(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭ−ＣＷ波を送信して該ＦＭ−ＣＷ波の物体からの反射波を受信する送受信手段（６）と、
送信波および受信波を混合してビート信号を生成するミキサ（７）と、
ミキサ（７）で得られたビート信号を周波数分析する周波数分析手段（１３）と、
周波数分析手段（１３）による上昇側および下降側の周波数分析結果に基づき得られたピーク信号のうち、閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定する検知ピーク判定手段（１４）と、
検知ピーク判定手段（１４）で得られた上昇側および下降側の検知ピークに基づいて物体との距離および物体との相対速度の少なくとも一方を算出する物体検知手段（１５）と、
を備えた車両の物体検知装置において、
過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測するピーク信号周波数予測手段（１６）と、前記閾値を変更する閾値変更手段（２０）と、物体検知手段（１５）により物体が継続して検知されていた時間を計測する第１の計測手段（１７）とを備え、
検知ピーク判定手段（１４）は、ピーク信号周波数予測手段（１６）により予測されたピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段（２０）により変更された閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定し、
閾値変更手段（２０）は、第１の計測手段（１７）により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記閾値を減少することを特徴とする車両の物体検知装置。
【請求項２】
ＦＭ−ＣＷ波を送信して該ＦＭ−ＣＷ波の物体からの反射波を受信する送受信手段（６）と、
送信波および受信波を混合してビート信号を生成するミキサ（７）と、
ミキサ（７）で得られたビート信号を周波数分析する周波数分析手段（１３）と、
周波数分析手段（１３）による上昇側および下降側の周波数分析結果に基づき得られたピーク信号のうち、閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定する検知ピーク判定手段（１４）と、
検知ピーク判定手段（１４）で得られた上昇側および下降側の検知ピークに基づいて物体との距離および物体との相対速度の少なくとも一方を算出する物体検知手段（１５）と、
を備えた車両の物体検知装置において、
過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測するピーク信号周波数予測手段（１６）と、前記閾値を変更する閾値変更手段（２０）と、物体検知手段（１５）により物体が継続して検知されていた時間を計測する第１の計測手段（１７）とを備え、
検知ピーク判定手段（１４）は、ピーク信号周波数予測手段（１６）により予測されたピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段（２０）により変更された閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定し、
閾値変更手段（２０）は、第１の計測手段（１７）により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記閾値を減少するとともに、第１の計測手段（１７）により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記予測エリアを広くすることを特徴とする車両の物体検知装置。
【請求項３】
周波数分析手段（１３）による周波数分析結果により求められた任意のピーク信号の存在時間を計測する第２の計測手段（１８）を備え、  検知ピーク判定手段（１４）は、第２の計測手段（１８）により計測された予測エリア内のピーク信号の存在時間が所定値以上であるときに、そのピーク信号を検知ピークとして判定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両の物体検知装置。
【請求項４】
周波数分析手段（１３）による周波数分析結果を複数回加算する加算手段（１９）を備え、
検知ピーク判定手段（１４）は、加算手段（１９）により得られた周波数分析結果を用いて検知ピークの判定を行うことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両の物体検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＭ−ＣＷ波（周波数変調連続波）を用いたレーダー装置で先行車等の物体を検知するための車両の物体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両の物体検知装置は、例えば特開平１１−３８１２９号公報により公知である。
【０００３】
