KR101675160B1 - 위치 기반 정보 제공 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 위치 기반 정보 제공 방법은, 사용자 단말기의 2차원 위치를 판단하는 단계; 상기 사용자 단말기의 높이를 판단하는 단계; 상기 2차원 위치 및 높이를 지형 정보에 적용하여, 상기 단말기 사용자의 주 시선 방향을 판단하는 단계; 상기 2차원 위치 및 높이와, 상기 주 시선 방향에 따른 영상 정보를 작성하는 단계; 및 상기 작성된 영상 정보를 상기 사용자 단말기에 디스플레이하는 단계를 포함한다.
위치 인식, AP, 높이 인식, 위치 기반 정보

Description

위치 기반 정보 제공 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM PROVIDING INFORMATION BASED ON POSITION}
본 발명은 위치를 결정하기 위한 핵심기술인 무선 측위 기술을 적용한 RTLS(Real Time Locating System)으로서, 지형 및 사용자의 높이를 반영한 정보를 제공하는 위치 기반 정보 제공 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것이다.
무선 통신망을 이용하여 위치결정을 하는데 있어서, 위치 검출을 위한 비컨 신호를 방출하는 무선 액세스 포인트(AP)의 위치를 선정 및 파악하고 단말기가 엑세스 포인트(AP)로부터 받은 수신 신호들을 이용하여 거리정보를 얻으며, 이 정보들을 이용한 위치 결정 알고리즘을 적용하여 RTLS를 구현할 수 있다.
위치 기반 서비스(Location-based service, LBS)는 무선 인터넷의 특징인 개인화와 이동성이 결합된 위치기반 서비스로서 휴대폰이나 PDA와 같은 이동통신망과 IT기술을 종합적으로 활용한 위치정보 기반의 시스템 및 서비스를 말한다.
상기 서비스는 사용자의 위치 정보를 기반으로 생활편의 정보(물류, 생활편 의 서비스, 전화번호서비스, 지역정보), 상거래 정보(원하는 상품에 대한 통보기능, 위치기반마케팅/광고 등의 서비스를 제공), 교통정보(운전평의정보, 대중교통정보 경로탐색 및 설정) 및 위치추적정보(위치 추적, 개인위치정보, 분실된 단말기 추적) 등 생활 전반에 걸쳐 다양한 정보제공에 활용될 수 있다.
지금까지 제안된 많은 위치 기반 정보 제공 방법은, 지구의 동일 높이의 표면의 각 지점에 대한 2차원적인 위치에 기반한 정보를 제공하였다.
그런데, 현대인의 레져 공간이 다양해지고, 건축물의 구조가 다양해짐에 따라, 2차원적인 위치에 기반한 정보는, 사용자가 요망하는 내용을 가질 수 없는 경우가 발생한다.
본 발명은 3차원적인 위치에 따라 사용자에게 적합한 정보를 제공할 수 있는 위치 기반 정보 제공 방법 또는 그 시스템을 제시하고자 한다.
또는, 본 발명은 사용자의 주 시선 방향에 부합하는 정보를 제공할 수 있는 위치 기반 정보 제공 방법 또는 그 시스템을 제시하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 정보 제공 방법은, 사용자 단말기의 2차원 위치 및 높이를 판단하는 단계; 상기 2차원 위치 및 높이를 지형 정보에 적용하여, 상기 단말기 사용자의 주 시선 방향을 판단하는 단계; 상기 2차원 위치 및 높이와, 상기 주 시선 방향에 따른 영상 정보를 작성하는 단계; 및 상기 작성된 영상 정보를 상기 사용자 단말기에 디스플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 기반 정보 제공 시스템은, 제1 기준 신호를 방출하는 2개 이상의 AP들; 제2 기준 신호를 방출하며, 상기 AP들 중 적어도 하나와 서로 다른 높이에 설치된 적어도 하나의 높이 측정용 AP; 상기 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호를 수신하며 사용자가 착용하는 안경 형태의 사용자 단말기; 및 상기 사용자 단말기의 2차원 위치 및 높이에 따라 결정되는 영상 정보를 작성하여 상기 사용자 단말기로 제공하는 위치 기반 정보 제공 서버를 포함한다.
상기 구성에 따른 본 발명의 위치 기반 정보 제공 방법을 실시하면, 본 발명은 3차원적인 위치에 따라 사용자에게 적합한 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또는, 본 발명은 사용자의 주 시선 방향에 부합하는 위치 기반 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 정보 제공 시스템을 도시한다.
