CN1922612A - 具有改进的转弯通告能力的车辆导航系统 - Google Patents

Abstract

公开一种用于车辆的导航系统，用来提供改进的沿给定路线即将转弯的通告。这样的转弯通告优选地包括响应导航系统提供的转弯通告信号启动车辆内外的转弯信号指示器。这种已有的转弯信号指示器包括在车辆内或车辆上的通常存在的专用的转弯信号指示器，如在车辆仪表板上的仪表盘上的转弯信号指示器，通常靠近车辆前后保险杠的外部转弯信号灯；与侧镜结合一体的转弯信号指示器。由于使用已有的转弯信号指示器，因而不需要添加指示器或指示器系统，使得做出转弯通告既简单又经济。而且，使用用于通告乘员预定路线的车辆内和外的指示器既有利于车辆乘员又有利于在该乘员的车辆附近的其他车辆。除了使用已有的专用转弯信号指示器外，还可使用平视显示器来显示转弯通告，因为它基本在乘员的视线内，这是有益的。

Description

具有改进的转弯通告能力的车辆导航系统

技术领域

本发明涉及在可使用导航系统的车辆中指示转弯的系统和方法。

背景技术

车载的通信和信息系统不断变得更强有力，因此给车辆乘员提供了更多的方便。例如，一些车辆现在装有较精密的计算机系统，以加强驾驶操作并且向乘员提供有用的信息。这种基于车辆的系统也可以与车辆外的更强有力的计算系统进行无线通信。

在一些车辆中存在的一种日益普及的计算机化装置是导航系统。这样的系统有多种形式。一种形式是车辆乘员使用其车辆中的用户接口，指定希望的目的地或行驶路线，有时结合使用在用户接口显示器上显示的计算机化地图。如果仅指定目的地，到达该目的地的最佳路线可通过在该车辆中(和/或在与车辆无线通信的服务器上)的导航系统来计算。这种系统中的车辆会装配有某类型的位置指示设备，如全球定位系统(GPS)设备，以确定该车辆的确切位置(和/或向服务器传输该位置)。使用GPS数据的车(和/或服务器)跟踪该车辆的位置，并且可能通过在与用户接口显示器相关的地图上显示该车辆的路线和/或位置，可以绘制该车辆沿该路线的行进。

当乘员沿该路线接近转弯时，导航系统能够通告乘员即将到达的转弯，并且优选地在该转弯之前提前做这种通告(例如，提前50英尺)。这样的转弯通告可有各种形式。例如，导航系统可通过更新用户接口显示器上的图形可视地通告乘员转弯，如通过显示文本消息(如“前面右转”)，提供闪耀箭头等，这些通告形式可以或可以不与路线或目的地的地图相关。另外可替换地，通告是可听形式的。例如，计算机输出的话音能够告诉乘员关于“前面右转”，这个话音可以通过通常在车辆(如无线电扬声器)中的扬声器，或通过专用的用户接口扬声器或多扬声器来广播。而且，这样的通告可以既是可听的，也是可视的，例如，通过伴随在用户接口显示器上显示前面转弯的可视指示可听地广播“嘟嘟”声音。

但是，当前的导航系统不是最佳的，并且有妨碍它们实用功能的缺点。即将转弯的通告，不论是可听的或可视的，可能只是一闪而过，因此，可能会被繁忙的或未加留意的乘员忽略。而且，可能根本就不会注意转弯通告：在一定的车辆噪声水平下，可听的通告不容易被听见，并且，可视通告可能由于不在驾驶车辆的乘员的视线内而未被注意到。对此，应注意的是，用户接口显示器一般设置在车辆仪表板的中心，要求用户的视线离开前方，潜在地产生一种安全危险。而且，尽管当前的导航系统可用于就乘员的预定路线的即将到来的转弯向车辆乘员通告，但是这种系统不能对这种即将到来的转弯向其他司机(如在其前后的)报警。这也可能产生安全危险，特别是如果乘员太迟地意识到他已被警告转弯，并在最后时刻试图在可能不安全时做转弯。

