JP6775179B2 - ピッキングシステム - Google Patents

Description

本発明は、作業効率の向上を図ることができるピッキングシステムに関するものである。

従来、例えば下記の特許文献１に記載されたピッキングシステムが知られている。

この従来のピッキングシステムは、物品が収納される複数の収納部を有する収納手段である収納棚と、作業者によって収納部からピッキングされた物品を集品容器に入れて搬送する搬送コンベヤとを備えている。また、収納棚には、各収納部に対応して位置する収納部側指示ランプが設けられている。搬送コンベヤには、各集品容器に対応して位置する集品容器側指示ランプが設けられている。

そして、収納棚と搬送コンベヤとの間には複数の作業者が配置され、この各作業者は、点灯する収納棚側指示ランプにて指示された収納部から物品をピッキングし、このピッキングした物品を点灯する集品容器側指示ランプにて指示された集品容器に投入する。

特開２０１０−１１５２号公報

このようなピッキングシステムにおいては、作業者による作業の効率化が求められ、作業効率の向上を図ることができるピッキングシステムが要望されている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、作業効率の向上を図ることができるピッキングシステムを提供することを目的とする。

請求項１記載のピッキングシステムは、物品が収納される複数の収納部を有する収納手段と、前記収納部に対応する被投影面に作業対象の前記収納部を指示する収納部指示画像を全体画像に含まれる部分画像として投影する投影手段と、前記被投影面の夫々に対応する対応形状をなす前記収納部指示画像を前記投影手段に投影させるために投影データを前記投影手段に出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記投影データ内に指定された複数の座標点で囲まれた範囲を前記収納部に対応する指示範囲として記憶し、作業対象の前記収納部に対応する前記指示範囲を強調した前記投影データを前記投影手段に出力し、前記投影手段は、前記制御手段から入力された前記投影データを複数の前記被投影面を含む前記全体画像として投影し、強調された前記指示範囲を作業対象の前記収納部に対応する前記被投影面に前記収納部指示画像として映し出すものである。

請求項２記載のピッキングシステムは、請求項１記載のピッキングシステムにおいて、前記制御手段に接続され、前記投影データ内の前記座標点を指定可能な入力手段をさらに備え、前記投影手段は、前記全体画像内に前記入力手段の操作に応じて移動する指定用画像を含めて、複数の前記被投影面を含む範囲に投影し、前記制御手段は、前記入力手段によって前記全体画像内で一の前記収納部に対応する前記被投影面に対して指定された複数の点の夫々を前記投影データ内の座標点として取得し、取得された複数の前記座標点を一の前記収納部に関連付けて記憶するものである。

請求項３記載のピッキングシステムは、請求項１または２記載のピッキングシステムにおいて、前記指示範囲は、前記投影データ内の前記指示範囲以外の部分とは異なる色、パターンまたは動作で強調されるものである。

請求項４記載のピッキングシステムは、請求項１ないし３のいずれか一記載のピッキングシステムにおいて、前記収納部は、作業者と対向する前面を前記被投影面とする収納容器であり、前記投影手段は、作業対象の前記収納容器の前面に歪みのない収納部指示画像を映し出すものである。

請求項５記載のピッキングシステムは、請求項４記載のピッキングシステムにおいて、前記制御手段は、夫々の前記収納容器の前面の形状および位置に応じた座標点を記憶するものである。

本発明によれば、作業者に対するピッキング作業の指示が分かり易く、作業効率の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係るピッキングシステムの概略側面図である。 同上ピッキングシステムの概略構成図である。 収納部指示画像をマウス操作により手動設定する際の説明図である。 （ａ）は投影データ内に指定された複数点による表示領域（歪んだ形状の画像）を示す図であり、（ｂ）は投影データ内に指定された複数点（座標点）を示す図である。 ピッキング指示映像の一例を示す図である。 ピッキング指示映像の他の例を示す図である。 ピッキング指示映像のさらに他の例を示す図である。 収納部の変更に合わせて収納部指示画像の形状を変えた場合の図である。 収納部指示画像を自動設定する際の説明図である。

