JP7024155B2 - ジンバル制御方法、ジンバル、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
ジンバルはビデオカメラを搭載するために用いられ、本発明の実施例におけるジンバルは二軸ジンバルであってよく、三軸ジンバルであってもよい。
図2を参照すると、図2は、本発明の実施例1が提供するジンバル制御方法のフローチャートである。このフローチャートは手持ちジンバルに応用され、前記手持ちジンバルは、ハンドルと、前記ジンバルの姿勢を調整する支持体アセンブリとを備え、前記支持体アセンブリは少なくとも1つの回動軸を備える。
ステップ201、前記ジンバルに設けられた追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出する。
本実施例2は、実施例1をベースに、ジンバル制御方法を提供する。図4を参照すると、図4は、本発明の実施例2が提供するジンバル制御方法のフローチャートである。図4に示すように、このフローチャートは以下のステップを含むことができることができ、
ステップ401、前記ジンバルに設けられた追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出する。
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信する前の、対応する第1の状態を判別するステップa1を含むことができる。
本実施例3は、実施例2をベースに、ジンバル制御方法を提供する。図5を参照すると、図5は、本発明の実施例3が提供するジンバル制御方法のフローチャートである。本実施例3は、追従パラメータが追従速度である場合を例に、ジンバル制御をどのように実現するかについて次の通り記述し、
図5に示すように、このフローチャートは以下のステップを含むことができることができ、
ステップ501、前記ジンバルに設けられた追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出する。
ステップ503、回動軸毎に、前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報とジンバルの目標姿勢情報との差を計算して第1の差値を得る。
上記公式に基づき、本発明の実施例は、前記回動軸におけるハンドルの姿勢四元数を、前記回動軸に沿ったハンドルのオイラー角に容易に変換することができる。
ここで、follow_speedは、前記回動軸に沿った追従速度を表し、handler_attiは、前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報を表し、atti_targetは、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を表し、atti_handler-atti_targetは第1の差値であり、speed_coefは、前記回動軸が対応する追従速度係数を表し、上記公式において、freqは、予め構成された周波数であり、具体的には、IMUがサンプリングした周波数である。
本実施例4は、実施例3をベースに、ジンバル制御方法を提供する。図6を参照すると、図6は、本発明の実施例4が提供するジンバル制御方法のフローチャートである。図6に示すように、このフローチャートは以下のステップを含むことができることができ、
ステップ601、前記ジンバルに設けられた追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出する。
atti_err=atti_handler-atti_targetという公式によって実現することができ、ここで、handler_attiは、前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報を表し、atti_targetは、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を表し、atti_errは第1の差値である。
本実施例5はジンバルを提供する。図7を参照すると、図7は、本出願が提供するジンバルの構造図である。前記ジンバルは、メモリ、プロセッサ、及び追従構成ボタンを備え、前記メモリは、ジンバル制御命令を記憶するために用いられ、前記プロセッサは、前記ジンバル制御命令を呼び出すことによって、前記追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出し、前記トリガを検出した場合、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを前記トリガに基づいて調整する操作を実行する。
本実施例6は機械可読記憶媒体を提供する。本発明の実施例では、機械可読記憶媒体は、USBメモリ、外付けハードディスクドライブ、読み出し専用メモリ(Read-Only Memory、ROM)、ランダムアクセスメモリ(Random Access Memory、RAM)、磁気ディスクもしくは光ディスク等、プログラムコードを記憶可能な各種媒体を含む。
(項目1)
前記ジンバルに設けられた追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出することと、
前記トリガを検出した場合、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを前記トリガに基づいて調整することと、
を含む、ジンバル制御方法。
(項目2)
前記追従構成ボタンが実体ボタンであるか、又は、
前記追従構成ボタンが、ジンバル上のスクリーンに表示される仮想ボタンである、
、項目1に記載のジンバル制御方法。
(項目3)
前記ジンバルは手持ちジンバルであり、1つのハンドルを備え、前記実体ボタンの数が少なくとも1つであり、前記ハンドル上に設けられる、項目2に記載のジンバル制御方法。
(項目4)
前記ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータをトリガに基づいて調整することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数を決定することと、
前記追従係数に基づいて、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを調整することと、
を含む、項目3に記載のジンバル制御方法。
(項目5)
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数を決定することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信する前の、対応する第1の状態を判別することと、
指定された状態循環順序に基づいて、前記追従構成ボタンがトリガを受信した後に前記第1の状態から第2の状態に順次切り替えると決定することと、
前記第2の状態が対応する追従係数を、前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数に決定することと、
を含む、項目4に記載のジンバル制御方法。
(項目6)
前記追従構成ボタンが対応する状態が異なれば、対応する追従係数が異なるか、もしくは、前記追従構成ボタンが対応する状態が異なるが、対応する追従係数は同じである、項目4に記載のジンバル制御方法。
(項目7)
前記追従係数は追従速度係数を含む、項目4に記載のジンバル制御方法。
(項目8)
前記追従速度係数は、異なる回動軸が対応する追従速度係数を含み、異なる回動軸が対応する追従速度係数は、同じであるか又は異なっている、項目7に記載のジンバル制御方法。
(項目9)