简而言之，现有的导航系统存在改进之处，而本发明的公开就是提出解决的方案。

发明内容

在此公开一种在沿路线行驶的车辆中通告即将转弯的系统和方法。在一个方面，执行本发明的方法包括：在用电子方法测定车辆沿路线接近转弯时，用电子方法产生转弯通告信号，并响应该转弯通告信号自动照亮与车辆相关的至少一个转弯信号指示器。该转弯信号指示器可包括：靠近车辆的仪表板上的仪表盘(instrument cluster)的指示器，如标准左/右箭头；车辆外的转弯信号指示器，如靠近前和后保险杠和/或侧视镜的标准指示器；车辆司机使用转弯信号选择器可独立激活的另外转弯信号指示器，如与转向盘柱连接的转弯信号操纵杆。另外，转弯信号指示器可包括另外的基本在车辆司机视线内的指示器，如用“平视(heads up)”显示器从前挡风板反射的图像或在车辆外并且在司机视线内的其他指示器的照亮。这样的“视线”实施例由于安全原因是优选的，因为它们不大可能被司机忽略。转弯信号指示器可包括不是在车辆制造时通常与车辆集成结合一体的指示器。例如，指示器可以包括“售后”指示器，它们安装在车上或车内，并且优选地基本在司机的视线内，如在车辆发动机罩上，在发动机罩的装饰上，但是也可以出现在有利于其他车辆的别的位置(如在保险杠上)。

在另外的改型中，转弯通告信号的产生包括：确定相对于转弯位置的车辆位置，这优选地包括使用全球定位系统，并且其向所述系统通告何时该车辆在该转弯处的一定距离之内。转弯通告信号的产生可包括使用与该车辆无线通信的服务器，该服务器可具有用于一些应用程序的优选处理资源。尽管使用所公开的方法自动接合这些转弯信号指示器，但是它们优选地可由车辆的司机独立启动，例如，通过操纵转弯信号操纵杆或通过使用一些其他的转弯信号选择器。而且，司机能够废弃转弯信号指示器的自动照亮，和/或在司机最终通过转弯时能够熄灭。

照亮转弯信号指示器也可以伴有车辆内的可听转弯通告，响应该转弯通告信号向该车辆报警。可听转弯通告可包括，例如指出即将到来的转弯的性质(“左”或“右”)的话音，或能够模拟在接合机电设备时，如连接到转弯信号操纵杆的继电器或螺线管时，所听到的声音。

附图说明

参考以下结合附图的详细说明将很好地理解本发明的各方面的实施例。附图：

图1示出包括服务器和与服务器通信的车辆的无线通信和信息系统；

图2示出能够使用本发明各实施例的车载电子装置；

图3示出了车辆轿厢内部，包括与图2的电子装置通信的用户接口、转弯信号操纵杆和在仪表板的仪表盘上的转弯信号指示器；

图4示出车辆的后端外部，包括后转弯信号指示器和侧视镜转弯信号指示器；

图5示出向在车辆内或外的转弯信号指示器和/或向平视显示器发送转弯通告的电子装置；

图6示出在用户接口中的示例显示屏幕，用于使得用户当从导航系统接收转弯通告时可选择照亮哪个信号指示器；

图7示出流程图，说明导航系统产生的转弯通告的接合、废弃和再设置；和

图8示出使用平视显示器来显示转弯通告。

具体实施方式

在此公开一种用于车辆的导航系统，用于提供改进的沿给定路线即将转弯的通告。这样的转弯通告优选地涉及响应导航系统提供的转弯通告信号自动启动在车辆内或外的转弯信号指示器。这样的转弯信号指示器包括：通常在车辆之内或之上存在的专用转弯信号指示器，如在车辆仪表板上的仪表盘上的转弯信号指示器；通常靠近车辆的前和后保险杠的外部转弯信号灯；与侧视镜集成一体的转弯信号指示器，或类似的指示器。当使用已有的转弯信号指示器时，尽管可以使用其他售后市场转弯信号指示器，但是由于不需要附加的指示器或指示器系统，做出转弯通告是较简单和经济的。而且，使用车辆内和外的指示器通报该乘员想走的路线既有利于乘员也有利于在乘员的车辆附近的其他车辆。除了使用专用的转弯信号指示器外，可使用平视显示器(heads-up display)显示转弯通告，由于它基本在乘员的视线内因而是有利的。在解释这些实现的实施例前，先对能够使用这些实现的系统的某些细节进行说明，本发明的执行的细节随后说明。

