JP2007288586A - 車両周囲状況確認装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】拡大表示されている範囲の元画像における位置が分かり易い画像を運転者に提供可能な車両周囲状況確認装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両(V)に設置された撮像装置(C)により撮影された画像(I)を提示する車両周囲状況確認装置(100)において、画像取得部(2、8)は撮像装置(C)により撮影された基礎画像(I;Sv)を受け取り、変形部(4)は車両(V)の進行方向に基づいて取得部(2、8)が受け取った基礎画像(I)の第1領域を拡大し当該第1領域以外の第2の領域を縮小して変形画像(Ic)を生成して画像変形する。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両に設置された撮像装置により撮影された画像を変形し、変形画像を提示する車両周囲確認装置に関する。
従来、車両の運転を補助する目的で、車両の運転者に自車両の周囲の交通状況を画像として提示する車両周囲状況確認装置が実現されている。車両周囲状況確認装置は、自身が搭載された車両(以降、「自車両」と称す)に取り付けられた監視カメラにより撮影された自車両の周囲画像(以降、「周囲画像」と称す)の映像信号(以降、「周囲映像信号」と称す)を受け取る。
周囲映像信号が表す画像には、具体的には自車両の側方から後方にかけての後方周囲空間の様子が表される。車両周囲状況確認装置は、この周囲映像信号に基づいて、自車両の後方周囲の様子を表示して、運転者に提示する。運転者は、提示された周囲画像によって、ルームミラーおよび/またはサイドミラーの死角に存在あるいは走行している後続車両を認識して周囲の交通状況を理解することが可能となる。
上述のような車両周囲状況確認装置としては、従来、下記のようなものがある。従来の車両周囲状況確認装置においては、まず、自車両の後方に設置された撮像装置により撮像された画像を画像処理することにより障害物(例えば、壁)の位置が検出される。その後、検出された障害物がディスプレイの表示画面に設定された表示切替線よりも下方に表示されると、車両が障害物に接近したものと見なされ、表示画面における表示切替線から下側の部分が縦方向にのみ拡大表示させられる。具体的には、車両が障害物に接近すると、撮像画像の下3分の1の部分が3倍に引き伸ばされた後に表示される。このようにして、運転者にとって関心の高い箇所が表示される(例えば、特許文献1を参照)。
特開2004−260449号公報
上述の方法では、自車両が障害物に接近前には相対的に広範囲の様子が映る撮影画像が表示される。それに対し、自車両が障害物に接近後、直前の表示画像に映っていた範囲の3分の1という狭い範囲に表示されていた撮影画像が表示画面全域に拡大表示される。つまり、自車両が障害物に接近の前後で、同一のディスプレイの画面に表示される撮影対象範囲が3分の1に減少してしまう。
このように、従来の車両周囲状況確認装置では、自車両が障害物に接近したと判断される前後で、表示画面に表示される範囲が変わってしまうために、運転者は、表示範囲の変化後に、変化前に表示されていた範囲のどの部分が表示されているか分かり難くなる。
それ故に、本発明は、拡大表示されている範囲の元画像における位置が分かり易い画像を運転者に提示可能な車両周囲状況確認装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、車両に設置された撮像装置により撮影された画像を変形し、変形画像を提示する車両周囲状況確認装置であって、
前記撮像装置により撮影された基礎画像を受け取る画像取得部と、
前記車両の進行方向に基づいて、前記画像取得部が受け取った基礎画像の第1領域を縦方向および/または横方向に拡大し、当該第1領域以外の第2の領域を縦方向および/または横方向に縮小した変形画像を生成する変形部とを備える。
