KR101520172B1 - 운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법 - Google Patents

운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법에 관한 것이다. 본 발명은 운전자의 체압 분포를 감지하는 체압 센서가 시트 쿠션에 장착되고, 운전자의 머리 움직임을 감지하는 적어도 하나 이상의 정전용량 센서는 헤드 레스트에 장착된다. 그리고 운전자의 체압 및 머리 움직임 정보를 기 저장하는 운전자 DB가 제공된다. 그 상태에서 운전자가 시트에 착좌하여 인증 모드가 실행되면, 제어부는 상기 체압 센서 및 상기 정전용량 센서의 감지 정보와 상기 운전자 DB에 저장된 정보를 비교하여 운전자 인증을 수행한다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 운전을 위한 필수 행동인 착좌 자세만을 이용하여 운전자 인증이 가능하기 때문에 운전자 인증을 위한 불편을 해소할 수 있고, 서로 다른 정보를 센싱하는 2개 센서의 조합으로 인증과정이 수행되기 때문에 인증에 대한 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Description

운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법{Seat and Method for driver authentication in Vehicle}
본 발명은 운전자 인증 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자가 운전석 시트(seat)에 착좌시 그 시트에 구비된 체압 센서와 헤드 레스트(head rest)에 구비된 센서를 이용하여 차량의 정당한 운전자임을 인증할 수 있게 하는 운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법에 관한 것이다.
차량은 이동 수단의 대표적인 수단으로 부각되면서 그 편의성으로 인하여 그 수요는 기하급수적으로 증가하였다.
그러나, 이에 비례하여 차량의 도난 사고 또한 늘게 되었고, 뿐만 아니라 정상적인 승인 절차를 거치지 못한 사람이 차량을 운전함에 따른 다양한 문제, 특히 차량이 범죄에 악용되는 심각한 사회적인 문제가 초래되었다.
차량의 도난 방지를 위해 다양한 방법이 제안된 바 있다. 예를 들면, 차량 도어에 장착되어 정상적인 자동차 키로 문을 여는 경우가 아닌 경우 경보음이 발생하거나 시동이 걸리지 않게 하는 방법, GPS 송수신기를 설치하여 차량의 위치를 추적할 수 있도록 하는 방법, 차량에 운전자의 생체정보(지문, 홍체인식, 안면인식 등)를 확인하여 미등록된 운전자는 시동을 걸지 못하게 하는 등의 방안이 적용되고 있다. 최근에는 스마트 키를 이용한 인증 방법도 있다. 스마트 키는 키리스 엔트리(keyless entry) 방식과 키리스 스타트(keyless start) 방식 등을 통해 차량의 정상적인 사용자를 인증한다. 여기서, 키리스 엔트리 방식이란 운전자가 별도의 키의 조작이나 리모컨의 조작 없이, 도어 로크가 해제되는 방식이다. 또한, 키리스 스타트 방식이란 운전자가 별도의 기계적인 키의 삽입이나 조작 없이, 전자 인증이 된 경우, 엔진의 시동, 작동 및 정지를 수행하여 자동차를 운행할 수 있는 방식이다.
하지만, 전술한 다양한 차량 도난 방지 방안은 다음의 문제점이 있다.
즉, 차량 도난 방지를 위한 상기의 방법 중 자동차 키를 사용한 방법은 차량의 도어 등에 인증을 위한 장치가 장착되기 때문에 운전자가 키를 사용하여 인증을 행해야 하는 번거로움이 있다. 그리고 도어에 인증장치가 마련된 경우 부당한 사용자에 의해 도어를 개방하려는 행위에 의해 그 인증장치가 파손될 수 있어 이를 수리하는 비용이 드는 다른 문제도 안고 있다.
GPS 송수신기나 생체 정보, 스마트 키를 이용한 인증 방법 등은 고가의 인증 장치를 설치해야하는 부담이 있고, 이를 통한 인증방법은 운전자가 그 사용방법을 알고 있었어 한다. 물론 차량 제조사에 의해 상기의 인증장치가 차량에 설치될 수 있지만, 차량의 초기 구입 비용이 증가하기 때문에 소비자 부담이 증대된다.
더욱이, 상기의 인증 방안들은 하나의 인증 신호만을 통해 운전자 인증절차를 수행하기 때문에 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다. 예컨대 차량에 마련된 하나의 인증 장치만이 해제될 경우 차량 도난을 방지할 수 없을뿐더러 부정하게 차량 주행을 막을 방법이 없다.