本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

図１において、１はピッキングシステムで、このピッキングシステム１は、作業者Ｘが、少なくとも収納部指示画像を含むピッキング指示映像による指示に基づいて、ピッキング作業を行うための設備である。

ピッキングシステム１は、複数の物品Ｗを収納する収納手段である収納棚２を備えている。収納棚２は、複数列複数段の行列状（例えば４行４列）に並んで位置する複数の収納部（間口部）である収納容器３を有し、この各収納容器３内には複数の物品Ｗが収納されている。

収納容器３は、例えば上面が開口した直方体状をなすダンボール箱で、前下り傾斜状の棚板４上に載置されている。複数段の棚板４は、互いに平行に位置するように正面視矩形状の棚枠５に取り付けられている。なお、複数の収納容器３の前面（作業者Ｘと対向する面）は、同一面上には位置していない。

また、ピッキングシステム１は、収納棚２に対して映像を投影する投影手段であるプロジェクタ11を備えている。プロジェクタ11は、収納棚２の前方に位置する支持体12の上部フレーム13の先端部に取り付けられ、作業者Ｘよりも上方の位置であって収納棚２の棚枠５内に対して映像を投影可能な位置に配置されている。

なお、プロジェクタ11に入力された投影データ全体が、プロジェクタ11から出力されて収納棚２へ投影される際に、投影データ全体は、その外周が収納棚２内のすべての作業対象に対応する被投影面を含むように投影される。

そして、作業者Ｘによるピッキング作業時には、プロジェクタ11からのピッキング指示映像（少なくとも収納部指示画像を含む映像）が、収納棚２に載置した収納容器３の矩形状の前面（スクリーンである被投影面）に投影表示される。

つまり、プロジェクタ11に入力される投影データ内における被投影面を強調する部分の画像がプロジェクタ11から投影されることで、その部分画像で強調された被投影面に対応する収納容器（収納部）３が作業対象として作業者に指示される。なお、本実施の形態では、収納容器３の矩形状の前面（前面全体）が、収納部に対応する被投影面（収納部指示画像が投影される面）である。

さらに、ピッキングシステム１は、プロジェクタ11を制御する制御手段16を備え、この制御手段16には、作業者Ｘが手で操作する入力手段であるマウス17が接続されている。マウス17は、例えば作業台18の上面上に載置されている。

そして、図２に示すように、制御手段（情報処理端末本体）16は、各種のプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）21と、この制御部21でのプログラムの実行に必要なデータを一時的に記憶するメモリ部22と、制御部21で実行されるプログラム（例えば形状設定用プログラムおよびピッキング指示用プログラム等を含む）を含むデータを記憶する記憶部23とを有している。

また、制御手段16は、制御部21に接続されたＩ／Ｏインターフェース24を有し、このＩ／Ｏインターフェース24にはプロジェクタ11およびマウス17が接続されている。さらに、制御手段16は、制御部21に接続された通信部25を有し、この通信部25には上位装置であるサーバ26が接続されている。

次に、図３を参照して、収納部指示画像の設定作業について説明する。

作業者Ｘは、ピッキング作業を開始する前に、マウス17を用いて、収納棚２内の複数の収納容器（収納部）３のすべてに関して収納部指示画像の設定を行う。なお、当該設定を行う作業者Ｘは、ピッキング作業を行う者とは異なる作業者であってもよい。

設定作業を開始するにあたって、収納部指示画像の形状設定用のプログラムが起動される。この設定作業時には、プロジェクタ11は、制御手段16の制御に基づき、作業者Ｘによるマウス17の操作（移動）に応じて連動して移動する指定用画像（例えば矢印形状の画像）を収納容器３の前面に投影する。

そして、制御手段16は、作業者Ｘによるマウス17の操作（移動やクリック）に基づいて、プロジェクタ11によって投影された指定用画像にて収納容器３の前面（被投影面）上の複数点、すなわち例えば収納容器３の矩形状の前面（四角形の平面）における４つの隅部の点が指定された場合に、それら４つの隅部の点（四角形の各頂点）によって囲まれた範囲を指示範囲（発光範囲）とする対応形状、すなわち対応する収納容器３の前面と同じ矩形状の収納部指示画像を作成し、この作成した収納部指示画像に対応するデータ（例えば指定された複数点の座標データ）をその対応する収納容器３に関連付けて記憶する。

