JPH07225275A - 車両用距離データ処理装置 - Google Patents
車両用距離データ処理装置Info
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Abstract
により、複数の先行する車両や前方にある障害物までの
距離とその相対速度ベクトルを精度よく求めることがで
きる車両用距離データ処理装置を得る。 【構成】 距離データ変換手段3Aにより得られた座標
データと、距離データ・強度データ入力手段2Aにより
得られた強度データと、座標データ予測手段4Aにより
予測された予測座標とを利用して、対応付手段5Aによ
り前回と今回の座標データを対応付ける。
Description
は前方障害物までの距離と速度を測定するする際に、被
測定対象を時系列的に対応付けるための車両用距離デー
タ処理装置に関するものである。
ると警報を発する車間距離警報装置では、先行車までの
距離だけではなく、その相対車速を求める必要がある。
しかし、走査型の距離測定装置のように、複数の距離計
測領域を備えた距離計測手段を上述した車間距離警報装
置に用いる場合には、複数の距離のうちどれとどれの差
をとって相対速度とするかが問題となる。この対策とし
て、従来より、例えば特公平3−6472号公報に開示
されているように各検出方向毎に前回と今回の距離の差
をとって相対速度とする車両用距離データ処理装置が知
られている。しかし、被測定対象が横方向に動くものの
場合には、被測定対象がすぐに隣の検出領域に移った場
合に正しい相対速度が演算できなくなるという可能性が
ある。
ことによって、被測定対象が横方向に移動しても相対速
度を演算することができるようになり、相対速度を求め
ることができるようになると考えられる。具体的には、
このような車両用距離データ処理装置として、図9に示
されるような構成の車両用距離データ処理装置が考えら
れる。
データ処理装置は、先行車または車両前方の障害物まで
の距離を計測する距離計測手段1、距離計測手段1の出
力をコンピュータ10内に取り込むための距離データ入
力手段2、距離データ入力手段2により入力された距離
データを2次元座標である座標データに変換する距離デ
ータ変換手段3、距離データ変換手段3により変換され
た前回測定の座標データに基づいて、後述するように今
回の測定で得られる座標データを予測する座標データ予
測手段4、座標データ予測手段4で予測された予測座標
データに基づいて、今回得られた座標データと前回得ら
れた座標データとを対応付ける対応付け手段5、対応付
け手段5により対応付けられた前回と今回の座標データ
から各検出点の相対速度を演算する相対速度演算手段
6、今回の座標データや相対速度から車両候補データを
得る車両候補データ演算手段7、この結果を表示する表
示手段8とを備える。
置のデータ処理の流れを示すフローチャートである。以
下、かかるデータ処理の流れを説明する。例えばレーザ
光を用いた走査型距離計のような距離計測手段1からの
距離データはステップS101でコンピュータ10に入
力され、ステップS102において距離データ変換手段
2により2次元座標に変換される。次に、ステップS1
03において、過去の検出点のxy座標と相対速度ベク
トルのデータから座標データ予測手段4により各検出点
の現在の座標が予測される。対応付け手段4は、ステッ
プS104において、ステップS103で予測された座
標と各検出点の現在の座標を比較し、それらの位置が下
式(1)、(2)の条件を満たす場合に同一のものと判
断してこれらの対応付けを行う。
される検出点の座標である。さらに、ステップS105
では相対速度演算手段5により、ステップS104にお
いて対応づけられた前回と今回の座標変化から相対速度
ベクトルを求める。ステップS106では、車両候補デ
ータ演算手段7により検出点がまとめ上げられ車両候補
が抽出され、その座標と相対速度ベクトルが求められ
る。このようにして求められた車両候補の座標、相対速
度ベクトルに基づいて表示手段7は警報を発する。
では、予想位置あるいは予想位置を求めるために必要な
座標、相対速度ベクトルの精度が悪い場合に不具合が生
じる。例えば、(1)、(2)式のx、yを小さくする
と対応するものが見つけられず、連続した距離変化を得
られない。つまり、測距のたびに新しい車両候補が出現
してしまう結果となる。逆に、これらの数値を大きくす
