JP6430928B2 - 運転支援制御装置、運転支援制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、物標の速度を用いて自車の自動ブレーキを制御する運転支援制御装置、又は運転支援制御方法に関する。
車両の運転支援技術として、所定の実施条件に基づいて自車の自動ブレーキを実施するものがある(例えば、特許文献1参照)。また、自車走行中に自車前方に存在する物体(例えば先行車)との衝突を回避又は緩和する技術として、その物体の絶対速度から、その物体が自車と同方向に移動しているのか、静止しているのか、逆方向に移動しているのかを判定し、その判定結果に基づいて警報や自動ブレーキ等の衝突回避制御を実施するものがある。
一例として、自車と同方向に移動している先行車又は静止している静止車については衝突回避制御の対象とし、逆方向に移動している対向車については衝突回避制御の対象としないようにする。衝突回避制御に用いられる物体の絶対速度は、例えば車輪の回転に基づき算出された自車速度と、レーダ装置等から取得された物体に対する相対速度とを用いて算出される。
特開2001−113979号公報
ところで、物体の絶対速度は、何らかの要因により一時的な算出精度の低下が生じることが考えられる。例えば、自動ブレーキの作動時に車輪ロックが生じることで、一時的に自車速度が低下したような誤検知が生じ、それに起因して絶対速度の算出精度の低下が生じることが考えられる。また、レーダ装置等におけるフィルタ処理の遅れ等により相対速度の誤検知が生じ、それに起因して絶対速度の算出精度の低下が生じることが考えられる。絶対速度の算出精度の低下により、運転支援技術の信頼性低下が懸念される。
本発明は上記課題に鑑みたものであり、物体の絶対速度の誤検知に起因する装置の誤動作を予防し、適正な自動ブレーキの制御を実施する運転支援制御装置又は運転支援制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明では、所定の実施条件に基づいてブレーキ装置による自動ブレーキを実施する車両システムに適用され、自車前方に存在する物体を対象として、衝突回避制御を実施する運転支援制御装置であって、自車速度を取得する自車速度取得部と、前記物体との相対速度を取得する相対速度取得部と、取得された前記自車速度と、取得された前記相対速度とに基づいて、前記物体の絶対速度を算出する物体速度算出部と、算出された前記絶対速度に基づいて、自車進行方向における前記物体の相対移動状態を判定する状態判定部と、前記自動ブレーキが実施されている状態を判定するブレーキ判定部と、前記自動ブレーキの実施下において、前記状態判定部で前記相対移動状態の判定に用いる前記絶対速度の閾値を変更する閾値変更部と、を備える。
上記のように構成された発明では、自動ブレーキが実施された後、物体の相対移動状態の判定に用いられる絶対速度の閾値を変更する。そのため、物体の実速度との間で絶対速度が誤検知された場合でも、状態判定部による相対移動状態の誤判定が生じ難くなる。その結果、自動ブレーキを適正に実施することができ、運転支援制御装置の信頼性を高めることができる。
運転支援制御装置を適用したPCS100を示す図。 PCS100が実施する衝突回避処理を説明する図。 物標Obの相対移動状態を説明する図。 従来の動作条件の判定に係るタイミングチャート。 図4のステップS12においてコントローラ10に実施される動作条件の判定を示すフローチャート。 本実施形態に係る動作条件の判定に係るタイミングチャート。 第2実施形態において、コントローラ10により実施される処理を示すフローチャート。 一例としての物標Obの種別を説明する図。
以下に本発明にかかる運転支援制御装置の実施の形態を図面と共に説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
(第1実施形態)
図1は、運転支援制御装置(運転支援制御方法)を適用したプリクラッシュセーフティシステム(以下、PCSという。)100を示している。PCS100は、例えば、車両に搭載される車両システムの一例であり、車両前方に位置する物体を検出し、検出した物体と車両とが衝突する恐れがある場合、自動ブレーキによる衝突の回避動作、又は衝突の緩和動作を実施する。以下では、このPCSが搭載された車両を自車Csと記載し、PCSによる検出対象となる物体を物標Obと記載する。
