JP6805977B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、単一の操作ペダルを第1の種類のペダル及び第2の種類のペダルとして兼用可能な車両を制御するための車両制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to, for example, the technical field of a vehicle control device for controlling a vehicle in which a single operation pedal can be used as both a first type pedal and a second type pedal.
車両は、通常、アクセルペダルとブレーキペダルとを別々に備えている。このような車両を制御する車両制御装置の一例が、特許文献1に記載されている。特許文献1には、アクセルペダルの踏力が所定の閾値を超えた場合に、搭乗者がアクセルペダルをブレーキペダルと踏み間違えていると判定する車両制御装置が開示されている。 Vehicles usually have separate accelerator and brake pedals. An example of a vehicle control device that controls such a vehicle is described in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a vehicle control device that determines that a occupant mistakes the accelerator pedal for a brake pedal when the depression force of the accelerator pedal exceeds a predetermined threshold value.
その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献2及び3があげられる。 Other prior art documents related to the present invention include Patent Documents 2 and 3.
一方で、将来的に、単一の操作ペダルをアクセルペダル及びブレーキペダルとして兼用可能な車両が開発される可能性がある。このような車両を制御する車両制御装置は、搭乗者が操作ペダルをアクセルペダルとして操作しているか又はブレーキペダルとして操作しているかを判定するはずである。 On the other hand, in the future, there is a possibility that a vehicle in which a single operation pedal can be used as both an accelerator pedal and a brake pedal will be developed. The vehicle control device that controls such a vehicle should determine whether the occupant is operating the operating pedal as an accelerator pedal or a brake pedal.
この場合、車両制御装置は、搭乗者がアクセルペダルをブレーキペダルと踏み間違えているか否かを判定するための既存の方法を用いて、上述した判定を行うことも可能である。例えば、車両制御装置は、特許文献1に記載された方法を用いて、搭乗者が操作ペダルをアクセルペダルとして操作しているか又はブレーキペダルとして操作しているかを、アクセルペダルの踏力に基づいて判定することも可能である。しかしながら、操作ペダルの操作内容は、ばらつく可能性がある。例えば、操作ペダルの操作内容は、搭乗者毎にばらつく可能性がある。或いは、例えば、同じ搭乗者の操作ペダルの操作内容であっても、搭乗者の体調や気分等の違い(或いは、その他の要因)によってはばらつく可能性がある。しかしながら、上述した特許文献1に記載された車両制御装置は、このような操作ペダルの操作内容のばらつきを何ら考慮していない。具体的には、上述した特許文献1に記載の車両制御装置では、搭乗者がアクセルペダルをブレーキペダルと踏み間違えているか否かを判定するために用いる閾値は、操作ペダルの操作内容のばらつきを考慮することなく設定されている。このため、特許文献1に記載された方法を単に用いるだけでは、搭乗者が操作ペダルをアクセルペダルとして操作しているか又はブレーキペダルとして操作しているかの判定精度が悪化する可能性があるという技術的問題が生ずる。 In this case, the vehicle control device can also make the above-mentioned determination by using an existing method for determining whether or not the passenger mistakes the accelerator pedal for the brake pedal. For example, the vehicle control device uses the method described in Patent Document 1 to determine whether the passenger is operating the operation pedal as an accelerator pedal or a brake pedal based on the depression force of the accelerator pedal. It is also possible to do. However, the operation content of the operation pedal may vary. For example, the operation content of the operation pedal may vary from passenger to passenger. Alternatively, for example, even if the operation contents of the operation pedals of the same passenger are different, there is a possibility that the operation contents may vary depending on the difference in the physical condition and mood of the passenger (or other factors). However, the vehicle control device described in Patent Document 1 described above does not consider such variations in the operation content of the operation pedal. Specifically, in the vehicle control device described in Patent Document 1 described above, the threshold value used for determining whether or not the passenger mistakes the accelerator pedal for the brake pedal is a variation in the operation content of the operation pedal. It is set without consideration. Therefore, simply using the method described in Patent Document 1 may deteriorate the accuracy of determining whether the passenger is operating the operation pedal as an accelerator pedal or a brake pedal. Problems arise.
尚、このような技術的問題は、単一の操作ペダルをアクセルペダル及びブレーキペダルとして兼用可能な車両を制御する車両制御装置のみならず、単一の操作ペダルを異なる2種類のペダルとして兼用可能な車両を制御する車両制御装置においても同様に生ずる。 It should be noted that such a technical problem is that not only a vehicle control device that controls a vehicle in which a single operation pedal can be used as an accelerator pedal and a brake pedal but also a single operation pedal can be used as two different types of pedals. The same occurs in a vehicle control device that controls various vehicles.
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例としてあげられる。本発明は、単一の操作ペダルを第1の種類のペダル及び第2の種類のペダルとして兼用可能な車両を適切に制御可能な車両制御装置を提供することを課題とする。 The above-mentioned problems can be given as an example of the problems to be solved by the present invention. An object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of appropriately controlling a vehicle in which a single operation pedal can be used as both a first type pedal and a second type pedal.