具体的には、作業者Ｘは、マウス17を操作することで、被投影面である投影対象面の隅部（例えば、投影対象面が多角形の場合はその各頂点）を順次指定し、投影可能な全体画像（投影データ）内の各座標位置、すなわち投影上での座標データを取得する。なお、各隅部の座標位置（指定座標点）の取得は、時計回りまたは反時計回りの順に行われることが好ましい。

まず、作業者Ｘは、図３（ａ）に示すように、設定対象の収納容器３の前面に投影された指定用画像であるマウスポインタＰを目視しながら、その投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の１点を指定し、その指定した位置の第１指定座標が記憶される。なお、収納容器３の前面は矩形状であるため、指定座標の取得は４つの隅部に合わせて４回実施される。

次いで、図３（ｂ）に示すように、引き続き投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の２点目を指定し、その指定した位置の第２指定座標が記憶される。

次いで、図３（ｃ）に示すように、引き続き投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の３点目を指定し、その指定した位置の第３指定座標が記憶される。

次いで、図３（ｄ）に示すように、引き続き投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の最後の４点目を指定し、その指定した位置の第４指定座標が記憶される。

こうして、隅部の４点すべてが指定されると、図３（ｅ）に示すように、収納棚２にセットした複数、すなわち例えば１６個の収納容器３のうち、まずは、最初の１個目の収納容器３に対する投影データ内の領域を指定する領域指定が完了する。

そして、このような領域指定が完了すると、図３（ｆ）に示すように、第１指定座標ないし第４指定座標が１個目の収納容器３と関連付けて記憶部23に記憶される。

その後、残りの１５個の収納容器３についても、作業者Ｘが同様にマウス17を操作して領域指定が行われ、被投影面としての各収納容器３の前面に対応した各座標位置（各座標データ）が記憶部23に記憶される。

こうして、収納容器３の前面の形状に対応する対応形状（収納部対応形状）の収納部指示画像を作成するための各座標位置が各収納容器３ごとに予め設定（登録）されて記憶されることにより、設定作業が終了し、収納部指示画像の形状設定用のプログラムが終了される。

ここで、図４（ａ）に示されるのは、一の収納容器３に対応する表示領域を平面状の投影データと併せて表示したものであり、投影データには実際の被投影面の形状と異なる歪んだ形状の収納部指示画像Ａが表示されている。これは、作業者Ｘが実際の投影状態を確認しながら表示領域を指定する（座標を取得する）ことで、投影対象である被投影面の位置や向きに応じた形状の収納部指示画像が作成されるからであり、これにより様々な投影対象の形状に応じた画像が被投影面に投影され、その被投影面に対応した適切な形状の収納部指示画像Ａを作業者が目視可能となる。なお、図４（ａ）において、黒色が施された部分（画像Ａ以外の部分）は、プロジェクタ11から光が照射されない部分である。また、図４（ｂ）には、投影データ内に指定された４つの座標データ（座標点）を示すものである。

次に、図５を参照して、一の収納容器３を作業対象（指示対象）として作業者Ｘ（この場合はピッキング作業者）に指示する場合について説明する。

先ず、ピッキング作業が開始されると、ピッキング指示用のプログラムが起動する。一の収納容器３（図５では上から１段目右端の収納容器３）に対してピッキング作業が行われる場合、ピッキング指示用のプログラムによって、記憶部23に保管された一の収納容器３に対応する複数の座標で囲まれた内側が所定の色・パターン・動作等で強調（発光）される指示画像（指示動画でもよい）が出力され、一の収納容器３の前面にその指示画像が収納部指示画像として映し出される。

すなわち、制御手段16は、サーバ26から作業データを受信してピッキング処理を開始すると、ピッキング指示用のプログラムに従って、作業対象である指示対象の収納容器３の前面（被投影面）に対して、各収納容器３ごとに予め設定されて収納容器３に対応する対応形状をなす収納部指示画像をプロジェクタ11に投影させる。

