(57)【要約】【課題】車両車庫入れ時の衝突防止の支援をする車庫入れ支援装置において、より劣化に強く、車庫側に能動的な機能を必要としない、信頼性の高い車庫入れ支援装置を提供する。【解決手段】車両の後方のナンバープレートの付近にモノパルスレーダ２０を取り付ける。モノパルスレーダ２０は、地面に向かって、直線偏波の電波パルスを照射する。車庫の地面には、入力された電波の偏波を直行する偏波に変換して反射するコーナーリフレクタが埋め込まれ、電波を通過するレドームによって蓋がされている。モノパルスレーダ２０は２つの受信アンテナを有しており、２つの受信アンテナで受信した反射波の位相差からコーナーリフレクタの位置が、車両の中央か、左右にずれているかを検出する。コーナーリフレクタの位置が車両の左右にずれている場合には、その旨を運転者に通知し、コーナーリフレクタが中央に来るように運転者に車両を操作させることにより、車庫入れを容易にできるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車庫入れを支援する装置であって、
入射した電波の偏波を、それとは直交する偏波に変換して反射する、車庫の地面に設けられた複数の反射体と、
該複数の反射体の１つからの反射波を複数の受信アンテナで受信し、各受信アンテナが受信した信号の位相差を用いて、該１つの反射体が該車両の左右、中央のいずれに位置するかを検出する、該車両に設けられたレーダ手段と、
該１つの反射体が予め定められた位置にない場合には、車両の運転者に警告を発する警告手段と、
を備えることを特徴とする車庫入れ支援装置。
【請求項２】
前記複数の反射体は、前記車庫の地面中央に設けられ、
前記警告手段は、該複数の反射体の位置が前記車両の中央からずれた場合に警告を発することを特徴とする請求項１に記載の車庫入れ支援装置。
【請求項３】
前記複数の反射体は、前記車庫の地面中央より端よりに設けられ、
前記警告手段は、該複数の反射体の設置パターンが、予め決められたパターンでない場合に警告を発することを特徴とする請求項１に記載の車庫入れ支援装置。
【請求項４】
前記複数の反射体の設置パターンを符号に変換し、予め格納された符号と比較することにより、該複数の反射体の設置パターンの反射信号が、予め決められたパターンであるか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載の車庫入れ支援装置。
【請求項５】
モノパルスを用いた位置検知レーダシステムにおいて、
対象物に対して設けられたレーダ送信機とレーダ受信機と、
それぞれに設けられた異偏波の送受信用アンテナと、
レーダ送信波を反射し、レーダ受信波とする偏波変更検出反射体と、
を設け、
対象物の位置検出を行うことを特徴とする位置検知レーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車庫入れを支援する車両車庫入れ支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両車庫入れシステムにおいてはレーダを用いた方法が提案されている（特許文献１）。
図１２は、第１の従来技術を示す図である。
【０００３】
車両後方に画像センサ１０を取り付け、路面上に描かれた線１１と自車との相対的位置関係をドライバーに指示することで車庫での車両位置計測が可能となる。しかし、従来の位置検出レーダシステムでは、路面上に直接白線を引く必要があるが、白線の塗装が劣化した場合などには、車両位置計測機能が十分に機能しないなどの問題があった。
【０００４】
図１３は、第２の従来技術を示す図である。
図１３の構成は、特許文献２や特許文献３に記載されている。この方式では道路に埋め込まれた磁気マーカー１３を用い、車両がその上を通過した場合のみその磁場の変化を検出し、車庫などでの車両位置計測を可能としていた。しかし、磁気マーカー１３を通電するための電源が必要であること、また、車両が磁気マーカー上部に車体が有るか無いかを判断するだけで車体自体がどちらよりなのかを判断するのが困難であった。
【０００５】
以上の従来技術のほかにも、特許文献４のような従来技術がある。
【特許文献１】特開平１０−８３５００号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３７４２号公報