本発明の車両制御装置の一の態様は、車両を運転するために搭乗者が操作可能な操作ペダルの前記搭乗者による操作内容に関する操作情報を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記操作情報に基づいて、前記搭乗者が前記操作ペダルを第1の種類のペダルとして操作しているか又は前記第1の種類のペダルとは異なる第2の種類のペダルとして操作しているかを判定する判定手段と、前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第1の種類のペダルとして操作していると判定される場合には、前記操作情報に基づいて前記車両を第1の制御態様で制御し、前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第2の種類のペダルとして操作していると判定される場合には、前記操作情報に基づいて前記車両を前記第1の制御態様とは異なる第2の制御態様で制御する制御手段とを備え、前記判定手段は、前記操作ペダルが前記第1の種類のペダルとして操作される場合の操作内容及び前記操作ペダルが前記第2の種類のペダルとして操作される場合の操作内容の少なくとも一方を学習し、前記操作情報に加えて当該学習の結果に基づいて前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第1の種類のペダルとして操作しているか又は前記第2の種類のペダルとして操作しているかを判定する。 One aspect of the vehicle control device of the present invention is an acquisition means for acquiring operation information regarding the operation content of the operation pedal that can be operated by the passenger to drive the vehicle, and the acquisition means acquired by the acquisition means. Based on the operation information, it is determined whether the passenger is operating the operation pedal as a first type pedal or as a second type pedal different from the first type pedal. When it is determined that the determination means and the passenger are operating the operation pedal as the first type of pedal, the vehicle is controlled by the first control mode based on the operation information. When it is determined that the passenger is operating the operation pedal as the second type of pedal, the vehicle is controlled by a second control different from the first control mode based on the operation information. The determination means includes a control means for controlling in an embodiment, and the determination means operates the operation content when the operation pedal is operated as the first type pedal and the operation pedal is operated as the second type pedal. Whether at least one of the operation contents of the case is learned and the passenger operates the operation pedal as the first type pedal or the second type based on the result of the learning in addition to the operation information. Determine if it is operating as a pedal.
以下、車両制御装置の実施形態について説明する。以下では、本発明の車両制御装置の一実施形態が適用された車両1について説明する。 Hereinafter, embodiments of the vehicle control device will be described. Hereinafter, the vehicle 1 to which one embodiment of the vehicle control device of the present invention is applied will be described.
(1)車両1の構成
はじめに、図1を参照しながら、本実施形態の車両1の構成について説明する。図1は、本実施形態の車両1の構成を示すブロック図である。
(1) Configuration of Vehicle 1 First, the configuration of vehicle 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the vehicle 1 of the present embodiment.
図1に示すように、車両1は、「操作ペダル」の一具体例である兼用ペダル11と、「車両制御装置」の一具体例である操作判定ECU12と、エンジンECU(Electronic Control Unit)13と、ブレーキECU14と、エンジン15と、ブレーキ機構16とを備える。
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes a dual-purpose pedal 11 which is a specific example of an “operation pedal”, an
兼用ペダル11は、アクセルペダル及びブレーキペダルとして兼用可能な単一の操作ペダルである。搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作する場合には、当該兼用ペダル11は、車両1の駆動力を調整するために搭乗者が操作可能な操作ペダルとなる。一方で、搭乗者が兼用ペダル11をブレーキペダルとして操作する場合には、当該兼用ペダル11は、車両1の制動力を調整するために搭乗者が操作可能な(つまり、踏み込むことが可能な)操作ペダルとなる。 The dual-purpose pedal 11 is a single operation pedal that can also be used as an accelerator pedal and a brake pedal. When the occupant operates the combined pedal 11 as an accelerator pedal, the combined pedal 11 becomes an operation pedal that the occupant can operate in order to adjust the driving force of the vehicle 1. On the other hand, when the passenger operates the combined pedal 11 as a brake pedal, the combined pedal 11 can be operated by the passenger (that is, can be stepped on) in order to adjust the braking force of the vehicle 1. It becomes an operation pedal.
操作判定ECU12は、搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作しているか又はブレーキペダルとして操作しているかを判定するための操作判定動作を行う。本実施形態では、操作判定ECU12は、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間に差があるという前提の下で、兼用ペダル11の操作内容を示す操作信号Spに基づいて、操作判定動作を行う。尚、アクセル操作パターンは、兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作する意図を有している搭乗者が兼用ペダル11を操作した場合に得られる操作信号Spの時系列パターンである。ブレーキ操作パターンは、兼用ペダル11をブレーキペダルとして操作する意図を有している搭乗者が兼用ペダル11を操作した場合に得られる操作信号Spの時系列パターンである。
The operation determination ECU 12 performs an operation determination operation for determining whether the passenger is operating the dual-purpose pedal 11 as an accelerator pedal or a brake pedal. In the present embodiment, the
以下、図2(a)及び図2(b)を参照しながら、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの差について説明する。図2(a)は、アクセル操作パターンを示すグラフである。一方で、図2(b)は、ブレーキ操作パターンを示すグラフである。尚、図2(a)及び図2(b)では、操作信号Spは、兼用ペダル11の操作内容を示すパラメータの一例である「兼用ペダル11のストローク量(つまり、踏み込み量)」を示している。従って、アクセル操作パターンは、アクセルペダルとして操作されている兼用ペダル11のストローク量の時間軸に沿った変化パターンに相当する。同様に、ブレーキ操作パターンは、ブレーキペダルとして操作されている兼用ペダル11のストローク量の時間軸に沿った変化パターンに相当する。 Hereinafter, the difference between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. 2A is a graph showing an accelerator operation pattern. On the other hand, FIG. 2B is a graph showing a brake operation pattern. In addition, in FIG. 2A and FIG. 2B, the operation signal Sp indicates "stroke amount (that is, depression amount) of the dual-purpose pedal 11" which is an example of a parameter indicating the operation content of the dual-purpose pedal 11. There is. Therefore, the accelerator operation pattern corresponds to a change pattern along the time axis of the stroke amount of the dual-purpose pedal 11 operated as an accelerator pedal. Similarly, the brake operation pattern corresponds to a change pattern of the stroke amount of the dual-purpose pedal 11 operated as the brake pedal along the time axis.