図1に示すように、PCS100は、コントローラ10と、各種センサ30と、ECU20と、ブレーキユニット25と、を備えている。図1に示す実施形態において、運転支援制御装置は、コントローラ10により実現されている。
各種センサ30は、コントローラ10に接続されており、物標Obや自車Csに対する検出結果をこのコントローラ10に出力する。図1では、センサ30は、カメラセンサ31、レーダセンサ32、ヨーレートセンサ33、車輪速センサ34を備えている。
カメラセンサ31は、物標Obの撮像画像を取得するステレオカメラとして構成されている。この実施形態では、カメラセンサ31は、撮像画像に基づいて画像中の歩行者、路上障害物、他車両等の物標Obの形状を認識し、認識結果を出力する。
レーダセンサ32は、例えば、物標Obに対して所定の周波数の送信波を送信し、この送信波が物標Obに反射することで生じた反射波に基づいて自車Csと物標Obとの相対速度Vrや相対距離Drを取得する。
ヨーレートセンサ33は、車両の旋回角速度を検出する周知のセンサとして構成される。
車輪速センサ34は、自車Csの車輪の回転速度に応じた出力を行う。車輪速センサ34は、例えば、自車Csの前後の車輪に配置された非接触型センサにより構成され、各車輪とともに回転するロータによる磁界の変化を検出する。
なお、各種センサ30は、予め設定された所定の周期毎に検出結果をコントローラ10に出力する。
コントローラ10は、CPU11,ROM12,RAM13等を備えた周知のコンピュータとして構成されている。そして、コントローラ10は、各種センサ30による検出結果等に基づいてROM12に格納されたプログラムを実行することによって、後述する衝突回避処理(衝突回避制御)を実施する。
ECU20は、コントローラ10とブレーキユニット25とにそれぞれ接続されている。ECU20は、周知のCPU、ROM、RAM等を備えるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行する。また、ECU20はコントローラ10からの出力に応じて、ブレーキユニット25を動作させる。
ブレーキユニット25は、ブレーキ装置として機能し、ECU20による制御に基づいて自車Csの自動ブレーキを実施する。ブレーキユニット25は、例えば、マスターシリンダと、車輪に制動力を与えるホイルシリンダと、マスターシリンダからホイルシリンダへの圧力(油圧)の分配を調整するABSアクチュエータとを備えている。ABSアクチュエータは、ECU20に接続されており、このECU20からの制御によりマスターシリンダからホイルシリンダへの油圧を調整することで、車輪に対する制動量を調整する。
次に、PCS100が実施する衝突回避処理について図2を用いて説明する。衝突回避処理は、予め設定された所定周期(例えば約50ms)毎にコントローラ10により繰り返し実施される。以下では、現在コントローラによって実施されている衝突回避処理を『今回の処理』、今回の処理よりも前に実施される処理を『前回の処理』とも記載する。
まず、ステップS11では、物標Obの検出判定を行う。コントローラ10は、自車Csの前方に位置する物標をカメラセンサ31やレーダセンサ32により検出し、検出された物標Obの位置情報を取得する。
物標Obが検出された場合(ステップS11:YES)、ステップS12では、自動ブレーキを実施するための動作条件を判定する。ステップS12で実施される動作条件の判定では、物標Obの絶対速度Vaに基づく相対移動状態に応じて、自動ブレーキの実施の有無が判定される。
図3は、物標Obの相対移動状態を説明する図である。この実施形態では、コントローラ10は、物標Obの絶対速度Vaを用いて物標Obの相対移動状態を『対向』、『静止』、『先行』のいずれかに判定する。ここで、対向は、物標Obの進行方向が自車Csの進行方向と反対であり(即ち、速度の符号が逆)、且つ、絶対速度Vaが所定速度(後述する判定閾値Td1)以上となる状態である(図3(a))。静止は、物標Obの進行方向が自車Csの進行方向と同じ又は反対であり、且つ、絶対速度Vaが所定速度(後述する判定閾値Td1,Td2)未満となる状態である(図3(b))。なお、判定閾値はTd1>Td2の関係を有している。先行は、物標の進行方向が自車Csの進行方向と同じであり、且つ、所定速度(判定閾値Td2)以上となる状態である(図3(c))。
