CN101970273B - 车辆行驶辅助装置及使用该装置的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆行驶辅助装置,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会对车辆行驶进行稳定地辅助控制,对转向装置等的动作进行适当的控制。根据本发明的车辆行驶辅助装置(10),在满足第(1)条件的情况下,即,在随着距所述车辆的距离越远,所述左侧行车路线标识及右侧行车路线标识在所述道路宽度方向上的间隔渐渐变大,并且从界定所述行驶区域的观点来看,该变大达到了不适当的程度的情况下,将假想行驶区域设定为行驶区域。并且,对转向装置(14)等的动作进行控制以使车辆不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种辅助车辆行驶的装置,该装置基于配备在车辆上的摄像装置所拍摄的图像对该车辆的行驶进行辅助控制。
背景技术
现有技术中存在有这样一种技术:在车辆上配备相机,根据该相机所拍摄的图像来识别车辆的行驶道路上的行车线、道钉等行车路线标识(参照日本发明专利公开公报特开2001-023094)。并且,还有这样一种技术:识别出分别配置在车辆行驶路线的左侧及右侧的行车路线标识,对行驶转向装置等的动作进行控制,以使车辆不会驶出所识别出的左侧及右侧行车路线标识之间的行驶区域(参照日本发明专利公开公报特开2006-264405)。
然而,在左侧或右侧行车路线标识中的至少一方在途中不能识别时,行驶区域的界定以及对转向装置等的控制有可能会停止,从而不再对车辆的行驶进行辅助控制。例如,在岔路口,分岔前的道路上的左侧及右侧行车路线标识会分别向不同的岔路延伸,这种情况下,当车辆刚刚驶入一个岔路时,对转向装置等的动作控制有可能会停止,从而不对车辆的行驶进行辅助控制。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种车辆行驶辅助装置,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,对转向装置等的动作进行适当的控制。
本发明第1技术方案的车辆行驶辅助装置,包括第1处理机构与 第2处理机构。在车辆上配备有摄像装置,所述第1处理机构根据通过该摄像装置取得的图像,识别行车路线标识在所述车辆行驶道路上的有无及配置情况,并识别由所述道路的宽度方向上分开配置的左侧行车路线标识及右侧行车路线标识所界定的行驶区域。第2处理机构对转向装置及制动装置中的一方或两方的动作进行控制,以使所述车辆不会驶出由所述第1处理机构识别出的所述行驶区域。若满足第1条件,则所述第1处理机构将假想行驶区域识别为所述行驶区域。所述第1条件是指,随着距所述车辆的距离越远,所述左侧行车路线标识及右侧行车路线标识在所述道路宽度方向上的间隔渐渐变大,并且从界定所述行驶区域的观点来看,该变大达到了不适当的程度。所述假想行驶区域是指,其一侧由基准行车路线标识所界定,且其另一侧由在车辆的预定行驶道路的宽度方向偏离基准行车路线标识的假想行车路线标识所界定的区域。所述基准行车路线标识是指,沿车辆的预定行驶道路延伸的左侧行车路线标识或右侧行车路线标识。
若采用第1技术方案所述的车辆行驶辅助装置,在满足第1条件的情况下,即,在随着距所述车辆的距离越远,所述左侧行车路线标识及右侧行车路线标识在所述道路宽度方向上的间隔渐渐变大,并且从界定所述行驶区域的观点来看,该变大达到了不适当的程度的情况下,将“假想行驶区域”设定为行驶区域。“假想行驶区域”是指,一侧由“基准行车路线标识”所界定,且另一侧由在车辆的预定行驶道路的宽度方向偏离基准行车路线标识的“假想行车路线标识”所界定的区域。“基准行车路线标识”是指,沿车辆的预定行驶道路延伸的左侧行车路线标识或右侧行车路线标识。