TWI647556B - 自動導引運輸車交通管制系統及方法 - Google Patents

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TWI647556B
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Abstract

本發明提供一種自動導引運輸車交通管制系統及方法,自動導引運輸車交通管制系統包括:自動導引運輸車;繪製裝置,配置成基於一初始環境地圖,接收所繪製的交通管制區的位置數據,並生成帶有所述交通管制區的位置數據的管制環境地圖;定位裝置,配置成基於所述管制環境地圖對所述自動導引運輸車進行定位,並判斷所述自動導引運輸車是否位於所述交通管制區;以及交通管制裝置,配置成基於交通調度算法對定位於所述交通管制區的自動導引運輸車進行調度。本發明提供的自動導引運輸車交通管制系統及方法可減少成本。

Description

自動導引運輸車交通管制系統及方法
本發明關於自動控制領域,尤其關於一種自動導引運輸車交通管制系統及方法。
AGV(Automated Guided Vehicle)意即「自動導引運輸車」,是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置,它能夠沿規定的導引路徑行駛,具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。
當多個AGV車在物理軌道上同時行駛時,對於物理軌道上一些緩衝區、十字路口等複雜路段需劃分出的交通管制區,以防止多個AGV車同時進入這些交通管制區而發生碰撞。然而,現有技術中,為了使AGV車能夠在行駛過程中識別出這些交通管制區,通常在物理軌道上相應的交通管制區鋪設物理觸發器裝置(例如磁條或RFID卡等),同時,在AGV車上需裝有相應觸發器裝置的讀取設備(例如磁傳感器或RFID讀卡器等)。換言之,現有技術中,當AGV車上的觸發器讀取裝置識別到交通管制區鋪設的觸發器裝置時,AGV車將根據交通調度算法來確認是否繼續行駛。
然而,通過佈置物理觸發器裝置及其讀取設備將增加AGV車行駛系統的硬件成本。當物理軌道更改時,還需對所鋪設的物理觸發器裝置進行增刪或修改,增加了硬件維護成本。同時,利用物理觸發器裝置 來構成交通管制區,對於交通管制區的形狀也會有所限制。
由此,可見現有技術中AGV車的交通管制系統成本較大。
本發明為了克服上述現有技術存在的缺陷,提供一種自動導引運輸車交通管制系統及方法,其能夠減少自動導引運輸車的交通管制系統的成本。
根據本發明的一個方面,提供一種自動導引運輸車交通管制系統,包括:自動導引運輸車;繪製裝置,配置成基於一初始環境地圖,接收所繪製的交通管制區的位置數據,並生成帶有所述交通管制區的位置數據的管制環境地圖;定位裝置,配置成基於所述管制環境地圖對所述自動導引運輸車進行定位,並判斷所述自動導引運輸車是否位於所述交通管制區;以及交通管制裝置,配置成基於交通調度算法對定位於所述交通管制區的自動導引運輸車進行調度。
優選地,所述繪製裝置包括:顯示裝置,配置成顯示所述初始環境地圖及生成的所述管制環境地圖;接收裝置,配置成接收所述交通管制區的位置數據;以及生成裝置,配置基於所述初始環境地圖和所述交通管制區的位置數據生成所述管制環境地圖,所述管制環境地圖包括空曠區域、障礙區域以及交通管制區,所述空曠區域、障礙區域、交通管制區分別示出為不同的顏色。
優選地,所述接收裝置為與所述顯示裝置集成的觸控裝置;或者所述接收裝置為與所述顯示裝置集成的圖片編輯裝置。
優選地,所述初始環境地圖包括所述自動導引運輸車的初始 位置,所述交通管制區的位置數據為所述交通管制區在所述初始環境地圖中相對於所述自動導引運輸車的初始位置的坐標。
優選地,所述繪製裝置和所述定位裝置集成在所述自動導引運輸車上,所述交通管制裝置與所述自動導引運輸車遠程通信;或者所述定位裝置集成在所述自動導引運輸車上,所述繪製裝置和所述交通管制裝置與所述自動導引運輸車遠程通信。