具体的には例えば、図５に示すように、指示対象の収納容器３の前面に合わせて表示される矩形状の収納部指示画像Ａのみからなるピッキング指示映像が、指示対象の収納容器３の前面全体に投影されて重畳表示される。

そして、作業者Ｘは、その歪み（変形）のない正確な収納部指示画像Ａが前面全体に投影された指示対象の収納容器３内から物品Ｗをピッキングする。

このようにして、作業者Ｘは、収納部指示画像による指示（プロジェクタ11のみによる映像指示）に基づいて、作業データの商品リストの全物品についてピッキング作業を行う。

ここで、図５に示す例では、プロジェクタ11からのピッキング指示映像は、作業者Ｘに対してピッキングすべき物品Ｗが収納されている１つの収納容器３を指示する収納部指示画像Ａのみからなるものである。

しかし、ピッキング指示映像は、作業対象の収納部を指示する少なくとも収納部指示画像Ａを含むものであればよく、例えば図６（ａ）および（ｂ）に示すように、１つの収納部指示画像Ａと、この画像Ａとは色等の表示態様が異なる複数の周辺収納部指示画像Ｂとからなるものでもよい。

つまり、この図６に示す例では、指示対象の収納容器３の前面には収納部指示画像（例えば一の色である赤色の矩形画像）Ａが歪みのない正確な画像として投影され、かつ、指示対象の収納容器３の周辺に位置してこの指示対象の収納容器３と隣り合う複数の収納容器３の各前面には周辺収納部指示画像（例えば一の色とは異なる他の色である青色の矩形画像）Ｂが歪みのない正確な画像として投影される。

また、例えば図７に示すように、ピッキング指示映像は、収納部指示画像Ａと、この画像Ａとともに表示される作業情報画像としてのピック数指示画像Ｃとからなるものでもよい。

つまり、この図７に示す例では、指示対象の収納容器３の前面（発光面）には、収納部指示画像Ａに加え、作業者Ｘに対して指示対象の収納容器３からピッキングすべき物品Ｗの数を指示するピック数指示画像（例えば白色の数字の画像）Ｃが歪みのない正確な画像として投影される。

なお、ピック数指示画像Ｃの画像補正は、予め収納容器３の矩形状の前面と同様の形状（例えばアスペクト比）の画像に数字画像を組み合わせたマスタ画像を保管しておき、それを事前に設定しておいたプロジェクタ11のスクリーン座標系における現実の収納容器３の前面の隅部にあたる座標（矩形の場合は４隅部の座標）に合わせてマスタ画像を歪める。これにより、収納部指示画像と同様に出力画像となる歪んだ数字画像が作成され、実際に投影された状態における歪みが低減される。つまり、ピック数指示画像Ｃは、収納部指示画像Ａの形状に応じた形状に変形される。なお、作業情報画像は、ピック数指示画像Ｃ以外の文字、図形または画像等と適宜組み合わせ可能である。

そして、ピッキングシステム１によれば、各収納容器３ごとに予め設定された対応形状をなす収納部指示画像が、指示対象の収納容器３の前面（被投影面）に対して、その前面全体と一致する歪み（変形）のない正確な画像として投影されるため、作業者Ｘに対するピッキング作業の指示が分かり易く、よって、作業効率の向上を図ることができる。

また、収納部指示画像の設定作業の際には、マウス17の直感的な操作のみによって、指示対象の収納容器３の前面に対して歪みのない正確な画像が投影されるように、収納部指示画像の形状を容易に調整設定できる。

そして、図１のように、被投影面（収納容器３の矩形状の前面）が、同一平面状に位置していない場合において、投影データ全体をまとめて補正（例えば台形補正）するよりも、各収納部に対応する各被投影面に応じた適切な収納部指示画像を作業者に提示することができる。

さらに、図８に示すように、収納棚２の収納容器３の変更があった場合でも、その変更に容易に対応できる。すなわち例えば、図８（ａ）のように収納容器３が小さくなった場合には、その収納容器３の前面に合わせて収納部指示画像を小さくしたものを作成し、図８（ｂ）のように収納容器３が大きくなった場合には、その収納容器３の前面に合わせて収納部指示画像を大きくしたものを作成する。