대한민국 공개특허 10-2002-0024389
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 운전자가 운전을 위해 필수적으로 하게 되는 행동인 착좌 자세만을 이용함으로써 별도로 인증 절차를 수행하지 않고서도 시트에서 정당한 운전자를 인증할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 둘 이상의 인증 신호를 이용하여 운전자 인증의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 운전자의 체압 분포를 감지하는 체압 센서; 운전자의 머리 움직임을 감지하는 적어도 하나 이상의 정전용량 센서; 운전자의 체압 및 머리 움직임 정보를 저장하는 운전자 DB; 및 상기 체압 센서 및 상기 정전용량 센서의 감지 정보와 상기 운전자 DB에 저장된 정보를 비교하여 운전자 인증을 수행하는 제어부를 포함하는 운전자 인증 시트를 제공한다.
그리고 운전자가 운전자 시트에 착좌한 경우, 상기 운전자 인증 절차를 수행하는 인증 모드 실행부가 더 포함된다.
상기 인증 모드 실행부가 실행되면, 시트는 운전자가 자신의 운전자 정보를 저장할 시점의 시트 상태로 된다.
상기 체압 센서는 시트 쿠션에 마련되고, 상기 정전용량 센서는 헤드 레스트에 마련된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 운전자 시트에 운전자가 착좌하면, 상기 운전자 시트에 마련된 체압 센서 및 정전용량 센서가 상기 운전자의 체압 분포 및 머리 움직임 정보를 감지하는 감지 단계; 및 상기 체압 분포 및 머리 움직임 정보가 기 저장된 운전자 정보와 일치하면, 제어부는 정당한 운전자로 인증하는 인증단계를 포함하는 운전자 인증 방법을 제공한다.
상기 감지 단계 이전에, 운전자의 착좌 동작에 수행되면 운전자를 인증하기 위한 인증 모드 실행 단계가 먼저 수행된다.
그리고 상기 인증 모드 실행 단계가 수행되면 운전자 시트를 시트 값 초기화 상태가 되도록 하고, 여기서, 시트값 초기화 상태는 운전자가 자신의 운전자 정보를 저장할 시점의 시트 상태를 말한다.
그리고 상기 체압 센서 및 정전용량 센서는 운전자 착좌 동작에 따라 먼저 감지된 정보부터 기 저장된 운전자 정보와 비교한다.
이와 같은 본 발명에 따른 운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 실시 예는 시트 쿠션에 체압 센서를 마련하고 헤드 레스트에 정전용량 센서를 마련하고 있다. 이에 운전자가 운전자 시트에 착좌시 각 센서는 운전자의 체압 분포 및 머리 움직임 정보를 센싱하고, 센싱된 정보 모두를 기 저장된 운전자 정보와 비교하여 운전자 인증 절차를 수행하고 있다.
따라서 본 실시 예는 운전을 위한 필수 행동인 착좌 자세만을 이용하여 운전자 인증이 가능하기 때문에 운전자 인증을 위한 불편을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 2개 센서의 조합으로 인증과정이 수행되기 때문에 인증에 대한 신뢰성이 향상되는 기대를 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 운전자 인증 시트를 보인 구성도
도 2는 도 1의 체압 센서와 정전용량 센서가 시트에 마련된 예를 보인 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 운전자 인증방법을 나타낸 흐름도
이하 본 발명에 의한 운전자 인증 시트 및 그의 인증 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 차량의 도어 등에 기구적인 인증장치를 마련하지 않는 대신 차량 시트에 장착된 서로 다른 기능을 갖는 센서만으로 정당한 운전자를 인증하는 것이고, 여기서 상기 센서들은 운전자가 차량 주행을 위해 필수적으로 앉게 되는 시트에 마련되는 것에 기술적 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 운전자 인증 시트를 보인 구성도이고, 도 2는 도 1의 체압 센서와 정전용량 센서가 시트에 마련된 예를 보인 구성도이다.
통상, 시트(100)는 승객이 앉을 수 있는 시트 쿠션(110), 등을 기대는 시트 백(10), 그리고 승객의 머리를 보호하는 헤드 레스트(120)를 포함하여 구성된다.
그리고 본 실시 예는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 시트 쿠션(110)에 체압 센서(112)가 장착되고, 상기 헤드 레스트(120)에는 2개의 패턴을 갖는 정전용량 센서(122)가 장착된다.
체압 센서(112)는 운전자의 체압 분포를 측정하는 기능을 한다. 즉 체압 센서(112)는 시트 쿠션(110)과 그 시트 쿠션(110)에 앉은 운전자 사이에 작용하는 접촉 압력인 체압 분포를 감지하는 것이다. 실시 예에서 체압 센서(112)는 저항성 필름(resistive film) 타입의 압력센서가 사용된다. 그리고 체압 센서(112)는 110개의 셀(cell)이 시트 쿠션(110)의 구획된 6개 영역에 마련된다. 6개 영역에는 소정 개수의 셀이 위치할 것이다. 이에 시트 쿠션(110)에 운전자의 체중이 가해지면 6개 영역마다 일련의 결과 값이 출력될 수 있다.