上記発明において、上記第1領域は、車両の進行方向に基づいて定められるため、第2領域と比較して、運転者にとって関心の高い箇所である。それに対し、第2領域は第1領域と比較して運転者にとって関心の高い箇所ではない。また、第1領域は縦方向および/または横方向に拡大され、第2領域は縦方向および/または横方向に縮小される。このように、本発明にかかる変形画像によれば、運転者が関心ある第1領域が拡大されるため、運転者にとって見やすいものとなるとともに、第2領域は欠落させない。従って、変形画像に映っている範囲自体は、基礎画像のそれから変化させないため、変形画像を参照する運転者はどの範囲が映っているかが分かり易くなる。
図1を参照して、本発明の実施の形態にかかる車両周囲状況確認装置について説明する。車両周囲状況確認装置100は、映像選択部6、画像変形部4、状態入力部8、映像合成部10、および表示部14を含む。
映像選択部6は、自車両に積載されたn台(nは2以上の自然数)の撮像装置であるカメラC1〜Cnに接続されて、それぞれで生成された周囲映像信号Sv1〜Svnが入力される。なお、本実施形態では、図2に示すように、1台のカメラC1が自車両に搭載するとして説明を続ける。また、映像合成部10には、ナビゲーション装置12が接続される。
図2を参照して、nが1の時のカメラCが自車両Vの後尾に積載された場合の周囲映像信号Svと周囲画像Iとの関係について説明する。カメラCは自車両Vの後方領域Rを撮影して周囲画像Iを表す後周囲映像信号Svを生成する。つまり、本例においては、映像選択部6には周囲映像信号Svが入力される。
図1に戻って、状態入力部8は、自車両Vの運転状況を検出あるいはモニタする手段(例えば、自車両Vを制御するECU)に接続されて、当該手段から自車両Vの運転状態を表す状態信号Sc1が入力される。状態信号Sc1の具体例としては、運転者による方向指示器のレバー操作、シフト位置センサからのギア情報、カーナビゲーションシステムによる経路案内情報、自車両Vの走行速度情報、走行中の道路の制限速度、走行中の道路の地形又は法規制情報など、自車両Vの運転に有用と思われる情報を用いることができる。状態入力部8はさらに、ユーザの操作に基づいてユーザの指示を反映した指示信号Sc2も入力される。
状態信号Sc1および指示信号Sc2に基づいて状態入力部8は映像選択部6、および画像変形部4のそれぞれに対して、異なる内容の指示信号Siを生成して出力する。具体的には、映像選択部6に対しては、入力されるn種類の周囲映像信号Sv1〜Svnの一つを選択して画像変形部4に出力させる周囲映像信号選択指示信号Si1が出力される。画像変換変形部4に対しては、映像選択部2から入力された周囲映像信号Svが表す周囲画像Iの特定の領域を拡大又は縮小して変形周囲画像Icとして出力させる周囲画像変形指示信号Si2が出力される。
映像選択部6は、入力される左周囲映像信号Sv1〜Svnのうちで、周囲映像信号選択指示信号Si1が指定する1つを周囲映像信号Svとして画像変形部4および状態入力部8に出力する。また、映像選択部6は、周囲映像信号選択指示信号Si1が指定する1つを周囲映像信号Svとして状態入力部8に入力する。状態入力部8は、この周囲映像信号Svに基づいて、周囲画像Iに映っている障害物を検出し、当該障害物を含む部分の拡大縮小方法を決定して上述の周囲画像変形指示信号Si2を生成し、画像変形部4に出力することも可能である。
画映像変形部4は、映像選択部2から入力された周囲映像信号Svの周囲画像Iから、周囲画像変形指示信号Si2が指定する領域を拡大縮小処理して、変形周囲画像Icとして映像合成部10に出力する。
映像合成部10は、画像変形部4から入力される変形周囲画像Icに、ナビゲーション装置12から入力される経路案内情報Inavを合成して、最終的に運転者に提示する映像信号Sdisを生成して、表示部14に出力する。表示部14は映像信号Sdisに基づいて、画像を運転者に対して提示する。
以下に図3、図4、図5、および図6を参照して、自車両Vおよび後続車両の異なる走行状況における車両周囲状況確認装置100の動作について説明する。図3は、図2に示したカメラCより撮影される後方領域Rに、車両Aと二輪車Bが自車両Vを基準として左右のレーンの後方を並走している様子を示している。
後方領域Rがこのような状態で、自車両Vの3つ走行状態(ケース1、ケース2、およびケース3)のそれぞれについて、車両周囲状況確認装置100における状態入力部8および画像変形部4の動作について主に説明する。