なお、上記実施の形態では、マウス17を用いて収納部指示画像を手動設定する場合について説明したが、例えば図９に示すように、マーカーＭ，Ｎおよび撮像手段を用いて収納部指示画像を自動設定できるようにしてもよい。

なお、撮像手段は、例えば図１に二点鎖線で示すカメラ30で、このカメラ30は、プロジェクタ11の上部に取り付けられ、収納棚２の前面全体が撮影可能な位置に位置している。

そして、この場合、図９（ａ）に示すように、収納棚２の前面の四隅部に個々に識別可能なマーカーＭを設置し、プロジェクタ11にて投影された指定用画像（マウスポインタＰ）で各マーカーＭの位置指定を行い、投影上でのマーカー座標データａを取得する。

また、カメラ30で、４つのマーカーＭがすべて含まれるように収納棚２全体を撮影し、撮影画像を取得する。

そして、撮影画像に写っている各マーカーＭについて撮影画像上でのマーカー座標データｂを取得し、この取得したマーカー座標データｂと前記マーカー座標データａとを１対１で関連付けることで、カメラ30で取得した撮影画像とプロジェクタ11で投影する映像との位置関係を対応させる位置変換データを作成して記憶部へ記憶する。

次いで、図９（ｂ）に示すように、各収納容器３の前面の四隅部である各指示範囲の四隅部に個々に識別可能なマーカーＮを設置する。この設置位置は、マウス17の手動操作で領域設定する際にクリックする位置と同じ位置である。また、カメラ30で収納棚２を撮影し、各マーカーＮの画像座標を撮影画像から自動で検出する。

次いで、図９（ｃ）に示すように、４点で１つの領域とする指示範囲の生成と投影用座標の取得を行う。そして、前記位置変換データを用いて画像座標から投影用座標に変換した映像生成用データを生成する。

このため、ピッキング作業時には、映像生成用データに基づいて特定間口指示用のピッキング指示映像（指示対象の収納部に対して歪みのない正確な画像として投影表示される収納部指示画像）が作成される。

また、領域指定および収納部指示画像の出力は次のようなものでもよい。

すなわち、作業者Ｘは、マウス17を操作することで、まず、図３（ａ）に示すように、設定対象の収納容器３の前面に投影された指定用画像であるマウスポインタＰを目視しながら、その投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の１点を指定する。すると、その第１の指定位置には、プロジェクタ11によって小さな正方形状の第１指定画像P1が投影される。

次いで、図３（ｂ）に示すように、引き続き投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の２点目を指定する。すると、その第２の指定位置には、プロジェクタ11によって小さな正方形状の第２指定画像P2が投影される。

次いで、図３（ｃ）に示すように、引き続き投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の３点目を指定する。すると、その第３の指定位置には、プロジェクタ11によって小さな正方形状の第３指定画像P3が投影される。

次いで、図３（ｄ）に示すように、引き続き投影されたマウスポインタＰにて収納容器３の前面における隅部の最後の４点目を指定する。すると、その第４の指定位置には、プロジェクタ11によって小さな正方形状の第４指定画像P4が投影される。

こうして、隅部の４点すべてが指定されると、図３（ｅ）に示すように、収納棚２にセットした複数、すなわち例えば１６個の収納容器３のうち、まずは、最初の１個目の収納容器３に対する領域指定が完了する。

そして、このような領域指定が完了すると、図３（ｆ）に示すように、制御手段16は、１個目の収納容器３の前面における４つの隅部の点を結合してそれら４つの点で囲まれた範囲を指示範囲とするものであってその収納容器３の前面と一致する同形状の収納部指示画像を作成し、この作成した収納部指示画像を１個目の収納容器３と関連付けて記憶する。

その後、残りの１５個の収納容器３についても、作業者Ｘが同様にマウス17を操作して領域指定を行い、制御手段16が収納容器３に対応する対応形状の収納部指示画像を各収納容器３ごとに作成して登録する。