図５に示すように、従来のＦＭ−ＣＷ波を用いた物体検知装置は、タイミング信号生成回路１から入力されるタイミング信号に基づいて発振器３の発信作動がＦＭ変調制御回路２により変調制御され、図６（ａ）に実線で示すように、周波数が三角波状に変調された送信波がアンプ４およびサーキュレータ５を介して送受信アンテンナ６から送信される。このＦＭ−ＣＷ波が先行車等の物体に反射された反射波が送受信アンテンナ６に受信されると、この受信波は、例えば物体が自車に接近してくる場合には、図６（ａ）に破線で示すように、送信波の周波数が直線的に増加する上昇側では送信波よりも低い周波数で送信波から遅れて出現し、また送信波の周波数が直線的に減少する下降側では送信波よりも高い周波数で送信波から遅れて出現する。
【０００４】
送受信アンテンナ６で受信した受信波はサーキュレータ５を介してミキサ７に入力される。ミキサ７には、サーキュレータ５からの受信波の他に発振器３から出力される送信波から分配された走信波がアンプ８を介して入力されており、ミキサ７で送信波および受信波が混合されることにより、図６（ｂ）に示すように、送信波の周波数が直線的に増加する上昇側でピーク周波数Ｆｕｐを有し、送信波の周波数が直線的に減少する下降側でピーク周波数Ｆｄｎを有するビート信号が生成される。
【０００５】
ミキサ７で得られたビート信号はアンプ９で必要なレベルの振幅に増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１０によりサンプリングタイム毎にＡ／Ｄ変換され、デジタル化された増幅データがメモリ１１に時系列的に記憶保持される。このメモリ１１には、タイミング信号生成回路１からタイミング信号が入力されており、そのタイミング信号に応じてメモリ１１は、送受信波の周波数が増加する上昇側および前記周波数が減少する下降側毎にデータを記憶保持することになる。
【０００６】
メモリ１１に記憶保持されたデータは周波数分析手段１３、検知ピーク判定手段１４および物体検知手段１５を備えたＣＰＵ１２に入力され、そのＣＰＵ１２で前記入力データに基づく演算処理が実行される。
【０００７】
周波数分析手段１３は、メモリ１１に記憶されたビート信号のデータを周波数分析してスペクトル分布を求めるものであり、周波数分析の手法としては、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）が用いられる。
【０００８】
検知ピーク判定手段１４は、周波数分析手段１３での周波数分析により得られたスペクトルデータを基に、検知レベルが所定の閾値以上で極大値となるスペクトル（ピーク信号）を検出する。図７（ａ）に示す上昇側のピーク信号と図７（ｂ）に示す下降側のピーク信号とは、物体との相対速度が「０」であるときのピーク位置を挟んで対称的に検知される。
【０００９】
物体検知手段１５は、検知ピーク判定手段１４で得られた上昇側のピーク周波数Ｆｕｐおよび下降側のピーク周波数Ｆｄｎに基づいて、物体の相対距離および相対速度を算出する。具体的には、両ピーク周波数Ｆｕｐ，Ｆｄｎの和に基づいて物体までの距離が算出され、両ピーク周波数Ｆｕｐ，Ｆｄｎの差に基づいて物体との相対速度が算出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記物体検知装置により検知される検知レベルは、自車と物体との距離が増加するに伴って低下する（図２参照）。図３（ａ）には、時刻Ｔにおけるスペクトルデータが示されており、自車から遠ざかる物体は鎖線で示す閾値以上のピーク信号Ｐａ１を有しており、それ以外のノイズに起因する２つのピーク信号Ｐｃ１，Ｐｃ２は閾値未満の大きさである。図３（ｃ）には、時刻Ｔ＋１におけるスペクトルデータが示されており、物体との距離が増加したことにより物体のピーク信号Ｐａ１が鎖線で示す閾値未満に低下するため、その時点で物体を検知できなくなる問題がある。このような不具合を解消するために、物体を検知できるレベルまで閾値低下させると、物体を検知できるものの、ノイズに起因する他の２つのピーク信号Ｐｃ１，Ｐｃ２を物体と誤認する新たな問題が発生してしまう。
【００１１】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、物体によるピーク信号とノイズによるピーク信号とを的確に識別して物体検知装置による検知能力を高めることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ＦＭ−ＣＷ波を送信して該ＦＭ−ＣＷ波の物体からの反射波を受信する送受信手段と、送信波および受信波を混合してビート信号を生成するミキサと、ミキサで得られたビート信号を周波数分析する周波数分析手段と、周波数分析手段による上昇側および下降側の周波数分析結果に基づき得られたピーク信号のうち、閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定する検知ピーク判定手段と、検知ピーク判定手段で得られた上昇側および下降側の検知ピークに基づいて物体との距離および物体との相対速度の少なくとも一方を算出する物体検知手段とを備えた車両の物体検知装置において、過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測するピーク信号周波数予測手段と、前記閾値を変更する閾値変更手段と、物体検知手段により物体が継続して検知されていた時間を計測する第１の計測手段とを備え、検知ピーク判定手段は、ピーク信号周波数予測手段により予測されたピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段により変更された閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定し、閾値変更手段は、第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記閾値を減少することを特徴とする車両の物体検知装置が提案される。