<ケース1:自車両Vが同一レーンを直進走行時>
図4に示すように、後周囲画像Iには自車両Vを中心として左右のレーンを車両Aおよび二輪車Bが並んで撮影されている。同図に示すように、周囲画像Iは縦4、横4に16の領域に等分割される。状態入力部8は、映像選択部6から入力された周囲映像信号Svに基づいて、周囲画像Iの16分割領域のそれぞれをA1領域、A2領域、A3領域、A4領域、B1領域、B2領域、B3領域、B4領域、C1領域、C2領域、C3領域、C4領域、D1領域、D2領域、D3領域、D4領域と識別する。
なお、ケース1の場合、自車両Vはレーン変更せずに走行しているので、状態入力部8は後周囲画像Iの全域を拡大及び縮小することなく等倍で出力させるように周囲画像変形指示信号Si2を生成して、画像変形部4に出力する。この周囲画像変形指示信号Si2に応答して、画像変形部4は、A1〜D4領域の全てに対して拡大縮小処理を施すことなく、入力された後周囲画像Iをそのまま映像合成部10に出力する。このように、自車両Vが同一レーンを直進走行時には、画像変換部4は入力された後周囲画像Iをそのまま後周囲画像Icとして出力する。
<ケース2:自車両Vが進行レーンを左側に変更時>
運転者が自車両Vの進路を、左レーンに変更しようとして、方向指示器あるいはハンドルを操作すると、状態入力部8は図5に示すように後周囲画像Iの左側半分の領域に存在する二輪車Bの画像を拡大して、右側半分の領域に存在する車両Aの画像を縮小するようにさせる周囲画像変形指示信号Si2を生成する。
この周囲画像変形指示信号Si2に応答して、画像変形部4は、入力後周囲画像Iに対し下記のような拡大縮小処理を施して、このような変形が施された変形周囲画像Icとして映像合成部10に出力する。具体的には、縦の「A」列および「B」列が拡大される一方、「C」列および「D」列は縮小される。同時に横の「1」行は縮小される一方、「2」行、「3」行、および「4」行は拡大される。「1」行を縮小している理由は、後続車が自車両Vから離れる方向に位置しており、自車両Vに近づく方向に位置する他の行に比べて情報の重要度が落ちるからである。
このように、自車両Vが進行レーンを左側に変更時には、後周囲画像Iの16分割領域のうちで、自車両Vの運転者に対する重要度に応じて2つの部分画像グループに分類される。同例において、重要度の低い第1の部分画像グループGI(L)には、後周囲画像Iにおいて「1」行であって「C」列および「D」列に属する部分画像が含まれる。重要度の高い第2の部分画像グループGI(H)には、後周囲画像Iにおいて、「2」行、「3」行、「4」行で「C」列、および「D」列に属する部分画像が含まれる。なお、第1の部分画像グループGI(L)および第2の部分画像グループGI(H)を、部分画像グループGIと総称する。
つまり、画像変換部4は状態入力部8から入力される周囲画像変形指示信号Si2に基づいて、後周囲画像Iを自車両Vに対する重要度に応じた2つの部分画像グループGI(L)およびGI(H)に分類し、それぞれ部分画像グループGIの一方を縦方向および/または横方向に拡大し、もう一方を縦方向および/または横方向に縮小して後周囲画像Icとして出力する。
<ケース3:自車両Vが進行レーンを右側に変更時>
運転者が自車両Vの進路を、右レーンに変更しようとして、方向指示器あるいはハンドルを操作すると、状態入力部8は、周囲画像変形指示信号Si2により、図6に示すように後周囲画像Iの右側半分の領域に存在する車両Aの画像を拡大して、左側半分の領域に存在する二輪車Bの画像を縮小させるよう、画像変形部4に指示する。
具体的には、自車両Vが進行レーンを右側に変更時には、上述のケース2(自車両Vが進行レーンを左側に変更時)に於けるのと同様に、後周囲画像Iの16分割領域のうちで、自車両Vの運転者に対する重要度に応じて2つの部分画像グループに分類される。同例において、重要度の低い第1の部分画像グループGI(L)には、後周囲画像Iにおいて「1」行であって「A」列および「B」列に属する部分画像が含まれる。重要度の高い第2の部分画像グループGI(H)には、後周囲画像Iにおいて、「2」行、「3」行、「4」行で「C」列、および「D」列に属する部分画像が含まれる。なお、第1の部分画像グループGI(L)および第2の部分画像グループGI(H)を、部分画像グループGIと総称する。