ると対応するものが複数現れ、これらのうちどれとどれ
を対応づけるかによっては、対応付けを誤ってしまう。
その結果、実際に捕えられている車両候補のものとは異
なる座標、相対速度ベクトルが得られ、ひいては誤警報
という結果を招くという問題点がある。
るもので、その目的は、前述の(1)、(2)式の予測
位置の条件に加えて反射電磁波の強度の情報による条件
を付加することで、検出点を精度よく時系列的に対応付
け、それにより、複数の先行する車両や前方にある障害
物までの距離とその相対速度ベクトルを精度よく求める
ことができる車両用距離データ処理装置を提供すること
にある。
る車両用距離データ処理装置は、電磁波を複数の方向に
放射し、反射体により反射された反射電磁波を受信して
その強度と反射体までの距離データを得る距離計測手段
と、前記距離計測手段により得られた距離データを、検
出点の位置として座標データに変換する距離データ変換
手段と、前回検出された各検出点の座標データとその相
対速度ベクトルに基づいて、今回検出される各検出点の
座標データを予測する予測手段と、前記予測手段により
予測された予測座標データと、前回検出された各検出点
の強度と、今回検出された各検出点の座標データと強度
とに基づいて、前回検出された各検出点と今回検出され
た各検出点とを時系列的に対応づける対応付け手段と、
前記対応付け手段によりそれぞれ対応づけられた各検出
点からそれらの相対速度ベクトルを演算して求め、これ
ら相対速度ベクトルを前記予測手段で用いるための相対
速度演算手段と、前記座標データ、相対速度ベクトルに
基づいて今回の検出点をまとめ上げて車両候補とし、得
られた車両候補の座標データ、速度ベクトルを求める車
両候補データ演算手段とを備えたものである。
離データ処理装置は、請求項1の車両用距離データ処理
装置において、前記距離計測手段により得られた反射電
磁波の強度により各検出点に順位をつける強度順位判定
手段を備え、前記対応付け手段は、前回の各検出点に基
づく予測座標データ、前回の各検出点おける反射電磁波
の強度、及びそれらの強度順位と、今回の各検出点の座
標データ、今回の各検出点における反射電磁波の強度、
及びそれらの強度順位とに基づいて、前回の各検出点と
今回の各検出点とを時系列的に対応づけるようにしたも
のである。
離データ処理装置は、請求項1の車両用距離データ処理
装置において、前記距離計測手段により得られた各検出
点までの距離データと強度に基づいて、これら各検出点
における反射体を判定する判定手段を備え、前記対応付
け手段は、前回の各検出点に基づく予測座標データ、前
記判定手段により前回判定された判定結果と、今回検出
された各検出点の座標データ、前記判定手段により今回
判定された判定結果とに基づいて、前回の各検出点と今
回の各検出点とを時系列的に対応づけるようにしたもの
である。
離データ処理装置は、請求項3の車両用距離データ処理
装置において、前回検出された各検出点における反射電
磁波の強度と各検出点の相対速度ベクトルに基づいて、
今回検出される各検出点の反射電磁波の強度を予測する
強度予測手段を備え、前記対応付け手段は、前回の各検
出点に基づく予測座標データ、及び前記強度予測手段に
より得られた予測強度と、今回検出された各検出点の座
標データ、及びその強度とから前回の各検出点と今回の
各検出点とを時系列的に対応づけるようにしたものであ
る。
離データ処理装置は、請求項1から請求項4のいずれか
の車両用距離データ処理装置において、近接する座標デ
ータをまとめてグループとし、そのグループの代表座標
データ、代表強度を求めるグループ化手段を備え、これ
ら代表座標データ及び代表強度を前記各検出点の座標デ
ータ及び強度として用いるようにしたものである。
標データと、強度を利用して前回と今回の座標データが
対応付けられるので、対応付けの精度が向上する。
よれば、強度順位の高いもの(例えばリフレクタ)から
対応付けが行われるので、時系列的に異なるものが対応
付けられる確率が減少する。
よれば、距離データと強度との関係から測距の対象が判
定され、その結果の同じものが対応づけられるので、時
系列的に異なるものが対応付けられる確率が減少し、対
応付けの精度が向上される。
よれば、座標データが予測されるだけでなく、強度も予
測されるので、時系列的に異なるものが対応付けられる
確率が減少し、対応付けの精度が向上する。