【００１３】
上記構成によれば、過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測し、このピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段により変更された閾値以上のピーク信号を物体の検知ピークとして判定するので、今回新たに検知されたピーク信号が過去に検知された物体のものか、ノイズに起因するものかを確実に判別し、物体検知装置による検知能力を高めることができる。しかも第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて閾値を減少するので、ピーク信号が物体のものである可能性が高いときに該物体を確実に検知することができる。
【００１４】
また請求項２に記載された発明によれば、ＦＭ−ＣＷ波を送信して該ＦＭ−ＣＷ波の物体からの反射波を受信する送受信手段と、送信波および受信波を混合してビート信号を生成するミキサと、ミキサで得られたビート信号を周波数分析する周波数分析手段と、周波数分析手段による上昇側および下降側の周波数分析結果に基づき得られたピーク信号のうち、閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定する検知ピーク判定手段と、検知ピーク判定手段で得られた上昇側および下降側の検知ピークに基づいて物体との距離および物体との相対速度の少なくとも一方を算出する物体検知手段とを備えた車両の物体検知装置において、過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測するピーク信号周波数予測手段と、前記閾値を変更する閾値変更手段と、物体検知手段により物体が継続して検知されていた時間を計測する第１の計測手段とを備え、検知ピーク判定手段は、ピーク信号周波数予測手段により予測されたピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段により変更された閾値以上のピーク信号を検知ピークとして判定し、閾値変更手段は、第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記閾値を減少するとともに、第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記予測エリアを広くすることを特徴とする車両の物体検知装置が提案される。
【００１５】
上記構成によれば、過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測し、このピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段により変更された閾値以上のピーク信号を物体の検知ピークとして判定するので、今回新たに検知されたピーク信号が過去に検知された物体のものか、ノイズに起因するものかを確実に判別し、物体検知装置による検知能力を高めることができる。しかも第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記閾値を減少するとともに予測エリアを広くするので、ピーク信号が物体のものである可能性が高いときに該物体の検知漏れを確実に防止することができる。
【００１６】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、周波数分析手段による周波数分析結果により求められた任意のピーク信号の存在時間を計測する第２の計測手段を備え、検知ピーク判定手段は、第２の計測手段により計測された予測エリア内のピーク信号の存在時間が所定値以上であるときに、そのピーク信号を検知ピークとして判定することを特徴とする車両の物体検知装置が提案される。
【００１７】
上記構成によれば、第２の計測手段により予測エリア内のピーク信号の存在時間を計測し、そのピーク信号の存在時間が所定値以上であるときに検知ピークであると判定するので、ノイズの影響を効果的に排除して検知ピークの信頼性を高めることができる。
【００１８】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、周波数分析手段による周波数分析結果を複数回加算する加算手段を備え、検知ピーク判定手段は、加算手段により得られた周波数分析結果を用いて検知ピークの判定を行うことを特徴とする車両の物体検知装置が提案される。
【００１９】
上記構成によれば、周波数分析結果を複数回加算して得られた値を用いて検知ピークの判定を行うので、単発的なノイズの影響を確実に排除して検知ピークの信頼性を更に高めることができる。
【００２０】
