CN114946377A - 一种割草机的牧草生长状态监测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种割草机的牧草生长状态监测方法和系统，畜牧业领域。该方法包括：信息采集模块采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器；控制器根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台；所述信息平台根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式，用户可以直观的看到后台计算出的实时产量，平台给出得作业区域内牧草产量分布图，用于指导用户在下季牧草生长过程中需要增加浇水施肥或其他方式，以便提高低产区域的产量。

Description

一种割草机的牧草生长状态监测方法和系统

技术领域

本发明涉及畜牧业领域，尤其涉及一种割草机的牧草生长状态监测方法和系统。

背景技术

随着畜牧业的快速发展，对牧草的需求量越来越大，牧草的种植也成为一种趋势。大面积的牧草种植，既可以保证牧草的需求量，也可以提高牧草的质量。随着牧草种植面积的扩大，牧草机械的需求量也逐步提高。由于牧草对收割时间和天气状态的严格要求，对高质量牧草收割机械的需求越来越强烈。

目前割草机的主要工作是将牧草割断，之后将牧草收集到一起，最后经过压扁辊的挤压，挤出牧草中的水分，方便牧草的晾晒。牧草在经过几天的晾晒后，就可以进行收集储藏了。由于畜牧业的发展时间较短，对于牧草的种植产量检测、牧草的生长态势的检测都处于真空期，目前的割草机均未对牧草的各项数据进行收集，这就导致了牧草的种植，包括牧草产量、生长状态等参数均需依靠人员现场查看，人为判断。这样就导致对作物状态的判断存在很大的主观因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种割草机的牧草生长状态监测方法和系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种割草机的牧草生长状态监测方法，包括：

S1，信息采集模块采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器；

S2，控制器根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台；

S3，所述信息平台根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。

本发明的有益效果是：本方案通过根据采集多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，智能终端根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。用户可以直观的看到后台计算出的实时产量，平台给出得作业区域内牧草产量分布图，用于指导用户在下季牧草生长过程中需要增加浇水施肥或其他方式，以便提高低产区域的产量。

进一步地，所述多个判别因子包括：

牧草的生长高度、牧草的生长边界、割草机的割刀扭矩、所述割草机的割刀转速和所述割草机的割台结构的压扁辊上的压力值。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过在割草作业过程中，实时收集割台上的割刀转速、压扁辊压力等参数，通过摄像头进行图像采集，由控制器对图像进行检测分析，得出牧草长势状况并进行实时检测，根据检测到得各项参数计算作物产量，并且通过信息平台对数据进行处理，最终得出作物生长状态的位置分布图，给种植户的下季种植方案提供数据支持。

进一步地，还包括：所述信息采集模块包括：图像采集模块、转速传感器和压力传感器；

所述图像采集模块根据采集的牧草图像数据获得所述牧草的生长高度和所述牧草的生长边界；

所述转速传感器采集割刀的转速数据获得所述割刀扭矩和所述割刀转速；

所述压力传感器采集所述割台结构的压扁辊上的压力值。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过割草机收割作业过程中进行图像采集，并对图像信息进行分析，从而得出牧草长势和倒伏情况；

通过转速传感器采集割刀的转速数据获得割刀扭矩和割刀转速，通过割刀扭矩和割刀转速实现牧草产量的判定；

通过压力传感器采集割台结构的压扁辊上的压力值，结合割刀扭矩和割刀转速实现计算最终的牧草产量。

进一步地，所述S3包括：

所述信息平台根据所述牧草的生长高度、所述牧草的生长边界、所述割刀扭矩、所述割刀转速、所述割台结构的压扁辊上的压力值结合实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，实现用户可以牧草生长分布图，调整下季牧草种植的合理方案，以提高下季牧草产量。

进一步地，还包括：TBOX模块获取所述实时位置信息；

所述S2具体包括：

所述控制器通过所述TBOX模块将多个判别因子，及实时位置信息发送到信息平台。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过获取到的实时定位信息，再根据控制器收集各项信号与位置信息结合，通过信息平台生产牧草生长状态分布图。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种割草机的牧草生长状态监测系统，包括：信息采集模块、控制器、信息平台和智能终端；

所述信息采集模块用于采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器；

所述控制器用于根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台；

所述信息平台用于根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。

本发明的有益效果是：本方案通过根据采集多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，智能终端根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。用户可以直观的看到后台计算出的实时产量。平台给出得作业区域内牧草产量分布图，用于指导用户在下季牧草生长过程中需要增加浇水施肥或其他方式，以便提高低产区域的产量。