정전용량 센서(122)는 운전자 머리(1)와 정전용량 센서(122)와의 거리(D)에 따른 임피던스 변화를 이용하여 주파수를 측정하는 기능을 수행한다. 이를 위해 정전용량 센서(122)는 헤드 레스트(120)의 전면 내측에 장착되어야 할 것이다. 따라서 정전용량 센서(122)는 헤드 레스트(120)의 전면부와 운전자 머리(1) 사이의 거리(D)를 측정하게 되며, 아울러 헤드 레스트(120)의 중앙을 기준으로 좌/우 방향 중 어느 방향에 위치하는 지도 감지할 수 있다. 여기서, 실시 예에 따르면 정전용량 센서(122)는 2개가 마련된 것으로 설명하고 있으나, 그 이상의 정전용량 센서를 제공할 수도 있다.
운전자 인증을 위한 인증모드 실행부(130)가 구성된다. 인증모드 실행부(130)는 운전자가 시트(100)에 착좌한 상태를 판단한 경우에 실행된다. 이때 운전자의 시트(100) 착좌 여부는 체압 센서(112)를 이용할 수 있다. 즉 체압 센서(112)의 측정값이 기 설정된 기준값 초과할 경우 운전자가 시트(100)에 앉은 것으로 판단한다. 상기 기준 값은 예를 들면 성인 남자의 체중을 기준으로 하는 것이 좋을 것이다. 그래서 학생, 청소년 등과 같이 운전할 수 없는 사람이 앉을 경우(즉, 운전면허증 미발급 대상)에는 인증 모드가 미작동 상태를 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 운전 면허증이 없는 학생이나 청소년이 비정상적인 방법으로 운전을 하는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서 인증모드 실행부(130)는 별도로 인증 모드를 실행하기 위한 스위치나 버튼과 같은 기구적인 구성이 아니고, 시트(100)에 운전자가 착좌하고 운전자 체중이 기준값을 초과하면 인증 모드를 자동으로 실행시키는 구성이다. 실시 예에서는 이를 별도의 구성으로 마련되게 하고 있지만, 후술하는 제어부(150)가 그 기능을 수행할 수도 있다.
한편 인증모드 실행부(130)에 의하여 인증 모드가 실행되면 시트(100)는 기 정해진 값으로 셋팅된다. 셋팅된 값은 정당한 운전자가 자신의 운전자 정보를 저장할 때의 시트 값을 말한다. 즉 시트(100)는 시트 포지션이나 시트 백(10)의 기울기 각도, 볼스터 상태, 헤드 레스트(120)의 높이 등을 조절할 수 있는데, 이 값들이 변한 상태에서 시트(100)에 운전자가 착좌하고 인증을 수행할 경우 저장된 운전자 정보와 결과값이 다를 수 있기 때문이다. 상기 시트(100)를 셋팅하는 것은 제어부(150)가 담당한다. 이하에서 상기 시트(100)가 셋팅되는 것을 '시트 값 초기화'라고 하기로 한다.
운전자 정보를 저장하는 운전자 DB(140)가 구성된다. 운전자 정보는 한 명 이상이 될 수 있다. 저장되는 정보는 운전자의 체압 정보, 머리움직임 정보 등을 포함한다.
인증 모드 상태에서, 체압 센서(112) 및 정전용량 센서(122)에 의한 측정값과 상기 운전자 DB(140)에 저장된 운전자 정보의 비교를 통해 차량 운전자 인증을 수행하는 제어부(150)가 구성된다. 그리고 제어부(150)는 운전자 인증 결과에 따라 차량의 운행가능 여부를 제어한다. 즉, 정당한 운전자인 경우에만 엔진의 시동, 작동 및 정지 기능이 가능하게 하여 차량을 운행할 수 있도록 한다.
한편, 인증모드 실행부(130), 운전자 DB(140) 및 제어부(150)는 시트 내에 구성됨을 기본으로 한다. 하지만, 이들 구성이 반드시 시트 내에 장착되지 않아도 될 것이다. 일 예로, 제어부(150)는 차량의 ECU (electronic control unit)가 될 수도 있다.
