KR20170014505A - 골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 골프스틱에 장착되어 골프 스윙에 따른 속도 및 궤적을 분석하도록 하고 이러한 스윙 정보를 기반으로 하여 가상에서 타격된 골프공의 진행 움직임을 보다 정확하게 도출할 수 있는 골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 골프스틱에 부착되며 골프스틱의 스윙에 따른 위치 변화량을 감지하고 그에 대응하는 위치변화 신호를 생성하는 센싱모듈; 및 상기 센싱모듈로부터 생성되는 위치변화 신호를 분석하여 골프스틱의 스윙에 대한 속도 및 궤적을 포함하는 스윙 결과 데이터를 산출하는 분석모듈;을 포함하는 것이 특징이다.

Description

골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템{APPARATUS FOR ANALYZING GOLF SWING AND SYSTEM FOR VIRTUAL GOLF SIMULATION USING THE SAME }
본 발명은 골프스틱에 장착되어 골프 스윙에 따른 속도 및 궤적을 분석하도록 하고 이러한 스윙 정보를 기반으로 하여 가상에서 타격된 골프공의 진행 움직임을 보다 정확하게 도출할 수 있는 골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 골프 스윙은 사용자마다 상이하며 골프 클럽은 스윙에 영향을 미치게 되므로 골프 클럽의 매칭은 물론 스윙 자세는 골프 연습에 있어 매우 중요한 요소라 할 수 있다.
특히 골프 스윙은 사용자의 체형에 따라 다양하게 실시될 수 있으나 근래 들어 골프 운동의 활성화로 인하여 일반 사용자에 대한 권장 스윙 방법들이 다양하게 제시되고 있다.
그러나 일반 사용자의 경우 올바른 골프 스윙을 구현하기 위하여 반복적인 연습과 지속적인 관리는 물론 자신의 스윙에 대하여 인지하고 불필요한 자세 등을 교정해야만 하였다.
이에 종래 사용자가 골프 스윙을 인지할 수 있도록 하는 다양한 스윙 분석 수단들이 제시되었다. 일 예로, 종래의 스크린 골프 시설의 경우 타격된 공의 방향과 및 세기 만을 가지고 스크린 상에 골프공의 움직임을 표현하게 되는데 이러한 경우 공의 방향 및 비거리를 정밀하게 표현하기에는 한계가 있게 된다.
종래 스윙 분석 수단의 다른 예로서 스윙 시 사용자의 움직임을 모션 캡쳐하여 스윙을 분석하는 방법도 제시되었으나 이 경우 고도의 분석 과정과 고가의 장비가 요구되어 실질적으로 실용화되기에는 어려움이 있었다.
대한민국 공개특허 제2014-0063468호(2014.05.27.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 골프스틱에 장착되며 센서 기술을 적용하여 골프 스윙에 따른 속도 및 궤적을 분석하도록 하고 이러한 스윙 정보를 기반으로 하여 타격된 가상의 골프공에 대한 진행 움직임을 보다 정확하게 도출할 수 있는 골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 골프 스윙 분석 장치는 골프스틱에 부착되며 골프스틱의 스윙에 따른 위치 변화량을 감지하고 그에 대응하는 위치변화 신호를 생성하는 센싱모듈; 및 상기 센싱모듈로부터 생성되는 위치변화 신호를 분석하여 골프스틱의 스윙에 대한 속도 및 궤적을 포함하는 스윙 결과 데이터를 산출하는 분석모듈;을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 센싱모듈은, 상기 골프스틱의 실시간 위치 변화량을 감지하기 위한 3축 자이로 센서 및 3축 가속도 센서를 포함하는 센서부; 상기 3축 자이로 센서 및 가속도 센서에서 감지되는 감지신호를 가공하는 신호처리부; 상기 가공된 센서부의 감지신호를 상기 분석모듈로 전송하기 위한 송수신부; 및 상기 센서부의 센싱 시점을 제어하며 상기 센서부의 감지신호를 상기 분석모듈로 전송하도록 명령하는 제어부;를 포함할 수 있다.