尚、送受信アンテナ６は本発明の送受信手段に対応する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図４は本発明の実施例を示すもので、図１は物体検知装置の全体構成図、図２は自車および物体間の距離と検知レベルとの関係を示すグラフ、図３は時間の経過に伴う検知レベルの変化を示すタイムチャート、図４は作用を説明するフローチャートである。
【００２３】
図１には本実施例の物体検知装置のＣＰＵ１２の回路構成が示される。ＣＰＵ１２以外の構成は、図５のものと同一である。図５で説明した従来のＣＰＵ１２は、周波数分析手段１３と、検知ピーク判定手段１４と、物体検知手段１５とを備えていたが、第１〜第５実施例のＣＰＵ１２は更にピーク信号周波数予測手段１６および閾値変更手段２０を備えている。ピーク信号周波数予測手段１６は、現在（時刻ｔ）の物体の相対距離および相対速度から将来（時刻ｔ＋１）の物体の相対距離および相対速度を予測する。また閾値変更手段２０は後述する予測エリア内において閾値を変更する。
【００２４】
尚、図１における第１の計測手段１７は後述する第２実施例および第３実施例で使用され、第２の計測手段１８は後述する第４実施例で使用され、加算手段１９は後述する第５実施例で使用される。
【００２５】
以下、本発明の第１実施例について説明すると、図３（ａ）に示すように、時刻ｔにおいて自車から遠ざかる先行車は鎖線で示す閾値以上のピーク信号Ｐａ１を有しており、それ以外のノイズに起因する２つのピーク信号Ｐｃ１，Ｐｃ２は閾値未満の大きさである。図３（ｂ）に示すように、ピーク信号Ｐａ１に基づいて検知した先行車の車間距離および相対速度に基づいて、ピーク信号周波数予測手段１６が時刻ｔ＋１におけるピーク信号Ｐａ１の予測周波数を算出し、その予測周波数の近傍に予測エリアが設定される。
【００２６】
このようにして予測エリアが設定されると、閾値変更手段２０が予測エリア内の閾値を予測エリア外の閾値よりも低くなるように変更する。図２で説明したように、レーダー装置により検知される検知レベルは先行車との車間距離が増加するに伴って低下するため、図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ＋１に先行車のピーク信号Ｐａ１が変更前の閾値未満に低下しても、そのピーク信号Ｐａ１が前記予測エリアに存在すれば、予測エリア内の閾値が低く変更されたことでピーク信号Ｐａ１が変更後の閾値を越えるため、そのピーク信号Ｐａ１が先行車のものであると判定することができる。
【００２７】
このとき、予測エリア外の閾値は変更されないため、ノイズに起因する他の２つのピーク信号Ｐｃ１，Ｐｃ２が存在しても、その大きさは閾値未満となり、時刻ｔ＋１においてもノイズに起因するものであると判定することができる。
【００２８】
以上のようにしてピーク信号周波数予測手段１６が予測した予測エリア内では閾値が低く変更されるので、そこに存在するピーク信号Ｐａ１が小さくなっても変更後の閾値を越えることで先行車のものであると判定でき、しかも予測エリア外に存在するノイズに起因する他の２つのピーク信号Ｐｃ１，Ｐｃ２を先行車のものであると誤判定する虞もないため、物体検知装置の検知精度を効果的に高めることができる。
【００２９】
次に、上記作用を図４のフローチャートに基づいて更に説明する。
【００３０】
先ずステップＳ１でビート信号をサンプリングし、ステップＳ２で前記ビート信号をＦＦＴ処理してスペクトルデータを求め、ステップＳ３で検知スペクトラムのうちからピーク信号Ｐｎを抽出する。そしてステップＳ４で前記ピーク信号Ｐｎのレベルが閾値以上であれば、ステップＳ５でピーク信号Ｐｎを物体の検知ピークＰｎａとし、ステップＳ６で検知ピークＰｎａより物体の相対速度および相対距離を算出し、ステップＳ７で物体の相対速度および相対距離より、次回の予測位置ピーク信号Ｐｎｂを算出する。
【００３１】
一方、前記ステップＳ４で前記ピーク信号Ｐｎのレベルが閾値未満であれば、ステップＳ８で前回の検知ピークＰｎａから算出した予測位置ピーク信号Ｐｎｂに着目し、予測位置ピーク信号Ｐｎｂの近傍に予測エリアを設定するとともに、その予測エリアにおける閾値を低下させる。続くステップＳ９で予測エリアに今回のピーク信号Ｐｎが存在し、かつステップＳ１０でピーク信号Ｐｎのレベルが変更後の閾値以上であれば、前記ステップＳ５に移行して今回のピーク信号Ｐｎを物体の検知ピークＰｎａとする。また前記ステップＳ９で予測位置ピーク信号Ｐｎｂの近傍の予測エリアに今回のピーク信号Ｐｎが存在しなければ、あるいは前記ステップＳ１０でピーク信号Ｐｎのレベルが変更後の閾値未満であれば、ステップＳ１１で今回のピーク信号Ｐｎを物体の検知ピークＰｎａとしない。
【００３２】
次に、本発明の第２実施例を説明する。
【００３３】
第２実施例は、図１におけるピーク信号周波数予測手段１６、閾値変更手段２０および第１の計測手段１７を用いるものである。本第２実施例では、物体検知手段１５により先行車が継続して検知されていた時間Ｔを第１の計測手段１７で計測し、その時間Ｔが長いときには先行車の検知データの信頼性が高いことから、閾値変更手段２０が前記閾値を時間Ｔの長さに応じて減少させることにより、検知漏れを防止して先行車を一層確実に検知できるようにしている。具体的には、先行車が継続して検知されていた時間がＴである場合に、ａを定数として、閾値ＴｈをＴｈ←Ｔｈ−ａ＊Ｔに減少させる。従って、時間Ｔが増加するに伴って閾値Ｔｈはリニアに減少することになる。
