(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車スペースを撮像する撮像手段と、
駐車スペースに車両が存在していない場合に、前記撮像手段で撮像された第１の画像と、駐車スペースに対して駐車動作を行う場合に、前記撮像手段で撮像された第２の画像とを比較し、その比較結果に基づいて前記第２の画像から切り出す領域を決定する画像抽出手段と、
この画像抽出手段によって切り出された領域を、所定の大きさになるように拡大または縮小する倍率変更手段と、
この倍率変更手段によって拡大または縮小された画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の駐車支援装置において、
前記画像抽出手段は、
前記第１の画像から駐車スペース近傍に存在する障害物の前端に基づく基準位置と、
前記第２の画像から前記車両の後端部との距離に基づいて、
前記切り出す領域を決定することを特徴とする駐車支援装置。
【請求項３】
請求項２記載の駐車支援装置において、
前記画像抽出手段によって決定される切り出し領域は、
前記距離が近くなるに従って小さくなることを特徴とする駐車支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の駐車支援装置において、
前記表示手段は、前記車両の室内に配置されていることを特徴とする駐車支援装置。
【請求項５】
車両に搭載されて駐車スペースを撮像する第１の撮像手段と、
車両に搭載されて、車両進行方向を撮像する第２の撮像手段と、
前記第１の撮像手段によって撮像された、前記駐車スペースに車両が存在していない場合の第１の画像と、前記第２の撮像手段によって撮像された、前記駐車スペースに対して駐車動作を行う場合の第２の画像とを比較し、前記第２の画像の前記第１の画像に対する倍率の拡大に基づいて前記第２の画像から切り出す領域を決定する画像抽出手段と、
この画像抽出手段によって切り出された領域を、所定の大きさになるように拡大する倍率変更手段と、
この倍率変更手段によって拡大された画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両を前進、或いは後退させながら駐車スペース内に乗り入れる際の、運転者の操作を支援する駐車支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両の運転者は、車両を駐車スペース内に乗り入れる際には、駐車スペースを仕切る白線や周囲に駐車している他の車両を、直接或いはバックミラーで確認し、慎重に車両を前進、或いは後退させる。このような運転操作は、運転者による直接の視認、或いはバックミラーを用いた視認に頼らざるを得ないので、１回の操作で車両を駐車スペース内に整然と格納することは容易ではない。
【０００３】
そこで、駐車スペースへ車両を乗り入れる際の運転操作を支援する装置として、従来より、特開平６−１９３３０５号公報（以下、従来例という）に記載された装置が提案されている。この装置は、駐車スペースの上方にカメラを設置し、且つ、この駐車スペース近傍の、車両運転席から視認できる位置にモニタを設置している。そして、カメラで撮像された画像をモニタ上に画面表示することにより、運転者は駐車スペースに対する車両の位置を俯瞰することができるので、容易に駐車スペース内に車両を駐車させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来例では、駐車スペースの上方に設置したカメラは所定の位置に固定されているため、駐車動作中の車両の位置に関わらず、常に同一の視点からの画像のみが表示され、運転動作の状況に応じた画像の表示ができないという欠点がある。即ち、駐車動作開始時には、車両全体を見渡すことが望まれ、駐車動作が進んだ場合には、運転者は車両後方のコーナー部、或いは駐車スペースに隣接する他の車両などの障害物との緩衝箇所を重点的に確認することが望まれる。しかし、前述の従来例では、このような機能を具備していない。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、駐車動作中のどのような状況においても、障害物との接近度合いの分かりやすい画像を表示することのできる駐車支援装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、駐車スペースを撮像する撮像手段と、駐車スペースに車両が存在していない場合に、前記撮像手段で撮像された第１の画像と、駐車スペースに対して駐車動作を行う場合に、前記撮像手段で撮像された第２の画像とを比較し、その比較結果に基づいて前記第２の画像から切り出す領域を決定する画像抽出手段と、この画像抽出手段によって