이어서는 운전자 인증방법을 도 3과 함께 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 운전자 인증방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저 차량 운전자는 자신의 운전자 정보를 운전자 DB(140)에 저장해놔야 한다(s100). 운전자 정보는 운전자가 기 정해진 값으로 셋팅되어 있는 시트(100)에 일정 자세로 착좌했을 때 체압 센서(112)와 정전용량 센서(122)가 측정한 기본값이 된다. 기본값은 한 번의 측정만으로 측정된 값을 사용할 수 있거나 복수의 측정을 통해 나온 값의 평균값을 사용할 수 있을 것이다. 이러한 운전자 정보는 차량을 직접 운전하는 운전자 이외에 그 운전자가 허락한 다른 사람들의 정보도 저장 가능하다.
이후, 운전자가 시트(100)에 착좌한다(s102). 운전자가 시트(100)에 착좌를 하면, 체압 센서(112)는 체압 분포를 감지하기 때문에 운전자가 착좌했다고 판단한다(s104). 물론 이때 체압 센서(112)가 감지한 체압 분포의 측정값은 일정 기준 값 이상이거나 초과이어야 한다(s106). 따라서 운전자에 비해 상대적으로 체중이 적은 사용자가 않을 경우에는 인증 모드가 원천적으로 작동되지 않게 된다(s108). 이는 전술한 바와 같이 성인 남자의 평균 체중보다 작은 사람이 운전석 시트에 앉을 경우 인증 모드가 작동되지 않아, 차량 주행과 관련된 어떠한 동작도 할 수 없도록 하기 위함이다.
체압 센서(112)에 의해 시트(100)에 운전자가 착좌했다고 판단되고 또 기준 값 이상이면, 인증 모드 실행부(130)의 동작에 의해 인증모드 동작 상태가 된다(s110).
인증 모드 동작 상태가 되면 제어부(150)는 정당한 운전자가 자신의 운전자 정보를 저장할 때 제공된 값으로 시트(100)를 시트값 초기화 시킨다(s112). 즉 시트 백의 경사가 많이 기울어진 상태라면, 시트 백의 기울기 각도가 운전자 정보를 저장할 시점의 기울기 각도로 변경되는 것이다. 또는 시트 포지션도 운전자 정보 저장 시점의 시트 포지션으로 변경된다.
이처럼 시트 값 초기화가 완료된 다음에 실질적으로 운전자 인증을 위한 인증 모드가 실행되는 것이다. 이때 운전자는 자신이 운전자 정보를 저장할 때의 자세를 유지해야 한다. 자세가 상이할 경우 측정값이 달라질 수 있기 때문이다.
인증 모드 동작 상태이고, 운전자가 일정한 자세를 유지하면, 시트 쿠션(110)에 마련된 체압 센서(112) 및 헤드 레스트(120)에 마련된 정전용량 센서(122)는 운전자의 체압 정보와 머리 움직임 정보를 각각 측정한다. 이때 체압 정보는 시트 쿠션(110)에 마련된 모든 체압 센서(112)가 측정한 운전자 체압 값의 합이 되거나, 또는 구획된 영역별로 측정된 체압 값의 평균값이 될 수 있다. 또 머리 움직임 정보는 운전자 머리(1)와 헤드 레스트(120) 사이 간격(D)에 따른 주파수 값이 된다.
이러한 체압 정보와 머리 움직임 정보는 제어부(150)가 전달받게 된다.
그러면 제어부(150)는 운전자 DB(140)에 저장된 운전자 정보를 액세스한 후 체압 정보와 머리 움직임 정보를 순서대로 비교하고 운전자 인증 절차를 수행하게 된다.
즉, 제어부(150)는 체압 정보와 운전자 DB(140)에 저장된 정보를 비교한다(s114). 비교 결과 체압 정보와 저장된 운전자 정보가 일치한 경우 다음 단계로 진행된다. 이에 제어부(150)는 머리 움직임 정보와 운전자 DB(140)에 저장된 정보를 비교하게 된다. 그 결과 머리 움직임 정보와 저장된 정보가 일치하면(s116), 제어부(150)는 운전자 인증 절차를 성공적으로 완료한다.
이처럼 체압 정보와 머리 움직임 정보에 대한 인증 절차가 완료되면 제어부(150)는 정당한 운전자로 판단하고, 운전자가 차량을 작동할 수 있도록 하는 것이다.
반면, 상기의 체압 정보와 머리 움직임 정보 중 하나라도 운전자 DB(140)에 저장된 정보와 일치하지 않는 경우에는 비정상적인 운전자로 판단하고, 제어부(150)는 차량 작동을 할 수 없도록 한다. 예컨대 차량 시동이 걸리지 않도록 제어하는 것이다. 물론 다른 방안도 가능하다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제114 단계 및 제116 단계에서 운전자 체압 정보와 운전자 머리 움직임 정보가 운전자 DB(140)에 저장된 정보가 아닌 경우, 인증 모드 자체가 미 작동되게 할 수 있다. 그러나 운전자 체압 정보 및 운전자 머리 움직임 정보를 다시 감지하는 동작을 일정 횟수 반복하여 운전자 인증절차를 수행할 수도 있을 것이다.