によれば、検出点がまとめられてから処理されるので、
扱われるデータの数が少なくなり、処理が高速になる。
である。図1からも明らかなように、車両用データ処理
装置は、先行車または車両前方の障害物までの距離を計
測する距離計測手段1、距離計測手段1の出力をコンピ
ュータ10A内に取り込むための距離データ・強度デー
タ入力手段2A、距離データ・強度データ入力手段2A
により入力された距離データを2次元座標である座標デ
ータに変換する距離データ変換手段3A、距離データ変
換手段3Aにより変換された前回測定の座標データに基
づいて、後述するように今回の測定で得られる座標デー
タを予測する座標データ予測手段4A、座標データ予測
手段4Aで予測された予測座標データに基づいて、今回
得られた座標データと前回得られた座標データとを対応
付ける対応付け手段5A、対応付け手段5Aにより対応
付けられた前回と今回の座標データから各検出点の相対
速度を演算する相対速度演算手段6A、今回の座標デー
タや相対速度から車両候補データを得る車両候補データ
演算手段7Aを備えると共に、この処理結果を表示する
表示手段8を備えている。
フローチャートに示されている。ただし、この例におけ
る距離計測手段は、図3に示されるように、1つのレー
ザビームをn回方向を変えて水平方向に掃引発射する走
査型距離計であり、その距離計測領域が図3に示されて
いる。以下では、この実施例における距離データの処理
について図2のフローチャートをもとに説明する。
構成する走査型距離計により得られた複数の距離データ
と各距離データに対応する強度データ(以下単に強度と
いう)とが各走査方向毎に距離データ・強度データ入力
手段2Aに入力される。ステップS202では、距離デ
ータ変換手段3Aにより、走査方向の角度から次式に従
って各距離データが2次元座標に変換される。
タ、θniはi番目のビームの発射角度、Xniはi番
目の距離データによるX座標、Yniはi番目の距離デ
ータによるY座標である。
速度ベクトルから次式により今回の座標が予測される。
タの今回の予測xy座標、Xn-1i、Yn-1iはi番目デ
ータの前回のxy座標、Vxn-1i、Vyn-1iは前回得
られた相対速度ベクトル、Tは演算周期である。
で得られた前回の検出点の予測座標と計測により得られ
た今回の検出点の座標が対応づけられる。具体的には、
まず、図4に示されるように前回のi番目の検出点の予
測座標の周りに以下の式で与えられる領域が対応枠11
として設定される。尚、図4において、12は前回の検
出点、13は予測位置(今回の検出点の予測位置)を表
している。
に含まれる今回の検出点jを検索する。対応枠11に含
まれる今回の検出点が1つの場合には、前回の検出点i
から今回の検出点jに移動したと判断される。対応枠1
1に含まれる検出点が複数存在する場合には、図5に示
されているように、距離が近くなれば強度が大きくなる
という事実を利用する。つまり、対応枠11に含まれる
ものの中で、前回の相対速度Vyn-1iが負である(検
出点が接近している)場合には、前回の強度Pn-1iよ
り今回の強度Pn-1jが大きいものが、Vyn-1iが正で
ある(検出点が遠ざかっている)場合には、前回の強度
Pn-1iより今回の強度Pn-1jが小さいものが選択され
て、さらに前回の強度に最も値の近いものが対応する検
出点であると判断される。そして、対応するi、jの組
み合わせが記憶される。
点が見つけられた場合は、連続データとして、前回、今
回の座標データと強度が記憶され、見つけられなかった
場合は記憶されない。また、今回の検出点のうち対応す
る前回の検出点が見つけられなかった場合は、今回の座
標データと強度が新規データとして記憶される。
の対応付けで記憶した座標データから各検出点の相対速
度が次式により演算される。
ータがないのでVxni、Vyniはともに0とする。
さい、即ちy座標の近い検出点から順に注目され、注目
されている検出点を中心としたX、Yの領域内で、注目
されている検出点との相対速度の差がVx、Vy内の検
出点がまとめられて車両候補とされる。さらに、まとめ
られた検出点の座標X、Y及び相対速度ベクトルVx、
Vyの平均値が求められて、それぞれ車両候補の座標と
相対速度ベクトルとされる。
系列的に検出される座標が、座標データ情報だけでな
く、強度情報も利用して対応付けられるので、対応付け