切り出された領域を、所定の大きさになるように拡大または縮小する倍率変更手段と、この倍率変更手段によって拡大または縮小された画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の駐車支援装置において、前記画像抽出手段は、前記第１の画像から駐車スペース近傍に存在する障害物の前端に基づく基準位置と、前記第２の画像から前記車両の後端部との距離に基づいて、前記切り出す領域を決定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の駐車支援装置において、前記画像抽出手段によって決定される切り出し領域は、前記距離が近くなるに従って小さくなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の駐車支援装置において、前記表示手段は、前記車両の室内に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、車両に搭載されて駐車スペースを撮像する第１の撮像手段と、車両に搭載されて、車両進行方向を撮像する第２の撮像手段と、前記第１の撮像手段によって撮像された、前記駐車スペースに車両が存在していない場合の第１の画像と、前記第２の撮像手段によって撮像された、前記駐車スペースに対して駐車動作を行う場合の第２の画像とを比較し、前記第２の画像の前記第１の画像に対する倍率の拡大に基づいて前記第２の画像から切り出す領域を決定する画像抽出手段と、この画像抽出手段によって切り出された領域を、所定の大きさになるように拡大する倍率変更手段と、この倍率変更手段によって拡大された画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、駐車スペースを撮像する撮像手段と、駐車スペースに車両が存在していない場合に、撮像手段で撮像された第１の画像と、駐車スペースに対して駐車動作を行う場合に、撮像手段で撮像された第２の画像とを比較し、その比較結果に基づいて第２の画像から切り出す領域を決定する画像抽出手段と、この画像抽出手段によって切り出された領域を、所定の大きさになるように拡大または縮小する倍率変更手段と、この倍率変更手段によって拡大または縮小された画像を表示する表示手段と、を備えるようにした。
【００１２】
従って、駐車動作の進行にともなって、切り出された領域が拡大または縮小されて表示されるので、駐車スペース近傍に存在する障害物との接近度合いが分かりやすいという効果を有する。
【００１３】
また請求項２記載の発明においては、画像抽出手段を第１の画像から駐車スペース近傍に存在する障害物の前端に基づく基準位置と、第２の画像から前記車両の後端部との距離に基づいて切り出す領域を決定するようにしたので、請求項１と同様の効果を有する。
【００１４】
また請求項３記載の発明においては、画像抽出手段によって決定される切り出し領域を距離が近くなるに従って小さくなるようにしたので、請求項２記載の効果に加えて、駐車動作の進行に伴って、車両後端部や障害物との干渉の可能性の高い部位が、徐々に拡大されて表示されるようになるので、注意すべき障害物との干渉箇所を重点的に表示でき、障害物との接近度合いがより分かり易いという効果を有する。
【００１５】
また請求項４記載の発明においては、表示手段は、前記車両の室内に配置されるようにしたので、請求項１記載の効果に加えて、より近く表示を視認できるので、分かり易いという効果を有する。
【００１６】
また、請求項５記載の発明においては、車両に搭載されて駐車スペースを撮像する第１の撮像手段と、車両に搭載されて、車両進行方向を撮像する第２の撮像手段と、前記第１の撮像手段によって撮像された、前記駐車スペースに車両が存在していない場合の第１の画像と、前記第２の撮像手段によって撮像された、前記駐車スペースに対して駐車動作を行う場合の第２の画像とを比較し、前記第２の画像の前記第１の画像に対する倍率に基づいて前記第２の画像から切り出す領域を決定する画像抽出手段と、この画像抽出手段によって切り出された領域を、所定の大きさになるように拡大する倍率変更手段と、この倍率変更手段によって拡大された画像を表示する表示手段と、を備えるようにした。
【００１７】
従って、請求項１記載の効果に加えて、車両に搭載された第１及び第２の撮像手段によって、画像を撮像できるので、駐車場側にこれらを備えていなくても、駐車スペース近傍に存在する障害物との接近度合いが分かりやすいという効果が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この駐車支援装置１は、駐車スペース側に設置される固定側装置１ａと、車両側に搭載される移動側装置１ｂとに大別して構成されている。
【００１９】
