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Im Stand der Technik werden Funktionen mit Anwenderrelevanz häufig durch die Ausgabe akustischer Klangzeichen begleitet. Durch die Klangzeichen soll die Aufmerksamkeit des Anwenders auf die Funktion bzw. eine mit ihr verbundene, vorzunehmende Aktion gerichtet werden. Handelt es sich um Fahrzeugfunktionen, können die Funktionen bzw. die Anwenderreaktionen fahrsicherheitsrelevant sein. Mit anderen Worten kann die erfolgreiche Ausgabe des Klangzeichens darüber entscheiden, ob der Anwender adäquat zur Vornahme der erforderlichen Aktion aufgefordert worden ist. Insbesondere bei gerichtlichen Auseinandersetzungen in Verbindung mit Produkthaftungsfragen kann es erforderlich sein, die erfolgreiche Ausgabe eines solchen Klangzeichens herstellerseitig nachweisen zu können. Jedoch ist auch während des üblichen Betriebes, während des Produktionsprozesses bzw. sowie während der Wartung eine eindeutige Erkennung ausgegebener Klangzeichen wünschenswert. Im Stand der Technik sind keine zufriedenstellenden Ansätze dafür bekannt, die erfolgreiche Ausgabe eines Klangzeichens lückenlos nachzuweisen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorgenannten Bedarf zu stillen.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fortbewegungsmittel entsprechend den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Nachweis einer erfolgreichen Ausgabe eines Klangzeichens. Unter einem Klangzeichen sei jegliche akustische Ausgabe verstanden, welche zum Hinweis auf eine anwenderrelevante Funktion in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Funktion ausgegeben wird. Zunächst wird die Aktivierung einer Funktion erkannt, welcher das Klangzeichen zugeordnet ist. Dieser Schritt könnte auch als Empfangen eines „Triggers“ zur Auslösen der Funktion verstanden werden. Die Funktion kann beispielsweise eine Aufforderung an einen Anwender zur Vornahme einer vordefinierten Handlung sein. Im Ansprechen darauf wird ein akustisches Prüfsignal ausgegeben, mittels dessen die Funktion eindeutig gekennzeichnet wird. Mit anderen Worten ist das akustische Prüfsignal zumindest innerhalb eines vordefinierten Funktions- und/oder Raumumfangs einzigartig. Dies unterscheidet das akustische Prüfsignal gegebenenfalls von für den Funktionsumfang vordefinierten Klangzeichen. Schließlich können einzelne Klangzeichen für mehrere Funktionen definiert sein. Das Prüfsignal kann beispielsweise derart aus dem Klangzeichen (z.B. während dessen Ausgabe) generiert werden, dass eindeutige Rückschlüsse auf gewisse Eigenschaften des Klangzeichens aufgrund des Prüfsignals möglich sind bzw. die Ausgabe des Klangzeichens nachgewiesen werden kann. Erfindungsgemäß wird das akustische Prüfsignal hierzu aufgezeichnet. Auf diese Weise wird dokumentiert, dass die Funktion erfolgreich aktiviert worden ist und eine akustische Ausgabe stattgefunden hat. Das akustische Prüfsignal kann hierbei Informationen umfassen, welche direkt oder indirekt auf die Funktion bzw. das ihr zugeordnete Klangzeichen hinweisen. Beispielsweise kann das Prüfsignal einen Dateinamen einer dem Klangzeichen zugrundeliegenden Datei bzw. einen Code zur Identifikation der Funktion enthalten. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung den Nachweis einer erfolgreichen Ausgabe des Klangzeichens.