도시한 위치 기반 정보 제공 시스템은, 다수개의 AP들(300 ~ 300-4)과, 적어도 하나의 높이 측정용 AP(HAP: 400)을 구비하는 기준신호 방출 수단들과; 사용자가 착용하는 안경 형태의 사용자 단말기(200)와; 상기 사용자 단말기(200)로 위치 기반 정보를 제공하는 위치 기반 정보 제공 서버(100)로 이루어진다.
상기 AP들(300 ~ 300-4)은 상기 사용자 단말기(200)의 2차원 좌표 정보를 판단하기 위한 비컨 신호로서 제1 기준 신호를 송출한다. 상기 2차원 좌표 정보 판단을 위한 계산을 간편하게 하기 위해 상기 AP들(300 ~ 300-4)은 서로 동일한 높이에 설치할 수 있다.
상기 높이 측정용 AP(400)는, 상기 AP들(300 ~ 300-4) 중 적어도 하나와 현저하게 높이가 차이가 나도록 설치하며, 적어도 하나 이상을 설치할 수 있다. 상기 높이 측정용 AP(400)는 상기 사용자 단말기(200)의 높이를 판단하기 위한 비컨 신 호로서 제2 기준 신호를 송출한다. 높이 측정의 정밀도를 위해 상기 높이의 차이는 10m 이상인 것이 바람직하다.
상기 AP들(300 ~ 300-4) 및 높이 측정용 AP(400)는 RFID 통신, 블루투스 통신 같은 근거리 무선 통신 방식으로 상기 사용자 단말기(200)에 연결될 수 있다.
상기 AP들(300 ~ 300-4) 및 높이 측정용 AP(400)와 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는 무선 또는 유선 방식으로 로컬 네트워트로 연결될 수 있다. 또한, 상기 AP들(300 ~ 300-4) 및 높이 측정용 AP(400)를 경유하여, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는 상기 사용자 단말기(200)와 연결될 수 있다.
상기 사용자 단말기(200)는 상기 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호를 수신하여, 이에 대한 수신 정보를 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)에 전달한다. 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는 상기 제1/2 기준 신호에 대한 수신 신호로부터 상기 사용자 단말기(200)의 2차원 좌표 정보 및 높이를 판단하고, 상기 사용자 단말기(200)의 2차원 좌표 정보 및 높이에 대응하는 영상 정보를 작성한다. 상기 작성된 영상 정보는 상기 사용자 단말기(200)로 전달되어 사용자에게 디스플레이된다. 또한, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는 상기 사용자 단말기(200) 사용자의 주 시선 방향(SD)을 판단하고, 이를 상기 영상 정보에 반영할 수 있다.
예컨대, 야구장에 있는 사용자에게, 사용자의 위치에서 그라운드를 바라보았을 때의 타자 및 수비수들의 위치에, 상기 타자 또는 수비수에 대한 관련 정보(예: 타율)를 디스플레이할 수 있다.
도 2는 도 1의 위치 기반 정보 시스템에서 수행되는 위치 기반 정보 제공 방법을 도시한다.
도시한 위치 기반 정보 제공 방법은, 사용자 단말기(200)의 2차원 좌표 위치를 판단하는 단계(S110, S130); 상기 사용자 단말기(200)의 높이를 판단하는 단계(S120, S140); 상기 2차원 ㅈ좌표 위치 및 높이를 지형 정보에 적용하여, 상기 사용자 단말기(200) 사용자의 주 시선 방향을 판단하는 단계(S150); 상기 2차원 좌표 위치 및 높이와, 주 시선 방향에 따른 영상 정보를 작성하는 단계(S160); 및 상기 작성된 영상 정보를 디스플레이하는 단계(S180)를 포함한다.
여기서, 상기 높이 판단 단계에서는, 서로 다른 높이에 위치한 적어도 2개의 AP들(300, 400)에서 방출되는 신호들을 감지하는 단계(S110, S120); 상기 감지한 방출 신호들로부터 단말기와 상기 적어도 2개의 각 AP(300, 400)와의 거리들을 판단하는 단계; 및 상기 AP들(300, 400)의 2차원 좌표 위치와 높이들과, 상기 사용자 단말기(200)의 2차원 좌표 위치, 및 상기 사용자 단말기(200)와 상기 적어도 2개의 각 AP(300, 400)와의 거리들로부터, 상기 사용자 단말기(200)의 높이를 판단하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. 상기 S140 단계에서의 상기 사용자 단말기(200)에 대한 높이를 판단하는 구체적인 방법은 후술하겠다.