图1示出示例性的基于车辆的通信和信息系统10。在这个系统中，车辆26装有无线通信设备22。它能够向连接到数字无线网络28的收发信机塔无线传输信息和从其接收信息，如果需要或适当，数字无线网28又可进一步向模拟无线网络30传输或从其接收信息。而且，无线通信设备22可以从卫星32接收信息，卫星在与下面进一步详细说明的本公开系统的GPS能力结合使用时特别有用。最终，任一网络可以连接到在路线上的至服务中心24的公共交换电话网络(PSTN)38，该服务中心最终充当通信系统10的主机。除了管理在无线连接到该系统的车辆26之间的通信并个别地向每个车辆提供信息外，该服务中心24能够向车辆26提供其他服务，如紧急情况服务34或其他信息服务36(如餐厅服务，目录帮助，地图绘制(mapping program)等)。

在车辆26内的电子装置的进一步的细节示于图2。这些电子装置包括：主控制单元50和车载信息服务(telematics)控制单元(TCU)40。主控制单元50控制和管理通信和在车辆内的信息处理，并包括车辆乘员与其交互作用用来发送或接收通信或信息的用户接口51或与其接合。主控制单元50可以包括麦克风68、键盘72、扬声器78和显示器79。在用户接口51内的这些组件可以集成到单一单元(和例如集成在车辆的仪表板内)，或可以分布在整个车辆内。例如扬声器78可以包括标准的无线电扬声器，或可以构成专用的扬声器或多个扬声器。显示器79之外附加的或代替它，主控制单元50可以包括“平视显示器”组件81，如已知的，其用于可视地显示经前挡风玻璃反射的来自系统的信息。

主控制器50还包括导航单元62，其通常包括全球定位卫星(GPS)系统，用于精确定位车辆的位置，其由于稍后解释的原因用于本发明。如公知的，导航单元62通过接收器67与GSP卫星(如卫星32)通信。由控制器56最终处理通信和信息。存储器64连接到控制器56，存储系统使用的数据和过程，如地图和路线产生程序。控制器56也经由车辆总线接口58向车辆总线60通信，其携带有关整个车辆的车辆操作的信息和其他数据。

TCU 40可类似地连接到车辆总线60，并且由此连接到主控制单元50。TCU 40主要负责向车辆发送或从车辆接收话音和数据通信，即无线地向通信系统10的其余部分并且最主要是向服务器24发送和从其接收话音或数据通信。TCU 40包括用于组织这些通信的车载信息服务控制器46，以及包括无线收发信器43的网络接入设备42。尽管以分开的组件示出，但是本领域的技术人员能够理解，主控制单元50和TCU 40的各方面能够结合或交换。

尽管在图中未示出，但是可替代地，TCU 40可连接在车辆中存在的具有无线能力的另一设备上。例如，车辆乘员的蜂窝电话可用于此用途，其可以连线到TCU 40和/或与TCU 40无线通信(如使用蓝牙技术)。而且，当使用如蜂窝电话这样的替代设备时，GPS能力可以存在于蜂窝电话或TCU 40中。因此，TCU 40不需要本身一定装有无线接入设备。

图3示出车辆26前轿厢内部，其包括前面讨论的用户接口51的各方面。除了使得乘员能够按已知的方式上下旋转操纵杆手动发出左右转弯信号的转弯信号操纵杆94外，也示出在仪表盘92上的转弯信号指示器90。在显示器79上也示出地图96，其表示出定义的或计算的路线98，以及车辆(“X”)的当前位置100。然而，不一定在本发明的所有实施中都使用显示器79。

图4示出车辆26外部的后端，其包括在此最关切的外部转弯信号指示器102，其用于向其他车辆发出该乘员左转弯或右转弯的愿望，其位置靠近后保险杠。为清楚起见，在车辆前部的相似的外部转弯信号指示器未示出。可替代地，这样的外部转弯信号指示器可以集成安装在车辆的其他位置，如在外侧视镜104上。