【００３４】
次に、本発明の第３実施例を説明する。
【００３５】
第３実施例は、図１におけるピーク信号周波数予測手段１６、閾値変更手段２０および第１の計測手段１７を用いるものである。本実施例では、先行車が継続して検知されていた時間Ｔに応じて閾値を減少させることに加えて、前記時間Ｔに応じてピーク信号周波数予測手段１６が予測した予測エリアの幅を増加させる。一般的に予測エリアの幅を増加させると誤検知の可能性が高まるが、先行車が継続して検知されていた時間Ｔが長いときには、先行車の検知データの信頼性が高いことから、予測エリアの幅を増加させても誤検知の可能性が増加することがなく、先行車の検知漏れを効果的に防止することができる。
【００３６】
次に、本発明の第４実施例を説明する。
【００３７】
第４実施例は、図１におけるピーク信号周波数予測手段１６、閾値変更手段２０および第２の計測手段１８を用いるものである。ノイズのような散発的な外乱によりピーク信号が検知されている場合には、継続して同じ場所にピーク信号が発生する可能性は少なくなる。そこで任意のピーク信号の存在時間を第２の計測手段１８で計測することで、先行車によるピーク信号かノイズによるピーク信号かを判定し、予測エリア内のピーク信号が所定時間を越えて継続的に検知された場合に限り、そのピーク信号を検知ピークとすることで、ノイズに起因する誤検知を確実に排除して検知ピークの信頼性を高めることができる。
【００３８】
次に、本発明の第５実施例を説明する。
【００３９】
第５実施例は、図１におけるピーク信号周波数予測手段１６、閾値変更手段２０および加算手段１９を用いるものである。本実施例では、予測エリア内の周波数分析の結果を過去に分析された分まで複数回に亘って加算（積分）することにより、継続して検知されている先行車によるピーク信号と散発的に発生するノイズによるピーク信号とを一層確実に判別し、ノイズによる誤検知を確実に防止することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測し、このピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段により変更された閾値以上のピーク信号を物体の検知ピークとして判定するので、今回新たに検知されたピーク信号が過去に検知された物体のものか、ノイズに起因するものかを確実に判別し、物体検知装置による検知能力を高めることができる。しかも第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて閾値を減少するので、ピーク信号が物体のものである可能性が高いときに該物体を確実に検知することができる。
【００４２】
また請求項２に記載された発明によれば、過去に検知された物体の距離および相対速度から将来のピーク信号周波数を予測し、このピーク信号周波数を含む予測エリアにおいて、閾値変更手段により変更された閾値以上のピーク信号を物体の検知ピークとして判定するので、今回新たに検知されたピーク信号が過去に検知された物体のものか、ノイズに起因するものかを確実に判別し、物体検知装置による検知能力を高めることができる。しかも第１の計測手段により計測された物体の検知時間が長くなるに応じて前記閾値を減少するとともに予測エリアを広くするので、ピーク信号が物体のものである可能性が高いときに該物体の検知漏れを確実に防止することができる。
【００４３】
また請求項３に記載された発明によれば、第２の計測手段により予測エリア内のピーク信号の存在時間を計測し、そのピーク信号の存在時間が所定値以上であるときに検知ピークであると判定するので、ノイズの影響を効果的に排除して検知ピークの信頼性を高めることができる。
【００４４】
また請求項４に記載された発明によれば、周波数分析結果を複数回加算して得られた値を用いて検知ピークの判定を行うので、単発的なノイズの影響を確実に排除して検知ピークの信頼性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  物体検知装置の全体構成図
【図２】  自車および物体間の距離と検知レベルとの関係を示すグラフ
【図３】  時間の経過に伴う検知レベルの変化を示すタイムチャート
【図４】  作用を説明するフローチャート
【図５】  従来の物体検知装置の全体構成図
【図６】  送受信アンテナに対して物体が接近移動しているときの送受信波の波形およびピーク周波数を示すグラフ
【図７】  検知ピーク判定手段で検知されたピーク信号を示すグラフ
【符号の説明】
６          送受信アンテナ（送受信手段）
７          ミキサ
１３        周波数分析手段
１４        検知ピーク判定手段
１５        物体検知手段
１６        ピーク信号周波数予測手段
１７        第１の計測手段
１８        第２の計測手段
１９        加算手段
２０        閾値変更手段
【図１】
0003999472.tif 000002
【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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