また、コントローラ10は、物標Obの絶対速度Vaを取得するに際し、物標Obの相対速度Vrと自車速度Vsとを用いて物標Obの絶対速度Vaを算出する。例えば、コントローラ10は、下記式(1)を用いて、物標Obの絶対速度Vaを算出する。
絶対速度Va=相対速度Vr+自車速度Vs … (1)
なお、各速度は、自車Csの進行方向と逆方向を正としている。
図2に戻り、ステップS13では、相対移動状態が『先行』又は『静止』であれば(ステップS13:YES)、ステップS14に進む。ステップS14では、自動ブレーキを実施するための条件であるTTC(Time to collision)を算出する。TTCは、自車Csと物標Obとが衝突するまでの時間を判定する情報であり、例えば、レーダセンサ32により取得される相対距離Drと、物標Obの相対速度Vrから下記式(2)を用いて算出される。
TTC=Dr/Vr … (2)
なお、ステップS13において相対移動状態が『対向』であれば、処理を終了する。
ステップS15では、TTCに基づいて、自動ブレーキが実施されるか実施されないかを判定する。コントローラ10はTTCを閾値TAと比較し、TTCが閾値TA以下であれば(ステップS15:YES)、ステップS16において、ブレーキ要求フラグを発生させて自動ブレーキを実施する。ブレーキ要求フラグは、ECU20に対してブレーキユニット25を制御させて衝突回避処理(自動ブレーキ)を実施させるための情報である。一方、TTCが閾値を超える場合(ステップS15:NO)、ECU20はブレーキ動作を実施することなく、処理を終了する。ステップS15の処理によりブレーキ判定部及びブレーキ判定工程が実現される。
上述した図2に示す一連の処理は、所定周期で繰り返し実施され、この処理の最中にステップS12の動作条件が変更された場合、ステップS16のブレーキ要求フラグの発生が解除される。そのため、図2に示す一連の処理において、ブレーキ要求フラグの生成後に、物標Obの絶対速度Vaが誤検知されると、物標Obの相対移動状態が誤判定され、ブレーキ要求フラグが消滅する恐れがある。
図4は、従来の動作条件の判定に伴うタイミングチャートである。図4(a)では、時刻t1において、相対移動状態が『静止』であり、TTCが閾値TA以上であるため、ブレーキ要求フラグが発生している(図4(d))。そのため、時刻t1後において自動ブレーキによる自車速度Vsの減速と、自車速度Vsの減速に伴う相対速度Vrの減速とが生じている。
この状態で、時刻t2からt3の期間において自車速度Vsの誤検知(速度の減少)が生じたとする(図4(a))。自車速度Vsの誤検知は、例えば、ブレーキユニット25による車輪のロックにより生じ、自車Csの実車速に対して取得された自車速度Vsが変化する。
自車速度Vsが減少することで物標Obの絶対速度Vaが判定閾値Td1以上となると(図4(b))、静止フラグが消滅し、対向フラグが発生することで、相対移動状態の誤判定が生じる(図4(c))。その結果、時刻t2においてコントローラ10はブレーキ要求フラグの発生を停止し(図4(d))、自動ブレーキが解除される。この例では、物標Obの相対移動状が対向と誤判定される期間(t2〜t3)において、ブレーキユニット25における自動ブレーキの解除が継続される。
絶対速度Vaの誤検知は、相対速度Vrの自車速度Vsの減速に対する追従遅れによっても生じる。なお、図4では図示を省略しているが、時刻t3以後、相対移動状態が『対向』から『静止』に変化する場合、ブレーキ要求フラグが発生し、自動ブレーキが実施される。
図4に示すような物標Obの相対移動状態の誤判定を防止するため、自動ブレーキが動作した後、コントローラ10は判定閾値Td1を変更する。判定閾値Td1を変更することで、絶対速度Vaが誤検知される場合でも、絶対速度Vaと判定閾値Td1との関係性が変化してしまうのを予防することが可能となる。
次に、本実施形態のコントローラ10により実施される動作条件の判定を説明する。図5は、図4のステップS12においてコントローラ10に実施される動作条件の判定を示すフローチャートである。また、図6は、本実施形態に係る動作条件の判定に係るタイミングチャートである。