優選地,還包括:觸發裝置,集成在所述定位裝置上,配置成當所述自動導引運輸車位於所述交通管制區,週期地向所述交通管制裝置詢問,所述自動導引運輸車所位於的交通管制區是否被其他自動導引運輸車佔領,若未被其他自動導引運輸車佔領,則向所述交通管制裝置申請佔領所述自動導引運輸車所位於的交通管制區。
根據本發明的又一方面,還提供一種自動導引運輸車交通管制方法,包括:獲取所述自動導引運輸車的初始環境地圖;基於所述初始環境地圖,接收所繪製的交通管制區的位置數據,並生成帶有所述交通管制區的位置數據的管制環境地圖;基於所述管制環境地圖對所述自動導引運輸車進行定位,並判斷所述自動導引運輸車是否位於所述交通管制區;以及基於交通調度算法對定位於所述交通管制區的自動導引運輸車進行調度。
優選地,所述初始環境地圖包括所述自動導引運輸車的初始位置,所述交通管制區的位置數據為所述交通管制區在所述初始環境地圖中相對於所述自動導引運輸車的初始位置的坐標。
優選地,所述基於所述初始環境地圖,接收所繪製的交通管 制區的位置數據,並生成帶有所述交通管制區的位置數據的管制環境地圖的步驟還包括:即時接收所繪製的交通管制區的位置數據並更新所述管制環境地圖。
優選地,所述基於所述管制環境地圖對所述自動導引運輸車進行定位,並判斷所述自動導引運輸車是否位於所述交通管制區的步驟之後,及所述基於交通調度算法對定位於所述交通管制區的自動導引運輸車進行調度的步驟之前,還包括:當所述自動導引運輸車位於所述交通管制區,週期地詢問,所述自動導引運輸車所位於的交通管制區是否被其他自動導引運輸車佔領,若未被其他自動導引運輸車佔領,則申請佔領所述自動導引運輸車所位於的交通管制區。
與現有技術相比,本發明通過繪製的方式形成自動導引運輸車的交通管制區,並具有如下優勢:(1).無需現有技術中設置在交通管制區的物理觸發器裝置和設置在自動導引運輸車上的讀取設備,減少了交通管制區施工的工程量,降低了硬件的使用和維護成本;(2).在對交通管制區進行修改和更新時,只需更改地圖的繪製,可進行即時更新,消除物理設備帶來的限制和約束,減少維護人員的工作量;(3).採用繪製的方式形成交通管制區,可以繪製任何形狀的交通管制區,具備方便,快捷,靈活等特性。
100‧‧‧AGV車交通管制系統
110‧‧‧AGV車
120‧‧‧繪製裝置
121‧‧‧顯示裝置
122‧‧‧接收裝置
123‧‧‧生成裝置
130‧‧‧定位裝置
140‧‧‧交通管制裝置
201‧‧‧初始環境地圖
202‧‧‧管制環境地圖
211‧‧‧空曠區域
212‧‧‧障礙區域
213‧‧‧未探索區域
214A、214B‧‧‧交通管制區
P11-P14‧‧‧矩形閉合手勢端點
P21-P24‧‧‧端點
300‧‧‧AGV車交通管制系統
310‧‧‧工控機
311、321、331‧‧‧MCU(Microcontroller Unit,微控制單元)
312‧‧‧顯示裝置
313‧‧‧交通調度算法
314、324‧‧‧通信裝置
320‧‧‧定位裝置
322‧‧‧地圖文件
323‧‧‧地圖分析和即時定位演算法
330‧‧‧AVG車
332‧‧‧控制裝置
333‧‧‧驅動裝置
S410-S440‧‧‧步驟
S501-S510‧‧‧步驟
通過參照附圖詳細描述其示例實施方式,本發明的上述和其 它特徵及優點將變得更加明顯。
圖1示出了根據本發明一實施例的AGV車交通管制系統的示意圖。
圖2示出了根據本發明一實施例的繪製裝置的示意圖。
圖3示出了根據本發明一實施例的初始環境地圖。
圖4示出了根據本發明一實施例的管制環境地圖。
圖5示出了根據本發明又一實施例的AGV車交通管制系統的示意圖。
圖6示出了根據本發明一實施例的AGV車交通管制方法的流程圖。
圖7示出了根據本發明又一實施例的AGV車交通管制方法的流程圖。