여기서, 상기 주 시선 방향 판단 단계(S150)에서는, 상기 사용자 단말기(200)의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)의 주변 대상들을 판단하는 단계; 및 상기 주변 대상들 중 사용자가 관심이 클 것으로 판단하는 대상의 방향을 주 시선 방향으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
예컨대, 야구장 관객인 사용자에 위치 기반 정보를 제공하는 경우, 야구장 관객은 일반적으로 투수와 타자의 승부가 벌어지는 홈플레이트 쪽을 바라보는 것이 일반적이므로, 상기 주 시선을, 야구장의 사용자의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)에서 홈 플레이트를 바라보는 방향으로 결정한다.
여기서, 상기 영상 정보 작성 단계(S160)에서는, 상기 사용자 단말기(200)의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)에서 상기 주 시선 방향의 대상들을 판단하는 단계(S162); 상기 대상들에 대한 정보들을 획득하는 단계(S164); 및 상기 높이에 따라 상기 획득된 정보들을 화면상에 위치시킨 영상 정보를 작성하는 단계(S166)를 포함한다.
예컨대, 야구장 관객인 사용자에 위치 기반 정보를 제공하는 경우, 야구장의 사용자의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)에서 홈 플레이트를 바라볼 때의 화면에 존재하는 타자 및 수비수들을 상기 S162 단계의 주 시선 방향의 대상으로 판단하고, 상기 S164 단계이 대상 정보로서, 타자의 타율과 수비수의 에러율, 투수의 방어율을 수집할 수 있다. 상기 S164 단계의 대상 정보는, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)가 인터넷에 접속되어 있는 경우, 인터넷 상의 다른 서버(예: 야구선수 기록 관리 서버)에 접속하여 획득할 수 있다. 또한, 상기 S166 단계에서는, 야구장의 사용자의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)에서 홈 플레이트를 바라볼 때의 화면에서의 타자, 투수, 수비수들의 위치에, 상기 타율, 방어율, 에러율 등을 숫자로 표시하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 S180 단계는, 상기 위치 기반 정보 제공 서버에서 작성한 영상 정보를, 사용자가 착용한 안경 형태의 사용자 단말기(200)의 디스플레이에서 출력하는 방식으로 수행된다.
예컨대, 야구장 관객인 사용자에 위치 기반 정보를 제공하는 경우, 사용자가 안경 형태의 사용자 단말기를 착용한 상태에서, 홈 플레이트를 바라보면, 타자, 투수, 수비수들이 보이는 위치에, 숫자로 표시되는 타율, 방어율, 에러율을 용이하게 확인할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 상기 S140 단계에서의 높이 판단 방법을 설명하기 위한 것이다.
우선, 상기 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호를 이용하여, 도 1의 사용자 단말기(200)와 각 AP(300 ~ 300-4) 간의 거리; 및 사용자 단말기(200)와 높이 측정용 AP(400) 간의 거리를 판단하고, 이를 이용하여 2차원 좌표 위치를 판단할 수 있다. 거리 및 2차원 좌표 위치 판단 방법은 하기 3가지 방법들 중 하나를 적용할 수 있다.
도시한 제1 거리/2차원 위치 판단 방법에서는 상기 사용자 단말기(200)가 상기 제1 기준 신호에 대한 응답 신호(ACK)를 방출하고, 상기 AP(300)가 상기 응답 신호(ACK)를 받은 시각과, 상기 제1 기준 신호를 방출한 시각의 차이로부터 사용자 단말기(200)의 거리를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 응답 신호(ACK)를 받은 시각과 상기 제1 기준 신호를 방출한 시각의 차이 시간은, 상기 AP(300)에서 획득되어, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)로 전송될 수 있다.
같은 방식으로, 상기 사용자 단말기(200)와 적어도 하나의 다른 AP들(300-1 ~ 300-4)과의 거리를 판단할 수 있고, 판단된 적어도 2개의 거리와 상기 AP들(300 ~ 300-4) 또는 높이 측정용 AP(400)의 위치로부터, 삼각 측량법을 적용하여 사용자 단말기(200)의 2차원 좌표 위치를 판단할 수 있다.
제2 거리 판단 방법에서는, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는, 상기 AP들(300 ~ 300-4) 또는 높이 측정용 AP(400)의 위치에 대한 정보를 가지고 있으며, 수신한 제1 기준 신호에 실린 방출 시각과, 수신된 시각의 시간 차이로부터, 이를 방출한 AP(300)와 사용자 단말기(200)와의 거리를 판단할 수 있다.