図5のステップS20では、新規物標か否かを判定する。コントローラ10は後述する新規フラグが記憶されているか否かに基づいて、図2のステップS11で検出された物標が今回の処理で検出された物標であるか否かを判定する。新規フラグは、物標Obが今回の処理で初めて検出されたか否かを判定するための情報である。新規フラグが記憶されていなければ(ステップS20:YES)、ステップS21では、新規フラグを発生させる。
ステップS22では、自車速度Vsを取得する。コントローラ10は、車輪速センサ34からの出力に基づいて自車Csの速度である自車速度Vsを算出する。ステップS21における自車速度Vsの取得方法は、例えば、全ての車輪の回転数を平均した値に基づいて算出するものであっても良い。ステップS22による処理により、自車速度取得部、又は自車速度取得工程が実現される。
ステップS23では、相対速度Vrを取得する。例えば、コントローラ10は、レーダセンサ32からの出力に基づいて相対速度Vrを取得する。これ以外にも、レーダセンサ32からの出力に基づいて相対距離Drを取得し、この相対距離の単位時間当たりの変化を算出して相対速度Vrを取得するものであってもよい。ステップS23による処理により、相対速度取得部、又は相対速度取得工程が実現される。
ステップS24では、物標Obの絶対速度Vaを取得する。コントローラ10は、ステップS22で取得した自車速度VsにステップS23で取得した相対速度Vrを加えることで、物標Obの絶対速度Vaを算出する。そして、ステップS24による処理により、物体速度算出部、又は物体速度算出工程が実現される。
ステップS25では、判定閾値Td1を変更するための変更条件の成立を判定する。この実施形態では、コントローラ10は、ステップS22で発生させた新規フラグが記憶されておらず、且つ、既にブレーキ要求フラグが成立していれば、判定閾値Td1を変更するための変更条件が成立していると判定する(ステップS25:YES)。ここでは、物標Obが今回の処理により検出され、ステップS20において新規フラグが発生しているとして、ステップS27に進む。
ステップS27では、ステップS24で取得した絶対速度Vaに基づいて物標Obの相対移動状態を判定する。コントローラ10は、絶対速度Vaを閾値Td1,Td2と比較することで、相対移動状態を『対向』,『静止』,『先行』のいずれかに判定する。図6(b)では、時刻t11において絶対速度Vaが判定閾値Td1未満であるため、コントローラ10は、物標Obの相対移動状態を『静止』と判定し、静止フラグを発生させている(図6(c))。ステップS27による処理により、状態判定部、又は状態判定工程が実現される。
そして、図2に戻り、コントローラ10は相対移動状態が『静止』,『先行』のいずれかであり(ステップS13:YES)、且つTTCが閾値TA以下であれば(ステップS15:YES)、ステップS16でブレーキ要求フラグを発生させる。図6(d)では、時刻t11における静止フラグの発生、及びTTCの判定に伴って、ブレーキ要求フラグが発生している。そして、次の処理において、図2に示す衝突回避処理が実施されると、ステップS12において図5に示す動作条件の判定が実施される。
この処理では、まず、ステップS20において、新規物標か否かが判定される。ここでは、物標Obが前回処理で検出されたものとして説明を行う。そのため、前回の処理同様、ステップS21〜S24の処理により物標Obの絶対速度Vaが取得される。
ステップS25において変更条件の成立を判定する。ここでは、検出されている物標Obが新規物標ではなく、前回処理の実行によりブレーキ要求フラグが発生しているため変更条件が成立し(ステップS25:YES)、ステップS26において判定閾値Td1が変更される。図6(b)では、例えば、時刻t12において、コントローラ10は判定閾値Td1をプラス側(自車進行方向と反対側)に変更させている。ステップS26の処理により、閾値変更部又は閾値変更工程が実現される。
ステップS27では、相対移動状態の判定が行われる。このステップS27において、ステップS26で判定閾値Vd1が変更されているため、物標Obの絶対速度Vaが誤検知(特に、プラス側での増加)されても、相対移動状態の誤判定に影響が生じ難くなる。例えば、図6(a)において、時刻t13,t14の期間において自車速度Vsの誤検知が生じ、絶対速度Vaが増加しているが、判定閾値Vd1がプラス側に変更されることで、絶対速度Vaが判定閾値Vd1を超えず、相対移動状態の誤判定(静止フラグの消滅と、対向フラグの発生)が生じていない。