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Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren auch ein automatisches Interpretieren des aufgezeichneten Prüfsignals zur Identifikation der durch das Prüfsignal gekennzeichneten Funktion. Das automatische Interpretieren kann durch eine Analyse der Aufzeichnung des Prüfsignals und eine Zuordnung der in ihm enthaltenen Informationen zu abgespeicherten Referenzen erfolgen. Beispielsweise können sämtliche üblicherweise durch die Ausgabe von Klangzeichen begleiteten Funktionen in einem elektronischen Speicher mit einem Kennzeichen repräsentiert sein, von denen eines in einem jeden akustischen Prüfsignal enthalten ist. Das automatische Interpretieren ermöglicht dabei eine sofortige Rückmeldung an diejenige Instanz, welche die Funktion ausgeführt bzw. das akustische Klangzeichen ausgegeben hat. Dies ermöglicht eine Überprüfung und gegebenenfalls eine Einleitung von Maßnahmen zur Fehlerbehebung. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabe des Klangzeichens wiederholter Maßen versucht werden oder es können alternative Signalisierungsversuche unternommen werden. Auf diese Weise wird eine Speicherplatz sparende Dokumentation sowie eine rasche Einleitung von Maßnahmen zur Schadensbegrenzung ermöglicht.
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Bevorzugt kann die Aufzeichnung des akustischen Prüfsignals mit einem Zeitstempel versehen werden. Mit anderen Worten kann anhand einer im Funktionsumfang verfügbaren Zeitbasis derjenige Zeitpunkt gekennzeichnet und dokumentiert werden, zu welchem das akustische Prüfsignal bzw. das akustische Klangzeichen ausgegeben worden ist. Dies erleichtert die spätere Beweisführung beispielsweise dergestalt, dass die Ausgabe eines Klangzeichens mit hinreichendem zeitlichem Vorlauf vor einer Kollision und/oder einer Auslösung eines Airbags erfolgt ist.
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Eine lückenlose Beweiskette ist insbesondere dann möglich, wenn das akustische Prüfsignal über denselben Schallwandler wie das Klangzeichen ausgegeben wird. Auf diese Weise kann die erfolgreiche Aufzeichnung des akustischen Prüfsignals beweisen, dass der verwendete Schallwandler zum fraglichen Zeitpunkt funktionstüchtig war.
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Alternativ kann die Ausgabe des akustischen Prüfsignals über einen ersten Schallwandler und die Ausgabe des akustischen Klangzeichens über einen zweiten Schallwandler erfolgen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die beiden Signale in stark unterschiedlichen Frequenzbereichen liegen. Bevorzugt wird die Aufspaltung der Signalpfade, welche das akustische Prüfsignal einerseits und das Klangzeichen andererseits nehmen, erst unmittelbar vor den Schallwandlern vorgenommen. Beispielsweise kann eine Frequenzweiche verwendet werden, welche üblicherweise zwischen einem Verstärker und den Schallwandlern angeordnet ist.
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Das akustische Prüfsignal kann bevorzugt in derselben Datei abgelegt sein, wie das Klangzeichen. Auf diese Weise wird auch quellseitig bei der Erzeugung des akustischen Prüfsignals möglichst umfassend derselbe Transferpfad wie das Klangzeichen verwendet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Dokumentation der erfolgreichen Ausgabe des akustischen Prüfsignals zum Beweis für die Ausgabe des Klangzeichens geeignet ist. Dabei kann das akustische Prüfsignal über denselben Audiokanal wie das Klangzeichen wiedergegeben werden. Alternativ kann das akustische Prüfsignal einer anderen Audiospur zugeordnet sein. In Abhängigkeit der technischen Gegebenheiten zur Audiodarbietung kann die Hardware auf diese Weise bestmöglich genutzt werden.
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Das Klangzeichen kann eine sicherheitsrelevante Funktion eines Fortbewegungsmittels repräsentieren. Beispielsweise kann ein Anwenderübernahmesignal in Form des Klangzeichens ausgegeben werden. Mit anderen Worten kann das Klangzeichen den Anwender zum Eingriff in das Betriebsverhalten eines Fortbewegungsmittels auffordern. Ein solches Signal wird im Fachjargon auch als „take-over-request“ (Übernahmeaufforderung) bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann das Klangzeichen weitere Personen (z.B. Passanten) warnen und hierzu insbesondere außerhalb einer Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittels erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Klanggenerator zur Warnung von Passanten vor einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug mittels Klangzeichen verwendet werden, wobei zu dem Klangzeichen auch ein Prüfsignal generiert, akustisch ausgegeben und aufgezeichnet wird. In einer Ausgestaltung kann das Klangzeichen auch als ein akutes Warnsignal nach Art einer Hupe ausgestaltet werden, mittels dessen Fußgänger oder andere Verkehrsteilnehmer aufmerksam gemacht werden. In diesem Fall kann das akustische Prüfsignal insbesondere durch außerhalb einer Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittel angeordnete Schallwandler wiedergegeben bzw. aufgezeichnet werden, da die Fahrgastzelle eine erhebliche akustische Barriere zwischen dem ausgebenden Schallwandler und einem im Inneren der Fahrgastzelle angeordneten akustoelektrischen Wandler darstellen würde, welche die Aufzeichnung und Analyse gegebenenfalls beeinträchtigen könnte.