【特許文献３】特開平１０−２６９４９７号公報
【特許文献４】特開２００１−３３５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、より信頼性の高い車庫入れ支援装置を提供するためには、装置の風雪などの影響による劣化を押さえ、かつ、車庫側にはパッシブな構成のみを設けることによって実現可能な装置を考案する必要がある。
【０００７】
本発明の課題は、車両車庫入れ時の衝突防止の支援をする車庫入れ支援装置において、より劣化に強く、車庫側に能動的な機能を必要としない、信頼性の高い車庫入れ支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両の車庫入れ支援装置は、入射した電波の偏波を、それとは直交する偏波に変換して反射する、車庫の地面に設けられた複数の反射体と、該複数の反射体の１つからの反射波を複数の受信アンテナで受信し、各受信アンテナが受信した信号の位相差を用いて、該１つの反射体が該車両の左右、中央のいずれに位置するかを検出する、該車両に設けられたレーダ手段と、該１つの反射体が予め定められた位置にない場合には、車両の運転者に警告を発する警告手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車庫側に電源などの能動的な構成を設ける必要がなく、風雪などにより劣化も抑えられ、かつ、信頼性の高い車庫入れ支援装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態では、車両後方のナンバー付近にレーダ送受信機を設置する。レーダ送信波には方向検知が可能なモノパルスレーダを用いる。
例えば、送信機アンテナを垂直偏波、受信アンテナを水平偏波とする。入射した電波の偏波を変換して反射する異偏波検出反射体を地面に埋め込んで配置し、防水や、ごみなどの蓄積の防止等、外からの影響による劣化などを防ぐためにレドームなどをつける。異偏波検出反射体は、入射と反射の偏波を互いに直交する偏波に変換して、レーダに折り返すようにする。
【００１１】
上記手段により、不要な対象物からの電波の反射波の偏波は、送信波と同一偏波となるため、どの電波が車両の位置を検出するための異偏波検出反射体からの反射波かが判別でき、誤動作を抑圧できる。また、異偏波検出反射体は、地面に埋めこんだ空洞まわりは電波吸収体で覆うことにより不要反射を生じず、直接レーダから送られてきた電波を偏波を変えてレーダに折り返すようになる。
【００１２】
上記のように、送信波は垂直偏波で送信しているため、偏波変更検出反射体上部にレーダがくると水平偏波で受信することとなる（送信を水平偏波とし、受信を垂直偏波としても可能）。また、レーダ自体はモノパルスレーダを用いているため、方向検知が可能であり、もし車体が右にかたむけば位相差が生じ、もし、検出反射体上をまっすぐ走行できていれば、位相差は０になる。このように受信した方位を識別することで、地面からの不要反射もなく車体がどちらにむいているか判別が可能となる。
【００１３】
更に、本発明の実施形態では、以下のようにする。
異偏波検出反射体の設置位置を車庫の地面中央ではなく、車両の右側か左側に寄せて設置する。複数の異偏波検出反射体を車庫の入り口側から、右左左右というように配置するようにして、異偏波検出反射体の位置が右ならば10といったID（位相差では+側）、異偏波検出反射体が左ならば01といったID（位相差では-側）、異偏波検出反射体が左右両方にあるならば00といったID（位相差では0）と意味づけする。ここで、車両にはこの上記路側IDを事前に登録し、このID（位相差）を車庫内への侵入と同時に確認していく。もしIDが同じであれば確認済みとし登録をする。異なっている場合は車体が傾いていることを通知する。
【００１４】
このように受信した方位を識別することで、該当車両がこの駐車場にとめることが可能かを判断することが可能となる。
図１は、本発明の車庫入れ支援装置の第１の実施形態を説明する図である。
【００１５】