从而,尽管在车辆的预定行驶道路上只有一侧存在行车路线标识,也会将该一侧的行车路线标识作为基准标识并且假想出可界定行驶区域的行车路线标识。这是因为:在满足第1条件的前提下,(1)、由于车辆1行驶方向上的道路有分岔,在分岔前的道路上配置的左侧及右侧行车路线标识会分别向不同的岔路延伸;并且,(2)、向各岔路延伸的各行车路线标识依然会构成各道路的一侧的行车路线标识的盖然性很高。之后,对转 向装置及制动装置(可适当地称为“转向装置等”)中的一方或两方的动作进行控制,以使车辆不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域。从而,在车辆从左右两侧均配置有行车路线标识的分岔前的道路行驶进入只在左右两侧中的一侧配置有行车路线标识的分岔后道路上时,对转向装置等的动作的控制并不立即中断,依然对车辆的行驶进行辅助控制。即,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,对转向装置等的动作进行适当的控制。
另外,本发明中所说的“识别”包括:从数据库中检索信息;从存储器等存贮装置中读取信息;根据传感器等部件的输出信号测定、计算、推定、判断信息;将通过测定等得到的信息存储在存储器中;为了进一步处理该信息而进行的准备中所必需的信息处理。
第2技术方案是在第1技术方案的车辆行驶辅助装置的结构的基础上实现的,在第1技术方案的车辆行驶辅助装置的结构的基础上,第2技术方案的车辆行驶辅助控制装置,若满足第2条件则将所述假想行驶区域识别为所述行驶区域。所述第2条件包括:满足第1条件的行车路线标识附近处的行车路线标识的曲率在第1阈值以下、满足第1条件的行车路线标识附近处的行车路线标识的曲率的变化率在第2阈值以下、以及满足第1条件的行车路线标识附近处的所述基准行车路线标识在道路宽度方向上的偏差幅度在第3阈值以下这三个条件中的一部分或全部。
若采用第2技术方案所述的车辆行驶辅助装置,若满足“第2条件”,即,若根据在满足第1条件的基准行车路线标识附近的基准行车路线标识曲率的变化率等,判断为该基准行车路线标识作为界定行驶区域的左右任一侧的基准是充分可靠的,则将假想行驶区域识别为行驶区域。并且,如上所述,对转向装置等的动作进行控制以使车辆不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域。从而,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,对转向装置等的动作进行适当 的控制。
第3技术方案:在第1技术方案所述的车辆行驶辅助装置的基础上,第1处理机构对所述基准行车路线标识的可靠度进行评价,以所评价出的该可靠度在基准值以上为第3条件,若满足第3条件,则将所述假想行驶区域设定为所述行驶区域。
若采用第3技术方案所述的车辆行驶辅助装置,若满足“第3条件”,即,若基准行车路线标识的可靠度在基准值以上,则将由该基准行车路线标识与假想行车路线标识所界定的假想行驶区域设定为行驶区域。并且,如上所述,对转向装置等的动作进行控制以使车辆不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域。从而,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,对转向装置等的动作进行适当的控制。
第4技术方案:在第3技术方案所述的车辆行驶辅助装置的结构的基础上,将以所述第1处理机构对所述基准行车路线标识的以所述车辆为基准的可识别距离、以及所述基准行车路线标识的边界点的个数这二者中的一方或两方的函数评价为所述基准行车路线标识的可靠度。