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Bevorzugt ist das akustische Prüfsignal für einen Menschen bzw. das menschliche Gehör im Wesentlichen nicht wahrnehmbar. Dies kann einerseits durch die Verwendung eines außerhalb des menschlichen Hörspektrums liegenden Signals erzielt werden, andererseits durch die Modulation durch das menschliche Gehör nicht wahrnehmbarer Schallparameter (z.B. Phasenlage einzelner Frequenzen zueinander, Phasensprünge etc.). Zusätzlich können pegelbedingte Markierungseffekte benutzt werden, um das akustische Prüfsignal beispielsweise durch die Ausgabe des Klangzeichens zu überdecken. Auf diese Weise kann eine Störung des Klangbildes im Normalfall vermieden werden, während die Erkennung, die Aufzeichnung und die Analyse des akustischen Prüfsignals weiterhin sichergestellt werden kann.
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Bevorzugt kann das akustische Prüfsignal codiert sein. Dies kann beispielsweise durch Verwendung einer Kanalkodierung, insbesondere einer digitalen Kanalkodierung (z.B. mittels Puls-Code-Modulation (PCM)) realisiert werden, welche beispielsweis auf einem Prüfkanal für die Ausgabe des Prüfsignals ausgeführt wird. Auf diese Weise lässt sich die Erkennungssicherheit für das akustische Prüfsignal gegebenenfalls deutlich erhöhen und die Datenverarbeitung der aufgezeichneten Signale gegebenenfalls einfacher und robuster gestalten.
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Eine Möglichkeit zur Speicherung und Wiedergabe sowohl des akustischen Prüfsignals als auch des Klangzeichens besteht darin, die zugeordnete(n) Klangdatei(en) in einem Steuergerät, insbesondere einem Audiosteuergerät (z.B. Head Unit, Audioverstärker), zu speichern und ihre Ausgabe durch funktionsbedingte Steuersignale zu veranlassen. Auf diese Weise verkürzt sich der zu überprüfende Signalpfad und Erfordernisse der Klangregelung (auch „mixing“ genannt) sind gegebenenfalls einfacher zu befriedigen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Nachweis einer erfolgreichen Ausgabe eines Klangzeichens vorgeschlagen. Diese kann beispielsweise für die Verwendung in einem Fortbewegungsmittel (z.B. ein Fahrzeug) vorgesehen sein. Sie umfasst einen Generator für ein akustisches Prüfsignal, einen elektro-akustischen Wandler und einen akustoelektrischen Wandler. Selbstverständlich kann ein einziger Wandler zur Realisierung der elektro-akustischen Wandlung wie auch der akustoelektrischen Wandlung verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist ein elektrodynamischer Schallwandler. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung erfindungsgemäß eine Aufzeichnungseinheit. Der Generator für das akustische Prüfsignal ist eingerichtet, im Ansprechen auf eine Aktivierung einer Funktion, welcher das Klangzeichen zugeordnet ist, ein akustisches Prüfsignal, mittels welchem die Funktion eindeutig gekennzeichnet wird, über den elektroakustischen Wandler auszugeben. Mittels des akustoelektrischen Wandlers kann das akustische Prüfsignal in ein korrespondierendes elektrisches Signal gewandelt werden. Die Aufzeichnungseinheit dient der Aufzeichnung des gewandelten akustischen Prüfsignals. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile des erstgenannten Erfindungsaspektes zu verwirklichen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen werden darf.
