TW201924982A - 以生理監測結合車輛控制之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明以生理監測結合車輛控制之方法在於發展一整車控制單元(Vehicle Control Unit, VCU)控制邏輯,當駕駛者生理現象異常(情緒亢奮、意識不清..)等危急狀況時,由VCU介入車輛控制,並針對生理訊號︰心電圖、血壓、脈搏、血氧濃度、體溫、呼吸波進行監測,同時針對該些生理訊號提出不同程度之門檻值與對應之警告。
Description
本發明係關於一種生理監測之方法,特別是一種以生理監測結合車輛控制之方法。
TW I565611之行車安全檢測方法、系統、行車電腦及智慧型穿戴裝置,其為行車安全檢測系統在一些實施態樣中,包括一車輛之一行車電腦及一穿戴於一使用者之智慧型穿戴裝置,該行車電腦及該智慧型穿戴裝置相配合執行所述行車安全檢測方法。當判斷結果為該使用者處於該不適合開車之狀態,執行包括以下至少一者:發出提示、暫停發出該欲使車輛啟動之訊號、強制停止發出該欲使車輛啟動之訊號、使該行車電腦發出提示、使該行車電腦暫停車輛啟動、使該行車電腦強制停止車輛啟動。
TW I579804之駕駛者突發性心臟病判斷系統,其為利用複數感測器同時擷取心律訊號、血壓訊號及呼吸頻率訊號等生理訊號,以感知駕駛者的生理狀態,判斷駕駛者是否突發性心臟病。擷取呼吸頻率訊號、心律訊號及血壓訊號等生理訊號並判斷是否超出閥值,若有至少一種生理訊號超出閥值,則依據超出閥值之生理訊號之種類數,判斷駕駛者之狀態危險程度,並發出警示。
TW M532982之具可偵測生理狀態之安全帶裝置以及應用此裝置之車輛安全管理系統,其為利用使用者繫上安全帶後可即時的偵測使用者的生理狀態,並透過遠端伺服器資料整合,供使用者隨時檢閱相關個人健康履歷,且結合個人長期的生理狀態資訊的變化與各健康標準樣本而更準確的判斷使用者的生理狀態。使用者不僅能夠有效率地加以運用乘坐交通運輸工具的時間瞭解自身健康狀況,提升便利性,亦可避免因駕駛生理狀況不佳而發生意外,或者應用在大眾交通工具上即可達到識別乘客身分並在發生緊急狀況時快速的了解使用者的生理狀態資訊而得以尋求合適的方法。
近年來,汽車科技正朝安全駕駛的方向發展,許多汽車大廠都相繼使用高科技的電子技術來提升自家汽車的駕駛安全性。行車電腦在目前的汽車當中也就變得越來越重要,功能也變得越來越多,而現今發生交通意外的原因不外乎跟駕駛者本身是否專注於開車有相當密切的關係,舉例來說,酒醉駕駛或是疲勞駕駛等行為,對於駕駛者本身的專注度都有相當大的影響,特別是對於大眾交通運輸系統之駕駛者而言,確保其生理狀態正常對於數十甚至數百位的乘客而言,無疑是相當重要的事。
然而,目前的偵測機制均需要在開始駕駛後經過一段觀察期間,始能提出警告,而未能在開始駕駛之前即啟動對應措施。舉例而言駕駛對自身的疲勞程度容易缺乏自覺,常有錯估體力而逞強上路,或因長途駕駛久坐致精神不濟,注意力無法集中而導致交通事故發生之情事。由於疲勞駕駛往往無法憑藉駕駛的個人意志避免,故相較於酒後駕車,反而是更難以預防的道路危安因素;因此,當駕駛人員處於疲勞狀態,必須藉助偵測在開始駕駛後之一段觀察期間內其行車路線是否持續有偏離的狀態、駕駛人員的眼睛是否頻繁的閉合等等,始能判定為疲勞駕駛,而未能在車輛啟動前即完成判斷,進而直接阻止該人員啟動車輛,避免意外發生。
本發明係結合生理感測穿戴裝置應用於車輛控制,提供駕駛者保護,緊急醫療或特殊需求的方法,使駕駛者多一道安全防範機制,此系統未來可應用於客運及物流業者,提供駕駛者警示資訊外,還可建置智慧化管理功能,打造一智慧艙示資訊外,還可建置智慧化管理功能,打造一智慧艙內駕駛者監控平台。
當駕駛者生理現象異常(情緒亢奮、意識不清..)等危急狀況時,由VCU介入車輛控制,以避免駕駛因不良狀態無法正確駕駛車輛靠路邊停車,以及對應停車燈號設定。