若采用第4技术方案所述的车辆行驶辅助装置,在以车辆为基准的较远处的行车路线标识也可被识别的情况下,或者在所识别出的行车路线标识的密度较高的情况下,对行车路线标识的可靠度的评价也较高。与此相对,在以车辆为基准的较近处的行车路线标识不能识别的情况下,或者在所识别出的行车路线标识的密度较低的情况下,对行车路线标识的可靠度的评价也较低。并且,如上所述,对转向装置等的动作进行控制以使车辆不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域。从而,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出的行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,对转向装置等的动作进行适当的控制。
第5技术方案的车辆配备有摄像装置、转向装置、制动装置、权 利要求1所述的车辆行驶辅助控制装置。
若采用第5技术方案所述的车辆,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,对转向装置等的动作进行适当的控制。即,在岔路口,分岔前的道路上的左侧及右侧行车路线标识会分别向不同的岔路延伸,即使在这种情况下,当车辆刚刚驶入一个岔路时,对转向装置等的动作控制也不会停止,从而继续对车辆的行驶进行辅助控制。
第6技术方案的车辆行驶辅助程序使配备在车辆上的计算机起到权利要求所述的车辆行驶辅助装置的功能。
若采用第6技术方案所述的车辆行驶辅助程序,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,从对车辆稳定地行驶进行辅助控制的角度,使车辆上配备的计算机也可起到对转向装置等的动作进行适当的控制的功能。
附图说明
图1为本发明的车辆的结构说明图;
图2为本发明的车辆行驶辅助装置的结构说明图;
图3为表示本发明车辆行驶辅助装置的功能的流程图;
图4中(a)为对表示没有岔路的道路情况的图像的说明图;(b)为对表示有岔路的道路情况的图像的说明图;
图5为对行车路线标识及行驶区域的识别方法的说明图;
图6中(a)为对第1条件的说明图;(b)为对第2条件的说明图;(c)为对第3条件的说明图;
图7为对假想行车路线标识及假想行驶区域的识别方法的说明图;
图8为对车辆行驶辅助控制的说明图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明车辆行驶辅助装置等的实施方式进行说明。
图1及图2所示的车辆(四轮汽车)1配备有CCD照相机、例如CMOS图像传感器或近红外线照相机等的照相机(摄像装置)12、车辆行驶辅助装置10。照相机12安装在车厢内部空间,透过车前玻璃拍摄车辆1前方的景象。如图2所示,车辆1还配备有车速传感器122、加速度传感器124、偏航角速度传感器126及扭矩传感器等的传感器、转向装置14、制动装置16。车速传感器122、加速度传感器124及偏航角速度传感器126分别输出与车辆1的速度、加速度及偏航角速度分别相应的信号。在操作者转动方向盘时,通过转向轴等与方向盘连接的齿轮上会产生转向扭矩,如日本发明专利公开公报2003-154960中的记载,扭矩传感器128输出与该转向扭矩相应的信号。转向装置14通过驱动器对转动方向盘时所驱动的前轮转向机构进行驱动。另外,转向装置14也可不驱动前轮转向机构而是驱动后轮转向机构,或者既驱动前轮转向机构又驱动后轮转向机构。
车辆行驶辅助装置10由计算机或ECU(电控单元,由CPU、ROM、RAM等构成)构成。车辆行驶辅助装置10接收从照相机12及速度传感器122等输出的信号。CPU从存储机构中读取出“车辆行驶辅助程序”,并且,按照读出的该程序进行下述的各种处理。另外,该程序可由服务器通过网络或卫星随时向车辆1发送或传送,从而存储在车载计算机的RAM等存储装置中。
车辆行驶辅助装置10具有第1处理机构110及第2处理机构120。根据通过照相机12得到的表示车辆1的行驶道路的图像,第1处理机构110识别出该车辆1所行驶的道路上是否有行车路线标识并识别出行车路线标志的配置。第1处理机构110识别出由在道路宽度方向分开配置的左侧及右侧行车路线标识所界定的“行驶区域”。在左侧及右侧行车路线标识不宜界定出行驶区域情况下,第1处理机构110以下述的“假想行驶区域”为“行驶区域”。第2处理机构120对转向装置14及制动装置16的一方或两方的动作进行控制,以使车辆1不会驶 出由第1处理机构110所识别出的行驶区域。