つまり、画像変換部4は状態入力部8から入力される周囲画像変形指示信号Si2にも基づいて、後周囲画像Iを自車両Vに対する重要度に応じた2つの部分画像グループGI(L)およびGI(H)に分類し、それぞれ部分画像グループGIの一方を縦方向および/または横方向に拡大し、もう一方を縦方向および/または横方向に縮小して後周囲画像Icとして出力する。
図7、図8、および図9を参照して、自車両Vが駐車等のために後退する場合の車両周囲状況確認装置100の動作について説明する。図7は、図2に示したカメラCにより撮影される後方領域Rにある駐車スペースPLを目指して自車両Vが後退する場合の様子を示している。図8はカメラCによって撮影され選択された後周囲画像Iを示し、図9は変形周囲画像Icを示している。
一般的にカメラCは自車両Vの左右中央に設置されるため、この場合、自車両Vが駐車すべき駐車スペースPLは、後周囲画像Iの縦中心辺りにくる。よって、縦の「C」列および「C」列が、自車両Vの運転者の関心がある箇所として拡大される一方、「A」列および「D」列は縮小される。同様に、横の「1」行は縮小される一方、自車両Vの運転者の関心がある箇所として「2」行、「3」行、および「4」行は拡大される。
以下に図10、図11、図12、および図13を参照して、自車両Vおよび後続車両の他の異なる走行状況における車両周囲状況確認装置100の動作について説明する。図10は、図3と同様に、カメラCより撮影される後方領域Rに、車両Aと二輪車Bが自車両Vを基準として左右のレーンの後方を並走している様子を示している。
後方領域Rがこのような状態で、自車両Vの3つ走行状態(ケース4、ケース5、およびケース6)のそれぞれについて、車両周囲状況確認装置100における状態入力部8および画像変形部4の動作について主に説明する。
<ケース4:自車両Vが同一レーンを直進走行時>
図11は、自車両Vが同一レーンを直進走行中で、左レーンへの進路変更動作を行う前の周囲画像Iを示している。この場合の周囲画像Iは、図4に示すように、自車両Vを中心として左右のレーンを車両Aおよび二輪車Bが並んだ状態で撮影されている。そして、周囲画像Iは縦4、横4に16の領域に等分割管理されている。
<ケース5:自車両Vが進行レーン変更時(低速走行)>
本ケースにおいては、上述のケース2と同様に、運転手の方向指示器のレバー操作(左レーンに自車両Vが車線変更すること)に基づいて、後周囲画像Iの左側半分の領域に存在する二輪車Bの画像を拡大して、右側半分の領域に存在する車両Aの画像を縮小するように制御される。本ケースにおいては、自車両Vは低速で走行中であるので、ケース2における場合と同様に自車両Vより遠い位置にある領域の情報の重要度は低い。自車両Vが低速走行であることを走行速度情報から判断すると、状態入力部8は、図12に示すように、本例においては後周囲画像Iの各領域はケース2におけるのと同様に拡大縮小するよう、画像変形部4に指示する。
<ケース6:自車両Vが進行レーン変更時(高速走行)>
本ケースにおいては、自車両Vが高速走行時に左側にレーン変更する点が上述のケース6の場合と異なる。結果、図13に示すように、「1」行、「2」行、「3」行、および「4」行は拡大縮小されることなく変形周囲画像Icが生成される。これは、自車両Vが高速走行していることは、自車両Vは高速道路などを走行しており他の後続車も高速走行している可能性が高いことを考慮しているものである。つまり、高速走行時にレーン変更をすれば、その間に遠い位置にある後続車も高速で急激に近づいてくるからである。自車両Vが高速走行であることを走行速度情報から判断すると、状態入力部8は、図13に示すような変形周囲画像Icを生成するよう、画像変形部4に指示する。
上記のように、本車両周囲状況確認装置100によれば、車両の進行方向に基づいて、周囲画像Iにおいて縦方向および/または横方向に拡大すべき第1の領域と、縦方向および/または横方向に拡大または縮小すべき第2の領域とが決定され、この決定した領域に従って変形周囲画像Icが生成される。ここで、縦方向および/または横方向に拡大すべき第1の領域は、第2の領域と比較して、運転者にとって関心の高い箇所である。このように、本車両周囲状況確認装置100の変形画像によれば、運転者が関心ある領域が拡大されるため、運転者にとって見やすいものとなる。さらに、運転者が関心の無い領域は縦方向および/または横方向に縮小されるが、欠落させない。従って、変形周囲画像Icに映っている範囲自体は、周囲画像Iのそれから変化させないよう変形可能で、どの範囲が映っているかが分かり易くなる。