車両後方のナンバープレート付近にレーダ送受信機２０を設置する。レーダ送信波には方向検知が可能なモノパルスレーダを用いる。例えば、送信機アンテナを垂直偏波、受信アンテナを水平偏波とする。異偏波検出反射体（コーナーリフレクタ）を図１に示すように、車庫中央の地面に埋め込むように配置し、外からの劣化などを防ぐためにレドームなどをつける。つまり、コーナーリフレクタは、地面に作られた空洞に入れるようにする。空洞の開口部は電波を通過する性質を持つ材質でできたレドームでふさぐ。レドームで蓋をするので、コーナーリフレクタの風雪等による劣化を防ぐことができる。コーナーリフレクタは、入射波と反射波の偏波が直交偏波となるように反射して、レーダに折り返す。この手段により不要な対象物からの反射波の偏波は送信波と同一偏波となるため、コーナーリフレクタからの反射波と区別でき、誤動作を抑圧できる。コーナーリフレクタが配置されていない車庫の地面には、電波吸収体を設けるのが好ましい。
【００１６】
上記のように、送信波は垂直偏波で送信しているため、偏波変更検出体上部にレーダがくると水平偏波で受信することとなる（送信を水平偏波とし、受信を垂直偏波としても可能）。また、レーダ自体はモノパルスレーダを用いているため、方向検知が可能であり、もし車体が右にかたむけば位相差が生じ、もし、検出反射体上をまっすぐ走行できていれば、位相差は０になる。このように受信した方位を識別することで、地面からの不要反射もなく検出体がどちらにむいているか判別が可能となる。車両が左右にずれている場合には、運転者に警告を鳴らし、コーナーリフレクタが車両の中央に来るように車両を操作させる。これにより、正しく車庫入れを行わせることができる。
【００１７】
上記の構成では、コーナーリフレクタは、パッシブな構成であるので、車庫に電源等を設ける必要がないので、余分なメンテナンス等の作業をなくすことができる。
図２は、コーナーリフレクタの構成を説明する図である。
【００１８】
コーナーリフレクタは、電波の反射板を４面体の底面が空いた形状に組み立て、底面の半分を偏波変更膜２１で覆うことによって構成することができる。電波は、４面体内部に入ると、３回反射して、元の方向に戻っていくようになる。このとき、偏波変更膜２１の作用により、入射波の偏波が垂直偏波の場合には、水平偏波に、水平偏波の場合には、垂直偏波に変換される。
【００１９】
図２のコーナーリフレクタの構成の詳細については、特願２００４−３２３４１７号明細書に記載されている。
図３は、コーナーリフレクタの動作を説明する図である。
【００２０】
レーダシステム２２の送信アンテナ２３から、水平偏波の電波が送信されたとする。この電波がコーナーリフレクタ２４に入ると、内部で反射し、水平偏波のまま偏波変更膜２１に入射する。偏波変更膜２１によって電波の偏波は、水平偏波から垂直偏波に変換される。そして、垂直偏波の電波として、レーダシステム２２の方に戻っていく。
【００２１】
図４は、車載レーダのブロック構成図を示す図である。
アンテナ部２５は、送信アンテナと受信アンテナからなる。送信アンテナから水平あるいは垂直の偏波を有する電波パルスをターゲットに向けて送信する。受信アンテナは、ターゲットから反射されてきた電波を受信し、レーダセンサ部２６に送る。本実施形態では、ターゲットの水平位置を検出するため、２個の受信アンテナが水平方向に並べられて設けられる。レーダセンサ部２６では、受信した電波を復調し、信号成分のみを取り出す。フィルタリング処理部２７では、余分な雑音成分を取り除き、２つの受信アンテナで受信された信号の位相差を検出することによって、ターゲットが左右のどちら側にあるのかのデータを表示部２８に渡す。２つの受信アンテナで受信された信号の位相差がない場合には、ターゲットは中央にあると判断される。
【００２２】
図５及び図６は、モノパルスレーダの動作の概念を説明する図である。
図５のレーダシステムには、１つの送信アンテナ３０と、２つの受信アンテナ３１−１、３１−２が設けられる。送信アンテナ３０からは、垂直偏波、あるいは、水平偏波の電波パルスを送信するようにする。送信アンテナ３０から送信された電波は、地面に埋め込まれたコーナーリフレクタ３２によって、反射される。このとき、偏波が元の偏波とは直交する偏波に変換される。受信アンテナ３１−１、３１−２は、送信電波が垂直偏波のときは、水平偏波受信用、送信電波が水平偏波のときは、垂直偏波受信用とする。
【００２３】