本發明之一目的,在於提供一種以生理監測結合車輛控制之方法,當駕駛者生理現象異常(情緒亢奮、意識不清..)等危急狀況時,由VCU介入車輛控制,並針對生理訊號︰心電圖、血壓、脈搏、血氧濃度、體溫、呼吸波進行監測,同時針對該些生理訊號提出不同程度之門檻值與對應之警告。
為達上述目的,本發明之一實施例係揭示一種以生理監測結合車輛控制之方法,其應於一車輛之一車用控制單元,該方法之步驟包含︰接收一感測裝置所產生之至少二生理感測訊號; 依據至少二門檻值與該些生理感測訊號判斷一駕駛狀態,當判斷該駕駛狀態為不良時,判斷該駕駛狀態之危險等級;以及依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛。
本發明提供一實施例,其在於該感測裝置為一穿戴式感測裝置,其感測一駕駛之血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度之至少二者,以產生該至少二生理感測訊號。
本發明提供一實施例,其在於該車用控制單元整合一馬達控制單元(MCU)與電池管理系統(BMS)、一電動輔助轉向控制系統、一電動冷卻控制系統、一車載充電器以及一直流電壓轉換器。
本發明提供一實施例,其在於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,其依據血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度之門檻值判斷該駕駛狀態之危險程度。
本發明提供一實施例,其在於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,該車用控制單元依據該血壓、該體溫與該血氧濃度位於三者之第一門檻值與第二門檻值之間,而判斷該駕駛狀態之危險等級為一第一危險等級。
本發提供一實施例,其在於依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元輸出一提示訊息至一人機介面單元。
本發明提供一實施例,其在於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,該車用控制單元依據該血壓與該血氧濃度位於二者之第二門檻值與第三門檻值之間,而判斷該駕駛狀態之危險等級為一第二危險等級。
本發明提供一實施例,其在於依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元輸出一警示訊息至一人機介面單元。
本發明提供一實施例,其在於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,該車用控制單元依據該血壓、該脈搏數、該體溫、該呼吸數與該血氧濃度超過五者之第三門檻值,而判斷該駕駛狀態之危險等級為一第三危險等級。
本發明提供一實施例,其在於依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元控制該車輛與前車保持一安全車距並顯示燈號。
本發明提供一實施例,其在於依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元進一步觸發一通訊裝置發送一緊急通知訊息至一急救單位。
綜上所述,本發明達到當駕駛者生理現象異常(情緒亢奮、意識不清..)等危急狀況時,由VCU介入車輛控制,以避免駕駛因不良狀態無法正確駕駛車輛靠路邊停車,以及對應停車燈號設定。
為使對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識,謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明,說明如後:
在下文中,將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現,且不應解釋為限於本文中所闡述之例式性實施例。