図2(a)及び図2(b)に示すように、例えば、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間には、アクセルペダルが相対的に緩やかに踏み込まれる一方で、ブレーキペダルが相対的に急激に踏み込まれるという違いがある。つまり、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間には、アクセル操作パターンではストローク量が相対的に緩やかに増加又は減少する一方で、ブレーキ操作パターンではストローク量が相対的に急激に増加又は減少するという違いがある。更に、例えば、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間には、アクセルペダルが相対的に深く踏み込まれにくい一方で、ブレーキペダルが相対的に深く踏み込まれやすいという違いがある。つまり、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間には、アクセル操作パターンではストローク量の最大値が相対的に小さい一方で、ブレーキ操作パターンではストローク量の最大値が相対的に大きいという違いがある。更に、例えば、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間には、アクセルペダルが相対的に長い期間に渡って踏み込まれ続ける一方で、ブレーキペダルが相対的に短い期間だけ踏み込まれるという違いがある。つまり、アクセル操作パターンとブレーキ操作パターンとの間には、アクセル操作パターンではストローク量がゼロより大きくなる期間が相対的に長い一方で、ブレーキ操作パターンではストローク量がゼロより大きくなる期間が相対的に短いという違いがある。 As shown in FIGS. 2A and 2B, for example, the accelerator pedal is relatively gently depressed between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern, while the brake pedal is relatively. There is a difference that it is stepped on suddenly. That is, between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern, the stroke amount increases or decreases relatively slowly in the accelerator operation pattern, while the stroke amount increases or decreases relatively rapidly in the brake operation pattern. There is a difference. Further, for example, there is a difference between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern that the accelerator pedal is relatively difficult to be depressed deeply, while the brake pedal is relatively easy to be depressed. That is, there is a difference between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern that the maximum value of the stroke amount is relatively small in the accelerator operation pattern, while the maximum value of the stroke amount is relatively large in the brake operation pattern. .. Further, for example, there is a difference between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern that the accelerator pedal is continuously depressed for a relatively long period of time, while the brake pedal is depressed for a relatively short period of time. That is, between the accelerator operation pattern and the brake operation pattern, the period in which the stroke amount is larger than zero is relatively long in the accelerator operation pattern, while the period in which the stroke amount is larger than zero is relative in the brake operation pattern. The difference is that it is short.
操作判定ECU12は、操作判定ECU12に入力される操作信号Spが示す実操作パターン(つまり、兼用ペダル11の操作内容の時系列パターン)が、アクセル操作パターンである(つまり、アクセル操作パターンに相当する例えば、同一である又は類似する)のか又はブレーキ操作パターンであるのかを判定することで、操作判定動作を行う。実操作パターンがアクセル操作パターンである(つまり、アクセル操作パターンに相当する)場合には、操作判定ECU12は、搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作していると判定する。実操作パターンがブレーキ操作パターンである(つまり、ブレーキ操作パターンに相当する)場合には、操作判定ECU12は、搭乗者が兼用ペダル11をブレーキペダルとして操作していると判定する。
In the
再び図1において、エンジンECU13は、兼用ペダル11がアクセルペダルとして操作されている場合に、操作信号Spに基づいて、車両1の駆動力を調整するようにエンジン15を制御する。ブレーキECU14は、兼用ペダル11がブレーキペダルとして操作されている場合に、操作信号Spに基づいて、車両1の制動力を調整するようにブレーキ機構16を制御する。エンジン15は、車両1の駆動力を発生する駆動源である。ブレーキ機構16は、油圧等を用いて車両1の制動力を発生する制動装置である。 Again, in FIG. 1, the engine ECU 13 controls the engine 15 so as to adjust the driving force of the vehicle 1 based on the operation signal Sp when the combined pedal 11 is operated as an accelerator pedal. The brake ECU 14 controls the brake mechanism 16 so as to adjust the braking force of the vehicle 1 based on the operation signal Sp when the combined pedal 11 is operated as a brake pedal. The engine 15 is a drive source that generates a driving force for the vehicle 1. The brake mechanism 16 is a braking device that generates a braking force of the vehicle 1 by using an electric pressure or the like.
本実施形態では特に、操作判定ECU12は、操作判定動作による判定精度を向上させるように、操作信号Spを学習するための学習動作を行う。以下、操作判定動作及び学習動作を行う操作判定ECU12の構成及び動作について順に説明する。
In this embodiment, in particular, the
(2)操作判定ECU12