現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而,示例實施方式能夠以多種形式實施,且不應被理解為限於在此闡述的實施方式;相反,提供這些實施方式使得本發明將全面和完整,並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構,因而將省略對它們的重複描述。
所描述的特徵、結構或特性可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中,提供許多具體細節從而給出對本發明的實施方式的充分理解。然而,本領域技術人員應意識到,沒有特定細節中的一個或更多,或者採用其它的方法、組元、材料等,也可以實踐 本發明的技術方案。在某些情況下,不詳細示出或描述公知結構、材料或者操作以避免模糊本發明。
本發明的附圖僅用於示意相對位置關係,附圖中元件的大小並不代表實際大小的比例關係。
下面結合附圖描述本發明提供的多個實施例。
首先結合圖1至圖4。圖1示出了根據本發明一實施例的AGV車交通管制系統100的示意圖。圖2示出了根據本發明一實施例的繪製裝置120的示意圖。圖3示出了根據本發明一實施例的初始環境地圖201。圖4示出了根據本發明一實施例的管制環境地圖202。
AGV車交通管制系統100包括AGV車110、繪製裝置120、定位裝置130及交通管制裝置140。
繪製裝置120配置成基於一初始環境地圖201,接收所繪製的交通管制區(例如214A、214B)的位置數據,並生成帶有交通管制區的位置數據的管制環境地圖202。在一些實施例中,繪製裝置120還配置成即時接收所繪製的交通管制區(例如214A、214B)的位置數據並更新管制環境地圖202。
繪製裝置120可以包括顯示裝置121、接收裝置122及生成裝置123。顯示裝置121配置成顯示初始環境地圖201及生成的管制環境地圖202。接收裝置122配置成接收交通管制區(例如214A、214B)的位置數據。生成裝置123配置基於初始環境地圖201和交通管制區(例如214A、214B)的位置數據生成管制環境地圖202。
具體而言,顯示裝置121首先顯示初始環境地圖201。初始環 境地圖201可以由定位裝置130即時生成。初始環境地圖201至少包括空曠區域211和障礙區域212。在一些實施例中,初始環境地圖201還可以包括未探索區域213。空曠區域211、障礙區域212及未探索區域213示出為不同的顏色。進一步地,初始環境地圖201還可以包括AGV車110的初始位置(未示出)。
接收裝置122可以是與顯示裝置121集成的觸控裝置。例如,接收裝置122可以是與顯示裝置121集成為一觸控顯示屏。用戶直接在顯示初始環境地圖201的顯示裝置121上利用手勢,繪製交通管制區。以交通管制區214A為例,用戶在顯示裝置121上以P11為起點,依次通過P12、P13、P14,並回到P11形成連續的矩形閉合手勢。集成有觸控裝置的顯示裝置121識別該矩形閉合手勢的四個端點P11、P12、P13、P14的坐標(或者相對於AGV車110的初始位置的坐標),並根據該四個端點的坐標形成矩形交通管制區214A。在一些變化例中,以交通管制區214B為例,用戶在顯示裝置121上分別觸摸P21、P22、P23、P24四個端點。集成有觸控裝置的顯示裝置121識別該四個端點P21、P22、P23、P24的坐標(或者相對於AGV車110的初始位置的坐標),並根據該四個端點的坐標形成矩形交通管制區214B。矩形交通管制區214A及214B可由與空曠區域211、障礙區域212及未探索區域213不同的顏色示出。
在一些實施例中,接收裝置122為與顯示裝置121集成的圖片編輯裝置。用戶可以利用鼠標等其他輸入設備,在顯示裝置121所顯示的初始環境地圖201上進行交通管制區(例如214A、214B)的繪製。接收裝置122可根據輸入設備繪製的交通管制區識別其在初始環境地圖201上的坐標(或 者相對於AGV車110的初始位置的坐標)。所繪製的交通管制區不限於矩形,其還可以是其他規則或不規則形狀,可依實際路徑而定。