首先,請參閱第1圖與的2圖,其為本發明之一實施例之系統示意圖與步驟示意圖,如第1圖與第2圖所示,本發明為一種以生理監測結合車輛控制之方法,其應用於一車輛10之一車用控制單元(VCU)14,除此之外,該車輛10包含一感測裝置12、一電子控制單元16、一車用微控制器18、一先進駕駛輔助單元20、一防鎖死剎車單元22、一電子動力轉向單元24與一人機介面單元26,其中車用控制單元14依據其所連接之電子控制單元16、車用微控制器18、先進駕駛輔助單元20、防鎖死剎車單元22、電子動力轉向單元24與人機介面單元26,而整合馬達控制單元(MCU)與電池管理系統(BMS)、電動輔助轉向控制系統、電動冷卻控制系統、車載充電器,以及直流電壓轉換器。如第2圖所示,本發明之方法為利用感測裝置12感測車輛10之駕駛(圖未示)的生理訊號,以讓車用控制單元14依據駕駛之駕駛狀態判斷如何驅動其所銜接之控制單元,該方法之步驟如下︰
步驟S100︰接收感測訊號;
步驟S110︰判斷駕駛狀態是否不良;
步驟S120︰判斷駕駛狀態之危險等級;以及
步驟S140︰依據駕駛狀態之危險等級控制車輛。
如步驟S100所示,車用控制單元14自感測裝置12接收所感測之至少二生理訊號,例如︰ 血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度之至少二者,本實施例之感測裝置12為感測血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度之數值,但本發明並不侷限於此,可依據需求而擷取至少二生理訊號,此外感測裝置12可為穿戴式感測裝置。如步驟S110所示,車用控制單元14依據該至少二生理訊號與該至少二生理訊號所各自對應之第一門檻值判斷駕駛狀態是否不良,例如︰ 該至少二生理訊號選擇為血壓、體溫以及血氧濃度,依據該血壓、該體溫與該血氧濃度是否大於三者之第一門檻值,而判斷駕駛狀態是否不良,當該血壓、該體溫與該血氧濃度超過三者之第一門檻值,判斷駕駛狀態為不良,接續步驟S120;當該血壓、該體溫與該血氧濃度不超過三者之第一門檻值,判斷駕駛狀態為正常,而重新回到步驟S100。如步驟S120所示,車用控制單元14依據該至少二生理訊號之門檻值判斷該駕駛狀態之危險程度。如步驟S140,車用控制單元14依據該駕駛狀態之危險程度對車輛10執行對應之控制。
如第3圖所示,其為判斷駕駛狀態是否不良,其步驟如下︰
步驟S110a︰體溫<門檻值B1;
步驟S110b︰血壓<門檻值C1;
步驟S110c︰血氧濃度<門檻值E1;
步驟S110d︰累積次數;
步驟S110e︰累積次數>門檻值;以及
步驟S110f︰判斷駕駛狀態之危險等級。
本實施例之體溫、血壓、血氧濃度第一門檻B1、C1、E1分別為體溫33℃-36.5℃、血壓90毫米汞柱或135毫米汞柱、血氧濃度90%,也就是說當體溫低於33℃-36.5℃(一般成人身體的正常體溫約為36.5℃,而手部體溫約在33℃,依循感測器之感測位置而設定對應門檻值),血壓之舒張壓低於90毫米汞柱或高於135毫米汞柱,血氧濃度低於90%,前述三者條件成立時,即進入步驟S120,判斷危險等級。
如第4A圖所示,其為判斷駕駛狀態之危險等級的判斷方式,其步驟如下,步驟S122至步驟S132:
步驟S122︰開始判斷;
步驟S124︰ 判斷脈搏數、體溫、血壓、呼吸數與血氧濃度是否超過第三門檻A3、B3、C3、D3、E3;
步驟S126︰第三危險程度;
步驟S128︰ 判斷血壓與血氧濃度是否超過第二門檻值;
步驟S130︰第二危險程度;以及
步驟S132︰第一危險程度。
