CN113484822A - 一种无线信号补偿方法、系统、计算机设备及存储介质 - Google Patents

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CN113484822A CN202111044873.9A CN202111044873A CN113484822A CN 113484822 A CN113484822 A CN 113484822A CN 202111044873 A CN202111044873 A CN 202111044873A CN 113484822 A CN113484822 A CN 113484822A
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Abstract

本发明提供一种无线信号补偿方法、系统、计算机设备及存储介质，该方法包括：获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息；获取定位终端在上一定位位置的定位结果；根据上一定位位置的定位结果和无线信标的位置信息，确定上一定位位置的定位结果与无线信标的连线方位角；根据所获取的无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标；获取定位终端在当前定位位置扫描到的目标无线信标的信号强度和定位终端在当前定位位置的指向方位角；根据连线方位角和指向方位角，更新目标无线信标的信号强度；根据更新后的目标无线信标的信号强度，确定定位终端在当前定位位置的定位结果。实现解决室内定位中无线信号互相干扰的目的。

Description

一种无线信号补偿方法、系统、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及定位技术领域，具体地，涉及一种无线信号补偿方法、系统、计算机设备及存储介质。
背景技术
目前主流的室内定位技术，主要是依赖于部署在室内环境的无线信标，如蓝牙、WIFI路由器，一般采用无线信标的发射信号强度与距离传播损耗公式，计算出各个无线信标与定位终端的距离，再通过三角定位公式或者距离权重法来得出定位终端的坐标，这种定位方式极大地依赖于无线信标的发射强度，对于信号的稳定性能较高的要求。
由于多径效应的存在，在室内定位时，无线信标的无线信号会相互干扰，导致最终的定位结果产生偏差；虽然目前可以采用一些对无线信号进行过滤和滤波的信号处理技术来减少无线信号的相互干扰，但将这些信号处理技术应用于实时定位时，需要将不同无线信标的历史无线信号进行队列处理，而且没有综合考虑到与其他传感器数据进行融合，导致最终的处理结果不能满足实时性和精准性的要求。
发明内容
本申请旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种无线信号补偿方法、系统、计算机设备及存储介质，解决室内定位中无线信号互相干扰的问题。
第一方面，提供一种无线信号补偿方法，包括：
获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息；
获取所述定位终端在上一定位位置的定位结果；
根据所述上一定位位置的定位结果和所述无线信标的位置信息，确定所述上一定位位置的定位结果与所述无线信标的连线方位角；
根据所获取的所述无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标；
获取所述定位终端在当前定位位置扫描到的所述目标无线信标的信号强度和所述定位终端在当前定位位置的指向方位角；
根据所述连线方位角和所述指向方位角，更新所述目标无线信标的信号强度；
根据更新后的所述目标无线信标的信号强度，确定所述定位终端在当前定位位置的定位结果。
进一步的，根据所获取的所述无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标，包括：
获取所述定位终端在所述上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息；
从所述定位终端在所述当前定位位置扫描到的无线信标，去除位置信息与所述定位终端在所述上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息重复的无线信标，得到需进行信号强度更新的目标无线信标。
进一步的，根据所述连线方位角和所述指向方位角，更新所述目标无线信标的信号强度，包括：
根据所述连线方位角与所述指向方位角的差值的绝对值，更新所述目标无线信标的信号强度。
进一步的，根据所述连线方位角与所述指向方位角的差值的绝对值，更新所述目标无线信标的信号强度，包括：
计算所述连线方位角与所述指向方位角的差值的绝对值；
计算所述绝对值的余弦值，根据所述余弦值确定所述目标无线信标的信号强度的调整系数；
根据所述调整系数，更新所述目标无线信标的信号强度。
进一步的，根据所述余弦值确定所述目标无线信标的信号强度的调整系数，包括：
将所述余弦值的绝对值乘以经验系数后加一，得到所述目标无线信标的信号强度的调整系数，所述经验系数为正数。
进一步的，根据所述调整系数，更新所述目标无线信标的信号强度，包括：
计算所述目标无线信标的信号强度，与所述定位终端能扫描到的无线信标的最弱信号强度之间的和值；
根据所述调整系数，调整所述和值得到调整后的和值；
将所述调整后的和值减去所述最弱信号强度，得到更新后的所述目标无线信标的信号强度。