(2−1)操作判定ECU12の構成
まず、図3を参照しながら、操作判定ECU12の構成について説明する。図3は、操作判定ECU12の構成を示すブロック図である。
(2)
(2-1) Configuration of
図3に示すように、操作判定ECU12は、操作判定ECU12内で論理的に実現される処理ブロック又は操作判定ECU12内に物理的に実現される処理回路として、「取得手段」の一具体例であるコントローラ121と、「判定手段」の一具体例であるニューラルネットワーク122と、メモリ123と、「制御手段」の一具体例である制御器124とを備える。コントローラ121と、ニューラルネットワーク122と、メモリ123と、制御器124とは、データバス125を介して通信可能である。
As shown in FIG. 3, the
コントローラ121は、操作判定ECU12の動作全体を制御する。特に、コントローラ121は、兼用ペダル11から操作信号Spを取得する。コントローラ121は、取得した操作信号Spを、ニューラルネットワーク122に出力する。コントローラ121は、取得した操作信号Spをメモリ123に格納してもよい。
The
ニューラルネットワーク122は、入力された操作信号Spに基づいて、操作判定動作を行う。具体的には、ニューラルネットワーク122は、操作信号Spが示す実操作パターンがブレーキ操作パターンである確率p(或いは、実操作パターンがアクセル操作パターンである確率)を算出する。言い換えれば、ニューラルネットワーク122は、実操作パターンのブレーキ操作パターンに対する類似度(或いは、アクセル操作パターンに対する類似度)を算出する。確率p(言い換えれば、類似度、以下同じ)を算出するために、ニューラルネットワーク122は、実操作パターンの特徴を示す特徴量ベクトルCを算出する特徴抽出器126と、特徴量ベクトルCに基づいて確率pを算出する分類器127とを備える。尚、特徴抽出器126及び分類器127の詳細については、操作判定ECU12の動作を説明する際に合わせて説明するため、ここでの説明を省略する。
The
更に、ニューラルネットワーク122は、入力された操作信号Spを学習する。特に、ニューラルネットワーク122は、分類器127の特性を規定する複数のパラメータを含むパラメータ群PGを調整して確率pの算出精度を向上させるように、入力された操作信号Spを学習する。調整されたパラメータ群PGは、メモリ123に格納される。
Further, the
制御器124は、ニューラルネットワーク122が算出した確率pに基づいて、エンジンECU13及びブレーキECU14を制御する。尚、制御器124の動作の詳細については、操作判定ECU12の動作を説明する際に合わせて説明するため、ここでの説明を省略する。
The
(2−2)操作判定ECU12の動作
(2−2−1)ニューラルネットワーク122の初期学習
まず、操作判定ECU12を車両1に実装する際に(言い換えれば、車両1が市場に出荷される前に)、ニューラルネットワーク122の初期学習が行われる。具体的には、まず、コントローラ121によって複数のアクセル操作パターン及びブレーキ操作パターンが収集される。アクセル操作パターンは、テストドライバが実際に兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作することで収集されてもよい。アクセル操作パターンは、アクセルペダルを備える車両においてテストドライバが実際にアクセルペダルを操作することで収集されてもよい。アクセル操作パターンは、アクセルペダルを踏み込む搭乗者の動きを模擬するシミュレーションモデルから収集されてもよい。ブレーキ操作パターンは、テストドライバが実際に兼用ペダル11をブレーキペダルとして操作することで収集されてもよい。ブレーキ操作パターンは、ブレーキペダルを備える車両においてテストドライバが実際にブレーキペダルを操作することで収集されてもよい。ブレーキ操作パターンは、ブレーキペダルを踏み込む搭乗者の動きを模擬するシミュレーションモデルから収集されてもよい。
(2-2) Operation of
(2-2-1) Initial learning of the
コントローラ121は、収集された複数のアクセル操作パターン及び複数のブレーキ操作パターンを、各操作パターンがアクセル操作パターンであるのか又はブレーキ操作パターンであるのかを示す正解データと関連付ける。具体的には、例えば、コントローラ121は、複数のアクセル操作パターン(xa1、xa2、・・・、xaN)の夫々に対して、これらがアクセル操作パターンであることを示す正解データ(ta1、ta2、・・・、taN)を関連付ける。尚、Nは、収集されたアクセル操作パターンの総数を示し、xan(但し、nは1≦n≦Nを満たす整数)は、n番目のアクセル操作パターン(つまり、ストローク量の時系列データ)を示し、tanは、アクセル操作パターンxanがアクセル操作パターンであることを示す正解データを示す。更に、コントローラ121は、例えば、複数のブレーキ操作パターン(xb1、xb2、・・・、xbM)の夫々に対して、これらがブレーキ操作パターンであることを示す正解データ(tb1、tb2、・・・、tbM)を関連付ける。尚、Mは、収集されたブレーキ操作パターンの総数を示し、xbm(但し、mは1≦m≦Mを満たす整数)は、m番目のブレーキ操作パターン(つまり、ストローク量の時系列データ)を示し、tbmは、ブレーキ操作パターンxbmがブレーキ操作パターンであることを示す正解データを示す。
The
その後、コントローラ121は、複数のアクセル操作パターン(xa1、xa2、・・・、xaN)、正解データ(ta1、ta2、・・・、taN)、複数のブレーキ操作パターン(xb1、xb2、・・・、xbM)及び正解データ(tb1、tb2、・・・、tbM)が連結された行列(x、t)を生成する。尚、xは、複数のアクセル操作パターン(xa1、xa2、・・・、xaN)と複数のブレーキ操作パターン(xb1、xb2、・・・、xbM)とを連結することで得られる行列であり、(xa1、xa2、・・・、xaN、xb1、xb2、・・・、xbM)という行列で表現される。同様に、tは、正解データ(ta1、ta2、・・・、taN)と正解データ(tb1、tb2、・・・、tbM)とが連結されることで得られる行列であり、(ta1、ta2、・・・、taN、tb1、tb2、・・・、tbM)という行列で表現される。従って、行列(x、t)は、行列xの各行列成分(つまり、操作パターン)がアクセル操作パターンであるのか又はブレーキ操作パターンであるのかを示す行列となる。
After that, the
その後、コントローラ121の制御下で、行列(x、t)を用いて、ニューラルネットワーク122の学習が行われる。具体的には、行列xを構成する行列成分xa1が特徴抽出器126に入力される。特徴抽出器126は、行列成分xa1の特徴量を示す特徴量ベクトルCa1を算出する。特徴抽出器126は、特徴量を抽出するための既存のアルゴリズムを用いて、特徴量ベクトルCa1を算出する。但し、説明の便宜上、本実施形態では、特徴抽出器126は、行列成分xa1に畳み込み処理を行うことで特徴量ベクトルCa1を算出する。つまり、本実施形態では、ニューラルネットワーク122は、畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolutional Neural Network)である。
Then, under the control of the
この場合、特徴抽出器126は、図4に示すように、入力インタフェース1261と、畳み込み処理部1262と、プーリング処理部1263とを備える。尚、畳み込み処理部1262が行う畳み込み処理は既存の畳み込み処理と同一であってもよく、プーリング処理部1263が行うプーリング処理は既存のプーリング処理と同一であってもよい。このため、説明の簡略化のために、畳み込み処理及びプーリング処理の詳細な説明は省略するが、以下のその概要について簡単に説明する。行列成分xa1(つまり、アクセル操作パターンに相当する操作信号Sp)は、入力インタフェース1261に入力される。入力インタフェース1261は、シリアルなデータ配列である行列成分xa1を、パラレルなデータ配列に変換する。入力インタフェース1261は、パラレルなデータ配列である行列成分xa1を、畳み込み処理部1262に入力する。畳み込み処理部1262は、行列成分xa1に対して、所望のフィルタ特性を有する畳み込みフィルタを用いた畳み込み処理を行う。このとき、畳み込み処理部1262は、行列成分xa1に対して、異なるフィルタ特性を有する複数の畳み込みフィルタを夫々用いた複数の畳み込み処理を行ってもよいし、単一の畳み込みフィルタを用いた畳み込み処理を行ってもよい。畳み込み処理の結果得られるデータ(いわゆる、特徴マップ)は、プーリング処理部1263に入力される。プーリング処理部1263は、特徴マップに対して、プーリング処理を行う。その結果、プーリング処理部1263は、行列成分xa1の特徴を示すD(但し、Dは1以上の整数)次元の特徴量ベクトルCa1を出力する。