固定側装置１ａは、ＣＣＤカメラ２、画像送信機５，コントローラ３から構成されている。ＣＣＤカメラ２は、駐車スペースの近傍に設置され、設置角度の調節、ズーム調節が可能であって、駐車スペースの任意の領域を撮像できるようになっている。
【００２０】
また、コントローラ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺部品から構成され、ＲＯＭに記憶される制御プログラムを実行する。メモリ４は、ＣＣＤカメラ２によって撮像された画像を記憶する。
【００２１】
また、画像送信機５は、コントローラ３によって、後述するプログラムが実行された画像を送信する。
【００２２】
また、移動側装置１ｂは、画像送信機５から送信された画像を受信する画像受信機７と、この画像受信機７が受信した画像を表示するモニタ８とによって構成されている。
【００２３】
図２，３は、コントローラ３に記憶された制御プログラムを示すフローチャートであり、このフローチャートを用いて、本実施の形態の動作を説明する。
【００２４】
固定側装置１ａに設置されるＣＣＤカメラ２は、予め設定した時間間隔で駐車スペースの画像を撮像し（ステップＳＴ１）、この駐車スペース内に車両が存在しないときの画像を基準画像としてメモリ４に記憶保存する（ステップＳＴ２）。その結果、例えば、図４に示す如くの基準画像Ｄ１がメモリ４内に記憶される。なお、同図において、符号Ｋ１は基準位置を示す線（後述）である（なお、符号Ｋ１は撮像された画像には、実際には存在していない）。
【００２５】
次いで、運転者がこの駐車スペース内に車両を後退させながら乗り入れると、この画像がリアルタイムでＣＣＤカメラ２により撮像され（ステップＳＴ３）、この撮像されたリアルタイム画像と、メモリ４に記憶されている基準画像Ｄ１（駐車スペース内に車両が存在しないときの画像）とが比較され、差分を求める（ステップＳＴ４）。そして、差分画像が存在しない場合には駐車する車両がないと判断し（ステップＳＴ５でＮＯ）、再度ステップＳＴ２からの処理を繰り返す。
【００２６】
他方、差分画像が存在する場合には（ステップＳＴ５でＹＥＳ）、これを当該駐車スペース内に乗り入れる車両の画像であると判断し、詳細を後述するＳＴ６の処理により撮像されたリアルタイム画像から、運転者が必要とする画像の領域を選択し、選択した画像を画像送信機５を用いて移動側装置１ｂへと送信する（ステップＳＴ７）。
【００２７】
次に、図２に示すＳＴ６の処理を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２８】
まず、図２のＳＴ４により求めた差分の画像に基づいて、車両（駐車スペースに乗り入れしようとしている車両）の後端位置を検出する（図３のステップＳＴ１１）。これを、図５を用いて説明すると、同図（ａ）に示す基準画像Ｄ１に対し、同図（ｂ）に示すリアルタイム画像Ｄ２が得られた場合には、これらの画像の差分を求めることにより、同図（ｃ）に示す如くの車両の画像Ｄ３を得ることができる。そして、この車両の画像Ｄ３の後端部Ｐ１を算出する。
【００２９】
図６は、図５（ｂ）に示す状態から更に車両の駐車動作が進行した様子を示す説明図であり、図６（ａ）の状態から車両がより後方へ移動し、同図（ｂ）に示す位置にくると（Ｄ４）、車両の後端部Ｐ１は、同図（ｃ）に示すように、より後方（即ち、駐車スペースの奥側）へ移動する（Ｄ５）。
【００３０】
また、基準画像Ｄ１には、図４に示したように、駐車スペースを仕切る白線の前端部を通過する線Ｋ１が基準位置として設定されており、図７に示すようにリアルタイム画像上で、車両の後端部Ｐ１と基準位置Ｋ１との位置関係を測定する（図３のステップＳＴ１２）。そして、この位置関係に基づき、以下に示す条件で、リアルタイム画像の抽出領域（即ち、モニタ８上に画面表示する領域）を設定する処理を行う（ステップＳＴ１３）。
【００３１】
図８は、ＣＣＤカメラ２で撮像されたリアルタイム画像から、表示領域を抽出する様子を示す説明図であり、符号Ｗは表示領域の幅、符号Ｈは表示領域の高さ、符号Ｙは表示領域の中心位置の高さ、符号Ｌは基準位置Ｋ１と車両後端部Ｐ１との距離をそれぞれ示している。なお、距離Ｌは、基準位置Ｋ１を基準としており、車両後端部Ｐ１が基準位置Ｋ１よりも前側（画像では上側）に位置するときには「プラス」、後側（画像では下側）に位置するときには「マイナス」となる。
【００３２】
そして、本実施形態では、図９に示す特性曲線に基づいて、表示領域の幅Ｗ、高さＨ、中心位置Ｙを変化させる処理を行う。即ち、図９の横軸は基準位置Ｋ１から車両後端部Ｐ１までの距離Ｌを示し、縦軸は各数値Ｗ、Ｈ、Ｙを示している。同図から理解されるように、車両が駐車スペース側に後退し、該車両の後端部Ｐ１が基準位置Ｋ１に達するまでの間は（距離Ｌがプラスの領域）、リアルタイム画像中の一定の領域が抽出される。