なお、本実施形態では、周囲画像Iから障害物が検出されるとして説明したが、これに限らず、障害物を検出することなく、自車両Vの進行方向のみに基づいて、周囲画像Iにおいて拡大すべき領域及び縮小すべき領域を決定しても構わない。
また、上述の実施形態において、映像選択部6、画像変形部4、状態入力部8、及び映像合成部10は典型的には、CPU、ROM及びRAMにより構成され、前述の処理は、ROMに格納されたプログラムをCPUがRAMを作業領域として使って実行することにより実現される。
図14を参照して、図1に示した車両周囲状況確認装置100の変形例について説明する。本変形例にかかる車両周囲状況確認装置200は映像処理部30、および表示部14を含む。映像処理部30は、上述の車両周囲状況確認装置100における映像選択部6、画像変形部4、状態入力部8、および映像合成部10が一体的に構成されたものである。また、映像処理部30には、カメラ21、ステアリングセンサ23、車速センサ25及び方向指示器のレバー26が接続される。
自車位置検出部12−1、案内経路生成部12−2、および地図格納部12−3は、上述のナビゲーション装置12を構成して、映像処理部30に対して経路案内情報Inavを出力する。
カメラ21は、上述のカメラC1〜Cnの1つ以上に相当し、周囲映像信号Svを生成する。ステアリングセンサ23は、自身が検出したステアリングの舵角を電子的に処理可能な情報に変換して、自車両Vの舵角信号Sstを生成する。車速センサ25は自車両Vの車速を検知するセンサであり、直接もしくは信号波形を整形して車速信号Svsを生成する。レバー26は、運転者による操作に応じて、右左折の意思を表示するための方向指示レバー状態信号Stsを生成する。また、シフト信号Sscは自車両Vの変速ギアのシフト位置を表す信号である。
舵角信号Sst、車速信号Svs、シフト信号Ssc、および方向指示レバー状態信号Stsは、上述の状態信号Scを構成する信号の一部であり、映像処理部30に出力される。映像処理部30は、映像選択部6、画像変形部4、状態入力部8、および映像合成部10を含んで構成されている。これらの構成要素は、入力される状態信号Scに基づいて、図1に示した車両周囲状況確認装置100におけるのと同様の処理を行う。なお、映像処理部30は、さらに補正領域拡大縮小テーブルTを含む。補正領域拡大縮小テーブルTは、映像処理部30の画像変形部4による後周囲画像Iの変形処理の内容を規定する情報が格納されている。
図15を参照して、図14に示した車両周囲状況確認装置200における状態信号Scと周囲画像Iから生成される後周囲画像Icとの関係、つまり補正領域拡大縮小テーブルTに格納されている変形処理の内容について説明する。同図の例において、状態信号Scは、シフト信号Ssc、車速信号Svs、および車両進行方法情報Smdを含む。そして、車両進行方法情報Smdは舵角信号Sst、および経路案内情報Inav、方向指示レバー状態信号Stsを含む。
同図に示すように、シフト信号Sscは「前進」と「後退」との2種類の情報を含む。車速信号Svsは「高速」と「低速」と「無視(Don’t Care)」との3種類の情報を含む。車両進行方法情報Smdは、「左」と「無し」と「右」との3種類の情報を含む。
このような種々な情報の組合せによって、変形周囲画像Icの変形パターンは、パターン(1)からパターン(9)までの9種類が設定されている。図16はこれらのパターン(1)〜(9)までの一例を示す。
なお、上述の変形例において、映像処理部30は典型的には、CPU、ROM及びRAMにより構成され、前述の処理は、ROMに格納されたプログラムをCPUがRAMを作業領域として使って実行することにより実現される。
本発明は、車両が走行時に後続の交通状況に基づいて、車両の運転の補助機能を提供する装置に有用である。