제3 거리 판단 방법에서는, 상기 사용자 단말기(200) 또는 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)가, 상기 제1 기준 신호의 수신 강도(RSSI)로부터, 상기 AP들(300 ~ 300-4)과의 거리를 추정할 수 있다.
다음, 상기 3 거리 판단 방법 중 하나를 적용하여, 상기 사용자 단말기(200)와 높이 측정용 AP(400) 간의 거리를 판단한다.
도 3a에서, 사용자 단말기(200)는 T점에 위치하고, 하나의 AP(300)는 AP1점에 위치하고, 높이 측정용 AP(400)는 AP2에 위치한다. 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)에, 상기 AP(300)의 높이는 h1으로, 상기 높이 측정용 AP(400)의 높이는 h2로 알려져 있고, 상기 AP(300) 및 높이 측정용 AP(400)의 2차원 좌표 위치도 알려져 있다. 또한, 상기 T점의 사용자 단말기(200)의 2차원 위치는 상술한 바와 같이 판단될 수 있다. 그 결과, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는, g1 길이, g2 길이 및 g3 길이를 알 수 있다.
상술한 정보들을 알고 있는 상태에서, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는, T점에 위치한 사용자 단말기(200)의 높이 x를 구해야 한다.
도 5b의 구조에서, h1, l2, g2가 알려진 상태에서 피타고라스 정리를 이용하여 h1과 T점의 높이의 차이를 구할 수 있고, T점의 높이는 h1에 상기 구해진 차이를 더한 값(x)이 되거나, 뺀 값(x')이 될 수 있다. 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)는, 상기 2개의 후보값 중, 사용자가 위치할 수 있는 지형에 부합하는 값을 선택할 수 있다. 예컨대, 야구장의 경우, 상기 2개의 후보값들 중 관람석에 위치에 대응하는 것을 높이로 선택할 수 있다.
도 4는 도 1의 위치 기반 정보 제공 서버(100)의 일 실시예를 도시한다. 도시한 위치 기반 정보 제공 서버(100)는, 위치 기반 정보들을 저장하는 저장부(160); AP 및 높이 측정용 AP와 데이터 통신을 수행하기 위한 AP 통신부(120); 인터넷 통신을 수행하기 위한 네트워크 통신부(110); 및 본 발명의 사상에 따른 위치 기반 정보 제공 방법을 수행하는 제어부(140)를 포함한다.
상기 제어부(140)는 그 기능에 따라, 상기 AP에서 방출하는 제1 기준 신호로부터 사용자 단말기의 2차원 좌표 위치를 판단하는 2차원 위치 판단부(142); 상기 높이 측정용 AP에서 방출하는 제2 기준 신호로부터 사용자 단말기의 높이를 판단하는 높이 판단부(144); 위치 기반 정보 제공 시스템이 설치된 장소의 지형 정보와 사용자 단말기의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)로부터 사용자의 주 시선 방향을 판단하기 위한 주 시선 방향 판단부(146); 사용자 단말기의 위치(2차원 좌표 위치 및 높이)와 주 시선 방향에 대한 영상 정보를 작성하는 영상 정보 작성부(148)로 구분할 수 있다.
상기 저장부(160)는, 위치 기반 정보 제공 시스템이 설치된 장소의 지형 정보를 저장하는 지형 정보 DB(162)를 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 사용자 단말기(200)의 일 실시예를 도시한다. 도시한 사용자 단말기(200)는 사용자가 착용할 수 있는 안경 형태로서, 사용자의 좌/우측 눈 앞에 위치하는 2개의 디스플레이(270, 280)를 구비한다. 또한, 상기 사용자 단말기(200)는, AP 및 높이 측정용 AP와 데이터 통신을 수행하기 위한 AP 통신부(210); 관련 데이터를 저장하기 위한 저장부(260); 본 발명의 사상에 따른 위치 기반 정보 제공 방법을 수행하는 제어부(240)를 포함할 수 있다.
상기 AP 통신부(210)는 RF 통신이나 블루투스 통신 같은 근거리 무선 통신을 수행하기 위한 장치로 구현되는 것이, 무선 또는 유선 통신 장치로 구현될 수 있는 위치 기반 정보 제공 서버(100)의 AP 통신부(120)와 차이가 있다.
상기 저장부(260)에는, 상기 AP 및 높이 측정용 AP에서 방출된 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호에 대한 수신 정보(예: 수신 시간, 수신 강도)가 저장될 수 있으며, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)에서 전송받은 영상 정보가 저장될 수 있다.
