对背景技术而言有较高的定位精准度，且更加符合飞行物穿透固体介质时的 运动特征。
需说明的是，本发明所述的固体介质可为混凝土、钢铁或水泥等，下面将以混凝土为例，对本发明一种基于振动波定位的方法的过程做详细说明：
首先，在固体介质的任意一侧纵向等间隔布置多个振动传感器，用于采集固体介质的振动波形数据；
然后，将固体介质在横向方向上划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设定力锤击打位置，采用力锤击打所述设定的力锤击打位置，基于力锤击 打时采集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到 固体介质在各个区段的标定传播速度。
如图5所示，右侧圆点为振动传感器摆放位置，中部小圆点用以计算混凝土介质的振动传播速度，每个小圆点对应于混凝土介质的一个区段；十字星形为力锤击打 位置，混凝土板长度为D。振动传感器采用线性方式部署于混凝土介质的任意一侧， 坐标分别记为(x0,z1)、(x0,z2)、…、(x0,zn)，n≥10，传感器x坐标保持不变，Z 坐标等间隔；力锤击打位置坐标记为(sx1,sz0)、(sx2,sz0)、…、(sxm,sz0)，击打位 置在X方向基本等间隔即可；中部小圆点个数为P个，横坐标为x1,x2…xk…xp，纵坐 标为sz0。
此处需说明的是：一般P值比较大，为了提高效率和减少击打次数，可以不必对 每个小圆点的位置进行击打(即用力锤击打P下)，例如可以从中选取一部分小圆点， 一般只需击打8-12下即可，即对应的十字星形的个数及位置。当然在P值相对小时， 也可以对每个小圆点的位置进行击打(即击打P下)，此时小圆点的个数及位置与十 字星形的个数及位置相同。
由此，可获知振动传感器位置和力锤击打位置，通过读取振动传感器阵列记录的数据即可得到各力锤击打位置的波形数据u(z1,t)，u(z2,t)，…,u(zn,t)。此种振 动传感器摆放位置的探测效果较好，其覆盖面的大小也不会使得标定速度的计算受 到很大影响。
另：小圆点的个数例如可用公式P＝4D/derr确定，其中，D为混凝土板X方向长 度，derr为期望的定位精度，小圆点之间等间隔，且值为derr/4。例如，对于100m 的混凝土板，定位精度要求1m,则P＝400。
下面以力锤击打点(sx1,sz0)为例，说明力锤击打点的振动传播速度的求解方法。
具体的，可以采用长短时窗能量比(STA/LTA：Short Term Average/Long TermAverage)方法、Fisher检测法或人工提取方式来获取第一振动波起跳时刻T(z1)， T(z2)，…,T(zn)，此处采用长短时窗能量比方法为例进行计算。其中，长短时窗 能量比原理是针对噪声、纵波、横波在其频率、相位、幅度以及波速上的差异来识 别首波，进而获取第一振动波的起跳时刻。
进一步的，利用第一目标函数公式(3)计算所述固体介质在各个力锤击打位置的传播速度，所述第一目标函数如下：
其中，v为扫描速度序列，取值为1000:50:8000，T(zi)为某振动波起跳时刻， sx1为力锤击打位置横坐标，x0为振动传感器位置横坐标，sz0为力锤击打位置纵坐标， zi为振动传感器位置纵坐标，i为第i个传感器，n为振动传感器数目。
这样，计算每个速度对应的E(v)，取E(v)绝对值的最小值，最小值对应的速度 值即为力锤击打点(sx1,sz0)的标定传播速度也就是图6中圆点对应的横坐标 值，图6中的曲线为第一目标函数曲线。
按照上述求解力锤击打点(sx1,sz0)传播速度的求解过程，可分别计算得到其余力锤击打点的速度
在此基础上，采用一维三次样条插值法将各个击打点传播速度带入，得到混凝土介质的标定传播速度/>
其中，一维三次样条插值法原理为通过一系列形值点的一条光滑曲线，求解方程组得出曲线函数组的过程。
除此一维三次样条插值法之外，还可采用线性插值方法求取介质的标定传播速度。
需要说明的是，上述具体实施例为采用了确定混凝土标定传播速度方式较为便捷的优选实施例，即将固体介质在横向方向上划分为多个区段，在所述一个区段中设 定力锤击打位置，对于所述计算得到的固体介质在各个力锤击打位置的传播速度， 进一步采用一维三次样条插值方法或线性插值方法来获得所述固体介质在各个区段的标定传播速度。除此之外，另有一种更为准确但较为繁琐的确定混凝土标定传播 速度方式，具体如下：
如图7所示：在划分的多个区段中的每个区段中分别确定穿透点，分别在每个穿透点所在水平线上设定多个小原点，采用力锤击打，每条水平线上力锤击打方式与 前述实施例相同。有所区别的是，所述力锤击打位置设定在所述多个区段中的全部 区段中，将所述计算得到的固体介质在各个力锤击打位置的传播速度作为所述固体介质在各个区段的标定传播速度。
如上所述，可以获得混凝土介质的标定传播速度，下面就可以对实际飞行物的穿透位置进行坐标计算。坐标计算具体包括纵坐标和横坐标的计算，下面首先来对纵 坐标的计算进行说明。
纵坐标计算：基于飞行物穿透时采集的所述振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标。具体如下：