하나의 예로써, 상기 분석모듈의 처리 결과를 모니터링하기 위한 디스플레이 모듈;을 더 포함하며, 상기 분석모듈은 산출된 상기 스윙 결과 데이터를 기반으로 가상의 골프공에 대한 예상 도달점, 방향 및 거리 정보를 포함하는 시뮬레이션 결과 데이터를 산출할 수 있다.
한편 본 발명의 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템은, 상술한 골프 스윙 분석 장치; 적어도 하나 이상의 골프장 맵 및 복수의 지형 지물 정보가 저장되는 데이터베이스; 상기 분석모듈의 시뮬레이션 결과 데이터를 입력받아 골프공의 진행 움직임에 따른 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 이용하여 골프공의 진행 움직임을 선택된 골프장 맵에 연동시키는 연동 서버; 상기 연동 서버에서 연동되는 골프장 맵과 골프공의 진행 움직임을 그래픽으로 구현하기 위한 시뮬레이션 서버; 상기 시뮬레이션 서버에 의해 처리되는 시뮬레이션 그래픽을 출력하는 모니터; 및 상기 골프 스윙 분석 장치와 연동 서버 상호 간 유, 무선 통신망을 지원하는 네트워크 서버;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 골프 스윙 분석 장치는 고유의 식별코드를 포함하여 적어도 둘 이상 구비되며, 상기 연동 서버는 상기 골프 스윙 분석 장치로부터 전송되는 식별코드를 통해 각 사용자를 인식하고, 상기 시뮬레이션 서버는 골프 게임 룰에 기반하여 복수 사용자에 대한 게임 순서를 안내하며, 각 사용자의 골프 게임 진행 순서에 따라 상기 연동 서버에서 연동되는 그래픽을 제공할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 골프장 맵 및 지형 지물의 선택과 시뮬레이션 게임의 참여자 수 및 진행 방식을 설정하기 위한 설정부; 및 선택된 하나의 골프장 맵에 상기 지형 지물을 매핑하고 매핑이 완료된 골프장 맵을 상기 시뮬레이션 서버로 전달하는 매핑 서버;를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템은 골프스틱에 장착되며 센서 기술을 적용하여 골프 스윙에 따른 속도 및 궤적을 분석하도록 하고 이러한 스윙 정보를 기반으로 하여 타격된 가상의 골프공에 대한 진행 움직임을 보다 정확하게 도출할 수 있는 이점이 있다.
또한 상술한 골프 스윙 결과와 골프공에 대한 진행 움직임을 그래픽으로 연동시킨 시뮬레이션을 제공함으로써 보다 현실감 있는 골프 게임 내지 골프 연습 환경을 제공함으로써 사용자로 하여금 올바른 스윙 방법과 지속적인 동기부여를 도모할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 골프 스윙 분석 장치의 장착 예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 골프 스윙 분석 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 골프 스윙 분석 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 서버에 의해 구현되는 시뮬레이션 화면 구성을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 골프 스윙 분석 장치 및 이를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 골프 스윙 분석 장치의 장착 예를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 골프 스윙 분석 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 골프 스윙 분석 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 골프 스윙 분석 장치(20)는 골프스틱(10)에 장착되어 골프스틱(10)의 스윙에 따른 위치 변화량을 감지함으로써 스윙의 궤적 즉 스윙의 경로와 속도 등을 분석하도록 한다.
또한 분석된 스윙의 궤적 및 속도 정보를 기반으로 가상으로 타격되는 볼의 이동속도, 방향 및 비거리 등의 진행 움직임을 예측 및 산출하도록 한다.
이러한 골프 스윙 분석 장치(20)는 앞서 설명한 바와 같이 골프스틱(10)에 장착되어 스윙 시 일체 거동하면서 그에 따른 실시간 위치 변화량을 수집하게 되는 것으로 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 그 일면에 클립 구조물(270)을 구비하여 상기 골프스틱(10)으로부터 용이하게 탈부착될 수 있도록 한다.
본 발명의 골프 스윙 분석 장치(20)는 센싱모듈(200)과 분석모듈(250)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 센싱모듈(200)은 골프스틱(10)의 스윙에 따른 실시간 위치 변화량을 검출하고 그에 대응하는 위치변화 신호를 생성할 수 있다.
