KR102483734B1 - 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치 - Google Patents

비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 이동체 부착 비콘신호의 중복 수신 방지를 할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히, 본 발명의 일 실시예는 이동체에 장착된 이동체용 비콘 단말로부터 이동체용 비콘신호를 수신하여 이동체를 감지하는 이동체 감지 장치에 있어서, 공간 확인용 비콘신호를 전송하는 공간 확인용 비콘 단말; 공간 확인용 비콘신호를 수신하는 다수의 안테나; 다수의 안테나와 연결되어 공간 확인용 비콘신호를 전송받고, 공간 확인용 비콘신호의 수신감도를 조절하는 수신감도 조절기를 포함하는 다수의 게이트웨이; 및 각 게이트웨이를 통해 수신된 공간 확인용 비콘신호에 기반하여 중복수신 방지를 위한 제어 신호를 생성하는 비콘 서버를 포함하고, 비콘 서버는, 생성된 제어 신호를 통해 수신감도 조절기의 수신감도를 조절하거나 또는 공간 확인용 비콘 단말의 송신 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치를 포함한다.

Description

비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치{MOVING OBJECT DETECTION APPARATUS WITH FUCTION TO PREVENT DUPLICATE RECEPTION OF BEACON SIGNAL}
본 발명은 비콘신호를 이용한 이동체 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 특수 목적의 장비(예를 들어, 건설기계 등)에 부착된 비콘(이하 “A”비콘이라고 칭함) 위치를 찾기 위해, 주변에　 비콘 수신용　게이트웨이(Gateway)를 　다수　설치하여 어떤 장소에 또는 어떤 공간을 점유하고 있는지 확인을 한다.
이때, 게이트웨이에서는 수신되는 비콘 데이터의　RSSI를 서버에 전송하고, 서버에서는 사전에 입력된 지도 정보에 위에, 알고리즘　처리를 거쳐,　장비에 부착된 “A”비콘의 공간점유 유무를 표시 확인할 수 있다.
비콘 장착 장비 등의 위치 정확성을 높이기 위해,　다수의 게이트웨이의 상호 간격을 좁게 배치할 수 있고, 이 경우 여러 게이트웨이에서 “A” 비콘에 대한 중복 자료를 수신하여, 서버로 전송하게 된다.
이때, 서버는 　공간점유 위치 분석에 도움이 안 되는 Garbage Data가 　많이 쌓이게 되어 알고리즘 처리에　부하가 걸리게 되어 문제가 종종 발생 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로서 본 발명의 제1 목적은, 다수의 이동체 부착 비콘신호의 중복 수신 방지를 할 수 있는 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은, 필요 없는 데이터(Garbage Data)를　 획기적으로 줄일 수 있어서, 비콘 서버 측에서 저 용량 　데이터 베이스 구축 및 관리가 가능한 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은, 비콘 서버에 내장된 지도 상에　이동체의 공간 위치/방향 표시를 정확하게 할 수 있으며, 인공지능을 이용하여 더 빠른 속도로 중복수신 방지 조건을 최적화할 수 있는 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 이동체에 장착된 이동체용 비콘 단말로부터 이동체용 비콘신호를 수신하여 이동체를 감지하는 이동체 감지 장치에 있어서, 공간 확인용 비콘신호를 전송하는 공간 확인용 비콘 단말; 공간 확인용 비콘신호를 수신하는 다수의 안테나; 다수의 안테나와 연결되어 공간 확인용 비콘신호를 전송받고, 공간 확인용 비콘신호의 수신감도를 조절하는 수신감도 조절기를 포함하는 다수의 게이트웨이; 및 각 게이트웨이를 통해 수신된 공간 확인용 비콘신호에 기반하여 중복수신 방지를 위한 제어 신호를 생성하는 비콘 서버를 포함하고, 비콘 서버는, 생성된 제어 신호를 통해 수신감도 조절기의 수신감도를 조절하거나 또는 공간 확인용 비콘 단말의 송신 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
비콘 서버는, 다수의 게이트웨이 중 적어도 2 이상의 게이트웨이로부터 공간 확인용 비콘신호의 중복 수신이 있는 경우, 수신감도 조절기의 감도 조절 회로를 제어하여 단계별 수신 감도를 다운시키는 것일 수 있다.