図６（ａ）に示すように、車両の後部に搭載されたレーダ３３の真下にコーナーリフレクタ３２がある場合には、レーダ３３の２つの受信アンテナで受信される信号の位相差が０となる。この位相差が完全に０でなくても、閾値±Ｘ度（Ｘは当業者が適宜設定する）以内の場合には、車両は正常に車庫入れされつつあると判断する。図６（ｂ）に示すように、レーダ３３の真下にコーナーリフレクタ３２がない場合には、レーダ３３の２つの受信アンテナが受信する信号間に位相差が生じる。この位相差を、閾値Ｘと比較することにより、位相差が±Ｘ度より大きい場合には、車庫入れにおいて、車両が異常な状態になっているとして、アラームをあげるようにする。
【００２４】
図７は、第１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
ステップＳ１０において、レーダの送信アンテナから垂直偏波を送信する。ステップＳ１１において、レーダの受信アンテナで水平偏波を受信したか否かを判断する。ステップＳ１１の判断がＮｏの場合には、水平偏波が受信されるまで待つ。ステップＳ１１の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ１２において、受信方位を算出し、ステップＳ１３において、角度が右よりか否かを判断する。ステップＳ１３の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１３の判断がＮｏの場合には、ステップＳ１４において、角度が左よりか否かを判断する。ステップＳ１４の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１４の判断がＮｏの場合には、ステップＳ１５において、運転者に正常通知を行う。ステップＳ１６では、右あるいは左に何度ずれているかを運転者に通知する。そして、処理は、ステップＳ１１に戻る。
【００２５】
ずれの角度αは、受信アンテナ間の距離をｄ、電波の波長をλ、２つの受信アンテナで受信した信号の位相差をφとすると、
α＝ｃｏｓ−１｛φλ／（２πｄ）｝
で計算できる。
【００２６】
図８及び図９は、本発明の車庫入れ支援装置の第２の実施形態を説明する図である。
本実施形態においても、第１の実施形態のコーナーリフレクタと同様のものを異偏波検出反射体として用いる。ただし、本実施形態においては、コーナーリフレクタを車庫の地面中央に配置するのではなく、中央から左右にずれた位置に配置する。配置の仕方はさまざまなものが考えられ、場合によって最適なものを選択するようにすれば良い。ここで、車両側には、ＩＤ記憶装置４０を搭載し、ＩＤの値を記憶しておくようにする。図９に示されるように、車両は、レーダ２０を使って、コーナーリフレクタが車両の右側にあるか左側にあるかを検出する。そして、コーナーリフレクタが車両の左側にある場合には、「０１」、右側にある場合には、「１０」というように、コーナーリフレクタのある位置にしたがって、数値を読み取っていく。この数値は、車両が車庫内を進むにつれ順次得られるものである。そこで、車両に搭載されたＩＤ記憶装置４０に記憶されたＩＤと、順番に比較していく。たとえば、車両が車庫の入り口に来たときに、コーナーリフレクタの位置を読み取ることにより、ＩＤ値「０１」が得られたとすると、これをＩＤ記憶装置４０に記憶されている最初のＩＤ値「０１」と比較する。今の場合、ＩＤ値が双方で一致するので、車両は正しく車庫に入れられていると判断できる。以後同様に、車両が車庫の中を進むにつれ、レーダ２０で読み取ったコーナーリフレクタの位置に従い、ＩＤ値が読み取れるので、これを車載のＩＤ記憶装置４０に記憶されたＩＤ値と順次比較していく。最後まで、ＩＤ値の一致が得られれば、車両は正常に車庫に入れられたと判断できる。車両が傾いた場合には、ＩＤ値に不一致が発生するので、この場合には、運転者にアラームを通知するようにする。図９では、コーナーリフレクタは、車庫の両端に設けられるように示しているが、実際には、車両の傾き等を検出するためには、車庫の両端より、若干中央よりに配置する必要がある。すなわち、コーナーリフレクタが車庫の両端にあると、ＩＤ値が不一致となったときにはすでに、車両が、車庫からはみ出す、あるいは、車庫の壁に衝突していることになってしまうからである。
【００２７】