下面对具有上述结构的车辆1及车辆行驶辅助装置10的功能进行说明。
首先,通过照相机12取得表示车辆1的前方或行驶方向的情况的图像(图3/S002)。从而,取得例如图4中(a)或(b)所示的图像(数字图像)。另外,图4中(a)所示为没有分岔的道路在车辆1前方延伸的情况,图4中(b)为表示道路在车辆1前方有分岔的情况的图像。
根据所取得的图像,由第1处理机构110识别出在车辆坐标系(以车辆1为基准的坐标系)或自然空间坐标系中是否有行车路线标识,以及行车路线标识在车辆坐标系或自然空间坐标系中的具体设置(图3/S004)。从而,在图像中识别出辉度变化较大的行车路线标识的边界点的位置。之后,通过坐标变换,根据得到的图像(例如图4中(a)及(b)分别所示的图像)将边界点(黑点)在图像坐标系中的位置转换为在车辆坐标系中的位置,从而识别出边界点在车辆坐标系中的位置(例如图5及图7所示)。将车辆1前方及左方分别定义为车辆坐标系的+x方向及+y方向。将配置在车辆1的左侧及右侧的行车路线标识分别识别为左侧路线标识及右侧路线标识。关于识别虫点(Botts Dots)或行车线(白线)的图像处理方法,例如日本发明专利公开公报特开2006-269605、特开2006-309499、特开2006-331193中的记载。
之后,由第1处理机构110判断左侧及右侧行车路线标识所界定的行驶区域是否可识别(图3/S006)。若判断结果为由左侧及右侧行车路线标识所界定的行驶区域可识别(图3/S006-YES),则识别该行驶区域(图3/S008)。从而,以例如图5所示的由左右两侧行车路线标识或者其边界点所界定的区域(斜线区域)为行驶区域。并且,由第2处理机构120执行车辆行驶辅助控制,从而对转向装置14等的动作进行控制以使车辆1不会驶出行驶区域之外(图3/S018)。在进行车辆行驶辅助控制时,根据车速传感器122的输出信号计算车辆 1的速度v,将该速度v乘以特定的时间常数τ从而计算出注视点距离Lm。而且,如图8所示,将基准路线上的在车辆的前方(+x方向)距车辆距离为Lm的点设定为目标位置p。将由第1处理机构110识别出的行驶区域的中心线或者从该中心线向左或向右稍稍偏离的路线定义为基准路线。将以一定的曲率从车辆1的当前位置向目标位置p变化的路线设定为目标移动路线(如图8中实线所示)。根据偏航角速度传感器126的输出信号计算车辆1的偏航角速度,根据车速v与该偏航角速度识别出车辆1的预测移动路线(如图8中虚线所示)。计算目标移动路线与预测移动路线在x轴坐标等于注视点距离Lm处的偏差(距离)Em。并且,基于车速v、注视点距离Lm及该偏差Em,按照式(1)计算出横向加速度修正量Gcmp。
Gcmp=2Em·v2/(Lm2+Em2) ......(1)
并且,控制转向装置14等的动作以使横向加速度修正量Gcmp作用于车辆1。从而使得车辆1不是按照预测移动路线(参照图8中虚线)行驶,而是按照目标移动路线(参照图8中实线所示)行驶。从而,使助力扭矩产生并作用于车辆1,以尽快地消除横向位置偏差δy及角度偏差δθ,从而辅助车辆1的行驶,使其不会驶出行驶区域。
另外,若判断结果为由左侧及右侧行车路线标识所界定的行驶区域不可识别(图3/S006-NO),则进一步判断是否满足“第1条件”(图3/S010)。所谓“第1条件”是指,距车辆1的距离越远,左侧行车路线标识与右侧行车路线标识在道路宽度方向上的间隔逐渐变大,并且从界定行驶区域的观点来看,该变大达到了不适当的程度。例如,如图6所示,在车辆坐标系中x坐标值越大,左侧行车路线标识与右侧行车路线标识(具体是指由各路线标识的边界点所构成的左侧线与右侧线)在y方向上的间隔也越大,此种情况判断为满足第1条件。另外,也可以代替上述情况或者在其基础上增加如下情况为第1条件,即,在车辆坐标系中x坐标值越大,左侧行车路线标识与右侧行车路线标识所成的角度也越大。