그리고 비콘 서버는, 다수의 게이트웨이 중 적어도 2 이상의 게이트웨이로부터 공간 확인용 비콘신호의 중복 수신이 있는 경우, 위치 확인용 비콘 단말의 단계별 송신 출력을 다운시키는 것일 수 있다.
또한 비콘 서버는, 2 이상의 안테나 중 특정 안테나로부터 이동체용 비콘신호를 수신하고, 특정 안테나의 위치 정보와 이동체용 비콘신호의 RSSI 정보를 상호 연관 계산하여 이동체의 위치를 계산하는 것이 바람직하다.
한편 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 시스템은, 공간 확인용 비콘신호의 RSSI 정보와 제어 신호의 변화정보에 기반하여 중복 수신을 제거하는 최적 제어 신호를 출력하는 인공지능 학습부를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 이동체 부착 비콘신호의 중복 수신 방지를 할 수 있는 효과가 있다.
또한 필요 없는 데이터(Garbage Data)를　 획기적으로 줄일 수 있으므로 비콘 서버 측에서 저 용량 　데이터 베이스 구축 및 관리가 가능하다.
그리고 비콘 서버에 내장된 지도 상에　이동체의 공간 위치/방향 표시를 정확하게 할 수 있으며, 인공지능을 이용하여 더 빠른 속도로 중복수신 방지 조건을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치의 일 실시예 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명인 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치의 일 실시예 변형예의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명인 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치의 일 실시예의 회로도를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명 일 실시예의 변형예에 따른 수신감도 조절을 통한 중복수신 방지 방법을 순차적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명 일 실시예의 변형예에 따른 공간 확인용 비콘단말의 송신출력 조절을 통한 중복수신 방지 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치
도 1은 본 발명인 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치의 일 실시예 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 기본적으로 이동체(C)에 장착된 이동체용 비콘 단말(5)로부터 이동체용 비콘신호를 수신하여 이동체(C)를 감지하고 위치를 파악하는 이동체 감지 장치에 관한 것이다.
이동체(C)의 정밀한 위치 확인을 위해 게이트웨이를 좀 더 촘촘하게 많이 배치하면 비콘신호의 중복 수신이 발생할 수 있다. 예를 들어 300 mS ~ 500 mS 주기로 수신되는 짧은 시간에 수 십 기가의 데이터가 게이트웨이로 전달되어 자료 처리가 곤란함과 함께 연산시간의 과다를 초래할 수 있다.
따라서 본 실시예는, 도 1에 도시된 바와 같이 비콘신호의 중복수신을 방지하기 위해 공간 확인용 비콘 단말(10)과, 다수의 안테나(20, 22, 24, 26)와, 수신감도 조절기(300, 320, 340, 360)를 포함하는 다수의 게이트웨이(30, 32, 34, 36)와, 중복수신 방지를 위한 제어 신호를 생성하는 비콘 서버(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 이동체(C)에 부착된 비콘 단말(5)은 일반적으로 전송 출력(TX Power)이 0 dBm를 갖도록 설정되고, 비콘 단말(50)과 함께 본 실시예 일 구성으로 적용된 공간 확인용 비콘 단말(10)도 동일한 신호 통달 거리를 갖도록 설정하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에서의 비콘 신호 출력은 모두 0 dBm의 전송출력을 갖도록 설정되었다.
공간 확인용 비콘 단말(10)은 다양한 전송 출력을 가지는 공간 확인용 비콘신호를 전송하는 역할을 한다. 공간 확인용 비콘 단말(10)이 기 설정된 전송출력으로 출력하면, 배치에 따라 다수의 안테나(20, 22, 24, 26) 중 하나 또는 둘 이상에서 공간 확인용 비콘신호가 수신될 수 있다.