また、このＩＤ値は、他の用途にも使うことができる。すなわち、車載のＩＤ記憶装置４０に記憶されたＩＤ値と一致するコーナーリフレクタの配置を有する車庫に駐車しようとすると、アラームがあがるので、各車両について、駐車許可が下りた車庫と駐車禁止となっている車庫とを検出させることができる。したがって、このようなＩＤを使った車庫入れ支援装置は、車両の駐車規制に使用することができる。
【００２８】
なお、コーナーリフレクタの配置方法の詳細は、本発明を利用する当業者に任されるものであるが、車庫入れの最中に車両が前進すると、ＩＤをどこまで読んだかわからなくなるので、連続して同じＩＤとなるようなコーナーリフレクタの配置の仕方はしないようにするのが好ましい。
【００２９】
図１０は、第２の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
図１０（ａ）のステップＳ２０において、車庫側のＩＤと一致する車両ＩＤを登録し、車両ＩＤの位置を示す変数Ｎを０に設定する。車両に登録されるＩＤは、図１０（ｂ）のように、車両ＩＤの位置を示す変数Ｎの数値にしたがって、順次「０１」、「１０」などの値を格納するものである。ステップＳ２１において、レーダから垂直偏波の電波を送信する。ステップＳ２２において、レーダの受信アンテナで水平偏波の電波が受信されるか否かを判断し、水平偏波の電波が受信されるまで待つ。ここで、レーダからの電波が水平偏波である場合には、レーダの受信アンテナで垂直偏波が受信されるまで待つ。ステップＳ２３において、コーナーリフレクタの受信方位を算出し、これをＩＤ化する。すなわち、前述したように、コーナーリフレクタが右、左のいずれにあるかにしたがって、「０１」や「１０」のＩＤを取得する。ステップＳ２４において、コーナーリフレクタの位置に従って得られたＩＤが前回取得したものから変化したか否かを判断する。ステップＳ２４における判断がＮｏの時には、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２４における判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２５において、車両のギアがバックギアに設定されているか否かを判断する。ステップＳ２５の判断がＹｅｓの場合には、車両はバックしながら車庫に入っているので、ステップＳ２６において、Ｎ番目の車両に登録されたＩＤと、読みとったＩＤとを比較し、ステップＳ２７において、車両に登録されたＩＤの位置をＮからＮ＋１に更新する。ステップＳ２５の判断がＮｏの場合には、車両は前進して、車庫から出る方向に動いているので、ステップＳ２８において、Ｎ−２番目の車両登録ＩＤと受信されたＩＤとを比較し、ステップＳ２９において、ＮをＮ−２に更新する。
【００３０】
ステップＳ３０においては、車両に登録されたＩＤとレーダで読み取られたＩＤとが同一であるか否かを判断する。ステップＳ３０の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ３１において、受信ＩＤを登録し、ステップＳ３２において、運転者に正常通知を行い、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ３０の判断がＮｏの場合には、ステップＳ３３において、車両が傾いていることの警告を運転者に通知する。このとき、車両が右よりか左よりかを通知しても良い。ステップＳ３４において、Ｎを０に初期化し、ステップＳ２２に戻る。
【００３１】
図１１は、本発明の実施形態で使用するモノパルスレーダを説明する図である。
送信アンテナ３０からは、所定の直線偏波の電波パルスが送信される。電波パルスは、ターゲット４５で反射され、２つの受信アンテナ３１で受信される。このとき、ターゲットの位置が受信アンテナ３１の位置からずれた位置にあると、２つの受信アンテナ３１のそれぞれで受信される電波パルスに位相差が生じる。受信アンテナ３１で受信された電波パルスは、信号成分が取り出され、前置処理部４６において、２つの受信アンテナ３１からの信号の和（Σ）と差（Δ）が計算される。差（Δ）は、９０°位相器４７によって位相シフトされ、演算器４８に入力される。演算器４８には、和（Σ）も入力され、−ｊΔ／Σ（ｊは虚数単位）が演算され、位相差値が算出される。ここで得られた位相差値が０の場合には、ターゲット４５は、受信アンテナ３１の正面にあることになる。
【００３２】