In this case, the
図4に示す例では、特徴抽出器126は、畳み込み処理部1262及びプーリング処理部1263を含む処理ユニットを1つだけ備えている。しかしながら、特徴抽出器126は、畳み込み処理部1262及びプーリング処理部1263を含む処理ユニットを複数備えていてもよい。この場合、ある処理ユニットのプーリング処理部1263が出力する特徴量ベクトルCa1が、次の段の処理ユニットの畳み込み処理部1262に入力される。つまり、畳み込み処理及びプーリング処理が繰り返し行われる。
In the example shown in FIG. 4, the
特徴抽出器126が算出した特徴量ベクトルCa1は、分類器127に入力される。分類器127は、特徴量ベクトルCa1に基づいて、行列成分xa1が示す操作パターンを2つのクラスのいずれかに分類する。つまり、分類器127は、行列成分xa1が示す操作パターンが2つのクラスのうちのいずれに属するかを決定する。従って、分類器127は、2クラス分類型の分類器である。ここで、上述したように、ニューラルネットワーク122は、入力されるアクセル操作信号Spaが示す実操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pを算出する。このため、分類器127は、行列成分xa1が示す操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pa1を算出するように構成されている。つまり、分類器127は、確率pa1を算出することで、行列成分xa1が示す操作パターンが、アクセル操作パターンに対応するクラス及びブレーキ操作パターンに対応するクラスのいずれかに分類する。
The feature amount vector C a1 calculated by the
このような分類器127は、例えば、図5に示すように、D次元の特徴量ベクトルCを構成するD個の入力値(d1、d2、d3、・・・、dD)が入力される全結合層1271と、全結合層1271からの出力に基づいて確率pを出力する出力層1272とを備えている。
In such a
以上説明した確率pの算出動作が、行列xを構成するその他の行列成分xa2、・・・、xaN、xb1、xb2、・・・、及びxbMに対しても行われる。その結果、行列成分xa2が示す操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pa2、・・・、行列成分xaNが示す操作パターンがブレーキ操作パターンである確率paN、行列成分xb1が示す操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pb1、・・・、行列成分xbMが示す操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pbMが算出される。 The operation of calculating the probability p described above is also performed on the other matrix components x a2 , ..., X aN , x b1 , x b2 , ..., And x bM that constitute the matrix x. As a result, the probability p a2 operation pattern indicated by the matrix elements x a2 is the braking operation pattern, ..., the probability p aN operation pattern indicated by the matrix elements x aN is braking operation pattern, the operation indicated by the matrix elements x b1 probability p b1 pattern is braking operation pattern, ..., the probability p bM operation pattern indicated by the matrix elements x bM is braking operation pattern is calculated.
その後、コントローラ121は、分類器127が算出した確率p(=(pa1、pa2、・・・、paN、pb1、・・・、pbM))と正解データt(=(ta1、ta2、・・・、taN、tb1、・・・、tbM))の誤差を示す誤差関数E(p、t)を算出する。その後、コントローラ121は、誤差関数E(p、t)が最小になるように、特徴抽出器126及び分類器127を学習させる。つまり、コントローラ121は、教師あり学習のアルゴリズムを用いて、特徴抽出器126及び分類器127を学習させる。この場合、特徴抽出器126及び分類器127がニューラルネットワーク122を構成していることから、コントローラ121は、誤差逆伝搬法を用いて、特徴抽出器126及び分類器127に学習させてもよい。但し、コントローラ121は、その他のアルゴリズムを用いて、特徴抽出器126及び分類器127に学習させてもよい。尚、ある操作パターンがブレーキ操作パターンである確率が確率pであることから、正解データta1、ta2、・・・、taNの夫々が「0(=0%)」を示し、正解データtb1、tb2、・・・、tbMの夫々が「1(=100%)」を示す。また、誤差関数E(p、t)として、既存の誤差関数(言い換えれば、損失関数又は目的関数)が用いられてもよいため、誤差関数E(p、t)の詳細な説明を省略する。
Thereafter, the
特徴抽出器126の学習は、特徴抽出器126が用いる畳み込みフィルタのフィルタ特性の調整を含んでいてもよい。調整されたフィルタ特性を示す情報は、パラメータ群PGを構成するパラメータとしてメモリ123に格納される。但し、特徴抽出器126の学習は、特徴抽出器126の任意の特性(特に、特徴量ベクトルCの算出に関連する特性)の調整を含んでいてもよい。分類器127の学習は、全結合層1271を構成する複数のノードNの重みの調整を含んでいてもよい。分類器127の学習は、出力層1272が用いる活性化関数(いわゆる、ソフトマックス関数)の調整を含んでいてもよい。調整されたノードNの重み及び活性化関数を示す情報は、パラメータ群PGを構成するパラメータとしてメモリ123に格納される。但し、分類器127の学習は、分類器127の任意の特性(特に、確率pの算出に関連する特性)の調整を含んでいてもよい。
Learning the
このような誤差関数E(p、t)が最小になるように特徴抽出器126の学習が行われた結果、特徴抽出器126は、図6(a)に示すように、特徴量ベクトルCに対応するD次元の空間内において、アクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとが明確に分離されるように、特徴量ベクトルCを算出可能となる。逆に言えば、アクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとが明確に分離可能な特徴量ベクトルCを算出できるように、特徴抽出器126の学習が行われる。その結果、学習前の特徴抽出器126によって算出された特徴量ベクトルCでは図6(b)に示すようにアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとが少なくとも部分的に重複してしまう場合であっても、学習によって、特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとが明確に分離されるように特徴量ベクトルCが算出可能となる。
As a result of learning the