の精度が向上し、もって車間距離制御の信頼性を向上す
ることができるという効果を奏する。
たブロック図と同じである。実施例2の距離データ処理
のフローチャートは図6に示される。図6において、図
2と同じステップ番号の付された処理は図2で説明され
たものと同じであるのでここでの説明は省略する。図6
に示された処理は、実施例1において、次のような追加
・変更が行なわれたものである。
3の間に、ステップS207としての強度順位の判定が
追加される。この判定を行うための強度順位判定手段
は、請求項2に係るもので、例えば、図1の距離データ
変換手段3A内に含まれる。このステップS207で
は、今回検出された各検出点に対応する反射電磁波の強
度が比較されて、その大きさにより順位付けが行われ記
憶される。
処理において、実施例1では予測座標と強度の情報を利
用していたが、この実施例ではステップS207で判定
された強度順位も利用する。つまり、強度順位の高いも
のから対応枠11に含まれる今回の検出点を検索する。
また、同じ対応枠11に2つ以上の検出点がある場合に
は、強度順位の高いものが優先されて対応付けられ、そ
のi、jの組み合わせが記憶される。その他の処理は実
施例1と同様である。
もの、例えばリフレクタ等から時系列的に得られた検出
点が対応づけられるので、強度順位の情報量だけ精度の
高い対応付けを行うことができ、例えば、リフレクタと
それ以外を間違って対応づけることなどがなくなり、も
って車間距離制御の信頼性をより高めることができると
いう効果を奏する。
れたブロック図と同じである。また、実施例3の距離デ
ータ処理のフローチャートは図7に示される。図7にお
いて、図2と同じステップ番号の付された処理は図2で
説明されたものと同じである。図7に示された処理は、
実施例1において、次のような追加・変更が行なわれた
ものである。
3の間に、ステップS208で示されるような、測距対
象(反射体)の判定処理が追加される。この判定処理を
行う反射体の判定手段は請求項3に係るもので、図1に
おいて、例えば距離データ変換手段3Aに含まれる。こ
のステップS208では、図5で示されるリフレクタと
それ以外の物が、それぞれに関する反射電磁波の強度の
距離依存性において差異を有することから区別される。
具体的には、距離により式(13)のように変化する所
定値より大きな強度の反射体はリフレクタ、そうでない
ものはリフレクタ以外の反射体と判定される。
は検出点のY座標、A、Bは定数である。
更される。すなわち、前回の検出点iに対する対応枠1
1に含まれ、しかも判定された反射体の同じもの、例え
ば、前回判定された反射体がリフレクタであれば、今回
の測定でもやはりリフレクタであると判定されたものが
選択される。もし、選択されたものが複数あれば、予測
位置に近いものが選択され、そのi、jの組み合わせが
記憶される。その後の処理は実施例1と同様である。
関係から反射体が判定され、その結果の同じものが対応
づけられるので、判定された情報だけ精度の高い対応付
けを行うことができ、例えば、リフレクタとそれ以外の
ものが間違って対応づけられること等がなくなり、もっ
て車間距離制御の信頼性がより高められるという効果を
奏する。
れたブロック図と同じである。また、実施例4の距離デ
ータ処理のフローチャートは図8に示される。図8にお
いて、図2と同じステップ番号の付された処理は図2で
説明されたものと同じである。図8に示された処理は、
実施例1において、次のような追加・変更が行なわれた
ものである。
いて、過去の座標と相対速度ベクトルから今回の座標が
予測されたが、実施例4は、さらに、実施例3で説明さ
れたステップS208による反射体の判定結果から、距
離に対する強度の変化が図5のどの曲線に近いかを判断
し、その曲線にしたがって前回と今回の測定距離の変化
から強度を予測するとともに座標を予測する様に変更さ
れる(ステップS209)。ここで、ステップS209
は請求項4の強度予測手段を構成している。
更される。すなわち、請求項4の対応手段では、前回の
検出点iに対する対応枠に含まれる今回の検出点jが検
索された後、その中で予測強度に最も近い強度を持つ検
出点が選択され、そのi、jの組み合わせが記憶され
る。その後の処理は実施例1と同様である。
れ、さらにその判定結果より強度変化が予測されて検出
点が時系列的に対応づけられるので、例えば、リフレク