进一步的，根据所述调整系数，调整所述和值得到调整后的和值，包括：
将所述和值乘以所述调整系数，得到调整后的和值。
第二方面，提供一种无线信号补偿系统，包括：
获取模块，用于获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息和所述定位终端在上一定位位置的定位结果；
连线方位角确定模块，用于根据所述上一定位位置的定位结果和所述无线信标的位置信息，确定所述上一定位位置的定位结果与所述无线信标的连线方位角；
目标确定模块，用于根据所获取的所述无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标；
所述获取模块还用于获取所述定位终端在当前定位位置扫描到的所述目标无线信标的信号强度和所述定位终端在当前定位位置的指向方位角；
更新模块，用于根据所述连线方位角和所述指向方位角，更新所述目标无线信标的信号强度；
定位模块，用于根据更新后的所述目标无线信标的信号强度，确定所述定位终端在当前定位位置的定位结果。
第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明根据所获取的定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的无线信标，再根据上一定位位置的定位结果与定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标之间的连接方位角，和当前定位位置中定位终端的指向方位角更新目标无线信标的信号强度，根据更新后的目标无线信标的信号强度进行定位，可以快速修正室内环境下由无线信标的信号多径效应造成的信号干扰，优化了定位位置与实际行进方向的一致，为室内定位的稳定性提供了良好的基础。
附图说明
图1为实施例1所述一种无线信号补偿方法的流程示意图。
图2为实施例1所述一种无线信号补偿方法的另一个流程示意图。
图3为实施例2所述一种无线信号补偿系统的模块示意图。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在现有的室内定位场景中，需要对移动中的定位终端进行定位，会先建立基于无线信标（如蓝牙信标等）的室内定位网络，按一定的规范在室内部署好用于定位的无线信标，记录这些无线信标的唯一标识和所在位置信息，并录入数据库。
在建立室内定位网络后，可以采用RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号的强度指示）或其他定位方法，融合定位算法对移动中的定位终端进行定位。具体的，定位终端可以通过扫描室内定位网络的无线信标，获取扫描到的无线信标的信号强度，再根据信号强度和无线信标的位置得到估算的定位结果，最后再采用如PDR定位算法，根据估算的定位结果得到最终的定位结果。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种信号补偿方法，本实施例以该方法应用于定位终端，采用RSSI进行定位的定位方法进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括定位终端和服务器的系统，并通过定位终端和服务器的交互实现。在本实施例中，该方法包括如下步骤：
S100.获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息。
具体的，根据定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的唯一标识，根据无线信标的唯一标识从数据库中获取与该唯一标识对应的位置信息。
S200.获取定位终端在上一定位位置的定位结果。
对定位终端在每一个定位位置上得到的定位结果都存储到数据库中，可以理解的是，定位结果在数据库中的存储顺序可以以定位的时间先后顺序进行存储。
S300.根据上一定位位置的定位结果和无线信标的位置信息，确定上一定位位置的定位结果与无线信标的连线方位角。
具体的，定位结果和无线信标的位置信息均可以以坐标的形式进行表示，将定位 结果所在的位置与各个无线信标的位置进行连接，得到定位结果与各个无线信标与预设参 考线或参考面的夹角，该夹角即为连线方位角，从而得到连线方位角的集合
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为上一个定位位置的定位结 果与第k个无线信标的连线方位角；可以理解的是，预设的参考线可以是世界坐标系中的X 轴，亦可以是世界坐标系中的Y轴。
S400.根据所获取的无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标。
如图2所示，为了减少在定位过程中所需要处理的数据量，提高定位的效率，步骤S400可以包括：
S401.获取定位终端在上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息；
S402.从定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标，去除位置信息与定位终端在上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息重复的无线信标，得到需进行信号强度更新的目标无线信标。
具体的，假设室内定位网络中所有的无线信标以映射集合