如第4A圖所示,於一實施例中,該至少二生理訊號選擇為血壓、體溫以及血氧濃度,如步驟S122所示,車用控制單元14基於該血壓、該體溫與該血氧濃度超過三者之第一門檻值,而進入判斷危險等級的模式,如步驟S124所示,該車用控制單元14判斷血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度是否超過第三門檻值,當血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度超過五者之第三門檻值時,接續執行步驟S126,當血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度不超過五者之第三門檻值時,接續執行步驟S128。如步驟S126所示,該車用控制單元14依據該血壓、該脈搏數、該體溫、該呼吸數與該血氧濃度超過五者之第三門檻值判斷該駕駛狀態之危險等級為一第三危險等級。
如步驟S128所示,該車用控制單元14判斷該血壓、該體溫與該血氧濃度是否超過三者之第二門檻值,如步驟S130所示,該車用控制單元14接續依據該血壓與該血氧濃度位於二者之第二門檻值與第三門檻值之間判斷該駕駛狀態之危險等級為一第二危險等級,當該血壓、該體溫與該血氧濃度未超過第二門檻值時,即該血壓、該體溫與該血氧濃度位於三者之第一門檻值與第二門檻值之間,接續步驟S132,車用控制單元14判斷該駕駛狀態之危險等級為一第一危險等級。
如第4B圖所示,其為判斷第三危險等級之判斷方式,其步驟如下,步驟S124a至步驟S128,而依序判斷脈搏數、體溫、血壓、呼吸數與血氧濃度是否超過第三門檻A3、B3、C3、D3、E3,
步驟S124a︰脈搏數<門檻值A3;
步驟S124b︰體溫<門檻值B3;
步驟S124c︰血壓<門檻值C3;
步驟S124d︰呼吸數<門檻值D3;
步驟S124e︰血氧濃度<門檻值E3;
步驟S124f︰累積次數;
步驟S124g︰累積次數>門檻值;
步驟S126︰判定危險(高);以及
步驟S128︰ 判斷血壓與血氧濃度是否超過第二門檻值。
本實施例之脈搏數、體溫、血壓、呼吸數與血氧濃度之第三門檻A3、B3、C3、D3、E3分別為每分鐘40次、30℃、舒張壓50毫米汞柱或收縮壓160毫米汞柱、每10分鐘1次、80%,也就是說當脈搏數低於每分鐘40次,體溫低於30℃,血壓之舒張壓低於50毫米汞柱或收縮壓高於150毫米汞柱,呼吸數每10分鐘低於1次,血氧濃度低於80%,累積統計次數達門檻值數值,前述多種條件皆為成立時,即進入步驟S126,判斷進入第三危險等級,也就是高危險等級,倘若在各門檻值及累積次數未達預設門檻值,例如︰未達累積2次統計,則接續執行步驟S128,以接續下一階段判斷。
如第4C圖所示,步驟S126判定第三危險等級後,依據第三危險等級執行控制步驟,步驟如下︰
步驟S142a︰開始;
步驟S142b︰ VCU控制人機介面出現"提示訊息”提醒駕駛者關閉訊息;
步驟S142c︰駕駛者關閉訊息;
步驟S142d︰結束;
步驟S142e︰ VCU通知影音系統發出警示音或警示影像提醒駕駛;
步驟S142f︰ VCU通知車身控制單元,開啟駕駛窗戶,並控制車輛警示燈閃爍,提醒後車駕駛;
步驟S142g︰ VCU介入動力系統,進行減速至與前車保持一適當距離(門檻值);
步驟S142h︰VCU透過藍芽控制手機發送簡訊通知醫院/家人;
步驟S142i︰ VCU透過藍芽控制手機發送GPS位置給急救單位;以及
步驟S142f︰結束。
如步驟S142a所示,車用控制單元14依據第三危險等級進入對應之控制模式,如步驟S142b所示,車用控制單元14控制人機介面單元26顯示提醒訊息。
接續上述,如步驟S142c所示,車用控制單元14判斷駕駛是否關閉提醒訊息,以判斷駕駛是否有所反應,當關閉提醒訊息時,接續執行步驟S142d,結束第三危險等級控制模式,當提醒訊息未關閉時,如步驟S142e所示,車用控制單元14驅動人機介面單元26經影音系統顯示影音效果而提醒,並接續如步驟S142f所示,車用控制單元14驅動電子控制單元16控制車窗開啟並控制車後燈號閃爍,以提醒後方來車,接續如步驟S142g,車用控制單元14驅動先進駕駛輔助單元20使車輛10減速,並維持安全車距。