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Weiter bevorzugt umfasst die Vorrichtung auch einen Klangzeichengenerator, welcher eingerichtet ist, ein der Funktion zugeordnetes Klangzeichen wiederzugeben. Hierdurch ist eine externe Bereitstellung und Ausgabe des Klangzeichens nicht erforderlich.
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Die Analyseeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eingerichtet sein, das aufgezeichnete akustische Prüfsignal zur Identifikation der durch das Prüfsignal gekennzeichneten Funktion automatisch zu analysieren. Hierzu kann die Analyseeinheit einen Speicher umfassen, oder auf einen Speicher Zugriff haben, um im Prüfsignal identifizierte Informationen klassifizieren zu können.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel, insbesondere ein Fahrzeug, vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem vorgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Das Fortbewegungsmittel kann ein straßenzugelassener PKW, ein LKW, ein Wasser- und/oder Luftfahrzeug sein. Auch zum erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittel wird hinsichtlich seiner Merkmale, Merkmalskombinationen und der sich aus diesen ergebenden Vorteile auf die obigen Ausführungen verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. In diesen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht über Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels; und
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2 ein Flussdiagramm, veranschaulichend die Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein Fahrzeug (PKW) 1 als Fortbewegungsmittel, in dessen Fahrgastzelle die Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sind. Eine Audioquelle 6 ist eingerichtet, über eine Mixing-Einheit 7 und einen Audioverstärker 8 Audiosignale (z.B. Sprache/Musik) über einen Lautsprecher 2 als elektroakustischer Schallwandler auszugeben. Zusätzlich ist ein elektronisches Steuergerät 3 mit einem Klangzeichengenerator 4 und einer Analyseeinheit 5 vorgesehen, vordefinierte Anwenderfunktionen auszuführen und zugeordnete Klangzeichen sowie akustische Prüfsignale zu generieren. Diese werden ebenfalls über die Mixing-Einheit 7, den Audioverstärker 8 und den Lautsprecher 2 in die Fahrgastzelle eingespielt. Ein Mikrophon 9 als akustoelektrischer Wandler ist eingerichtet, die akustischen Prüfsignale in elektrische Prüfsignale zu wandeln, einer Aufnahmeeinheit 10 zu übertragen und deren Analyse in der Analyseeinheit 5 vorzubereiten. Das elektronische Steuergerät 3 kann Signale („Trigger“) zur Ausführung einer vordefinierten Anwenderfunktion erhalten oder die Funktionen sogar selbstständig auslösen. Hierzu können beispielsweise (nicht dargestellte) Umgebungssensoren eingerichtet sein, dem elektronischen Steuergerät 3 Umgebungsdaten zur Erkennung kollisionsrelevanter Fahrsituationen zur Verfügung zu stellen. Erfindungsgemäß wird die vorgesehene Ausgabe akustischer Klangzeichen durch die akustische Ausgabe eines eindeutigen Prüfsignals begleitet, so dass die erfolgreiche Auslösung der Funktion durch Wandlung und Aufzeichnung des akustischen Prüfsignals bewiesen werden kann. Die Analyseeinheit 5 ermöglicht zudem eine direkte Reaktion, insbesondere für den Fall, dass ein vorgesehenes akustisches Prüfsignal nicht detektiert werden konnte.