상기 제어부(240)는, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)와 함께 위치 기반 정보 제공 방법을 수행하는데, 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호로부터 수집된 위치 판단용 정보들을 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)로 전송하고, 상기 위치 기반 정보 제공 서버(100)에서 전송받은 영상 정보를 디스플레이할 수 있다. 또한, 상기 제어부(240)는, 상기 영상 정보를 인간의 좌/우 시차를 반영한 좌/우측 영상들로 변환하여 출력하는 영상 출력부(242)를 구비할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 정보 제공 시스템의 구성을 도시한 구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 정보 제공 방법을 도시한 흐름도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 사상에 따라 높이를 측정하는 원리를 나타낸 개념도들.
도 4는 도 1의 위치 기반 정보 제공 서버의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 5는 도 1의 사용자 단말기의 일 실시예를 도시한 블록도.

Claims (7)

  1. 적어도 2개 이상의 AP에서 방출하는 제 1 기준신호를 이용해서 단말기의 2차원 좌표 정보를 판단하는 단계;
    상기 적어도 2개 이상의 AP와 다른 높이에 배치된 적어도 하나 이상의 높이 측정용 AP에서 방출하는 제 2 기준신호를 이용해서 상기 단말기의 높이 정보를 판단하는 단계;
    상기 단말기의 주시 방향 정보를 판단하는 단계;
    상기 2차원 좌표정보 및 높이 정보와, 상기 주시 방향 정보에 따른 영상 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 영상 정보를 상기 단말기에 전송하는 단계
    를 포함하는 위치 기반 정보 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 높이 정보 판단 단계에서는,
    상기 제 1 기준신호 및 제 2 기준신호를 기반으로 단말기와 상기 각 AP와의 거리정보를 판단하는 단계; 및
    상기 각 AP와의 거리정보 및 각 AP의 높이정보를 기반으로 계산된 상기 단말기의 높이정보를 판단하는 단계
    를 포함하는 위치 기반 정보 제공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주시 방향 판단 단계에서는,
    상기 단말기의 2차원 좌표 정보를 기반으로 주변에 위치한 객체 대상들을 판단하는 단계; 및
    상기 객체 대상들 중, 기설정된 사용자 선호정보를 기반으로 하나의 디스플레이 객체 대상을 선택하는 단계를 포함하는 위치 기반 정보 제공 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 영상 정보 생성 단계에서는,
    상기 선택된 디스플레이 객체 대상에 대한 정보들을 획득하는 단계;
    상기 2차원 좌표정보 및 높이 정보에 따라 화면상 배치 위치를 판단하는 단계; 및
    상기 배치 위치에 대응되는 상기 선택된 디스플레이 객체 대상에 대한 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 위치 기반 정보 제공 방법.
  5. 제1 기준 신호를 방출하는 2개 이상의 AP들로부터 단말기의 2차원 좌표 정보를 수신하는 2차원 위치 판단부;
    제2 기준 신호를 방출하며, 상기 AP들 중 적어도 하나와 서로 다른 높이에 설치된 적어도 하나의 높이 측정용 AP로부터 단말기의 높이 정보를 수신하는 높이 판단부;
    상기 단말기의 주시방향 정보를 판단하는 주시방향 판단부; 및
    상기 단말기의 2차원 좌표정보 및 상기 높이 정보와 상기 주시방향 정보에 따라 영상정보를 생성하고, 상기 단말기로 상기 영상정보를 제공하는 영상정보 생성부;
    를 포함하는 위치 기반 정보 제공 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 높이 판단부는,
    상기 제 1 기준신호 및 제 2 기준신호를 기반으로 단말기와 상기 각 AP와의 거리정보들을 수신하고,
    상기 각 AP와의 거리 정보 및 각 AP의 높이정보를 기반으로 계산된 상기 단말기의 높이정보를 판단하는 위치 기반 정보 제공 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주시방향 판단부는,
    상기 단말기의 2차원 좌표 정보를 기반으로 주변에 위치한 객체 대상들을 판단하고,
    상기 영상정보 생성부는,
    상기 객체 대상들 중 기설정된 사용자 선호정보를 기반으로 하나의 디스플레이 객체 대상을 선택하고, 상기 2차원 좌표정보 및 상기 높이 정보에 따라 화면상 배치 위치를 판단하고, 상기 배치 위치에 대응되는 상기 선택된 디스플레이 객체 대상에 대한 정보를 생성하는 위치 기반 정보 제공 시스템.
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