获取振动传感器阵列记录的飞行物穿透混凝土板的波形数据u(z1,t)，u(z2,t)，…, u(zn,t)。
获取振动传感器位置坐标。
采用长短时窗能量比(STA/LTA：Short TermAverage/LongTermAverage)方法、Fisher检测法或人工提取方式，获取第二振动波起跳时刻T(z1)，T(z2)，…,T(zn)。
采用抛物线拟合方法得到穿透位置的纵坐标。抛物线方程如下：
t＝az2+bz+c (4)
其中，a,b,c为待求参数。采用matlab中polyfit函数对起跳时刻T(z1)，T(z2)，…,T(zn)与公式(4)所示的抛物线方程进行拟合，得到参数a,b,c。则抛物线顶点坐 标为(-b/2a，(4ac-b2)/4a)，即穿透位置纵坐标z＝-b/2a。
横坐标计算：根据固体介质的所述标定传播速度与第二振动波起跳时刻计算得到。 具体如下：
采用第二目标函数方法计算穿透位置的横坐标。其中，第二目标函数如下：
其中，T(zi)为某振动波起跳时刻，xk为某个黑色圆点横坐标，x0为振动传感器 位置横坐标，z为某个黑色圆点纵坐标，zi为振动传感器位置纵坐标，i为第i个传感 器，n为震动传感器数目，x取值为x1,x2…xk…xp，速度为混凝土介质的标定 传播速度。
第二目标函数E(xk)的最小值对应的横坐标值即为穿透位置的x坐标。如图8所示，为公式(5)计算的第二目标函数曲线，圆点为第二目标函数的最小值，其对应 的横坐标值即为穿透位置的x坐标。
由此，基于上述穿透位置的纵坐标和横坐标，即可得到飞行物穿透点的具体坐标位置(x,z)。
上述基于振动波定位的方法可更加精准的测量飞行物在固体介质穿透点的具体穿 透位置坐标，非常适合在靶场等需要探测精准度较高的使用，同时，也适合确定不 明飞行物对建筑物的撞击点位置坐标。
在另一优选实施例中，如图9所示，根据上述基于振动波定位的方法，本发明还 提供了一种基于振动波的定位装置，包括：
多个振动传感器，所述多个振动传感器纵向等间隔布置在固体介质的任意一侧，用于采集固体介质的振动波形数据；
速度计算单元，用于根据力锤击打时采集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到固体介质在各个区段的标定传播速度；其中，所述 固体介质在横向方向上被划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设 定力锤击打位置，并采用力锤击打所述设定的力锤击打位置；
坐标确定单元，用于根据飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标；以及根据所述固体介质在各 个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得到穿透位置的横坐标。
基于上述装置，所述的多个力锤击打位置设定为：在平行于横向方向上的一条直线上等间隔的多个点。
该定位装置的工作原理和工作方式与前述的定位方法基本相同，具体可参见前述内容，在此不再赘述。
以上为本发明的详细说明。当然，本发明还可有其他多种案例，在不背离本发明的精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可以根据本发明做出各种相应 的改变和变形，但在这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护 范围。
Claims (10)
1.一种基于振动波定位的方法，其特征在于，包括：
在固体介质的任意一侧纵向等间隔布置多个振动传感器，用于采集固体介质的振动波形数据；
将固体介质在横向方向上划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设定力锤击打位置，采用力锤击打所述设定的力锤击打位置，基于力锤击打时采集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到固体介质在各个区段的标定传播速度；
基于飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标；
根据所述固体介质在各个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得到穿透位置的横坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，在每个设定有力锤击打位置的区段中设定一个或多个力锤击打位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，所述多个力锤击打位置设定为：在平行于横向方向上的一直线上等间隔的多个点。
4.根据权利要求1所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，所述获取振动波起跳时刻采用长短时窗能量比方法、Fisher检测法或人工提取方式。