若判断结果为满足第1条件(图3/S010-YES),则由第1处理 机构110判断是否满足第2条件(图3/S012)。所谓“第2条件”是指,满足第1条件的行车路线标识附近处的行车路线标识的曲率在第1阈值以下、该曲率变化在第2阈值以下、以及基准行车路线标识在道路宽度方向上的偏差幅度在第3阈值以下这三个条件中的一部分或全部。所谓“基准行车路线标识”意思是说沿车辆1的预定行驶道路延伸的左侧行车路线标识或右侧行车路线标识。例如,车辆1预定驶向左侧的岔路时,图7所示的左侧行车路线标识被识别为基准行车路线标识。另外,关于车辆1的预定行驶道路,可根据由配备在车辆1上的导航装置(未图示)设定的推荐路线来识别,也可根据基于速度传感器122及偏航角速度传感器126等的输出所表示的车辆1的速度及偏航角速度预测出的行驶路线来识别。例如,若在k时刻判断为满足第1条件,则如图6中(b)所示,将如下二者进行比较,即,根据k-1时刻之前累积的所有的图像所识别的基准行车路线标识的曲率,以及根据当前时刻k的图像所识别的基准行车路线标识的曲率。图6中(b)所示的情况为,过去及当前的在自然空间坐标系或车辆坐标系中的基准行车路线标识大概为直线,即曲率大致为零,其变化率也大致为零,并且,在道路宽度方向上的偏差幅度也几乎没有,则此种情况判断为满足第2条件。
若判断结果为满足第2条件(图3/S012-YES),则由第1处理机构判断是否满足第3条件(图3/S014)。所谓“第3条件”是指,基准行车路线的可靠度在基准值以上。关于基准行车路线的可靠度,具体点说,如图6中(c)所示,将以车辆1为基准的、基准行车路线标识的边界点的可识别距离L以及边界点的个数n中的一方或两方的函数作为基准行车路线标识的可靠度。即,基准行车路线的边界点的可识别距离L越长,以及/或者,边界点的个数n越多,则对基准行车路线标识的可靠度的评价也越高。
若判断结果为满足第3条件(图3/S014-YES),则由第1处理机构110将假想行驶区域识别为行驶区域(图3/S016)。所谓“假想行驶区域”是指,其一侧由基准行车路线标识所界定,且其另一侧由在 车辆1的预定行驶道路的宽度方向偏离基准行车路线标识的假想行车路线标识所界定的区域。从而,如图7所示,将斜线区域识别为假想行驶区域,该斜线区域的左侧由基准行车路线标识或者说左侧行车路线标识(实线)界定,右侧由从基准行车路线标识向右偏离一定距离的假想行车路线标识(点划线)界定。基准行车路线标识与假想行车路线标识的间隔,可采用之前所识别出的行驶区域的道路宽度方向的间隔的平均值。之后,如前所述,由第2处理机构120执行车辆行驶辅助控制,对转向装置14等的动作进行控制以使车辆1不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域(图3/S018)。另外,若判断结果为不满足第1条件、第2条件、第3条件中的任何一个(图3/S010-NO、S012-NO、S014-NO),则不对车辆1进行行驶辅助控制。
根据具有如前所述结构的车辆1及车辆行驶辅助装置10,在满足“第1条件”的情况下,即,在距车辆1的距离越远左侧行车路线标识与右侧行车路线标识在道路宽度方向上的间隔逐渐变大,并且从界定行驶区域的观点来看该变大达到了不适当的程度的情况下,将假想行驶区域设定为行驶区域(参照图3/S010-YES、S016、图6中(a)及图7)。从而,尽管在车辆1的预定行驶道路上只有一侧存在行车路线标识,也会将该一侧的行车路线标识作为基准标识并且假想出可界定行驶区域的行车路线标识。这是因为:在满足第1条件的前提下,(1)、由于车辆1行驶方向上的道路有分岔,在分岔前的道路上配置的左侧及右侧行车路线标识会分别向不同的岔路延伸;并且,(2)、向各岔路延伸的各行车路线标识依然会构成各道路的一侧的行车路线标识的盖然性很高(参照图4中(b))。