【００３３】
そして、車両の後端部Ｐ１が基準線Ｋ１内に入ると（距離Ｌがマイナスの領域）、各数値Ｗ、Ｈ、Ｙが一次関数的に減少するので、抽出される画像の領域が狭くなるように（つまり、画像の表示倍率が大きくなるように）徐々に変化する。
【００３４】
次いで、この抽出画像が、モニタの全画面に表示されるように、倍率を変更した画像を得る。
【００３５】
そして、この抽出画像は画像送信機５を介して、移動側装置１ｂの画像受信機７に送信され、車両に搭載されたモニタ８上に画面表示されるので、運転者は駐車動作に応じた倍率で、車両と駐車スペースとの位置関係を認識することができる（ステップＳＴ１４）。
【００３６】
図１０は抽出領域を設定する様子を示す説明図であり、同図（ａ）〜（ｄ）に示す順序で車両の駐車動作が進む。同図（ａ）は、駐車動作の開始時であり、車両の後端部Ｐ１が基準位置Ｋ１に達していないので、符号ｙ１を中心とした領域Ｓ１が抽出される。これにより、モニタ８上には、図１１（ａ）に示す如くの画像が表示される。
【００３７】
駐車動作が進行し、図１０（ｂ）に示す位置に達すると、車両の後端部Ｐ１が基準位置Ｋ１よりも若干内側に入るので、図９に示した特性曲線により、抽出画像の幅Ｗ、高さＨ、中心位置が若干小さくなり符号ｙ２を中心とした領域Ｓ２が抽出される。これにより、モニタ８上には、図１１（ｂ）に示す如くの画像が表示されることになる。
【００３８】
続いて、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、駐車動作が進行すると、領域Ｓ３，Ｓ４のように抽出領域が狭くなり、且つ、符号ｙ１、ｙ２に示すように中心位置が徐々の下側に移動する。これにより、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すようにモニタ８に表示される画像が変化する。こうして、運転者は、駐車動作が進むにつれて徐々に駐車スペースの後方の隅部を拡大した画像で視認することができるようになり、駐車スペースへの乗り入れ操作を容易に行うことができるのである。
【００３９】
このようにして、本発明の第１の実施形態に係る駐車支援装置１では、基準画像とリアルタイム画像とを比較して車両の位置を検出し、且つ、該車両後退部Ｐ１の位置と基準画像上に設定される基準位置Ｋ１との位置関係に基づいて、モニタ８に表示する画像の領域、及び表示倍率を適宜変更しているので、運転者は駐車動作の進行に応じて、所望する部位の画像を拡大して視認することができ、駐車する際の操作を極めて容易に実行することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、基準位置Ｋ１として駐車スペースの前端部（仕切線の前端部）を設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の位置を基準位置と設定することも可能である。また、本実施形態では、図９に示した特性曲線を用いて、画像の抽出領域を設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、運転者の好みに応じて種々設定が可能である。
【００４１】
また、上記した実施形態では、モニタ８を車両に搭載する例について説明したが、駐車スペースの適所に設置するように構成することも可能である。この場合には、コントローラ３とモニタ８とを直接接続すればよく画像送信機５、及び画像受信機７は必要が無くなる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は第２の実施形態に係る駐車支援装置２１の構成を示すブロック図である。この駐車支援装置２１は、全て車両内に搭載されるものであり、同図に示すように、コントロールユニット２２と、車両の側方に取り付けられて駐車スペースの基準画像（車両が存在していないときの画像）を画像する側方カメラ（第１の撮像手段）２３と、車両の後方に搭載され、駐車動作時に車両後方の画像を撮像する後方カメラ（第２の撮像手段）２４と、車両内の運転席適所に設置される操作スイッチ２５と、モニタ（表示手段）２６と、から構成されている。
【００４３】
また、コントロールユニット２２は、ＣＰＵ２７と、ＲＡＭ２８と、ＲＯＭ２９と、側方カメラ２３で撮像された基準画像を記憶するメモリ３０とを具備している。
【００４４】
次に、前述のように構成された第２の実施形態の動作について、図１３に示すフローチャートを参照しながら説明する。運転者は、自分が運転する車両を駐車スペース内に駐車する場合には、操作スイッチ２５をオンとする（ステップＳＴ２１）。そして、当該車両が駐車スペースの前を横切る際に（通常、車両を後退させて駐車する際には、駐車スペースの前を一旦横切る）、側方カメラ２３を用いてこの駐車スペースの画像を撮像し、撮像された画像データを基準画像としてメモリ３０内に記憶する（ステップＳＴ２２）。