在一些實施例中,接收裝置122可接收對管制環境地圖202的交通管制區的更改數據,並根據交通管制區的更改數據更新管制環境地圖202。更新的步驟包括將管制環境地圖202初始化為初始環境地圖201並在初始環境地圖201進行再次繪製,或者擦除部分管制環境地圖202中的交通管制區的數據,並進行再次繪製,以獲得更新的管制環境地圖202。
利用接收裝置122在顯示裝置121所顯示的初始環境地圖201繪製交通管制區後,生成裝置140生成管制環境地圖202,並且可顯示在顯示裝置121上。
定位裝置130配置成基於管制環境地圖對AGV車110進行定位,並判斷AGV車110是否位於交通管制區。交通管制裝置140配置成基於交通調度算法對定位於交通管制區的AGV車110進行調度。在一些實施例中,繪製裝置120和定位裝置130集成在AGV車110上。交通管制裝置140與AGV車110遠程通信。在另一些實施例中,定位裝置130集成在AGV車110上。繪製裝置120和交通管制裝置140與AGV車110遠程通信。
可選地,AGV車交通管制系統100還包括集成在定位裝置130的觸發裝置(未示出)。觸發裝置配置成當AGV車110位於交通管制區時,週期地向交通管制裝置140詢問,AGV車110所位於的交通管制區是否被其他AGV車110佔領,若未被其他AGV車110佔領,則向交通管制裝置140申請佔領AGV車110所位於的交通管制區。例如,當一AGV車110位於交通管制區214A時,該AGV車110的觸發裝置週期地向交通管制裝置140詢問交 通管制區214A是否被其他AGV車110佔領。若交通管制區214A未被其他AGV車110佔領,則該AGV車110的觸發裝置向交通管制裝置140申請佔領交通管制區214A。若交通管制區214A被其他AGV車110佔領,則該AGV車110的觸發裝置繼續等待到下一周期時,再次向交通管制裝置140詢問。
下面參見,圖5示出了根據本發明又一實施例的AGV車交通管制系統300的示意圖。AGV車交通管制系統300包括工控機310、定位裝置320及AGV車330。
工控機310包括MCU(Microcontroller Unit,微控制單元)311,顯示裝置312、交通調度算法313及通信裝置314。在本實施例中,圖2中所示的繪製裝置(圖2標號120)集成在工控機310中,且通過一與工控機310的顯示裝置312集成的接收裝置來進行交通管制區的繪製。交通調度算法313用於對位於交通管制區的AGV車330進行調度。通信裝置314用於與定位裝置320和AGV車330遠程地通信。
定位裝置320包括MCU321、地圖文件322、地圖分析和即時定位算法323和通信裝置324。地圖文件322可選地由定位裝置320即時生成。進一步地,地圖文件322可以包括初始環境地圖或經由工控機310顯示裝置312上繪製生成的管制環境地圖。地圖分析和即時定位算法323用於根據地圖文件322對AGV車330進行定位,並進一步判斷AGV車330是否位於交通管制區。通信裝置324用於與工控機310和AGV車330遠程地通信。
AGV車330包括MCU331、控制裝置332及驅動裝置333。控制裝置332用於根據工控機310的交通調度算法313控制驅動裝置333以對AGV車330進行驅動。
具體而言,定位裝置320生成包括初始環境地圖的地圖文件322,並發送給工控機310。工控機310通過其顯示裝置312,接收交通管制區的繪製數據,生成管制環境地圖。AGV車330行駛,定位裝置320通過通信裝置320與AGV車330通信根據獲得的即時位置數據,在定位裝置320中根據地圖文件322(包括管制環境地圖)採用地圖分析和即時定位算法323進行即時定位。當AGV車330位於交通管制區時,定位裝置320將根據即時定位詢問工控機310。工控機310通過交通調度算法313控制AGV車330的控制裝置332以對AGV車330的驅動裝置進行驅動,進而實現交通管制區的AGV車的調度。在一些實施例中,定位裝置320可以集成在AGV車330上。在一些變化例中,AGV車330也可以包括繪製裝置,則交通管制區的繪製及相應管制環境地圖的生成在AGV車330處執行。在該變化例中,交通管制區的繪製及相應管制環境地圖的生成優選地,在AGV車330未處於工作狀態時執行。