즉 다수의 게이트웨이(30, 32, 34, 36)는 공간 확인용 비콘신호의 수신감도를 조절하는 수신감도 조절기(300, 320, 340, 360)를 포함하여 구성되는데, 비콘 서버(40)가 각 게이트웨이(30, 32, 34, 36)를 통해 수신된 공간 확인용 비콘신호에 기반하여 중복수신 방지를 위한 제어 신호를 생성한다. 여기서 게이트웨이(30, 32, 34, 36)는 자체 프로세서와 메모리를 가지고 있을 수 있으며, 기본적으로 수신되는 BLE 신호의 처리를 수행한다.
결국 비콘 서버(40)는, 생성된 제어 신호를 통해 수신감도 조절기(300, 320, 340, 360)의 수신감도를 조절하거나 또는 공간 확인용 비콘 단말(10)의 전송 출력을 조절하여 비콘신호 중복수신 방지 기능을 수행함과 동시에 제어 신호에 따른 결과 값(또는 공간 확인용 비콘 신호의 감지 여부)에 기초하여 피드백을 수행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 본 실시예의 변형예를 나타낸 것이다. 도 1에서 다수의 게이트웨이(30, 32, 34, 36)에 하나의 공간 확인용 비콘 단말(10)이 배치되는 것과 달리, 각 게이트웨이(30, 32, 34, 36)마다 공간 확인용 비콘 단말(11, 12, 13, 14)이 구비되어 있다. 이러한 변형예는, 각각의 게이트웨이(30, 32, 34, 36)가 하나씩 증설되는 경우 별도의 중복신호 수신 여부를 검사할 필요가 없는 장점이 있다. 이러한 중복신호 방지 알고리즘은 도 4 및 5를 참조하여 하술한다.
도 2에 도시된 바와 같은 공간 확인용 비콘 단말(11, 12, 13, 14)은 각각의 게이트웨이(30, 32, 34, 36)의 바디 커버(도시되지 않음) 내부에 수용되거나 바디 커버 외부에 노출되어 부착될 수 있으며, 아니면 바디 커버로부터 이격되어 근거리에 설치될 수도 있을 것이다.
도 3은 본 발명인 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치의 일 실시예의 회로도를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 회로도는, 도 1에 도시된 하나의 게이트웨이에 대한 회로도이며, 다른 게이트웨이는 생략되었지만 동일한 회로로 구성되어 비콘 서버(40)에 접속될 수 있을 것이다. 또한 수신감도 조절기(Attenuator Circuit)와 BLE IC(Bluetooth Low Energy IC)를 포함하는 비콘케이트웨이가 적용되었다.
도 3에 도시된 회로도에서도, 비콘서버(CPU)가 비콘신호 중복수신 방지를 위한 제어 신호를 생성하여 전송한다. 수신감도 선택 스위치(Attenuator Select Switch)에 전송된 제어신호는 By Pass Mode, 10dB, 20dB, 30dB, 40dB 중 어느 하나를 선택하여 수신감도를 조절한다. 대략적인 수신거리는, By Pass 의 경우 약 150 미터, 10dB 의 경우 100미터, 20dB 의 경우 50 미터, 30dB 의 경우 20 미터, 40dB 의 경우 5 미터 거리에 해당될 수 있다.
또한 공간 확인용 비콘 단말인 LPS 비콘(Location Proof System Beacon)에 전송된 제어신호는 -21dBm ~ +5dBm 사이에서 공간 확인용 비콘신호의 전송 출력을 조절한다. 제어신호의 구체적 방법은 후술한다.