タとそれ以外の対象を間違うこともなく、対応付けの精
度が向上し、もって車間距離制御の信頼性をより高める
ことができるという効果を奏する。
れたブロック図と同じである。実施例1〜4では、各検
出点の座標、強度などで処理を行ったが、実施例5では
まず、距離の小さい検出点から注目され、次式が満足さ
れる様な近接した検出点がまとめられてグループ化さ
れ、各グループに属する検出点が記憶される。
点の座標、Xj、Yjはそれ以外の検出点の座標であ
る。そして、そのまとめられた検出点を代表する座標、
強度を次の式により求める。
プの代表座標、Pgiはその代表強度であり、XL、XR
はそれぞれグループに属する検出点のうち最も左にある
検出点、最も右にある検出点のX座標である。また、m
in(Yi)、max(Pi)はそれぞれi番目のグル
ープに属する検出点データのうち最も近いY座標と最も
大きな強度である。こうして求められた代表座標、代表
強度が用いられて、上述されたステップS203以降の
処理が行われる。このグループ化手段は、請求項5に係
るもので、例えば、距離データ変換手段3Aに含められ
る。
てから処理をするので、扱うデータの数が少なくなり処
理が高速になるという効果を奏する。
タを処理するので、次のような効果を奏する。
タ処理装置は、電磁波を複数の方向に放射し、反射体に
より反射された反射電磁波を受信してその強度と反射体
までの距離データを得る距離計測手段と、前記距離計測
手段により得られた距離データを、検出点の位置として
座標データに変換する距離データ変換手段と、前回検出
された各検出点の座標データとその相対速度ベクトルに
基づいて、今回検出される各検出点の座標データを予測
する予測手段と、前記予測手段により予測された予測座
標データと、前回検出された各検出点の強度と、今回検
出された各検出点の座標データと強度とに基づいて、前
回検出された各検出点と今回検出された各検出点とを時
系列的に対応づける対応付け手段と、前記対応付け手段
によりそれぞれ対応づけられた各検出点からそれらの相
対速度ベクトルを演算して求め、これら相対速度ベクト
ルを前記予測手段で用いるための相対速度演算手段と、
前記座標データ、相対速度ベクトルに基づいて今回の検
出点をまとめ上げて車両候補とし、得られた車両候補の
座標データ、速度ベクトルを求める車両候補データ演算
手段とを備え、座標データと、強度を利用して前回と今
回の座標データを対応づけるので、対応付けの精度が向
上し、もってこのデータ処理装置を用いれば、信頼性の
高い車間距離制御を行うことができるという効果を奏す
る。
離データ処理装置は、請求項1の車両用距離データ処理
装置において、前記距離計測手段により得られた反射電
磁波の強度により各検出点に順位をつける強度順位判定
手段を備え、前記対応付け手段は、前回の各検出点に基
づく予測座標データ、前回の各検出点おける反射電磁波
の強度、及びそれらの強度順位と、今回の各検出点の座
標データ、今回の各検出点における反射電磁波の強度、
及びそれらの強度順位とに基づいて、前回の各検出点と
今回の各検出点とを時系列的に対応づけるため、強度順
位の高いもの(例えばリフレクタ)から対応付けを行う
ことができ、時系列的に異なる対象を対応付ける確率が
減少し、もってこのデータ処理装置を用いれば、信頼性
の高い車間距離制御を行うことができるという効果を奏
する。
離データ処理装置は、請求項1の車両用距離データ処理
装置において、前記距離計測手段により得られた各検出
点までの距離データと強度に基づいて、これら各検出点
における反射体を判定する判定手段を備え、前記対応付
け手段は、前回の各検出点に基づく予測座標データ、前
記判定手段により前回判定された判定結果と、今回検出
された各検出点の座標データ、前記判定手段により今回
判定された判定結果とに基づいて、前回の各検出点と今
回の各検出点とを時系列的に対応づけるため、時系列的
に異なるものを対応付ける確率が減少し、対応付けの精
度が向上し、もって、このデータ処理装置を用いれば、
信頼性の高い車間距離制御を行うことができるという効
果を奏する。
離データ処理装置は、請求項3の車両用距離データ処理
装置において、前回検出された各検出点における反射電
磁波の強度と各検出点の相対速度ベクトルに基づいて、
今回検出される各検出点の反射電磁波の強度を予測する
強度予測手段を備え、前記対応付け手段は、前回の各検