圖1及5僅僅是示意性地示出本發明提供的AGV車交通管制系統的兩個具體實施例。為了清楚起見,簡化上述各圖中的部件形狀、元件數量並省略部分部件,本領域技術人員可以根據實際需求進行變化,這些變化都在本發明的保護範圍內,在此不予贅述。
圖6示出了根據本發明一實施例的AGV車交通管制方法的流程圖。
圖6中共示出4個步驟:
步驟S410:獲取AGV車的初始環境地圖。
初始環境地圖至少包括空曠區域和障礙區域。在一些實施例 中,初始環境地圖還可以包括未探索區域。空曠區域、障礙區域及未探索區域示出為不同的顏色。進一步地,初始環境地圖還可以包括AGV車的初始位置。
步驟S420:基於初始環境地圖,接收所繪製的交通管制區的位置數據,並生成帶有交通管制區的位置數據的管制環境地圖。
可選地,交通管制區的位置數據為交通管制區在初始環境地圖中相對於AGV車的初始位置的坐標。交通管制區的位置數據可根據觸控手勢的方式或採用鼠標等輸入裝置在初始環境地圖中的繪製而得。管制環境地圖包括空曠區域、障礙區域、未探索區域及交通管制區,交通管制區可由與空曠區域、障礙區域及未探索區域不同的顏色示出。
可選地,步驟S420還包括即時接收所繪製的交通管制區的位置數據並更新管制環境地圖。
步驟S430:基於管制環境地圖對AGV車進行定位,並判斷AGV車是否位於交通管制區。
步驟S440:基於交通調度算法對定位於交通管制區的AGV車進行調度。
可選地,在步驟S430和步驟S440之間還包括如下步驟:若判斷AGV車位於交通管制區,週期地詢問,AGV車所位於的交通管制區是否被其他AGV車佔領,若未被其他AGV車佔領,則申請佔領AGV車所位於的交通管制區。
下面參見圖7,圖7示出了根據本發明又一實施例的AGV車交通管制方法的流程圖。
圖7共示出10個步驟。
步驟S501:初始化。
可選地,管制環境地圖的繪製在步驟S501或者步驟S501之前進行。
步驟S502:AGV車行駛,定位裝置工作。
步驟S503:定位裝置分析管制環境地圖數據並即時定位。
步驟S504:根據步驟S503的定位結果,判斷AGV車的當前坐標是否位於交通管制區。若判斷AGV車的當前坐標不位於交通管制區,則返回執行步驟S502。若判斷AGV車的當前坐標位於交通管制區,則繼續執行步驟S505。
步驟S505:AGV車減速停止,申請當前交通管制區的控制權。
步驟S506:AGV車停止等待。
步驟S507:判斷AGV車是否獲得控制權?
換言之,步驟S507判斷是否有其他AGV車正獲得該交通管制區的控制權。若步驟S507判斷有其他AGV車正獲得該交通管制區的控制權,即當前AGV車未獲得該交通管制區的控制權時,返回執行步驟S506。若步驟S507判斷沒有其他AGV車正獲得該交通管制區的控制權,即當前AGV車獲得該交通管制區的控制權時,則繼續執行步驟S508。
步驟S508,AGV車進入交通管制區。
步驟S509,判斷AGV車是否離開交通管制區。若步驟S509判斷AGV車未離開該交通管制區時,返回執行步驟S508。若步驟S509判斷 當前AGV車離開該交通管制區的控制權時,則繼續執行步驟S510。
步驟S510,當前AGV車釋放該交通管制區的控制權。
上述圖6和圖7分別示出AGV車交通管制方法的兩個流程圖,為了清楚期間,省略部分步驟。本領域技術人員可以根據實際需求對步驟進行增加和順序的變化,這些變化都在本發明的保護範圍內,在此不予贅述。
與現有技術相比,本發明通過繪製的方式形成AGV車的交通管制區,並具有如下優勢:(1).無需現有技術中設置在交通管制區的物理觸發器裝置和設置在AGV車上的讀取設備,減少了交通管制區施工的工程量,降低了硬件的使用和維護成本;(2).在對交通管制區進行修改和更新時,只需更改地圖的繪製,可進行即時更新,消除物理設備帶來的限制和約束,減少維護人員的工作量;(3).採用繪製的方式形成交通管制區,可以繪製任何形狀的交通管制區,具備方便,快捷,靈活等特性。