중복수신 방지 알고리즘
도 4는 본 발명 일 실시예의 변형예에 따른 수신감도 조절을 통한 중복수신 방지 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여 본 실시예의 변형예 따른 비콘신호 중복수신 방지 방법을 순차적으로 설명한다. 변형예는 전술하였듯이 게이트웨이마다 공간 확인용 비콘 단말이 구비된 형태의 실시예이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 우선 게이트웨이 운용에 따른 기본 설정 값은, 기본적 기능인 이동체(또는 장비)의 위치 확인용 비콘 정보를 수집하고, 신규 공간확인용 비콘 단말(이하 'LPS 비콘'이라 칭함)을 검색하며, 게이트웨이 운영 정보를 개정하는 기능을 수행하도록 작용한다.
다음, 또 다른 설정 값에 따르면, 신규 게이트웨이를 등록 및 추가 설치하고, LPS 비콘 정보를 등록한다. 이에 따라 새로운 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되지 않으면(중복수신이 없는 경우) 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다. LPS 비콘은 신규 게이트웨이가 설치되는 경우 동작하도록 설정되어 있으므로 비콘신호가 감지되지 않으면 중복이 없는 경우이다.
다음, LPS 비콘의 비콘신호가 감지되면(중복수신이 있는 경우) 신규 LPS 비콘 신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버를 확인하고, 신규 게이트웨이와 신규 LPS 비콘의 비콘신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버들의 수신감도 조절기(RX Attenuator)들을 0dB 에서 10dB 로 조절한다.
다음, 새로운 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되지 않으면(중복수신이 없는 경우) 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다.
다음, LPS 비콘의 비콘신호가 감지되면(중복수신이 있는 경우) 신규 LPS 비콘 신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버를 확인하고, 신규 게이트웨이와 신규 LPS 비콘의 비콘신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버들의 수신감도 조절기(RX Attenuator)들을 10dB 에서 20dB 로 조절한다.
다음, 새로운 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되지 않으면(중복수신이 없는 경우) 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다.
다음, LPS 비콘의 비콘신호가 감지되면(중복수신이 있는 경우) 신규 LPS 비콘 신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버를 확인하고, 신규 게이트웨이와 신규 LPS 비콘의 비콘신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버들의 수신감도 조절기(RX Attenuator)들을 20dB 에서 30dB 로 조절한다.
다음, 새로운 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되지 않으면(중복수신이 없는 경우) 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다.
다음, LPS 비콘의 비콘신호가 감지되면(중복수신이 있는 경우) 신규 LPS 비콘 신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버를 확인하고, 신규 게이트웨이와 신규 LPS 비콘의 비콘신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버들의 수신감도 조절기(RX Attenuator)들을 30dB 에서 40dB 로 조절한다.
다음, 새로운 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되지 않으면(중복수신이 없는 경우) 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다.
여기까지는 제어신호에 기반하여 0dB에서 10dB, 20dB, 30dB, 40dB로 수신감도 조절기의 감도를 조절하는 방법이 순차적으로 진행된 것이다. 비콘 서버(40)는, 다수의 게이트웨이(30, 32, 34, 36) 중 적어도 2 이상의 게이트웨이로부터 공간 확인용 비콘신호(LPS 비콘)의 중복 수신이 있는 경우, 수신감도 조절기(300, 320, 340, 360)의 감도 조절 회로를 제어하여 단계별 수신 감도를 다운시킨다.
이후 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되는 경우(중복수신이 있는 경우)는 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명 일 실시예의 변형예에 따른 공간 확인용 비콘단말의 송신출력 조절을 통한 중복수신 방지 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 우선 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되면(중복수신이 있는 경우) 신규 LPS 비콘 신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버를 확인하고, 신규 게이트웨이의 LPS 비콘과, 신규 LPS 비콘의 비콘신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버들의 LPS 비콘의 송신출력(TX Power)을 모두 +4dBm 에서 0dBm 로 조절한다.
다음, 새로운 LPS 비콘의 비콘신호가 감지되지 않으면(중복수신이 없는 경우) 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다.