出点に基づく予測座標データ、及び前記強度予測手段に
より得られた予測強度と、今回検出された各検出点の座
標データ、及びその強度とから前回の各検出点と今回の
各検出点とを時系列的に対応付けるため、座標データを
予測するだけでなく、強度も予測できるので、時系列的
に異なるものを対応付ける確率が減少し、対応付けの精
度が向上し、もってこのデータ処理装置を用いれば、信
頼性の高い車間距離制御を行うことができるという効果
を奏する。
離データ処理装置は、請求項1から請求項4のいずれか
の車両用距離データ処理装置において、近接する座標デ
ータをまとめてグループとし、そのグループの代表座標
データ、代表強度を求めるグループ化手段を備え、これ
ら代表座標データ及び代表強度を前記各検出点の座標デ
ータ及び強度として用いるようにしたため、扱うデータ
の数が少なくなり処理が高速になるという効果を奏す
る。
すブロック図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 電磁波を複数の方向に放射し、反射体に
より反射された反射電磁波を受信してその強度と反射体
までの距離データを得る距離計測手段と、 前記距離計測手段により得られた距離データを、検出点
の位置として座標データに変換する距離データ変換手段
と、 前回検出された各検出点の座標データとその相対速度ベ
クトルに基づいて、今回検出される各検出点の座標デー
タを予測する予測手段と、 前記予測手段により予測された予測座標データと、前回
検出された各検出点の強度と、今回検出された各検出点
の座標データと強度とに基づいて、前回検出された各検
出点と今回検出された各検出点とを時系列的に対応づけ
る対応付け手段と、 前記対応付け手段によりそれぞれ対応づけられた各検出
点からそれらの相対速度ベクトルを演算して求め、これ
ら相対速度ベクトルを前記予測手段で用いるための相対
速度演算手段と、 前記座標データ、相対速度ベクトルに基づいて今回の検
出点をまとめ上げて車両候補とし、得られた車両候補の
座標データ、速度ベクトルを求める車両候補データ演算
手段と、 を備えた車両用距離データ処理装置。 - 【請求項2】 請求項1の車両用距離データ処理装置に
おいて、前記距離計測手段により得られた反射電磁波の
強度により各検出点に順位をつける強度順位判定手段を
備え、前記対応付け手段は、前回の各検出点に基づく予
測座標データ、前回の各検出点おける反射電磁波の強
度、及びそれらの強度順位と、今回の各検出点の座標デ
ータ、今回の各検出点における反射電磁波の強度、及び
それらの強度順位とに基づいて、前回の各検出点と今回
の各検出点とを時系列的に対応づけることを特徴とする
車両用距離データ処理装置。 - 【請求項3】 請求項1の車両用距離データ処理装置に
おいて、前記距離計測手段により得られた各検出点まで
の距離データと強度に基づいて、これら各検出点におけ
る反射体を判定する判定手段を備え、前記対応付け手段
は、前回の各検出点に基づく予測座標データ、前記判定
手段により前回判定された判定結果と、今回検出された
各検出点の座標データ、前記判定手段により今回判定さ
れた判定結果とに基づいて、前回の各検出点と今回の各
検出点とを時系列的に対応づけることを特徴とする車両
用距離データ処理装置。 - 【請求項4】 請求項3の車両用距離データ処理装置に
おいて、前回検出された各検出点における反射電磁波の
強度と各検出点の相対速度ベクトルに基づいて、今回検
出される各検出点の反射電磁波の強度を予測する強度予
測手段を備え、前記対応付け手段は、前回の各検出点に
基づく予測座標データ、及び前記強度予測手段により得
られた予測強度と、今回検出された各検出点の座標デー
タ、及びその強度とから前回の各検出点と今回の各検出
点とを時系列的に対応づけることを特徴とする車両用距
離データ処理装置。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかの車両
用距離データ処理装置において、近接する座標データを
まとめてグループとし、そのグループの代表座標デー
タ、代表強度を求めるグループ化手段を備え、これら代
表座標データ及び代表強度を前記各検出点の座標データ
及び強度として用いることを特徴とする車両用距離デー
タ処理装置。
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