进一步地，所述多个判别因子包括：

牧草的生长高度、牧草的生长边界、割草机的割刀扭矩、所述割草机的割刀转速和所述割草机的割台结构的压扁辊上的压力值。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过在割草作业过程中，实时收集割台上的割刀转速、压扁辊压力等参数，通过摄像头进行图像采集，由控制器对图像进行检测分析，得出牧草长势状况并进行实时检测，根据检测到得各项参数计算作物产量，并且通过信息平台对数据进行处理，最终得出作物生长状态的位置分布图，给种植户的下季种植方案提供数据支持。

进一步地，所述信息采集模块包括：图像采集模块、转速传感器和压力传感器；

所述图像采集模块用于根据采集的牧草图像数据获得所述牧草的生长高度和所述牧草的生长边界；

所述转速传感器用于采集割刀的转速数据获得所述割刀扭矩和所述割刀转速；

所述压力传感器用于采集所述割台结构的压扁辊上的压力值。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过割草机收割作业过程中进行图像采集，并对图像信息进行分析，从而得出牧草长势和倒伏情况；

通过转速传感器采集割刀的转速数据获得割刀扭矩和割刀转速，通过割刀扭矩和割刀转速实现牧草产量的判定；

通过压力传感器采集割台结构的压扁辊上的压力值，结合割刀扭矩和割刀转速实现计算最终的牧草产量。

进一步地，所述信息平台具体用于根据所述牧草的生长高度、所述牧草的生长边界、所述割刀扭矩、所述割刀转速、所述割台结构的压扁辊上的压力值结合实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，实现用户可以牧草生长分布图，调整下季牧草种植的合理方案，以提高下季牧草产量。

进一步地，还包括：TBOX模块，用于获取所述实时位置信息；

所述控制器具体用于通过所述TBOX模块将多个判别因子，及实时位置信息发送到信息平台。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过获取到的实时定位信息，再根据控制器收集各项信号与位置信息结合，通过信息平台生产牧草生长状态分布图。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种割草机的牧草生长状态监测方法的流程示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种割草机的牧草生长状态监测系统的结构框图；

图3为本发明的其他实施例提供的系统整体框图；

图4为本发明的其他实施例提供的信息采集模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种割草机的牧草生长状态监测方法，包括：

S1，信息采集模块12采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器11；其中，多个判别因子可以包括：牧草的生长高度、牧草的生长边界、割刀扭矩、割刀转速和割台结构的压扁辊上的压力值。

可选地，在某一实施例中，在割草机割台前端，增加摄像头，摄像头选用高清摄像头，以便对作业区域进行高清图像采集。摄像头可以连续地将目前的牧草现状进行取像，并且对所取像区域进行有效的区分。控制器11本身已经对图像处理进行了训练和学习，能够快速地对图像按照系统数据进行分析，并且结合摄像头获取的图像进行比较，综合分析得出准确的参数。目前针对牧草图像采集主要分析参数是牧草的生长高度，牧草倒伏情况以及牧草的生长边界。生长高度用于分析计算牧草长势和产量，牧草的生长边界可以用于计算收割面积，之后将面积参数发送存储，用于检测牧草生长状态分布图的绘制。牧草的倒伏情况也用于生长状态分布图中，方便种植户有针对性地分析倒伏原因。

在某一实施例中，系统整体框图如图3所示，控制器11本身已经对图像处理进行了训练和学习，对图像按照系统数据进行分析，并且结合摄像头获取的图像进行比较，综合分析得出准确的参数可以包括：通过前期采集的不同牧草长势的样本数据对控制器11中的识别算法进行训练，并对不同牧草长势进行分类区分，将摄像头实时获取的图像与分类结果进行比较分析，分析出图像属于哪一类，根据确认的类，获得对应的牧草生长高度和倒伏程度。

可选地，在某一实施例中，在牧草长势好或牧草比较粗时，割刀扭矩会随之增加，同时能够对割刀转速产生减缓作用。在收割作业过程中，在割刀位置，安装了转速传感器，转速传感器可以实时将割刀转速反馈到控制器11。转速传感器采用了磁电式传感器，传感器产生的高电平脉冲信号发送到控制器11，控制器11根据采集到的电压频率量对转速进行采集。在牧草产量比较高时，割刀扭矩和割刀转速都会产生相应的变化。因此，可以根据接收到的扭矩和转速值进行牧草产量的判定。

可选地，在某一实施例中，在割台结构的压扁辊上增加了压力传感器，可以实时反馈压扁辊上的压力大小。在牧草产量有变化时，牧草的喂入量会产生变化。由于压扁辊需要对喂入的牧草进行压扁，挤出牧草含有的水分，使得牧草更容易晾晒。牧草喂入量变化就会导致压扁辊上的压力发生变化，压力传感器将压力模拟信号发送到控制器11，控制器11根据压力变化可以计算出牧草的喂入量，同时和割刀扭矩和转速进行校验，最终得出牧草的产量。