【００４５】
次いで、ハンドルを回しながら車両を後退させ、駐車の動作に入ると、後方カメラ２４により駐車スペースの画像を撮像する（ステップＳＴ２３）。そして、メモリ３０に記憶されている基準画像と、後方カメラ２４で撮像したリアルタイム画像とを比較する（ステップＳＴ２４）。この際、リアルタイム画像に視点変更処理や、倍率変更処理を加えながら、２つの画像の一致点を抽出する（ステップＳＴ２５）。
【００４６】
一致点が抽出された場合には（ステップＳＴ２５でＹＥＳ）、一致した時の基準画像に対するリアルタイム画像の倍率を検出する（ステップＳＴ２６）。即ち、基準画像は、駐車スペースの前方を車両が通過したときに撮像した画像であるので、駐車開始直後のリアルタイム画像は、この基準画像に対する倍率がほぼ１（比率が１：１であることを意味する）であり、駐車動作が徐々に進むと、より近くから駐車スペース内を撮像することになり、リアルタイム画像が大きくなるので、倍率は徐々に１よりも大きくなる。
【００４７】
そして、ステップＳＴ２６の処理で倍率が検出されると、この倍率に基づいて後方カメラ２４で撮像されるリアルタイム画像から所望する領域を抽出する（ステップＳＴ２７）。ここでの処理は、検出された倍率が大きいほど、抽出領域を小さくし、反対に検出された倍率が小さいほど抽出領域を大きくする処理を行う。この際、抽出する領域の中心は、後方カメラ２４による撮像範囲の中心とする。
【００４８】
そして、抽出した領域をモニタ２６の画面全体に表示するための拡大処理を行う（ステップＳＴ２８）。更に、拡大して得られた画像に自車両のマークを重畳させて（ステップＳＴ２９）、駐車スペースと自車両との位置関係を認識できるようにし、この画像をモニタ２６上に画面表示する（ステップＳＴ３０）。こうして、駐車動作の進行に応じた倍率で、車両と駐車スペースとの位置関係を画面表示することができる。
【００４９】
また、ステップＳＴ２５の処理で一致点が抽出できなかった場合には（ステップＳＴ２５でＮＯ）、後方カメラ２４で撮像された画像をモニタ２６に表示する処理を行う（ステップＳＴ３１）。
【００５０】
このようにして、本発明の第２の実施形態では、駐車スペースに車両を駐車させる際に、駐車動作の進行に伴って、徐々に駐車スペースと自車両とを表示する画像の倍率が拡大するように制御されるので、運転者は、駐車スペースの隅部や、隣合う他車両との位置関係を確実に認識することができるようになり、容易に駐車スペース内へ駐車することができるようになる。
【００５１】
また、装置全体が車両側に搭載されるので、送信機や受信機を必要とせず、構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すステップＳＴ６のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】駐車スペース内に車両が駐車されていないときの画像（基準画像）の例を示す説明図である。
【図５】（ａ）は基準画像、（ｂ）はリアルタイム画像、（ｃ）はリアルタイム画像と基準画像との差分から検出した車両画像を示す。
【図６】図５（ｂ）に示したリアルタイム画像から、更に駐車動作が進行したときの様子を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）はリアルタイム画像、（ｃ）は車両画像を示す。
【図７】車両の後端部と基準位置との位置関係を示す説明図である。
【図８】車両位置と基準位置との位置関係により抽出する画像の範囲を示す説明図である。
【図９】車両位置と基準位置との位置関係により設定する、画像の幅、高さ、中心位置の数値を示す特性図である。
【図１０】車両の駐車動作に伴った、画像の抽出領域の変化を示す説明図であり、（ａ）〜（ｄ）の順で抽出領域が変化する。
【図１１】図１０に対応し、実際にモニタ上に表示される画像を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，２１  駐車支援装置
１ａ  固定側装置
１ｂ  移動側装置
２  ＣＣＤカメラ（撮像手段）
３，２２  コントロールユニット
４，３０  メモリ
５  画像送信機
７  画像受信機
８，２６  モニタ（表示手段）
２３  側方カメラ（第１の撮像手段）
２４   後方カメラ（第２の撮像手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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