다음, LPS 비콘의 비콘신호가 감지되면(중복수신이 있는 경우) 신규 LPS 비콘 신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버를 확인하고, 신규 게이트웨이의 LPS 비콘과, 신규 LPS 비콘의 비콘신호가 수신되는 주변 게이트웨이 넘버들의 LPS 비콘의 송신출력(TX Power)을 0dBm 에서 -4dBm 로 조절하고, 기본 설정 값에 따라 기능을 수행한다.
이로써 제어신호에 기반하여 +4dBm 에서 -4dBm로 LPS 비콘의 출력세기를 조절하는 방법이 순차적으로 진행되었다. 결국 비콘 서버(40)는, 다수의 게이트웨이(30, 32, 34, 36) 중 적어도 2 이상의 게이트웨이로부터 공간 확인용 비콘신호(LPS 비콘)의 중복 수신이 있는 경우, 위치 확인용 비콘 단말의 단계별 전송 출력을 다운시킨다.
한편 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체(C) 감지 시스템은, 공간 확인용 비콘신호의 RSSI 정보와 제어 신호의 변화정보에 기반하여 중복 수신을 제거하는 최적 제어 신호를 출력하는 인공지능 학습부(50)를 더 포함할 수 있는데, 이 경우 RSSI 정보에 따라 변하는 제어 신호를 맵핑하고 패턴을 찾아서 이를 학습함으로써 중복 수신을 방지할 수 있는 최적 제어 신호를 생성하고 출력할 수 있다.
본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
C: 이동체
5: 이동체 부착 비콘 단말
10, 11, 12, 13, 14: 공간 확인용 비콘 단말
20, 22, 24, 26: 다수의 안테나
30, 32, 34, 36: 다수의 게이트웨이
300, 320, 340, 360: 수신감도 조절기
40: 비콘 서버
50: 인공지능 학습부

Claims (5)

  1. 이동체에 장착된 이동체용 비콘 단말로부터 이동체용 비콘신호를 수신하여 이동체를 감지하는 이동체 감지 장치에 있어서,
    공간 확인용 비콘신호를 전송하는 공간 확인용 비콘 단말;
    상기 공간 확인용 비콘신호를 수신하는 다수의 안테나;
    상기 다수의 안테나와 연결되어 상기 공간 확인용 비콘신호를 전송받고, 상기 공간 확인용 비콘신호의 수신감도를 조절하는 수신감도 조절기를 포함하는 다수의 게이트웨이; 및
    상기 각 게이트웨이를 통해 수신된 상기 공간 확인용 비콘신호에 기반하여 중복수신 방지를 위한 제어 신호를 생성하는 비콘 서버를 포함하고,
    상기 비콘 서버는, 상기 생성된 제어 신호를 통해 상기 수신감도 조절기의 수신감도를 조절하거나 또는 상기 공간 확인용 비콘 단말의 송신 출력을 조절하는 것이되,
    상기 비콘 서버는,
    상기 다수의 게이트웨이 중 적어도 2 이상의 게이트웨이로부터 상기 공간 확인용 비콘신호의 중복 수신이 있는 경우, 상기 수신감도 조절기의 감도 조절 회로를 제어하여 단계별 수신 감도를 다운시키는 것이거나, 또는 상기 공간 확인용 비콘 단말의 단계별 송신 출력을 다운시키는 것이고,
    상기 비콘 서버는,
    상기 다수의 안테나 중 특정 안테나로부터 이동체용 비콘신호를 수신하고, 상기 특정 안테나의 위치 정보와 상기 이동체용 비콘신호의 RSSI 정보를 상호 연관 계산하여 상기 이동체의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공간 확인용 비콘신호의 RSSI 정보와 상기 제어 신호의 변화정보에 기반하여 중복 수신을 제거하는 최적 제어 신호를 출력하는 인공지능 학습부를 더 포함하는 비콘신호 중복수신 방지 기능이 적용된 이동체 감지 장치.
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