S2，控制器11根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台13；

需要说明的是，在割草机中可以配备TBOX，TBOX能够综合接收控制器11发出的各项参数，包括割刀扭矩，割刀转速，压扁辊压力，牧草生长高度，牧草面积以及牧草产量等参数，同时将本身带有的定位模块发出的位置参数和实时接收到的数据进行打包。所有这些信息经过TBOX内部含有的GPRS网络模块发送到信息平台13上。信息平台13收集到各类参数后，可以在平台上绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，其中，牧草生长状态分布图主要包含：亩产量、植株长势以及地理位置坐标。亩产量根据产量的不同显示不同的颜色，植株长势也根据长势进行颜色区分。在另一实施例中，可以包括：根据割刀扭矩和割刀转速，通过作业标定，可以计算出当前牧草植株的粗细；根据压扁辊压力和牧草高度，通过标定，可以计算出当前喂入的牧草量；再结合车辆作业速度以及在显示屏中设置的作业幅宽，可以计算出当前作业的面积；用接收到的牧草量和作业面积，可以计算出牧草的实时亩产量，也能根据植株粗细及作物高度，判断出当前作物生长状态。

S3，所述信息平台13根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。

本发明的有益效果是：本方案通过根据采集多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，智能终端14根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。用户可以直观的看到后台计算出的实时产量。平台给出得作业区域内牧草产量分布图，用于指导用户在下季牧草生长过程中需要增加浇水施肥或其他方式，以便提高低产区域的产量。

可选地，在上述任意实施例中，所述多个判别因子包括：

牧草的生长高度、牧草的生长边界、割刀扭矩、割刀转速和割台结构的压扁辊上的压力值。

本方案通过在割草作业过程中，实时收集割台上的割刀转速、压扁辊压力等参数，通过摄像头进行图像采集，由控制器11对图像进行检测分析，得出牧草长势状况并进行实时检测，根据检测到得各项参数计算作物产量，并且通过信息平台13对数据进行处理，最终得出作物生长状态的位置分布图，给种植户的下季种植方案提供数据支持。

可选地，在上述任意实施例中，如图4所示，还包括：所述信息采集模块12包括：图像采集模块、转速传感器和压力传感器；

所述图像采集模块根据采集的牧草图像数据获得所述牧草的生长高度和所述牧草的生长边界；

所述转速传感器采集割刀的转速数据获得所述割刀扭矩和所述割刀转速；

所述压力传感器采集所述割台结构的压扁辊上的压力值。

本方案通过割草机收割作业过程中进行图像采集，并对图像信息进行分析，从而得出牧草长势和倒伏情况；

通过转速传感器采集割刀的转速数据获得割刀扭矩和割刀转速，通过割刀扭矩和割刀转速实现牧草产量的判定；

通过压力传感器采集割台结构的压扁辊上的压力值，结合割刀扭矩和割刀转速实现计算最终的牧草产量。

可选地，在上述任意实施例中，所述S3包括：

所述信息平台13根据所述牧草的生长高度、所述牧草的生长边界、所述割刀扭矩、所述割刀转速、所述割台结构的压扁辊上的压力值结合实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图。

本方案通过绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，实现用户可以牧草生长分布图，调整下季牧草种植的合理方案，以提高下季牧草产量。

可选地，在上述任意实施例中，还包括：TBOX模块获取所述实时位置信息；

所述S2具体包括：

所述控制器11通过所述TBOX模块将多个判别因子，及实时位置信息发送到信息平台13。

本方案通过获取到的实时定位信息，再根据控制器11收集各项信号与位置信息结合，通过信息平台13生产牧草生长状态分布图。

在某一实施例中，如图2所示，一种割草机的牧草生长状态监测系统，包括：信息采集模块12、控制器11、信息平台13和智能终端14；

所述信息采集模块12用于采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器11；

所述控制器11用于根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台13；

所述信息平台13用于根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。

本发明的有益效果是：本方案通过根据采集多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，智能终端14根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。用户可以直观的看到后台计算出的实时产量。平台给出得作业区域内牧草产量分布图，用于指导用户在下季牧草生长过程中需要增加浇水施肥或其他方式，以便提高低产区域的产量。

可选地，在上述任意实施例中，所述多个判别因子包括：

牧草的生长高度、牧草的生长边界、割草机的割刀扭矩、所述割草机的割刀转速和所述割草机的割台结构的压扁辊上的压力值。

本方案通过在割草作业过程中，实时收集割台上的割刀转速、压扁辊压力等参数，通过摄像头进行图像采集，由控制器11对图像进行检测分析，得出牧草长势状况并进行实时检测，根据检测到得各项参数计算作物产量，并且通过信息平台13对数据进行处理，最终得出作物生长状态的位置分布图，给种植户的下季种植方案提供数据支持。