理解了这些概念，就可以更清楚地解释本发明的实施例。如前面说明的，传统的导航系统在转弯前(如50英尺)向乘员提供即将转弯的通告。当知道车的位置(如从导航单元62和它的GPS能力)和路线(可以自动产生或用户指定)时，能够产生这样的通告。最终，这样的转弯通告可在车辆26内产生，在车辆之外的服务器24上产生，或在两者上都产生。例如，假设路线信息98存储在车辆内的存储器64。(对此，应注意路线的产生可能取决于适当的地图绘制程序位于系统中的何处。如果位于车辆26内，则在车辆上执行路线的生成，如果地图绘制程序驻留在服务器24上，则在服务器24上计算路线，然后发送到车辆26来存储)。由于车辆能够通过导航单元62知道车辆的坐标，所以控制器56可比较路线和当前的位置，决定是否向乘员输出转弯通告。

相似地，在车辆26外能够评估转弯通告是否适当。因此，GPS坐标可以经由TCU 40从车辆26发送到服务器24，并且如果服务器包含路线98，那么它能够确定在说明时候转弯通告信号是适当的，并且向乘员车辆26广播这种情况，用于再次使用控制器56进行处理和输出。当然，如果需要外部处理，本领域技术人员可理解在车辆26和服务器24之间无线发送的信息可伴有表示车辆识别代码的适当报头，所述代码将与在服务器24中存储的依赖于各车辆的文档(如路线文档)相关。简单地说，可以使用在车辆26和服务器24上存在的计算设施以几种不同的方式来实现确定和产生转弯通告。

无论如何，在用于处理的控制器56上最终接收转弯通告。如指出的，在现有技术中，这样的转弯通告导致某种形式的至用户接口51的输出，如在显示器79上的某种形式的可视通告和/或从扬声器发出的某种形式的可听通告。然而，如所指出的，这些现有技术方法具有缺点。转弯通告可能根本就未被乘员注意。而且，在可视情形下的这种通告，当其呈现在仪表板中部的用户接口操纵台上，就不在乘员的视线内。另外，现有技术的转弯通告也不能被该乘员车辆26附近的其他车辆知晓。

因此，在本发明的一些实施例中，利用在车辆内现有的转弯通告机构，把车辆即将转弯的通告通知给乘员，和/或将乘员的即将转弯通告通知给其他车辆。在优选的实施例中，通过启动与在车辆仪表板(图3)上的仪表盘相关的转弯信号指示器90，和/或通告启动外部转弯信号指示器102(或侧视镜转弯信号指示器104)把乘员的转弯意向通知给其他车辆，从而实现这样的通告。这提供了明显的优点。内部转弯信号指示器90的照亮在司机的视线内，因此不可能忽略，这是方便的，并且降低潜在的安全危险。外部转弯信号指示器102的照亮有利于其他车辆，使得其他车辆得到该乘员的要走路线的预警，因此具有时间对该乘员的即将转弯做准备。类似地侧视镜指示器104也有利于乘员和附近的其他车辆。而且，使用这些专用的指示器意味着不需要向车辆26添加另外的指示器，节约了成本并容易实施。

图5示出启动这些指示器的方法。在其一个实施例中，车辆总线可访问这些转弯信号指示器，能够对它们控制，转弯通告信号(来自导航单元62，来自服务器)的接收使得控制器56通过车辆总线60发送信号或多个信号110，指示转弯信号指示器(90，102和/或104)被照亮，和该路线预计的转弯类型(左或右)。这个信号最终送到转弯信号指示器本身，以便恰当照亮。照亮信号的确切形式将取决于用于车辆总线60的协议，并且特别是取决于所述协议如何要求控制指示器的信息的分组，所述分组可按几种方式实现。

如指出的，控制器56要确定哪个指示器应照亮。例如，如果希望既通知乘员又通知其他司机，或许内部或外部的所有的转弯信号指示器90、102和104都将被照亮，这是乘员能够指定的。例如，如图6所示，在用户接口51上通过显示器79可访问的菜单使得乘员能够指定各种指示器中的哪些将在接收导航系统的转弯通告时被照亮，在所述的例子中，通过使用触摸屏按钮114选择指示器90和102。然后，这样的选择可以存储在主控制单元50内(即在存储器64)或服务器24。可代替地，由系统照亮的指示器也可以预先设定并使得不能够改变。