承接上述,如步驟S142h,車用控制單元14經藍芽傳輸介面傳送緊急通訊訊息至一手機(圖未示),以發送緊急通訊訊息至醫院或家人。如步驟S142i所示,車用控制單元14透過藍芽傳輸介面傳輸全球定位座標至手機,以發送該全球定位座標至急救單位。如步驟S142j,結束第三危險等級之控制模式。
如第4D圖所示,其為判斷是否第二危險等級之判斷方式,其步驟如下,步驟S128a至步驟S132︰
步驟S128a︰血氧濃度<門檻值E2;
步驟S128b︰血壓<門檻值C2;
步驟S128c︰累積次數;
步驟S128d︰累積次數>門檻值;
步驟S130︰判定第二危險等級;以及
步驟S132︰判定第一危險等級。
本實施例之血氧濃度、血壓之第二門檻值E2、C2分別為85%、舒張壓75毫米汞柱、收縮壓145毫米汞柱,也就是說當血氧濃度低於85%,血壓之舒張壓低於75毫米汞柱或收縮壓高於145毫米汞柱時,即進入步驟S130,判斷進入第二危險等級,反之,進入步驟S132,判定第一危險等級。
如第4E圖所示,在步驟S130後,依據第二危險等級執行控制步驟,步驟如下︰
步驟S144a︰開始;
步驟S144b︰ VCU控制人機介面出現"提示訊息”提醒駕駛者關閉訊息;
步驟S144c︰駕駛者關閉訊息;
步驟S144d︰結束;
步驟S144e︰ VCU通知影音系統發出警示音或警示影像提醒駕駛;
步驟S144f︰ VCU通知車身控制單元,開啟駕駛窗戶,並控制車輛警示燈閃爍,提醒後車駕駛;
步驟S144g︰ VCU介入動力系統,進行減速至與前車保持一適當距離(門檻值);
步驟S144h︰ 駕駛者關閉訊息;以及
步驟S144i︰結束。
如步驟S144a所示,車用控制單元14依據第二危險等級進入對應之控制模式,如步驟S144b所示,車用控制單元14控制人機介面單元26顯示提醒訊息。如步驟S144c所示,車用控制單元14判斷駕駛是否關閉提醒訊息,以判斷駕駛是否有所反應,當關閉提醒訊息時,接續執行步驟S144d,結束第二危險等級控制模式,當提醒訊息未關閉時,如步驟S144e所示,車用控制單元14驅動人機介面單元26經影音系統顯示影音效果而提醒,並接續如步驟S144f所示,車用控制單元14驅動電子控制單元16控制車窗開啟並控制車後燈號閃爍,以提醒後方來車,接續如步驟S144g,車用控制單元14驅動先進駕駛輔助單元20使車輛10減速,並維持安全車距。如步驟S144h,再次判斷駕駛是否關閉提醒訊息,當關閉提醒訊息時,接續執行步驟S144i,結束第二危險等級對應之控制模式,當提醒訊息未關閉時,接續執行步驟S144b,以重複提醒。
如第4F圖所示,在執行步驟S132,判定危險等級為第一危險等級,依據第一危險等級執行控制步驟,步驟如下︰
步驟S146a︰開始;
步驟S146b︰ VCU控制人機介面出現"提示訊息”提醒駕駛者關閉訊息;
步驟S146c︰駕駛者關閉訊息;
步驟S146d︰ VCU通知影音系統發出警示音或警示影像提醒駕駛;
步驟S146e︰駕駛者關閉訊息;以及
步驟S146f︰結束。
如步驟S146a所示,車用控制單元14依據第一危險等級進入對應之控制模式,如步驟S146b所示,車用控制單元14控制人機介面單元26顯示提醒訊息。如步驟S146c所示,車用控制單元14判斷駕駛是否關閉提醒訊息,以判斷駕駛是否有所反應,當關閉提醒訊息時,接續執行步驟S146f,結束第一危險等級對應之控制模式,當提醒訊息未關閉時,接續執行步驟S146d,車用控制單元14驅動人機介面單元26經車上之影音系統顯示影音效果而提醒,如步驟S146e所示,再次判斷駕駛是否關閉提醒訊息,當關閉提醒訊息時,接續執行步驟S146f,結束第一危險等級對應之控制模式,當提醒訊息未關閉時,接續執行步驟S146b,以重複提醒。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,並非用來限定本發明實施之範圍,舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾,均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧車輛