상기 분석모듈(250)은 상기 센싱모듈(200)로부터 생성되는 실시간 위치변화 신호를 수집 및 분석하여 골프스틱(10)의 스윙에 대한 속도와 궤적을 포함하는 스윙 결과 데이터를 산출할 수 있다.
구체적으로 상기 센싱모듈(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 센서부(210), 신호처리부(220), 송수신부(230) 및 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센서부(220)는 상기 골프스틱(10)의 실시간 위치 변화량을 감지하기 위한 센서들로 구성되는 것으로, 예를 들면 3축 자이로 센서(211) 및 3축 가속도 센서(212)를 포함하여 골프스틱(10)의 X축, Y축, Z축 방향에 대한 위치변화 신호를 생성할 수 있다.
상기 3축 자이로 센서(211) 및 3축 가속도 센서(212)는 공지 기술의 센서가 적용되는 바, 이에 대한 작동 원리 및 신호 생성 과정 등 구체적인 설명은 생략한다.
상기 신호처리부(220)는 상기 3축 자이로 센서(211) 및 3축 가속도 센서(212)에서 감지되는 감지신호를 가공할 수 있다.
예를 들면 상기 신호처리부(220)는 수신된 감지신호에 대하여 미약한 전기신호를 증폭하는 증폭 과정, 잡음을 제거하기 위한 잡음제거 과정 그리고 불필요한 신호를 필터링하기 위한 필터링 과정 등 감지신호에 대한 신호처리를 수행하기 위한 다양한 신호처리 회로가 포함될 수 있다.
상기 송수신부(230)는 상기 가공된 센서부(210)의 감지신호를 상기 분석모듈(250)로 전송하도록 한다. 이때 상기 송수신부(230)의 신호 전달은 이하에서 설명한 제어부(240)의 제어신호에 의해 수행될 수 있다.
상기 제어부(240)는 상기 골프스틱(10)의 스윙 시점에서 상기 센서부(210)로 하여금 위치 변화량을 센싱하도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(240)는 상기 센서부(210)의 센싱 시점을 제어하도록 할 수 있다.
이때 상기 제어부(240)는 장치의 ON/OFF, 골프스틱(10)의 적용 대상 등을 설정하기 위한 복수의 스위치들을 포함할 수 있으며, 상기 센서부(210)의 센싱 시점의 경우 사용자에 의한 상기 스위치의 조작 시 또는 골프스틱(10)의 움직임이 감지되면 자동으로 센서부(210)가 센싱될 수 있도록 설정할 수 있다.
그리고 상기 제어부(240)는 상기 센서부(210)에서 생성된 감지신호를 상기 분석모듈(250)로 전송하도록 상기 송수신부(230)를 제어할 수 있으며, 이 역시 상시 센서부(210)의 감지신호 생성 시점에서 데이터 전송이 자동으로 수행될 수 있도록 명령할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 골프 스윙 분석 장치(20)는 센싱 모듈(200) 및 분석 모듈(250)에 더하여 디스플레이 모듈(260)을 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(260)은 상기 분석모듈(250)의 처리 결과를 디스플레이하여 사용자가 자신의 스윙에 대한 정보를 인지할 수 있도록 함으로써 효과적인 스윙 연습을 실시할 수 있도록 한다.
그리고 상기 분석모듈(250)은 골프스틱(10)에 대한 스윙 결과 데이터와 함께 스윙 결과로 타결되는 가상의 골프공에 대한 예상 도달점, 방향 및 거리 정보를 포함하는 시뮬레이션 결과 데이터를 산출하여 상기 디스플레이 모듈(260)에 디스플레이될 수 있도록 한다.
여기서 분석모듈(250)은 상기 스윙 결과 데이터와 골프공의 진행 메카니즘을 관련시키는 물리 방정식에 기초하여 설계된 산출 알고리즘을 적용하며, 상기 산출 알고리즘은 시뮬레이션 결과의 정확성을 보다 향상시키기 위한 보정 방정식을 도출하여 적용시키도록 함이 바람직하다.
또한 상기 분석모듈(250)은 선택된 골프스틱(10)의 적용 대상 예를 들면 드라이버, 아이언 등에 따라 각기 다른 분석 과정을 실시하고 그에 따른 시뮬레이션 결과 데이터를 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 서버에 의해 구현되는 시뮬레이션 화면 구성을 나타내는 도면이다.