以上具體地示出和描述了本發明的示例性實施方式。應該理解,本發明不限於所公開的實施方式,相反,本發明意圖涵蓋包含在所附權利要求範圍內的各種修改和等效置換。

Claims (8)

  1. 一種自動導引運輸車交通管制系統,其特徵在於,包括:一自動導引運輸車;一繪製裝置,配置成基於一初始環境地圖,接收所繪製的一交通管制區的位置數據,並生成帶有該交通管制區的位置數據的一管制環境地圖;一定位裝置,配置成基於該管制環境地圖對該自動導引運輸車進行定位,並判斷該自動導引運輸車是否位於該交通管制區;以及一交通管制裝置,配置成基於一交通調度算法對定位於該交通管制區的自動導引運輸車進行調度;其中,該繪製裝置和該定位裝置集成在該自動導引運輸車上,該交通管制裝置與該自動導引運輸車遠程通信;或者,該定位裝置集成在該自動導引運輸車上,該繪製裝置和該交通管制裝置與該自動導引運輸車遠程通信。
  2. 申請專利範圍第1項所述之自動導引運輸車交通管制系統,其特徵在於,該繪製裝置包括:一顯示裝置,配置成顯示該初始環境地圖及生成的該管制環境地圖;一接收裝置,配置成接收該交通管制區的位置數據;以及一生成裝置,配置基於該初始環境地圖和該交通管制區的位置數據生成該管制環境地圖,該管制環境地圖包括一空曠區域、一障礙區域以及該交通管制區,該空曠區域、障礙區域、交通管制區分別示出為不同的顏色。
  3. 申請專利範圍第2項所述之自動導引運輸車交通管制系統,其特徵在於,該接收裝置為與該顯示裝置集成一觸控裝置;或者,該接收裝置為與該顯示裝置集成一圖片編輯裝置。
  4. 申請專利範圍第2項所述之自動導引運輸車交通管制系統,其特徵在於,該初始環境地圖包括該自動導引運輸車的初始位置,該交通管制區的位置數據為該交通管制區在該初始環境地圖中相對於該自動導引運輸車的初始位置的坐標。
  5. 申請專利範圍第1項所述之自動導引運輸車交通管制系統,其特徵在於,還包括:一觸發裝置,集成在該定位裝置上,配置成當該自動導引運輸車位於該交通管制區,週期地向該交通管制裝置詢問,該自動導引運輸車所位於的交通管制區是否被其他自動導引運輸車佔領,若未被其他自動導引運輸車佔領,則向該交通管制裝置申請佔領該自動導引運輸車所位於的交通管制區。
  6. 一種自動導引運輸車交通管制方法,其特徵在於,包括:獲取一自動導引運輸車的一初始環境地圖;基於該初始環境地圖,接收所繪製的一交通管制區的位置數據,並生成帶有該交通管制區的位置數據的一管制環境地圖;基於該管制環境地圖對該自動導引運輸車進行定位,並判斷該自動導引運輸車是否位於該交通管制區;以及基於交通調度算法對定位於該交通管制區的自動導引運輸車進行調度;其中,基於該初始環境地圖,接收所繪製的交通管制區的位置數據,並生成帶有該交通管制區的位置數據的管制環境地圖的步驟還包括:即時接收所繪製的交通管制區的位置數據並更新該管制環境地圖。
  7. 申請專利範圍第6項所述之自動導引運輸車交通管制方法,其特徵在於,該初始環境地圖包括該自動導引運輸車的初始位置,該交通管制區的位置數據為該交通管制區在該初始環境地圖中相對於該自動導引運輸車的初始位置的坐標。
  8. 申請專利範圍第6項所述之自動導引運輸車交通管制方法,其特徵在於,基於該管制環境地圖對該自動導引運輸車進行定位,並判斷該自動導引運輸車是否位於該交通管制區的步驟之後,及基於交通調度算法對定位於該交通管制區的自動導引運輸車進行調度的步驟之前,還包括:當該自動導引運輸車位於該交通管制區,週期地詢問,該自動導引運輸車所位於的交通管制區是否被其他自動導引運輸車佔領,若未被其他自動導引運輸車佔領,則申請佔領該自動導引運輸車所位於的交通管制區。
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