可选地，在上述任意实施例中，所述信息采集模块12包括：图像采集模块、转速传感器和压力传感器；

所述图像采集模块用于根据采集的牧草图像数据获得所述牧草的生长高度和所述牧草的生长边界；

所述转速传感器用于采集割刀的转速数据获得所述割刀扭矩和所述割刀转速；

所述压力传感器用于采集所述割台结构的压扁辊上的压力值。

本方案通过割草机收割作业过程中进行图像采集，并对图像信息进行分析，从而得出牧草长势和倒伏情况；

通过转速传感器采集割刀的转速数据获得割刀扭矩和割刀转速，通过割刀扭矩和割刀转速实现牧草产量的判定；

通过压力传感器采集割台结构的压扁辊上的压力值，结合割刀扭矩和割刀转速实现计算最终的牧草产量。

可选地，在上述任意实施例中，所述信息平台13具体用于根据所述牧草的生长高度、所述牧草的生长边界、所述割刀扭矩、所述割刀转速、所述割台结构的压扁辊上的压力值结合实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图。

本方案通过绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，实现用户可以牧草生长分布图，调整下季牧草种植的合理方案，以提高下季牧草产量。

可选地，在上述任意实施例中，还包括：TBOX模块，用于获取所述实时位置信息；

所述控制器11具体用于通过所述TBOX模块将多个判别因子，及实时位置信息发送到信息平台13。

本方案通过获取到的实时定位信息，再根据控制器11收集各项信号与位置信息结合，通过信息平台13生产牧草生长状态分布图。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。

需要说明的是，上述各实施例是与在先方法实施例对应的产品实施例，对于产品实施例中各可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。

上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种割草机的牧草生长状态监测方法，其特征在于，包括：

S1，信息采集模块采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器；

S2，控制器根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台；

S3，所述信息平台根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。

2.根据权利要求1所述的一种割草机的牧草生长状态监测方法，其特征在于，所述多个判别因子包括：

牧草的生长高度、牧草的生长边界、割草机的割刀扭矩、所述割草机的割刀转速和所述割草机的割台结构的压扁辊上的压力值。

3.根据权利要求1所述的一种割草机的牧草生长状态监测方法，其特征在于，还包括：所述信息采集模块包括：图像采集模块、转速传感器和压力传感器；

所述图像采集模块根据采集的牧草图像数据获得所述牧草的生长高度和所述牧草的生长边界；

所述转速传感器采集割刀的转速数据获得所述割刀扭矩和所述割刀转速；

所述压力传感器采集所述割台结构的压扁辊上的压力值。

4.根据权利要求2或3所述的一种割草机的牧草生长状态监测方法，其特征在于，所述S3包括：

所述信息平台根据所述牧草的生长高度、所述牧草的生长边界、所述割刀扭矩、所述割刀转速、所述割台结构的压扁辊上的压力值结合实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图。

5.根据权利要求1或4所述的一种割草机的牧草生长状态监测方法，其特征在于，还包括：TBOX模块获取所述实时位置信息；

所述S2具体包括：

所述控制器通过所述TBOX模块将多个判别因子，及实时位置信息发送到信息平台。

6.一种割草机的牧草生长状态监测系统，其特征在于，包括：信息采集模块、控制器、信息平台和智能终端；

所述信息采集模块用于采集牧草生长状态的多个判别数据，并将多个判别数据发送到控制器；

所述控制器用于根据所述判别数据，得到多个判别因子，并将多个判别因子及实时位置信息发送到信息平台；

所述信息平台用于根据多个判别因子和实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图，以根据所述牧草生长状态分布图调整牧草管理的工作方式。

7.根据权利要求6所述的一种割草机的牧草生长状态监测系统，其特征在于，所述多个判别因子包括：

牧草的生长高度、牧草的生长边界、割草机的割刀扭矩、所述割草机的割刀转速和所述割草机的割台结构的压扁辊上的压力值。

8.根据权利要求6所述的一种割草机的牧草生长状态监测系统，其特征在于，所述信息采集模块包括：图像采集模块、转速传感器和压力传感器；

所述图像采集模块用于根据采集的牧草图像数据获得所述牧草的生长高度和所述牧草的生长边界；

所述转速传感器用于采集割刀的转速数据获得所述割刀扭矩和所述割刀转速；

所述压力传感器用于采集所述割台结构的压扁辊上的压力值。

9.根据权利要求7或8所述的一种割草机的牧草生长状态监测系统，其特征在于，所述信息平台具体用于根据所述牧草的生长高度、所述牧草的生长边界、所述割刀扭矩、所述割刀转速、所述割台结构的压扁辊上的压力值结合实时位置信息绘制基于位置信息的牧草生长状态分布图。

10.根据权利要求6或9所述的一种割草机的牧草生长状态监测系统，其特征在于，还包括：TBOX模块，用于获取所述实时位置信息；

所述控制器具体用于通过所述TBOX模块将多个判别因子，及实时位置信息发送到信息平台。

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