如果车辆的车辆总线60不含有控制转弯信号指示器的信息或不允许控制转弯信号指示器，或不能够做这样的修改，主控制单元50可以另外通过分开的专用信令路径112(图5)向各指示器发送启动信号，所述路径112优选地直接连接到这些指示器(和/或它们相关逻辑电路)。当然，这样的路径必须能够既向左也向右指示器传送信号。应理解，本发明的系统和方法不需要在车辆制造时与车辆中已有的电子装置集成。本领域技术人员理解，包括执行本发明的必需的硬件和/或软件的模块可构成“售后的”特征，可以在后来连接到车辆中已有的电子装置上，以执行在此说明的转弯信号通告功能。

进一步的改进是可能的。特别是，即将转弯的可听通告在与转弯信号指示器接合的同时能够广播到乘员。例如，计算机生成的话音、钟鸣、蜂鸣、警报等可以与可视的转弯信号通告同时广播，如通过扬声器78，它也能够构成在用户接口51上的专用扬声器，或通过车辆总线60可访问的车辆标准音频扬声器。在与把转弯信号指示器用作即将转弯的可视通告相一致的优选实施例中，能够模拟在手动接合转弯信号操纵杆94(图3)时乘员另外听到的“咔哒”噪声。由于乘员自然习惯听见在接入转弯信号时的声音，因此这是优选的。本领域技术人员知道在操纵操纵杆94时机电设备(如继电器或螺线管)的启动常产生这种“咔哒”噪声。因此，即使未曾操纵操纵杆94，通过使得控制器56向这样的设备发送信号，引起它们闭合，从而引起它们发出它们固有的“咔哒”声，能够实现模拟“咔哒”噪声。(由于机电设备的连接通常也将引起转弯信号指示器(90，102，104等)照亮，这个方法特别适用)。另外，也能够存储录音的咔哒声并将其通过扬声器78广播，或从声音信号模块或压电(piezo-electric)元件模拟咔哒声，以得到相同效果。尽管可听和可视通告同时发生是优选的，但是它们也可以是错开的，例如到转弯前的50英尺时发出可视通告，而到转弯前的其余25英尺时发生可听通告。

尽管转弯信号操纵杆94在其通过马达的旋转中通常不是受控的，但是在替代的实施例中，所述操纵杆也可以是这样受控的，并且为了通告乘员即将转弯，启动转弯信号指示器可包括手动控制马达机械移动操纵杆94。

图7示出在实际驾驶中上述实施例的操作。在必要的例行程序存储在存储器64的情况下，最终优选地在流程图中示出的这个处理过程由在主控制单元50中的控制器56控制。当导航系统利用车辆GPS坐标确定车辆26是否沿该路线距给定转弯一定距离时，该处理开始(130)。如果是，导航系统如上所述激活适当的转弯通告，即通过启动车辆的转弯信号指示器之一(有或无可听通告(132))。在车辆接近转弯时(134)，车辆询问乘员为了启动转弯指示器是否手动地接合了转弯信号操纵杆94(136)。对此，把转弯信号操纵杆94的位置报告回给控制器56，优选地沿车辆总线60，但是可选地也可以通过专用路径(类似于路径112，见图5)。如果手动接合了转弯信号操纵杆94，系统检查操纵杆94的位置是否与导航系统自动指定的转弯方向相匹配(138)，如果是，则使该转弯信号指示器保持激活。如果操纵杆不匹配(例如，如果乘员决定通过左转而不是右转弯从指定路线偏离)，那么尊重用户的选择，废弃导航系统自动指定的(右)转弯信号方向(152)，使另外的(左)转弯信号指示器照亮。但是，如果乘员没有手动接合转弯信号操纵杆94，再次估计乘员是否确实在指定转弯处转弯了(142)。优选地利用GPS坐标做出这种估计，但是也可以通过估计指示方向改变的车辆罗盘的状态。如果做了该转弯，导航系统关闭转弯信号(144)并且车辆前进到下一个转弯(146)。如果未做该转弯(例如，如果乘员决定偏离指定的路线)，那么导航系统也关闭转弯信号(148)，并计算用于指引乘员回到指定路线而需要的下一个转弯(150)。此时，按照与计算原始路线相同的方式进行路线的重新计算，并且如前面提到的能够在车辆26或在服务器24上计算。