之后,若满足“第2条件”,即,若根据在满足第1条件前后的基准行车路线标识的曲率变化率等,判断为该基准行车路线标识作为界定行驶区域的左右任一侧的基准是充分可靠的,则将假想行驶区域识别为行驶区域(参照图3/S012-YES、S016、图6中(b))。之后,若满足“第3条件”,即,若基准行车路线标识的可靠度在基准值以上,则将由该基准行车路线标识与假想行车路线标识所界定的假想行驶区域设定为行驶区 域(参照图3中S014-YES、S016、图6中(c))。之后,对转向装置14及制动装置16中的一方或两方的动作进行控制,以使车辆1不会驶出作为行驶区域的假想行驶区域(参照图3中S018、图8)。从而,在车辆1从左右两侧均配置有行车路线标识的分岔前的道路行驶到只在左右两侧中的一侧配置有行车路线标识的分岔后道路上时,对转向装置14等的动作的控制并不立即中断,依然对车辆1的行驶进行辅助控制。即,即使在不宜由左侧及右侧行车路线标识来界定出行驶区域的左右两侧的情况下,也会从对车辆1稳定地行驶进行辅助控制,对转向装置等的动作进行适当的控制。
在上述实施方式中,以满足第1、第2及第3条件为识别假想行驶区域的条件(参照图3中S010、S012、S014及S016),然而,也可有其他实施方式,以满足第1条件、第1及第2条件或者第1及第3条件为识别假想行驶区域的条件。
Claims (4)
1.一种车辆行驶辅助装置,包括第1处理机构与第2处理机构,
在车辆上配备有摄像装置,所述第1处理机构根据通过该摄像装置取得的图像,识别行车路线标识在所述车辆行驶道路上的有无及配置情况,并识别由所述道路的宽度方向上分开配置的左侧行车路线标识及右侧行车路线标识所界定的行驶区域,
第2处理机构对转向装置及制动装置中的一方或两方的动作进行控制,以使所述车辆不会驶出由所述第1处理机构识别出的所述行驶区域,其特征在于,
若满足第1条件以及第2条件,则所述第1处理机构将假想行驶区域识别为所述行驶区域,
所述第1条件是指,随着距所述车辆的距离越远,所述左侧行车路线标识及右侧行车路线标识在所述道路宽度方向上的间隔渐渐变大,并且从界定所述行驶区域的观点来看,该变大达到了不适当的程度,
所述第2条件包括:满足第1条件的行车路线标识附近处的行车路线标识的曲率在第1阈值以下、满足第1条件的行车路线标识附近处的行车路线标识的曲率的变化率在第2阈值以下、以及满足第1条件的行车路线标识附近处的基准行车路线标识在道路宽度方向上的偏差幅度在第3阈值以下这三个条件中的一部分或全部,
所述假想行驶区域是指,其一侧由基准行车路线标识所界定,且其另一侧由在车辆的预定行驶道路的宽度方向偏离基准行车路线标识的假想行车路线标识所界定的区域,
所述基准行车路线标识是指,沿车辆的预定行驶道路延伸的左侧行车路线标识或右侧行车路线标识。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶辅助装置,其特征在于,所述第1处理机构对所述基准行车路线标识的可靠度进行评价,以所评价出的该可靠度在基准值以上为第3条件,若满足第3条件,则将所述假想行驶区域设定为所述行驶区域。
3.根据权利要求2所述的车辆行驶辅助装置,其特征在于,将以所述第1处理机构对所述基准行车路线标识的以所述车辆为基准的可识别距离、以及所述基准行车路线标识的边界点的个数这二者中的一方或两方的函数评价为所述基准行车路线标识的可靠度。
4.一种车辆,其特征在于,包括摄像装置、转向装置、制动装置、权利要求1所述的车辆行驶辅助装置。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131030 Termination date: 20200109 |
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