物標Obが検出された後の一連の処理は、自動ブレーキが継続される期間において、判定閾値Td1の変更は繰り返し実施され、相対速度の誤判定が予防される。なお、図6では、時刻t15においてブレーキ要求フラグが消滅し、自動ブレーキが解除されている。
以上説明したようにこの第1実施形態に係るコントローラ10では、自車Csの自動ブレーキが実施されている状態が判定された場合(ステップS15)、状態判定部(ステップS27)で物標Obの相対移動状態の判定に用いる絶対速度Vaの判定閾値Td1を変更する(ステップS26)。そのため、物標Obの絶対速度が誤検知された場合でも、相対移動状態の誤判定が生じ難くなり、PSC100の制御の信頼性を高めることができる。
・状態判定部は、物体の相対移動状態として、絶対速度に基づいて静止状態と対向状態とを判定し、閾値変更部は、静止状態と判定された場合に、判定閾値を変更する。上記構成により、静止状態と判定された物標を対向状態と誤判定することを予防することができ、PSC100の制御の信頼性を高めることができる。
・閾値変更部は、判定閾値を対向状態に判定されにくい値に変更する。上記構成により、対向状態と誤判定される可能性を予防し、PCS100の制御の信頼性を高めることができる。
・自車速度取得部は、自車の車輪の回転速度に基づいて自車速度を取得する。上記構成により、自動ブレーキに伴い車輪がロックすることで自車速度Vsの誤検知が生じる場合でも、物標Obの走行状態の誤判定を予防し、PSC100の制御の信頼性を高めることができる。
(第2実施形態)
物標Obの種別に応じて、判定閾値Vd1の変更量を変化させる構成としてもよい。図7は第2実施形態において、コントローラ10により実施される処理を示すフローチャートである。図7に示す処理は、図5のステップS26において実施される処理であり、図5のステップS25において変更条件(新規物標でないこと)が成立した場合に実施される処理である。
ステップS31では、物標種別を判定する。図8は、一例としての物標種別を説明する図である。この実施形態では、物標種別として、車両Ob1(図8(a))、歩行者OB2(図8(b))、自転車Ob3(図8(c))を判定する。例えば、コントローラ10は、カメラセンサ31からの出力される撮像画像に基づいて、物標種別を判定する。物標種別を判定する手法としては、物標Ob1〜3に対応する撮像画像の特徴量を取得する特徴量検出処理、及びこの特徴量をひな形と比較するテンプレートマッチング等の周知の手法を用いて図8(a)〜(c)に示す物標種別を判定することができる。
物標種別を『車両Ob1』と判定すると(ステップS32:YES)、ステップS33に進み、車両Ob1として規定された範囲において判定閾値Td1を変更する(判定閾値の変更1)。例えば、コントローラ10は、判定閾値Td1を、物標Obが車両と判定された場合に伴う値に変更する。一例として、コントローラ10は判定閾値Td1をプラス側(自車Cs走行方向と反対側)に増加させる。物標種別が『車両』でなければ(ステップS32:NO)、判定閾値Td1を変更することなく、ステップS34に進む。
物標種別を『歩行者Ob2』と判定すると(ステップS34:YES)、ステップS35に進み、歩行者Ob2として規定された範囲において判定閾値Td1の変更を行う(判定閾値の変更2)。ステップS35における変更後の判定閾値Td1は、ステップS33で変更される判定閾値Td1と異なるものとなる。一方、物標種別が『歩行者』でなければ(ステップS34:NO)、判定閾値Td1を変更することなく、ステップS36に進む。
物標種別を『自転車Ob3』と判定すると(ステップS36:YES)、ステップS37に進み、自転車Ob3として規定された範囲において判定閾値Td1の変更を行う(判定閾値の変更3)。ステップS37における変更後の判定閾値Td1は、ステップS33及びS35で変更される判定閾値Td1と比べて異なるものとなる。一方、物標種別が『自転車』でなければ(ステップS36:NO)、判定閾値Td1を変更することなく処理を終了する。
その後、第1実施形態同様、図5のステップS27において変更後の判定閾値Td1を用いて物標Obの相対移動状態を判定する。
以上説明したようにこの第2実施形態に係るコントローラ10は、物標種別を判定する種別判定部を有し、閾値変更部は、判定された物体種別に応じて、判定閾値Td1を変更する。上記構成により、物標種別に応じて判定閾値Td1の増加量を変化させることで、物標種別毎に速度変化や走行状態の変化等の傾向が異なる場合でも適正に走行状態の誤判定を予防することができる。