한편 본 발명의 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템(이하 '시뮬레이션 시스템'이라 칭함)은 상술한 골프 스윙 분석 장치(20)로부터 골프 스윙에 대한 분석 데이터를 입력받고 이를 기반으로 연동되는 골프공의 진행 움직임이 화면상에서 시뮬레이션되어 골프 연습 내지 게임을 실시할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 시뮬레이션 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 골프 스윙 분석 장치(20)와 데이터 베이스(30)와 연동 서버(40)와 시뮬레이션 서버(50)와 모니터(60) 및 네트워크 서버(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 골프 스윙 분석 장치(20)는 앞서 설명한 골프 스윙 분석 장치(20)가 적용될 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 데이터 베이스(30)는 적어도 하나 이상의 골프장 맵과 골프장 맵을 구성하는 복수의 지형 지물 정보가 저장될 수 있다. 그리고 상기 데이터 베이스(30)는 골프 게임의 룰 내지 난이도 등 기본적인 시스템 환경에 대한 설정값들이 저장될 수 있다.
상기 연동 서버(40)는 상기 골프 스윙 분석 장치(20)의 분석모듈(250)로부터 시뮬레이션 결과 데이터를 입력받아 골프공의 진행 움직임에 따른 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 이용하여 골프공의 진행 움직임을 선택된 골프장 맵에 연동시킬 수 있다.
상기 시뮬레이션 서버(50)는 상기 연동 서버(40)에서 연동되는 골프장 맵과 골프공의 진행 움직임 등을 그래픽으로 구현할 수 있다.
상기 모니터(60)는 상기 시뮬레이션 서버(50)에 의해 처리되는 시뮬레이션 그래픽을 출력함으로써 사용자에게 가시적으로 골프 게임 내지 골프 연습 환경을 제공할 수 있다.
즉 도 5에 도시된 바와 같이 상기 시뮬레이션 서버(50)는 상기 연동 서버(40)의 처리 결과에 의해 연동되는 골프공의 진행 움직임을 모니터를 통해 가시적으로 표출되도록 하는 것이다.
상기 네트워크 서버(70)는 상기 골프 스윙 분석 장치(20)와 연동 서버(40) 상호 통신망을 지원할 수 있다. 예를 들면 상기 네트워크 서버(70)는 골프 스윙 분석 장치(20)의 휴대성을 고려하여 무선 통신망을 지원하는 바, 바람직하게는 와이파이 또는 블루투스 통신을 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 골프 스윙 분석 장치(20)는 고유의 식별코드를 포함하여 적어도 둘 이상 구비될 수 있으며, 상기 연동 서버(40)는 상기 골프 스윙 분석 장치(20)로부터 전송되는 데이터에 포함된 식별코드를 통해 각 골프 스윙 분석 장치(20)를 인식함으로써 실질적으로 다수 사용자를 인식할 수 있다.
이는 다수 간 시뮬레이션 게임을 진행함에 있어 각 사용자를 인식하기 위한 것으로, 이 경우 상기 시뮬레이션 서버(50)는 골프 게임 룰에 기반하여 복수 사용자에 대한 게임 순서 및 사용자 순서 등을 안내하도록 하며, 각 사용자가 순서별로 실시하는 골프 스윙에 따른 결과 데이터를 입력받고 각각에 대하여 상기 연동 서버(40)에서 연동되는 그래픽을 제공할 수 있다.
그리고 본 발명의 시뮬레이션 시스템은 상기 골프장 맵 및 지형 지물의 선택과 시뮬레이션 게임의 참여자 수 및 진행 방식을 설정하기 위한 설정부(90)를 더 포함할 수 있다.
상기 설정부(90)는 스트로크, 매치, 스킨스 등의 경기방식과, 연습 모드를 위한 연습 기능 등을 포함한 게임 방식을 선택하도록 하며, 상기 시뮬레이션 서버(50)는 상기 설정부(90)에서 선택된 하나의 게임 방식에 대한 그래픽을 제공하도록 한다.