本発明の実施形態では、ターゲット４５は、コーナーリフレクタである。
（付記１）
車両の車庫入れを支援する装置であって、
入射した電波の偏波を、それとは直交する偏波に変換して反射する、車庫の地面に設けられた複数の反射体と、
該複数の反射体の１つからの反射波を複数の受信アンテナで受信し、各受信アンテナが受信した信号の位相差を用いて、該１つの反射体が該車両と相対しての左右、中央のいずれに位置するかを検出する、該車両に設けられたレーダ手段と、
該１つの反射体が予め定められた位置にない場合には、車両の運転者に警告を発する警告手段と、
を備えることを特徴とする車庫入れ支援装置。
【００３３】
（付記２）
前記複数の反射体は、前記車庫の地面中央に設けられ、
前記警告手段は、該複数の反射体の位置が前記車両の中央からずれた場合に警告を発することを特徴とする付記１に記載の車庫入れ支援装置。
【００３４】
（付記３）
前記複数の反射体は、前記車庫の地面中央より端よりに設けられ、
前記警告手段は、該複数の反射体の設置パターンが、予め決められたパターンでない場合に警告を発することを特徴とする付記１に記載の車庫入れ支援装置。
【００３５】
（付記４）
前記複数の反射体の設置パターンを符号に変換し、予め格納された符号と比較することにより、該複数の反射体の設置パターンが、予め決められたパターンであるか否かを判断することを特徴とする付記３に記載の車庫入れ支援装置。
【００３６】
（付記５）
前記レーダ手段はモノパルスレーダであることを特徴とする付記１に記載の車庫入れ支援装置。
【００３７】
（付記６）
前記レーダ手段は、前記車両後方のナンバープレート付近に設置されることを特徴とする付記１に記載の車庫入れ支援装置。
【００３８】
（付記７）
モノパルスを用いた位置検知レーダシステムにおいて、
対象物に対して設けられたレーダ送信機とレーダ受信機と、
それぞれに設けられた異偏波の送受信用アンテナと、
レーダ送信波を反射し、レーダ受信波とする偏波変更検出反射体と、
を設け、
対象物の位置検出を行うことを特徴とする位置検知レーダシステム。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の車庫入れ支援装置の第１の実施形態を説明する図である。
【図２】コーナーリフレクタの構成を説明する図である。
【図３】コーナーリフレクタの動作を説明する図である。
【図４】車載レーダのブロック構成図を示す図である。
【図５】モノパルスレーダの動作の概念を説明する図（その１）である。
【図６】モノパルスレーダの動作の概念を説明する図（その２）である。
【図７】第１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の車庫入れ支援装置の第２の実施形態を説明する図（その１）である。
【図９】本発明の車庫入れ支援装置の第２の実施形態を説明する図（その２）である。
【図１０】第２の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態で使用するモノパルスレーダを説明する図である。
【図１２】第１の従来技術を示す図である。
【図１３】第２の従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０      画像センサ
１１      白線
１３      磁気マーカー
２０、３３      レーダ（モノパルスレーダ）送受信機
２１      偏波変更膜
２２      レーダシステム
２３      送信アンテナ
２４、３２      コーナーリフレクタ（異偏波検出反射体）
２５      アンテナ部
２６      レーダセンサ部
２７      フィルタリング処理部２７
２８      表示部
３０      送信アンテナ
３１、３１−１、３１−２      受信アンテナ
４０      ＩＤ記憶装置
４５      ターゲット
４６      前置処理器
４７      ９０°位相器
４８      演算器
【図４】
2007326514.tif 000003
【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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