更に、このような誤差関数E(p、t)が最小になるように分類器127が学習した結果、分類器127は、図7に示すように、特徴量ベクトルCに対応するD次元の空間内において、アクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとを分離するための決定境界である超平面(或いは、超曲面、以下同じ)を特定可能である。つまり、分類器127の学習(つまり、上述した全結合層1271を構成する複数のノードNの重みの調整や、出力層1272が用いる活性化関数の調整)は、実操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pを算出する際の算出基準に相当する超平面の調整と等価である。従って、メモリ123に格納されているパラメータ群PGは、このような超平面を規定するパラメータを実質的に含んでいると言える。特に、特徴抽出器126の学習によってアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとが明確に分離されるため、分類器127は、アクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCのいずれからも離れた位置に規定される超平面を特定可能である。このため、分類器127が出力する確率pは、0に近い値又は1に近い値になる可能性が高い(言い換えれば、0.5に近い値になる可能性が低い)。
Further, as a result of the
(2−2−2)操作判定ECU12による操作判定動作
続いて、再び図3を参照しながら、車両1が実際に走行している期間(つまり、搭乗者が兼用ペダル11を実際に操作している期間)中に操作判定ECU12が行う操作判定動作について説明する。
(2-2-2) Operation determination operation by the
この場合、操作信号Spが逐次特徴抽出器126に入力される。その後、特徴抽出器126は、操作信号Spの特徴を示す特徴量ベクトルC(つまり、実操作パターンの特徴を示す特徴量ベクトルC)を算出する。操作判定動作における特徴量ベクトルCの算出動作は、初期学習における特徴量ベクトルCの算出動作と同じである。
In this case, the operation signal Sp is sequentially input to the
その後、分類器127は、特徴量ベクトルCに基づいて、入力された操作信号Spが示す実操作パターンがブレーキ操作パターンである確率pを算出する。操作判定動作における確率pの算出動作は、初期学習における確率pの算出動作と同じである。
After that, the
搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作している場合には、実操作パターンは、アクセル操作パターンとなるはずである。この場合、分類器127は、特徴抽出器126が算出した特徴量ベクトルCを、アクセル操作パターンに対応するクラスに分類する。つまり、分類器127は、0に近い確率pを算出する。従って、分類器127は、0に近い確率pを算出することで、実質的には、搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作していると判定している。一方で、搭乗者が兼用ペダル11をブレーキペダルとして操作している場合には、実操作パターンは、ブレーキ操作パターンとなるはずである。この場合、分類器127は、特徴抽出器126が算出した特徴量ベクトルCを、ブレーキ操作パターンに対応するクラスに分類する。つまり、分類器127は、1に近い確率pを算出する。従って、分類器127は、1に近い確率pを算出することで、実質的には、搭乗者が兼用ペダル11をブレーキペダルとして操作していると判定している。
When the passenger is operating the dual-purpose pedal 11 as an accelerator pedal, the actual operation pattern should be the accelerator operation pattern. In this case, the
分類器127が算出した確率p(つまり、実質的には、搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作しているか又はブレーキペダルとして操作しているかの判定結果)は、制御器124に入力される。
The probability p calculated by the classifier 127 (that is, the determination result of whether the passenger is actually operating the dual-purpose pedal 11 as an accelerator pedal or a brake pedal) is input to the
確率pが0に近い(例えば、第1所定閾値(例えば、0.5以下の値であり、0.3、0.2、0.1等)よりも小さい)場合には、制御器124は、エンジンECU13に操作信号Spを出力する一方で、ブレーキECU14に操作信号Spを出力しない。この場合、エンジンECU13は、操作信号Spに応じた駆動力を供給するようにエンジン15を制御する。一方で、ブレーキ機構16は、兼用ペダル11の操作内容に応じた制動力を車両1に付与することはない。
When the probability p is close to 0 (eg, less than the first predetermined threshold (eg, a value of 0.5 or less, 0.3, 0.2, 0.1, etc.)), the
他方で、制御器124は、確率pが1に近い(例えば、第1所定閾値(例えば、0.5以上の値であり、0.7、0.8、0.9等)以上となる)場合には、制御器124は、ブレーキECU14に操作信号Spを出力する一方で、エンジンECU13に操作信号Spを出力しない。この場合、ブレーキECU14は、操作信号Spに応じた制動力を車両1に付与するように、ブレーキ機構16を制御する。一方で、エンジン15は、操作信号Spに応じた駆動力を供給することはない。
On the other hand, the
このように確率pの値に応じてエンジンECU13及びブレーキECU14のいずれか一方に操作信号Spを出力可能な制御器124の一例について、図8を参照しながら説明する。図8に示すように、制御器124は、2値化処理部1241と、スイッチ1242とを備える。2値化処理部1241は、確率pを2値化する。例えば、2値化処理部1241は、0に近い(例えば、上述した第1所定閾値以下となる)確率pを0に変換し、1に近い(例えば、上述した第2所定閾値以上となる)確率pを1に変換する。スイッチ1242には、コントローラ121から操作信号Spが入力される。スイッチ1242は、2値化処理部1241の出力に基づいて、スイッチ1242に入力された操作信号Spの出力先を、エンジンECU13及びブレーキECU14のいずれか一方に設定する。具体的には、スイッチ1242は、2値化処理部1241の出力が0である場合には、操作信号Spの出力先をエンジンECU13に設定する。一方で、スイッチ1242は、2値化処理部1241の出力が1である場合には、操作信号Spの出力先をブレーキECU14に設定する。
An example of the
(2−2−3)ニューラルネットワーク122のオンライン学習
本実施形態では更に、車両1が実際に走行している期間(つまり、搭乗者が兼用ペダル11を実際に操作している期間)中にコントローラ121に入力された操作信号Spを用いて、操作判定ECU12によるニューラルネットワーク122の学習が行われる。つまり、ニューラルネットワーク122のオンライン学習(言い換えれば、リアルタイム学習)が行なわれる。具体的には、操作信号Spがニューラルネットワーク122に入力される都度、ニューラルネットワーク122の学習が行なわれる。但し、操作信号Spが一定量メモリ123に格納される都度、ニューラルネットワーク122の学習が行なわれてもよい。
(2-2-3) Online Learning of
ニューラルネットワーク122のオンライン学習は、分類器127の学習を含む。この場合、コントローラ121は、教師あり学習のアルゴリズムを用いて、分類器127を学習させてもよい。つまり、コントローラ121は、初期学習と同様の学習態様で分類器127を学習させてもよい。この場合、正解データは、例えば搭乗者によって入力されてもよい。或いは、コントローラ121は、教師なし学習のアルゴリズムを用いて、分類器127を学習させてもよい。教師なし学習のアルゴリズムの一例として、EM(Expectation Maximazation)法等があげられる。ニューラルネットワーク122のオンライン学習は、分類器127の学習に加えて又は代えて、特徴抽出器126の学習を含んでいてもよい。この場合も、コントローラ121は、教師あり学習のアルゴリズム及び/又は教師なし学習のアルゴリズムを用いて、特徴抽出器126を学習させてもよい。但し、特徴抽出器126の学習に要する処理負荷は、分類器127の学習に要する処理負荷よりも大きくなる可能性があることから、学習に要する処理負荷を低減させることを目的に、特徴抽出器126の学習(つまり、オンライン学習)が行なわれなくてもよい。
Online learning of the