5.根据权利要求1所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，所述计算得到固体介质在各个区段的标定传播速度包括基于第一目标函数计算所述固体介质在各个力锤击打位置的传播速度，所述第一目标函数为：
其中，v为扫描速度序列，T(zi)为某振动波起跳时刻，sx1为力锤击打位置横坐标，x0为振动传感器位置横坐标，sz0为力锤击打位置纵坐标，zi为振动传感器位置纵坐标，i为第i个传感器，n为振动传感器数目。
6.根据权利要求1所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，基于第二目标函数计算所述穿透位置的横坐标，所述第二目标函数为：
其中，T(zi)为某振动波起跳时刻，xk为某个黑色圆点横坐标，x0为振动传感器位置横坐标，z为某个黑色圆点纵坐标，zi为振动传感器位置纵坐标，i为第i个传感器，n为振动传感器数目，为混凝土介质的标定传播速度。
7.根据权利要求5所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，当所述力锤击打位置设定在所述多个区段中的全部区段中时，将所述计算得到的固体介质在各个力锤击打位置的传播速度作为所述固体介质在各个区段的标定传播速度；当所述力锤击打位置仅设定在所述多个区段中的部分区段中时，对于所述计算得到的固体介质在各个力锤击打位置的传播速度，进一步采用一维三次样条插值方法或线性插值方法来获得所述固体介质在各个区段的标定传播速度。
8.根据权利要求1所述的一种基于振动波定位的方法，其特征在于，所述通过抛物线拟合方法得到穿透位置的纵坐标包括：
使用抛物线方程t＝az2+bz+c，其中，a，b，c，为待求参数，将各个起跳时刻与抛物线方程进行拟合，得到参数a，b，c，则抛物线顶点坐标为(-b/2a，(4ac-b2)/4a)，即穿透位置纵坐标z＝-b/2a。
9.一种基于振动波定位的装置，其特征在于，包括：
多个振动传感器，所述多个振动传感器纵向等间隔布置在固体介质的任意一侧，用于采集固体介质的振动波形数据；
速度计算单元，用于根据力锤击打时采集的振动波形数据和力锤击打位置，获取第一振动波起跳时刻，并计算得到固体介质在各个区段的标定传播速度；其中，所述固体介质在横向方向上被划分为多个区段，在所述多个区段中的部分或全部区段中设定力锤击打位置，并采用力锤击打所述设定的力锤击打位置；
坐标确定单元，用于根据飞行物穿透时采集的振动波形数据，获取第二振动波起跳时刻，并通过抛物线拟合方法计算穿透位置的纵坐标；以及根据所述固体介质在各个区段的标定传播速度与所述第二振动波起跳时刻计算得到穿透位置的横坐标。
10.根据权利要求9所述的一种基于振动波定位的装置，其特征在于，所述多个力锤击打位置设定为：在平行于横向方向上的一直线上等间隔的多个点。
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| JP2003075533A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-03-12 | Oyo Corp | グラウンド・ペネトレーション・レーダに使用される地表下媒体内における電磁波信号の伝播速度を決定するための装置および方法 |
| CN107560764A (zh) * | 2017-08-03 | 2018-01-09 | 华东交通大学 | 一种基于钢轨横向振动特性检测钢轨纵向力的方法 |
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-
2020
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| JP2003075533A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-03-12 | Oyo Corp | グラウンド・ペネトレーション・レーダに使用される地表下媒体内における電磁波信号の伝播速度を決定するための装置および方法 |
| CN107560764A (zh) * | 2017-08-03 | 2018-01-09 | 华东交通大学 | 一种基于钢轨横向振动特性检测钢轨纵向力的方法 |
| CN108169714A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-15 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 一种基于振动波的定位方法及装置 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于声震探测技术的靶场炸点坐标测量误差分析;罗晓松 等;《飞行测控学报》;第22卷(第02期);176-182 * |
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