Figure DEST_PATH_IMAGE006
的方式存储在数据库中，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示具有唯一标识的无线信标，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示无线信标的 位置信息；定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的集合为
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为定位终端在当 前位置中扫描到的第k个无线信标；定位终端在上一次定位位置扫描到的无线信标的集合 为
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为定位终端在上一 个定位位置中扫描到的第k个无线信标；将
Figure DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure DEST_PATH_IMAGE022
进行比对，若
Figure DEST_PATH_IMAGE023
中的无线信标的位置信息与
Figure 146267DEST_PATH_IMAGE020
的无线信标的位置信息重复，则去除该重复的无线 信标，得到目标无线信标的集合
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为第n个目标无线信标。
S500.获取定位终端在当前定位位置扫描到的目标无线信标的信号强度和定位终端在当前定位位置的指向方位角。
具体的，指向方位角可以通过定位终端携带的电子罗盘读取实时的罗盘数据，并 基于得到的罗盘数据计算定位终端实时对应的指向方位角，作为定位终端的指向方位角； 根据得到的目标无线信标的集合
Figure 84312DEST_PATH_IMAGE025
， 从而获取的目标无线信标的信号强度为
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为第n个目标无线信标的信号强度。
S600.根据连线方位角和指向方位角，更新目标无线信标的信号强度。
步骤S600具体包括：
根据连线方位角与指向方位角的差值的绝对值，更新目标无线信标的信号强度。
具体的，通过定位终端携带的电子罗盘读取实时的罗盘数据，并基于得到的罗盘 数据得到定位终端在当前定位位置的指向方位角
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，根据指向方位角
Figure DEST_PATH_IMAGE034
和连线方位角
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，更新目标 无线信标的信号强度，得到更新后的目标无线信标的信号强度
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
表示更新后的第n个无线信标的信 号强度。
其中，根据连线方位角与指向方位角的差值的绝对值，更新目标无线信标的信号强度，包括：
计算连线方位角与指向方位角的差值的绝对值；
计算绝对值的余弦值，根据余弦值确定目标无线信标的信号强度的调整系数；
根据调整系数，更新目标无线信标的信号强度。
具体的，先计算指向方位角
Figure 55196DEST_PATH_IMAGE033
与连线方位角集合
Figure 43881DEST_PATH_IMAGE002
中各个连线方位角的差值，再计算差值的 绝对值，从而得到指向方位角与连线方位角的差值的绝对值的集合
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE043
表示指向方位角与第k个连线方位角的差值的绝对值；计算绝对值的
Figure 80757DEST_PATH_IMAGE041
的余弦值
Figure DEST_PATH_IMAGE045
，根据绝对值的余弦值确定目标无线信标的信号强度的调整系数a，最后 根据调整系数a更新目标无线信标的信号强度；优选地，在本实施例中，可以仅计算指向方 位角和与目标无线信标对应的连线方位角的差值的绝对值，得到指向方位角和与目标无线 信标对应的连线方位角的集合
Figure DEST_PATH_IMAGE047
的差值的绝 对值
Figure DEST_PATH_IMAGE049
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
表示上一个定位位置的定位结果与第n个目标无线信标的连线方位角，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
表示指 向方位角与第n个目标无线信标对应的连接方位角的差值的绝对值；然后计算与目标无线 信标对应的绝对值的余弦值
Figure DEST_PATH_IMAGE054
，根据绝对值的余弦值确定目标无线信标的 信号强度的调整系数a，最后根据调整系数a更新目标无线信标的信号强度。
其中，根据余弦值确定目标无线信标的信号强度的调整系数，包括：
将余弦值的绝对值乘以经验系数后加一，得到目标无线信标的信号强度的调整系数，经验系数为正数。
具体的，调整系数
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE058