可能有不要求使用在通常标准车辆上的标准指示器的其他方案。对此，这里所提出的各种方案的一个目的是，在其导航系统通知乘员转弯时，按照无干扰和安全的方式向该乘员提供这个转弯指示的明确表示。因此，在可视的情况下，最佳方案要求这样的通告不要求使乘员把他的眼睛明显地从道路上转移。因此，不是利用内部转弯信号指示器(例如，90)向乘员指出转弯通告，而是也可利用图5和8所示的平视显示器81。这个方案类似于使用仪表板转弯信号指示器90，向乘员提供即将转弯的良好表示，因为在驾驶时它完全在乘员的视线内。因此，与在仪表板上司机右侧的显示器79或其他操纵台上显示转弯通告的方法(见图3)相比这是优选的安全方案，并且从本公开来看，这样的中心安装的操纵台不应被理解为主要在乘员视线内。像显示在平视显示器上的通告可以构成图8所示的箭头，或可以构成文本消息(如“右转弯”)。另外，此实施方式可与前面说明的可听指示器结合使用。

而且，还可以使用其他类型的非标准的转弯信号指示器，并且也优选地设置基本在乘员视线内的车辆的某个位置。这样的转弯信号指示器可以是“售后”转弯信号指示器，在制造时未装入到车辆，而是在车辆售出之后又购买安装在车辆上。这样的指示器可以连接到控制器56，并且如果它们是售后的指示器，可以通过利用如图5所示的路径112的专用路径很容易地安装，虽然也可以通过车辆总线60控制，但是可以响应来自导航单元的转弯通告而发挥作用。这样的非标准的售后转弯信号指示器可以设置在车辆的各种的位置上，如车的发动机罩上、车发动机罩装饰上、挡风玻璃上、在挡风玻璃的顶部附近，所有位置都基本在乘员的视线内。当然，这样的指示器也可以设置在有利于其他车辆的位置，如车辆的后侧、保险杠上、底盘下面等。这些指示器可以构成灯或光条(light strip)并且可以通过各种不同的方法(螺栓、胶和环氧树脂等)固定到车辆的左和右侧。尽管这些的另外的转弯信号指示器优选地是向车辆添加的售后市场产品，但是它们也能够在制造时与车辆集成在一起。

在此所说的“靠近”某处应理解为在其附近或在其上。例如，说外部转弯信号指示器102靠近车辆的保险杠，意即在保险杠附近或在保险杠上。

应理解，在此公开的本发明原理能够有很多改型。在权利要求范围和其等效条款的这些改型都由本发明覆盖。

Claims (10)

1.一种在沿路线行驶的车辆中通告即将转弯的方法，包括：

当用电子方法确定车辆沿所述路线接近转弯时，用电子方法产生转弯通告信号；和

响应所述转弯通告信号自动照亮与所述车辆相关的至少一个转弯信号指示器，其中所述转弯信号指示器包括靠近该车辆仪表板上的仪表盘的指示器。

2.如权利要求1的方法，其中产生所述转弯通告信号包括确定相对于所述转弯位置的该车辆位置。

3.如权利要求2的方法，其中确定相对于所述转弯位置的该车辆位置包括确定该车辆的位置是否在所述转弯的一定距离之内。

4.如权利要求2的方法，其中确定相对于所述转弯位置的该车辆位置包括确定该车辆的位置是否在所述转弯的一定距离之内。

5.如权利要求1的方法，还包括响应所述转弯通告信号在车辆内可听地广播可听的转弯通告。

6.如权利要求1的方法，其中所述可听的转弯通告模拟当接合机电设备时所听见的声音。

7.一种在沿路线行驶的车辆内通告即将转弯的系统，包括：

控制器，用于接收发出转弯通告信号的指令，其中所述转弯通告信号表示车辆正沿所述路线接近转弯；和

至少一个转弯指示器，用于接收所述转弯通告信号，其中所述转弯信号指示器包括从以下指示器构成的组中选择的至少一个：

靠近该车辆仪表板上的仪表盘的指示器，

在该车辆外部的指示器，和

从车辆的挡风玻璃反射的指示器。

8.如权利要求7的系统，其中通过确定相对于所述转弯位置的该车辆位置来产生所述转弯通告信号。

9.如权利要求8的系统，其中确定相对于所述转弯位置的该车辆位置包括确定该车辆的位置是否在所述转弯的一定距离之内。

10.如权利要求7的系统，还包括至少一个扬声器，用于响应所述转弯通告信号，在该车辆内可听地广播可听的转弯通告。

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