한편, 상술한 예에서는 제어부(150)가 체압 정보와 머리 움직임 정보를 순서대로 비교하면서 운전자 인증 절차를 수행하고 있다. 그러나, 반드시 이와 같은 순서대로 운전자 인증이 수행될 필요는 없다. 따라서 머리 움직임 정보를 먼저 비교한 후 체압 정보를 비교할 수도 있다.
또한 상기의 인증 순서는 체압 센서(112) 및 정전용량 센서(122) 중 먼저 센싱되어 제어부(150)로 전달되는 정보부터 비교하여 인증 절차를 수행할 수도 있을 것이다. 즉, 운전자가 시트(100)에 착좌했을 때 운전자의 착좌 자세에 따라서 체압 센서(112)가 체압 정보를 먼저 감지하거나 정전용량 센서(122)가 머리움직임 정보를 먼저 감지할 수 있기 때문에, 그 감지된 순서대로 인증 절차가 수행될 수 있는 것이다. 물론, 체압 센서(112) 및 정전용량 센서(122)가 동시에 운전자의 체압 및 머리 움직임 정보를 감지한 경우에도 이들 정보를 이용한 운전자 인증은 가능할 것이다. 이는 동시에 감지된 경우라 하더라도 제어부(150)가 체압 정보 및 머리 움직임 정보를 모두 운전자 DB(140)에 저장된 정보와 비교하는 동작을 수행하기 때문이다.
이와 같이 본 발명의 실시 예는 운전자 자신이 인증 절차를 수행함에 있어, 운전을 위한 필수 행동인 착좌 자세만으로 운전자 인증을 수행하는 것이고, 아울러 운전자의 체압 및 머리 움직임 정보를 함께 인증하기 때문에 종래의 인증 방법에 비해 더 신뢰성을 높일 수 있게 됨을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 시트 쿠션 112 : 체압 센서
120 : 헤드 레스트 122 : 정전용량 센서
130 : 인증 모드 실행부 140 : 운전자 DB
150 : 제어부

Claims (9)

  1. 운전자의 체압 분포를 감지하는 체압 센서;
    헤드 레스트에 마련되고, 운전자의 머리와의 거리를 측정하여 움직임을 감지하는 적어도 하나 이상의 정전용량 센서;
    운전자의 체압 및 머리 움직임 정보를 저장하는 운전자 DB; 및
    상기 체압 센서 및 상기 정전용량 센서의 감지 정보와 상기 운전자 DB에 저장된 정보를 비교하여 운전자 인증을 수행하는 제어부를 포함하되, 상기 운전자 인증이 수행되기 전에 상기 체압 센서의 측정값이 기 설정된 기준값을 초과한 경우에만 운전자가 시트에 착좌한 것으로 판단하여 인증 절차를 수행하는 인증 모드 실행부를 더 포함하는 운전자 인증 시트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인증 모드 실행부가 실행되면, 시트는 운전자가 자신의 운전자 정보를 저장할 시점의 시트 상태로 시트 형태가 변형되는 운전자 인증 시트.
  4. 삭제
  5. 운전자 시트에 운전자가 착좌하면, 상기 운전자 시트에 마련된 체압 센서 및 정전용량 센서가 상기 운전자의 체압 분포 및 머리 움직임 정보를 감지하는 감지 단계; 및
    상기 체압 분포 및 머리 움직임 정보가 기 저장된 운전자 정보와 일치하면, 제어부는 정당한 운전자로 인증하는 인증단계를 포함하되, 상기 운전자 인증이 수행되기 전에 상기 체압 센서의 측정값이 기 설정된 기준값을 초과한 경우에만 운전자가 시트에 착좌한 것으로 판단하여 인증 절차를 수행하는 인증 모드 실행 단계를 더 포함하는 운전자 인증 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 인증 모드 실행 단계가 수행되면 운전자 시트는 시트 값 초기화 상태가 되는 운전자 인증 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 시트값 초기화 상태는 운전자가 자신의 운전자 정보를 저장할 시점의 시트 상태인 운전자 인증 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 체압 센서 및 정전용량 센서는 운전자 착좌 동작에 따라 먼저 감지된 정보부터 기 저장된 운전자 정보와 비교하는 운전자 인증 방법.

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