为 第i个绝对值的余弦值为经验系数，且
Figure DEST_PATH_IMAGE060
为正数。
其中，根据调整系数，更新目标无线信标的信号强度，包括：
计算目标无线信标的信号强度，与定位终端能扫描到的无线信标的最弱信号强度之间的和值；
根据调整系数，调整和值得到调整后的和值，具体的，将和值乘以调整系数，得到调整后的和值；
将调整后的和值减去最弱信号强度，得到更新后的目标无线信标的信号强度。
具体的，获取的目标无线信标的信号强度为
Figure DEST_PATH_IMAGE062
，
Figure 82647DEST_PATH_IMAGE062
表示第i个目标无线信标 的信号强度，最弱信号强度为
Figure DEST_PATH_IMAGE064
，从而目标无线信标的信号强度与最弱信号强度之间 的和值为
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；故而，根据调整系数
Figure DEST_PATH_IMAGE067
调整目标无 线信标的信号强度与最弱信号强度之间的和值
Figure 618189DEST_PATH_IMAGE066
，得到调整后的和值
Figure DEST_PATH_IMAGE069
；最后，按照公式（1）得到更新后的目标无 线信标的信号强度
Figure DEST_PATH_IMAGE070
：
Figure DEST_PATH_IMAGE072
（1）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE074
为第i个更新后的目标无线信标的信号强度。
具体实施过程中，最弱信号强度
Figure 467022DEST_PATH_IMAGE064
为110，故而
Figure DEST_PATH_IMAGE076
。
可以理解的是，更新目标无线信号的信号强度的公式还可以为：
Figure DEST_PATH_IMAGE078
S700.根据更新后的目标无线信标的信号强度，确定定位终端在当前定位位置的定位结果。
可以理解的是，当定位终端进行第一次定位时，获取定位终端在当前位置扫描到的无线信号的信号强度，根据无线信号的信号强度确定定位终端在当前定位位置的定位结果，并将该定位结果存储到数据库中，而本实施例对定位终端的定位是基于第N次定位，N大于1。
本实施例根据所获取的定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的无线信标，再根据上一定位位置的定位结果与定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标之间的连接方位角，和当前定位位置中定位终端的指向方位角更新目标无线信标的信号强度，根据更新后的目标无线信标的信号强度进行定位，可以快速修正室内环境下由无线信标的信号多径效应造成的信号干扰，优化了定位位置与实际行进方向的一致，为室内定位的稳定性提供了良好的基础。
实施例2
如图3所示，基于与实施例1同一个发明构思，提供一种室内定位系统，包括：
获取模块101，用于获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息和定位终端在上一定位位置的定位结果；
连线方位角确定模块102，用于根据上一定位位置的定位结果和无线信标的位置信息，确定上一定位位置的定位结果与无线信标的连线方位角；
目标确定模块103，用于根据所获取的无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标；
获取模块101还用于获取定位终端在当前定位位置扫描到的目标无线信标的信号强度和定位终端在当前定位位置的指向方位角；
更新模块104，用于根据连线方位角和指向方位角，更新目标无线信标的信号强度；
定位模块105，用于根据更新后的目标无线信标的信号强度，确定定位终端在当前定位位置的定位结果。
在一个实施例中，获取模块101还用于获取定位终端在上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息；
目标确定模块103用于根据所获取的无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标，包括：目标确定模块103用于从定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标，去除位置信息与定位终端在上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息重复的无线信标，得到需进行信号强度更新的目标无线信标。
在一个实施例中，更新模块104用于根据连线方位角和指向方位角，更新目标无线信标的信号强度，包括：更新模块104用于根据连线方位角与指向方位角的差值的绝对值，更新目标无线信标的信号强度。
在一个实施例中，更新模块104用于根据连线方位角与指向方位角的差值的绝对值，更新目标无线信标的信号强度，包括：更新模块104用于计算连线方位角与方位角的差值的绝对值；计算绝对值的余弦值，根据余弦值确定目标无线信标的信号强度的调整系数；根据调整系数，更新目标无线信标的信号强度。
在一个实施例中，更新模块104用于根据余弦值确定目标无线信标的信号强度的调整系数，包括：
更新模块104用于将余弦值的绝对值乘以经验系数后加一，得到目标无线信标的信号强度的调整系数，经验系数为正数。