本発明の実施の形態にかかる車両周囲状況確認装置の構成を示すブロック図 図1に示した車両周囲状況確認装置が車両に取り付けたられた場合の撮像画像との関係を示す模式図 図2に示した車両周囲状況確認装置が用いられる後続交通状況の一例の説明図 図2に示した車両周囲状況において、カメラにより撮影される後周囲画像を示す図 図2に示した車両周囲状況において、車両が左車線へ車線変更する際の車両周囲状況確認装置の出力映像を示す図 図2に示した車両周囲状況において、車両が右車線へ車線変更をする際の車両周囲状況確認装置の出力映像を示す図 図2に示した車両周囲状況確認装置が用いられる後退時の状況例の説明図 図7に示した後退時においてカメラCにより撮影される後周囲画像を示す図 図7に示した後退時において、車両周囲状況確認装置の出力映像を示す図 図2に示した車両周囲状況確認装置が用いられる後続交通状況の一例の説明図 図2に示した車両周囲状況において、左車線へ車線変更をする前の車両周囲状況確認装置の出力映像を示す図 図2に示した車両周囲状況において、車両が低速走行時に左車線へ車線変更する際の車両周囲状況確認装置の出力映像を示す図 図2に示した車両周囲状況において、車両が高速走行時に左車線へ車線変更する際の車両周囲状況確認装置の出力映像を示す図 図1に示した車両周囲状況確認装置の変形例を示すブロック図 図1に示した車両周囲状況確認装置における処理の説明図 図15に示されたパターンの具体処理例を示す説明図
符号の説明
4 画像変形部
6 映像選択部
8 状態入力部
10 映像合成部
12 ナビゲーション部
12−1 自車位置検出部
12−2 案内経路生成部
12−3 ナビゲーション部
14 表示部
21、C1〜Cn カメラ
23 ステアリングセンサ
25 車速センサ
26 方向指示レバー
100、200 車両周囲状況確認装置

Claims (6)

  1. 車両に設置された撮像装置により撮影された画像を変形し、変形画像を提示する車両周囲状況確認装置であって、
    前記撮像装置により撮影された基礎画像を受け取る画像取得部と、
    前記車両の進行方向に基づいて、前記画像取得部が受け取った基礎画像の第1領域を縦方向および/または横方向に拡大し、当該第1領域以外の第2の領域を縦方向および/または縮小した変形画像を生成する変形部とを備える、車両周囲状況確認装置。
  2. 前記車両の進行方向が変化する前に前記取得部が受け取った基礎画像を表示装置に与え、該進行方向が変化すると前記変形部により生成された変形画像を当該表示装置に与える転送部をさらに備える、請求項1に記載の車両周囲状況確認装置。
  3. 前記変形部は、
    前記取得部が受け取った基礎画像を複数の部分画像に分割する分割部と、
    前記車両の進行方向に基づいて、前記第1領域に属する少なくとも1つの部分画像を第1部分画像として分類し、前記第2領域に属する少なくとも1つの部分画像を第2部分画像として分類する分類部と、
    前記分類部により分類された第1部分画像を縦方向および/または横方向に拡大し、前記分類部により分類された第2部分画像を縦方向および/または横方向に縮小する画像変倍部とを含む、請求項1に記載の車両周囲状況確認装置。
  4. 前記変形部は、前記車両に備わる方向指示器、シフト位置センサ、操舵角センサおよびナビゲーション装置のいずれかから、前記車両の進行方向を特定可能な信号を受け取り、受け取った信号に基づいて前記第1領域を選択する、請求項1に記載の車両周囲状況確認装置。
  5. 前記変形部は、前記取得部が受け取った基礎画像において、前記車両の進行方向および速度に基づいて定められる第1領域を拡大し、該第1領域以外の第2領域を縮小した変形画像を生成する、請求項1に記載の車両周囲状況確認装置。
  6. 車両に設置された撮像装置により撮影された画像を変形し、変形画像を提示する車両周囲状況確認方法であって、
    前記撮影された基礎画像を受け取り、
    前記車両の進行方向に基づいて、前記受け取った基礎画像の第1領域を縦方向および/または横方向に拡大し、当該第1領域以外の第2の領域を縦方向および/またはもしくは横方向に縮小した変形画像を生成する、車両周囲状況確認方法。


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