ニューラルネットワーク122のオンライン学習は、操作判定ECU12内で行われてもよい。或いは、ニューラルネットワーク122のオンライン学習は、車両1の外部のデータセンタによって行われてもよい。この場合、操作信号Spは、ネットワーク網を介して車両1からデータセンタに送信される。データセンタには、ニューラルネットワーク122と等価な計算モデルが構築されている。データセンタは、操作信号Spと計算モデルとを用いて、ニューラルネットワーク122の学習をシミュレートする。データセンタによる学習結果は、ネットワーク網を介してデータセンタから操作判定ECU12に送信される。操作判定ECU12は、データセンタによる学習結果に基づいて、ニューラルネットワーク122の特性(つまり、パラメータ群PG)を調整する。
Online learning of the
(3)技術的効果
以上説明した操作判定ECU12によれば、アクセル操作パターン及びブレーキ操作パターンを用いたニューラルネットワーク122の学習が行われる。つまり、操作判定ECU12は、アクセル操作パターン及びブレーキ操作パターンの学習結果を用いて、実操作パターンがアクセル操作パターンであるか又はブレーキ操作パターンであるか(つまり、搭乗者が兼用ペダル11をアクセルペダルとして操作しているか又はブレーキペダルとして操作しているか)を判定することができる。このため、アクセル操作パターン及びブレーキ操作パターンを学習しない比較例の操作判定ECUと比較して、操作判定動作による判定精度が向上する。
(3) Technical Effect According to the
特に、本実施形態では、車両1が走行している間もニューラルネットワーク122のオンライン学習が行われる。つまり、搭乗者による兼用ペダル11の実際の操作内容に合わせてニューラルネットワーク122が最適化される。このため、兼用ペダル11の操作内容が運転の習熟度等に起因して搭乗者毎にばらつく場合であっても、操作判定ECU12は、操作判定動作を適切に行うことができる。或いは、兼用ペダル11の操作内容が搭乗者の体調や気分等の違い(或いは、その他の要因)によってばらつく場合であっても、操作判定ECU12は、操作判定動作を適切に行うことができる。
In particular, in the present embodiment, the online learning of the
具体的には、例えば、図9(a)は、第1の搭乗者が兼用ペダル11を操作した場合に算出される特徴量ベクトルCを示すグラフである。一方で、図9(b)は、第1の搭乗者とは異なる第2の搭乗者が兼用ペダル11を操作した場合に算出される特徴量ベクトルCを示すグラフである。また、図9(a)及び図9(b)に示す超平面は、ニューラルネットワーク122の初期学習によって特定された超平面である。図9(a)及び図9(b)に示すように、兼用ペダル11の操作内容は、運転の習熟度等に起因して搭乗者毎にばらつく可能性がある。この場合、初期学習によって特定された超平面は、第1の搭乗者のアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCと第1の搭乗者のブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとは明確に分離可能である。一方で、初期学習によって特定された超平面は、第2の搭乗者のアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCと第2の搭乗者のブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとを明確に分離可能であるとは言えない。このような状況において第2の搭乗者が車両1を操作している間にニューラルネットワーク122のオンライン学習が行われると、図9(c)に示すように、第2の搭乗者のアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCと第2の搭乗者のブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとを明確に分離可能な、第2の搭乗者に最適化された超平面が規定される。その結果、兼用ペダル11の操作内容が運転の習熟度等に起因して搭乗者毎にばらつく場合であっても、操作判定ECU12は、操作判定動作を適切に行うことができる。
Specifically, for example, FIG. 9A is a graph showing a feature amount vector C calculated when the first passenger operates the dual-purpose pedal 11. On the other hand, FIG. 9B is a graph showing a feature amount vector C calculated when a second passenger different from the first passenger operates the dual-purpose pedal 11. The hyperplane shown in FIGS. 9A and 9B is a hyperplane identified by the initial learning of the
或いは、例えば、図9(a)は、体調が良好なある搭乗者が兼用ペダル11を操作した場合に算出される特徴量ベクトルCを示すグラフであってもよい。一方で、図9(b)は、体調がよくない同じ搭乗者が兼用ペダル11を操作した場合に算出される特徴量ベクトルCを示すグラフであってもよい。つまり、図9(a)及び図9(b)は、兼用ペダル11の操作内容が搭乗者の体調等の違いによってばらつく可能性があることを示していてもよい。この場合、初期学習によって特定された超平面は、体調が良好な搭乗者のアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCと体調が良好な搭乗者のブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとは明確に分離可能である。一方で、初期学習によって特定された超平面は、体調がよくない搭乗者のアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCと体調がよくない搭乗者のブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとを明確に分離可能であるとは言えない。このような状況において体調がよくない搭乗者が車両1を操作している間にニューラルネットワーク122のオンライン学習が行われると、図9(c)に示すように、体調がよくない搭乗者のアクセル操作パターンに対応する特徴量ベクトルCと体調がよくない搭乗者のブレーキ操作パターンに対応する特徴量ベクトルCとを明確に分離可能な、体調がよくない搭乗者に最適化された超平面が規定される。その結果、兼用ペダル11の操作内容が搭乗者の体調等の違いによってばらつく場合であっても、操作判定ECU12は、操作判定動作を適切に行うことができる。
Alternatively, for example, FIG. 9A may be a graph showing the feature amount vector C calculated when a passenger in good physical condition operates the dual-purpose pedal 11. On the other hand, FIG. 9B may be a graph showing the feature amount vector C calculated when the same passenger who is not in good physical condition operates the dual-purpose pedal 11. That is, FIGS. 9 (a) and 9 (b) may indicate that the operation content of the dual-purpose pedal 11 may vary depending on the physical condition of the occupant and the like. In this case, the hyperplane identified by the initial learning is the feature vector C corresponding to the accelerator operation pattern of the passenger in good physical condition and the feature vector C corresponding to the brake operation pattern of the passenger in good physical condition. It is clearly separable. On the other hand, the hyperplane identified by the initial learning has a feature vector C corresponding to the accelerator operation pattern of the passenger who is not in good physical condition and a feature vector C corresponding to the brake operation pattern of the passenger who is not in good physical condition. It cannot be said that it is clearly separable. In such a situation, if the online learning of the