12‧‧‧感測裝置
14‧‧‧車用控制單元
16‧‧‧電子控制單元
18‧‧‧車用微控制器
20‧‧‧先進駕駛輔助單元
22‧‧‧防鎖死煞車單元
24‧‧‧電子動力轉向單元
26‧‧‧人機介面單元
第1圖:其為本發明之一實施例之以生理監測結合車輛控制之方法之系統示意圖; 第2圖:其為本發明之一實施例之以生理監測結合車輛控制之方法之流程圖; 第3圖:其為本發明之一實施例之判定不良狀態之流程圖; 第4A圖:其為本發明之一實施例之判定危險等級之流程圖; 第4B圖:其為本發明之一實施例之判定是否第三危險等級之流程圖; 第4C圖:其為本發明之一實施例之第三危險等級控制模式之流程圖; 第4D圖:其為本發明之一實施例之判定是否第二危險等級之流程圖; 第4E圖:其為本發明之一實施例之第二危險等級控制模式之流程圖;以及 第4F圖:其為本發明之一實施例之第一危險等級控制模式之流程圖。
Claims (11)
- 一種以生理監測結合車輛控制之方法,其應於一車輛之一車用控制單元,該方法之步驟包含︰ 接收一感測裝置所產生之至少二生理感測訊號; 依據至少二門檻值與該至少二生理感測訊號判斷一駕駛狀態,當判斷該駕駛狀態為不良時,判斷該駕駛狀態之危險等級;以及 依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛。
- 如請求項1所述之方法,其中該感測裝置為一穿戴式感測裝置,其感測一駕駛之血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度之至少二者,以產生該至少二生理感測訊號。
- 如請求項1所述之方法,其中該車用控制單元整合一馬達控制單元(MCU)與電池管理系統(BMS)、一電動輔助轉向控制系統、一電動冷卻控制系統、一車載充電器以及一直流電壓轉換器。
- 如請求項1所述之方法,其中於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,其依據血壓、脈搏數、體溫、呼吸數與血氧濃度之門檻值判斷該駕駛狀態之危險程度。
- 如請求項4所述之方法,其中於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,該車用控制單元依據該血壓、該體溫與該血氧濃度位於三者之第一門檻值與第二門檻值之間,而判斷該駕駛狀態之危險等級為一第一危險等級。
- 如請求項5所述之方法,其中依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元輸出一提示訊息至一人機介面單元。
- 如請求項4所述之方法,其中於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,該車用控制單元依據該血壓與該血氧濃度位於二者之第二門檻值與第三門檻值之間,而判斷該駕駛狀態之危險等級為一第二危險等級。
- 如請求項7所述之方法,其中依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元輸出一警示訊息至一人機介面單元。
- 如請求項4所述之方法,其中於判斷該駕駛狀態之危險等級之步驟中,該車用控制單元依據該血壓、該脈搏數、該體溫、該呼吸數與該血氧濃度超過五者之第三門檻值,而判斷該駕駛狀態之危險等級為一第三危險等級。
- 如請求項9所述之方法,其中依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元控制該車輛與前車保持一安全車距並顯示燈號。
- 如請求項10所述之方法,其中依據該駕駛狀態之危險等級控制該車輛之步驟中,該車用控制單元進一步觸發一通訊裝置發送一緊急通知訊息至一急救單位。
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