또한 본 발명의 시뮬레이션 시스템은 상기 설정부(90)의 선택에 따라 구현되는 하나의 골프장 맵에 상기 지형 지물을 매핑하고 매핑이 완료된 골프장 맵을 상기 연동 서버로 전달하는 매핑 서버(80)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 매핑 서버(80)는 도 6에 도시된 바와 같이 시뮬레이션을 구현하기에 앞서 경기 외에도 현실적인 그래픽 환경을 제공하기 위해 날씨, 나무, 풀, 집, 카트, 주위배경 등을 포함한 다양한 지형 지물을 선택적으로 적용시키기 위한 것으로, 상기 매핑 서버(80)에 의해 매핑 가공된 최종 골프장 맵은 상기 시뮬레이션 서버로 전달되어 그래픽으로 구현될 수 있도록 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10 : 골프스틱 20 : 골프 스윙 분석 장치
30 : 데이터베이스 40 : 연동 서버
50 : 시뮬레이션 서버 60 : 모니터
70 : 네트워크 서버 80 :설정부
90 : 매핑 서버

Claims (6)

  1. 골프스틱에 부착되며 골프스틱의 스윙에 따른 위치 변화량을 감지하고 그에 대응하는 위치변화 신호를 생성하는 센싱모듈; 및
    상기 센싱모듈로부터 생성되는 위치변화 신호를 분석하여 골프스틱의 스윙에 대한 속도 및 궤적을 포함하는 스윙 결과 데이터를 산출하는 분석모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱모듈은,
    상기 골프스틱의 실시간 위치 변화량을 감지하기 위한 3축 자이로 센서 및 3축 가속도 센서를 포함하는 센서부;
    상기 3축 자이로 센서 및 3축 가속도 센서에서 감지되는 감지신호를 가공하는 신호처리부;
    상기 가공된 센서부의 감지신호를 상기 분석모듈로 전송하기 위한 송수신부; 및
    상기 센서부의 센싱 시점을 제어하며 상기 센서부의 감지신호를 상기 분석모듈로 전송하도록 명령하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분석모듈의 처리 결과를 모니터링하기 위한 디스플레이 모듈;을 더 포함하며,
    상기 분석모듈은 산출된 상기 스윙 결과 데이터를 기반으로 가상의 골프공에 대한 예상 도달점, 방향 및 거리 정보를 포함하는 시뮬레이션 결과 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 장치.
  4. 상기 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 골프 스윙 분석 장치;
    적어도 하나 이상의 골프장 맵 및 복수의 지형 지물 정보가 저장되는 데이터베이스;
    상기 분석모듈의 시뮬레이션 결과 데이터를 입력받아 골프공의 진행 움직임에 따른 좌표 데이터를 생성하고, 상기 좌표 데이터를 이용하여 골프공의 진행 움직임을 선택된 골프장 맵에 연동시키는 연동 서버;
    상기 연동 서버에서 연동되는 골프장 맵과 골프공의 진행 움직임을 그래픽으로 구현하기 위한 시뮬레이션 서버;
    상기 시뮬레이션 서버에 의해 처리되는 시뮬레이션 그래픽을 출력하는 모니터; 및
    상기 골프 스윙 분석 장치와 연동 서버 상호 간 유, 무선 통신망을 지원하는 네트워크 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 골프 스윙 분석 장치는 고유의 식별코드를 포함하여 적어도 둘 이상 구비되며,
    상기 연동 서버는 상기 골프 스윙 분석 장치로부터 전송되는 식별코드를 통해 각 사용자를 인식하고,
    상기 시뮬레이션 서버는 골프 게임 룰에 기반하여 복수 사용자에 대한 게임 순서를 안내하며, 각 사용자의 골프 게임 진행 순서에 따라 상기 연동 서버에서 연동되는 그래픽을 제공하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 골프장 맵 및 지형 지물의 선택과 시뮬레이션 게임의 참여자 수 및 진행 방식을 설정하기 위한 설정부; 및
    선택된 하나의 골프장 맵에 상기 지형 지물을 매핑하고 매핑이 완료된 골프장 맵을 상기 시뮬레이션 서버로 전달하는 매핑 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 골프 스윙 분석 장치를 이용한 골프 연습 시뮬레이션 시스템.
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