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2 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend die Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 100 wird erkannt, dass eine anwenderrelevante Funktion durch die Ausgabe eines akustischen Klangzeichens begleitet bzw. quittiert werden soll. Daher erfolgt im Schritt 200 die akustische Ausgabe sowohl des Klangzeichens als auch des der Funktion eindeutig zugeordneten Prüfsignals. Das Prüfsignal ist dabei so ausgestaltet, dass das Hörerlebnis des Anwenders durch dieses nicht wesentlich beeinflusst wird. Hierbei können Verdeckungseffekte ausgenutzt werden, welche bei zeitgleicher Ausgabe des Klangzeichens und des Prüfsignals entstehen. Bevorzugt ist das Prüfsignal überhaupt nicht durch den Anwender wahrnehmbar. In Schritt 300 wird zur Dokumentation und Vorbereitung einer Analyse zumindest das Prüfsignal akustoelektrisch gewandelt und aufgezeichnet. Die Aufzeichnung kann z.B. in einem sicheren Datenspeicher entsprechend einer sog. „Black Box“ (zu Deutsch: „Fahrtenschreiber“) erfolgen, um auch nach einer eventuellen Kollision die erfolgte Ausgabe des akustischen Prüfsignals nachweisen zu können. In Schritt 400 wird das Prüfsignal automatisch interpretiert, wobei die dem Prüfsignal bzw. dem Klangzeichen zugeordnete Funktion bestimmt wird. Eine Kennung für die bestimmte Funktion kann zusätzlich zur Aufnahme des Prüfsignals oder anstelle der Aufnahme des Prüfsignals zur Beweissicherung abgespeichert werden. Anschließend erfolgt eine Quittierung der erkannten Funktion an ein Steuergerät, welches die Funktion zuvor ausgelöst hat. Auf diese Weise kann das Steuergerät erkennen, dass die vorgesehene Warnung erfolgreich vorgenommen wurde und eine erneute und/oder alternative Ausgabe einer Warnung unterbleiben kann.
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Wenn im Rahmen der vorstehenden Beschreibung von abgespeicherten Dateien die Rede ist, welche zur Erzeugung des akustischen Prüfsignals einerseits bzw. des akustischen Klangzeichens andererseits verwendet werden können, ist hiermit nicht lediglich eine Definition in Form eines Zeitsignals gemeint. Selbstverständlich könnte auch eine Parametrierung der jeweiligen Signale (z.B. durch Frequenz-/Amplitudenverlauf sowie diskrete Eckpunkte derselben) vordefiniert sein, aufgrund welcher das Zeitsignal zu gegebenem Zeitpunkt bzw. im Ansprechen auf ein zugeordnetes Ereignis erzeugt wird. Unabhängig von der Erzeugung des Klangzeichens kann das Prüfsignal erst aus den Signalen des Klangzeichens während des Betriebs bzw. während der Ausgabe erzeugt werden. Auf diese Weise können charakteristische Merkmale des Klangzeichens entsprechend eines Prüf-Schlüssels (engl. „Check-Summe“) verarbeitet werden, so dass aus dem Prüfsignal das Klangzeichen oder zumindest Informationen bezüglich desselben rekonstruiert werden können. Beispielsweise könnte eine Transposition des Klangzeichens in einen anderen Frequenzbereich als Prüfsignal verwendet werden. Auch die Aufnahme bzw. die akustoelektrische Wandlung von Innenraumgeräuschen kann entweder kontinuierlich oder im Ansprechen auf ein vordefiniertes Ereignis bzw. im Ansprechen auf den Trigger einer jeweiligen Funktion vorgenommen werden. Wird der erfindungsgemäße Nachweis nicht erfolgreich erbracht (die die Funktion auslösende Instanz erhält keine positive Rückmeldung darüber, dass das Prüfsignal ausgegeben worden ist), kann alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Szenarien eine zugeordnete Funktion abgeschaltet werden, wodurch sich die Ausgabe nicht ordnungsgemäß erzeugbarer Klangzeichen erübrigt.
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Durch die vorliegende Erfindung wird somit sichergestellt, dass der Fahrer eines Fortbewegungsmittels sich nicht auf die akustischen Hinweise von Fahrsicherheit- oder Assistenzsystemen verlässt, sofern die erforderliche Ausgabe korrespondierender Klangzeichen nicht funktionstechnisch gesichert ist.
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Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Lautsprecher
- 3
- elektronisches Steuergerät
- 4
- Klangzeichengenerator
- 5
- Analyseeinheit
- 6
- Audioquelle
- 7
- Mixing-Einheit
- 8
- Audioverstärker
- 9
- Mikrofon
- 10
- Aufzeichnungseinheit
- 100, 200, 300, 400
- Verfahrensschritte