(その他の実施形態)
・コントローラ10とECU20とを別の構成としたことは一例であり、1つのECUにより、コントローラ10とECU20の機能を実現するものであってもよい。
・自車Csの進行方向と逆方向を正として絶対速度Vaを判定することは一例に過ぎず、自車Csの進行方向を正として絶対速度Vaを判定する構成としてもよい。この場合、図5のステップS26において判定閾値Td1の変更は自車Csの走行方向と反対側のマイナス側に変更されることとなる。
・相対移動状態の内『対向』の場合に自動ブレーキを作動させず、『静止』及び『先行』の場合に自動ブレーキを作動させることは一例に過ぎず、『対向』の場合に自動ブレーキを作動させ、『静止』の場合に自動ブレーキを作動させない構成としてもよい。また、自動ブレーキの実施の有無の判定条件に、物標Obが走行する走行レーンの判定を加えるものであってもよい。
・物標Obの相対移動状態として『対向』,『静止』,『先行』の3つの状態を判定したことは一例に過ぎず、例えば『対向』と『静止』の2つの相対移動状態を判定するものであってもよい。
10…コントローラ、20…ECU、25…ブレーキユニット、30…センサ、100…プリクラッシュセーフティシステム。

Claims (6)

  1. 所定の実施条件に基づいてブレーキ装置(25)による自動ブレーキを実施する車両システムに適用され、自車前方に存在する物体を対象として、衝突回避制御を実施する運転支援制御装置(10)であって、
    自車速度を取得する自車速度取得部(S22)と、
    前記物体との相対速度を取得する相対速度取得部(S23)と、
    取得された前記自車速度と、取得された前記相対速度とに基づいて、前記物体の絶対速度を算出する物体速度算出部(S24)と、
    算出された前記絶対速度に基づいて、自車進行方向における前記物体の相対移動状態を判定する判定部(S27)と、
    前記自動ブレーキが実施されている状態を判定するブレーキ判定部(S15)と、
    前記自動ブレーキの実施下において、前記判定部で前記相対移動状態の判定に用いる前記絶対速度の閾値を変更する閾値変更部(S26)と、
    を備える運転支援制御装置。
  2. 前記判定部は、前記物体の相対移動状態として、前記絶対速度に基づいて少なくとも静止状態と対向状態とを判定し、
    前記閾値変更部は、前記静止状態と判定された場合に、前記閾値を変更する、請求項1に記載の運転支援制御装置。
  3. 前記閾値変更部は、前記閾値を前記対向状態に判定されにくい値に変更する、請求項2に記載の運転支援制御装置。
  4. 前記物体の種別を判定する種別判定部(S31)を有し、
    前記閾値変更部は、判定された前記物体の種別に応じて前記閾値を変更する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の運転支援制御装置。
  5. 前記自車速度取得部は、自車の車輪の回転速度に基づいて前記自車速度を取得する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の運転支援制御装置。
  6. 所定の実施条件に基づいてブレーキ装置による自動ブレーキを実施する車両システムに適用され、自車前方に存在する物体を対象として、衝突回避制御を実施する運転支援制御方法であって、
    自車速度を取得する自車速度取得工程(S22)と、
    前記物体との相対速度を取得する相対速度取得工程(S23)と、
    取得された前記自車速度と、取得された前記相対速度とに基づいて、前記物体の絶対速度を算出する物体速度算出工程(S24)と、
    算出された絶対速度に基づいて、自車進行方向における前記物体の相対移動状態を判定する状態判定工程(S27)と、
    前記自動ブレーキが実施されている状態を判定するブレーキ判定工程(S15)と、
    前記自動ブレーキの実施時において、前記判定工程で前記相対移動状態の判定に用いる前記絶対速度の閾値を変更する閾値変更工程(S26)と、
    を備える運転支援制御方法。
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