在一个实施例中，更新模块104用于根据调整系数，更新目标无线信标的信号强度，包括：
更新模块104用于计算目标无线信标的信号强度，与定位终端能扫描到的无线信标的最弱信号强度之间的和值；根据调整系数，调整和值得到调整后的和值；将调整后的和值减去最弱信号强度，得到更新后的目标无线信标的信号强度。
在一个实施例中，更新模块104用于根据调整系数，调整和值得到调整后的和值，包括：
更新模块104用于将和值乘以调整系数，得到调整后的和值。
实施例3
在本实施例中，提供一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力，存储器包括非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境，通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WiFi、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现实施例1所述的一种无线信号补偿方法。
实施例4
在本实施例中，提供一种计算机可读存介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述的一种无线信号补偿方法。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线信号补偿方法，其特征在于，包括：
获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息；
获取所述定位终端在上一定位位置的定位结果；
根据所述上一定位位置的定位结果和所述无线信标的位置信息，确定所述上一定位位置的定位结果与所述无线信标的连线方位角；
根据所获取的所述无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标；
获取所述定位终端在当前定位位置扫描到的所述目标无线信标的信号强度和所述定位终端在当前定位位置的指向方位角；
根据所述连线方位角和所述指向方位角，更新所述目标无线信标的信号强度；
根据更新后的所述目标无线信标的信号强度，确定所述定位终端在当前定位位置的定位结果。
2.根据权利要求1所述的一种无线信号补偿方法，其特征在于，根据所获取的所述无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标，包括：
获取所述定位终端在所述上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息；
从所述定位终端在所述当前定位位置扫描到的无线信标，去除位置信息与所述定位终端在所述上一定位位置扫描到的无线信标的位置信息重复的无线信标，得到需进行信号强度更新的目标无线信标。
3.根据权利要求1所述的一种无线信号补偿方法，其特征在于，根据所述连线方位角和所述指向方位角，更新所述目标无线信标的信号强度，包括：
根据所述连线方位角与所述指向方位角的差值的绝对值，更新所述目标无线信标的信号强度。
4.根据所述权利要求3所述的一种无线信号补偿方法，其特征在于，根据所述连线方位角与所述指向方位角的差值的绝对值，更新所述目标无线信标的信号强度，包括：
计算所述连线方位角与所述指向方位角的差值的绝对值；
计算所述绝对值的余弦值，根据所述余弦值确定所述目标无线信标的信号强度的调整系数；
根据所述调整系数，更新所述目标无线信标的信号强度。
5.根据权利要求4所述的一种无线信号补偿方法，其特征在于，根据所述余弦值确定所述目标无线信标的信号强度的调整系数，包括：
将所述余弦值的绝对值乘以经验系数后加一，得到所述目标无线信标的信号强度的调整系数，所述经验系数为正数。
6.根据权利要求5所述的一种无线信号补偿方法，其特征在于，根据所述调整系数，更新所述目标无线信标的信号强度，包括：
计算所述目标无线信标的信号强度，与所述定位终端能扫描到的无线信标的最弱信号强度之间的和值；
根据所述调整系数，调整所述和值得到调整后的和值；
将所述调整后的和值减去所述最弱信号强度，得到更新后的所述目标无线信标的信号强度。
7.根据权利要求6所述的一种无线信号补偿方法，其特征在于，根据所述调整系数，调整所述和值得到调整后的和值，包括：
将所述和值乘以所述调整系数，得到调整后的和值。
8.一种无线信号补偿系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取定位终端在当前定位位置扫描到的无线信标的位置信息和所述定位终端在上一定位位置的定位结果；
连线方位角确定模块，用于根据所述上一定位位置的定位结果和所述无线信标的位置信息，确定所述上一定位位置的定位结果与所述无线信标的连线方位角；
目标确定模块，用于根据所获取的所述无线信标的位置信息，确定需进行信号强度更新的目标无线信标；
所述获取模块还用于获取所述定位终端在当前定位位置扫描到的所述目标无线信标的信号强度和所述定位终端在当前定位位置的指向方位角；
更新模块，用于根据所述连线方位角和所述指向方位角，更新所述目标无线信标的信号强度；
定位模块，用于根据更新后的所述目标无线信标的信号强度，确定所述定位终端在当前定位位置的定位结果。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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