上述した説明では、ニューラルネットワーク122は、畳み込みニューラルネットワークである。しかしながら、ニューラルネットワーク122は、その他の種類のニューラルネットワークであってもよい。例えば、ニューラルネットワーク122は、再帰型ニューラルネットワーク(RNN:Recurrent Neural Network)であってもよい。例えば、ニューラルネットワーク122は、LSTM(Long Short Term Memory)であってもよい。
In the above description, the
上述した説明では、兼用ペダル11は、アクセルペダル及びブレーキペダルとして兼用可能である。しかしながら、兼用ペダル11は、任意の2種類のペダルとして兼用可能であってもよい。この場合、操作判定ECU12は、搭乗者が兼用ペダル11を第1の種類のペダルとして操作しているか又は第1の種類のペダルとは異なる第2の種類のペダルとして操作しているかを判定するための操作判定動作を行う。兼用ペダル11が第1の種類のペダルとして操作されている場合に、操作信号Spに基づいて、車両1が第1の制御態様で制御される。兼用ペダル11が第2の種類のペダルとして操作されている場合に、操作信号Spに基づいて、車両1が第1の制御態様とは異なる第2の制御態様で制御される。
In the above description, the dual-purpose pedal 11 can also be used as an accelerator pedal and a brake pedal. However, the combined pedal 11 may be used as any two types of pedals. In this case, the
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification, and the vehicle control device accompanied by such modification. Is also included in the technical scope of the present invention.
1 車両
11 兼用ペダル
12 操作判定ECU
121 コントローラ
122 ニューラルネットワーク
123 メモリ
124 制御器
126 特徴抽出器
127 分類器
13 エンジンECU
14 ブレーキECU
15 エンジン
16 ブレーキ機構
1 Vehicle 11
121
14 Brake ECU
15 engine 16 brake mechanism
Claims (1)
前記取得手段が取得した前記操作情報に基づいて、前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第1の種類のペダルとして操作しているか又は前記第2の種類のペダルとして操作しているかを判定する判定手段と、
前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第1の種類のペダルとして操作していると判定される場合には、前記操作情報に基づいて前記車両を第1の制御態様で制御し、前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第2の種類のペダルとして操作していると判定される場合には、前記操作情報に基づいて前記車両を前記第1の制御態様とは異なる第2の制御態様で制御する制御手段と
を備え、
前記判定手段は、前記操作ペダルが前記第1の種類のペダルとして操作される場合の操作内容及び前記操作ペダルが前記第2の種類のペダルとして操作される場合の操作内容の少なくとも一方を学習し、前記操作情報に加えて当該学習の結果に基づいて前記搭乗者が前記操作ペダルを前記第1の種類のペダルとして操作しているか又は前記第2の種類のペダルとして操作しているかを判定する
ことを特徴とする車両制御装置。 It is operable to the occupant to drive the vehicle, is not separately configured as a first type pedal and a second type pedal different from the first type pedal, and said An acquisition means for acquiring operation information regarding the operation contents of the passenger of a single operation pedal that can also be used as the first and second types of pedals , and
Based on the operation information acquired by the acquisition unit, determines determines whether the passenger has operated the operation pedal as the first type of or the second type are operating as a pedal of the pedal Means and
When it is determined that the passenger is operating the operation pedal as the first type of pedal, the vehicle is controlled by the first control mode based on the operation information, and the passenger When it is determined that the operation pedal is operated as the second type of pedal, the vehicle is controlled by a second control mode different from the first control mode based on the operation information. Equipped with control means
The determination means learns at least one of the operation content when the operation pedal is operated as the first type pedal and the operation content when the operation pedal is operated as the second type pedal. Based on the learning result in addition to the operation information, it is determined whether the passenger is operating the operation pedal as the first type pedal or the second type pedal. A vehicle control device characterized by the fact that.
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