こうして、収納容器３の前面の形状に対応する対応形状（収納部対応形状）の収納部指示画像（画像データ）が各収納容器３ごとに予め設定（登録）されて記憶される。

そして、ピッキング作業においては、一の収納容器３を作業対象として指示する際には、その一の収納容器３に対応する画像データがプロジェクタを通じて収納棚２に投影され、一の収納容器３の前面に収納部指示画像が投影される。

なお、上記実施の形態において、作業者が操作する入力手段は、マウス17には限定されず、例えば電子ペンとタブレットとからなるペンタブレット等でもよい。

また、物品Ｗが収納される収納部は、棚板４上に載置する収納容器（例えばダンボール箱）３には限定されず、例えば収納棚２に一体的に設けられた部材等からなるものでもよい。

さらに、収納部指示画像の設定に関し、制御手段16が、マウス17の操作に基づいて、指定用画像（マウスポインタ）にて収納部上におけるその収納部の形状に対応する所望の範囲（例えば収納容器３の前面全体）が指定された場合に、その所望の範囲を指示範囲とする形状の収納部指示画像を作成するようにしてもよい。すなわち例えば、マウス17の操作によって、収納部上の複数点を指定する代わりに、一筆書きするように連続した線によって収納部の前面周縁をなぞるようにして所望の範囲を指定してもよい。

また、収納部に対応する被投影面は、収納部（収納容器３）の前面には限定されず、例えば棚板４の前端部に設けられた前板部の表面でもよく、また例えば、棚板４上の収納部（収納空間部）に収納された物品自体の表面等でもよい。

さらに、ピッキングシステム１は、上記実施の形態のように、作業者が収納棚の収納部から物品をピッキングし、このピッキングした物品を集品容器に投入する摘み取り方式が用いられるものには限定されず、例えば作業者が集品容器内の物品をピッキングし、このピッキングした物品を収納棚の収納部に投入する種まき方式等のピッキング方式が用いられてもよい。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ ピッキングシステム
２ 収納手段である収納棚
３ 収納部である収納容器
11 投影手段であるプロジェクタ
16 制御手段
17 入力手段であるマウス
Ｗ 物品
Ｘ 作業者

Claims (5)

1. 物品が収納される複数の収納部を有する収納手段と、
   前記収納部に対応する被投影面に作業対象の前記収納部を指示する収納部指示画像を全体画像に含まれる部分画像として投影する投影手段と、
   前記被投影面の夫々に対応する対応形状をなす前記収納部指示画像を前記投影手段に投影させるために投影データを前記投影手段に出力する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記投影データ内に指定された複数の座標点で囲まれた範囲を前記収納部に対応する指示範囲として記憶し、作業対象の前記収納部に対応する前記指示範囲を強調した前記投影データを前記投影手段に出力し、
   前記投影手段は、前記制御手段から入力された前記投影データを複数の前記被投影面を含む前記全体画像として投影し、強調された前記指示範囲を作業対象の前記収納部に対応する前記被投影面に前記収納部指示画像として映し出す
   ことを特徴とするピッキングシステム。
2. 前記制御手段に接続され、前記投影データ内の前記座標点を指定可能な入力手段をさらに備え、
   前記投影手段は、前記全体画像内に前記入力手段の操作に応じて移動する指定用画像を含めて、複数の前記被投影面を含む範囲に投影し、
   前記制御手段は、前記入力手段によって前記全体画像内で一の前記収納部に対応する前記被投影面に対して指定された複数の点の夫々を前記投影データ内の座標点として取得し、取得された複数の前記座標点を一の前記収納部に関連付けて記憶する
   ことを特徴とする請求項１記載のピッキングシステム。
3. 前記指示範囲は、前記投影データ内の前記指示範囲以外の部分とは異なる色、パターンまたは動作で強調される
   ことを特徴とする請求項１または２記載のピッキングシステム。
4. 前記収納部は、作業者と対向する前面を前記被投影面とする収納容器であり、
   前記投影手段は、作業対象の前記収納容器の前面に歪みのない収納部指示画像を映し出す
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のピッキングシステム。
5. 前記制御手段は、夫々の前記収納容器の前面の形状および位置に応じた座標点を記憶する
   ことを特徴とする請求項４記載のピッキングシステム。

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