前記ジンバルは、ジンバルの姿勢を調整するための少なくとも1つの回動軸を備え、前記ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを追従係数に基づいて調整することは、
回動軸毎に、前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報とジンバルの目標姿勢情報との差を計算して第1の差値を得ることと、
ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、前記第1の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とに基づいて計算することと、
前記ジンバルを制御して前記追従速度で前記回動軸に沿って目標物体を追従することと、
を含む、項目7に記載のジンバル制御方法。
(項目10)
前記追従係数は追従不感帯をさらに含む、項目9に記載のジンバル制御方法。
(項目11)
前記追従不感帯は、異なる回動軸が対応する追従不感帯を含み、異なる回動軸が対応する追従不感帯は、同じであるか又は異なっている、項目10に記載のジンバル制御方法。
(項目12)
前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、第1の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とに基づいて計算することは、
前記第1の差値の絶対値と、前記回動軸が対応する追従不感帯とを比較することと、
前記第1の差値の絶対値が、前記回動軸が対応する追従不感帯よりも大きければ、前記第1の差値の絶対値と、前記回動軸が対応する追従不感帯との差を計算して第2の差値を得て、ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、前記第2の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とを用いて計算することと、
を含む、項目10に記載のジンバル制御方法。
(項目13)
前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、算出された第1の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とに基づいて計算することは、
前記第1の差値の絶対値と、前記回動軸が対応する追従不感帯とを比較することと、
前記第1の差値の絶対値が、前記回動軸が対応する追従不感帯以下であれば、ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度をゼロに決定することと、
を含む、項目10に記載のジンバル制御方法。
(項目14)
前記ジンバルを制御して前記追従速度で前記回動軸に沿って目標物体を追従することは、
ジンバル上の撮影機器を制御して、前記回動軸の姿勢変化を追従するのを中止することを含む、項目13に記載のジンバル制御方法。
(項目15)
前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報は、
前記ハンドルの、前記回動軸に沿ったオイラー角を含む、項目9に記載のジンバル制御方法。
(項目16)
前記ハンドルの、前記回動軸に沿ったオイラー角は、
慣性計測ユニットIMU自体の姿勢四元数を用いてジンバルの前記回動軸周りに回転して前記回動軸におけるハンドルの姿勢四元数を得ることと、
前記回動軸におけるハンドルの姿勢四元数を、前記回動軸に沿ったハンドルのオイラー角に変換することと、
を含む、項目15に記載のジンバル制御方法。
(項目17)
前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報は、
前記トリガを受信した後に前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度に基づいて、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を決定することを含む、項目9に記載のジンバル制御方法。
(項目18)
前記トリガを受信したときに前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度に基づいて、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を決定することは、
前記トリガを受信した後に前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を積分し、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を得ることを含む、項目17に記載のジンバル制御方法。
(項目19)
前記追従速度係数はアプリケーションソフトAPPによって予め構成され、且つ、予め構成された前記追従速度係数は、業務の必要に応じて適応調整される、項目7に記載のジンバル制御方法。
(項目20)
前記追従不感帯はアプリケーションソフトAPPによって予め構成され、且つ、予め構成された前記追従不感帯は、業務の必要に応じて適応調整される、項目10に記載のジンバル制御方法。
(項目21)
ジンバル制御命令を記憶するためのメモリと、プロセッサと、追従構成ボタンとを備えるジンバルであって、前記プロセッサは前記ジンバル制御命令を呼び出すことによって、
前記追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出し、
前記トリガを検出した場合、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを前記トリガに基づいて調整する
操作を実行する、ジンバル。
(項目22)
前記追従構成ボタンが実体ボタンであるか、又は、
前記追従構成ボタンが、ジンバル上のスクリーンに表示される仮想ボタンである
、項目21に記載のジンバル。
(項目23)
前記ジンバルは手持ちジンバルであり、1つのハンドルを備え、前記実体ボタンの数が少なくとも1つであり、前記ハンドル上に設けられる、項目21に記載のジンバル。
(項目24)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを前記トリガに基づいて調整することを実行することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数を決定することと、
前記追従係数に基づいて、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを調整することと、を含む、項目21に記載のジンバル。
(項目25)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数を決定することを実行することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信する前の、対応する第1の状態を判別することと、
指定された状態循環順序に基づいて、前記追従構成ボタンがトリガを受信した後に前記第1の状態から第2の状態に順次切り替えると決定することと、
前記第2の状態が対応する追従係数を、前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数に決定することと、を含む、項目24に記載のジンバル。
(項目26)
前記追従構成ボタンが対応する状態が異なれば、対応する追従係数が異なるか、もしくは、前記追従構成ボタンが対応する状態が異なるが、対応する追従係数は同じである、項目25に記載のジンバル。
(項目27)
前記追従係数は追従速度係数を含む、項目25に記載のジンバル。
(項目28)
前記追従速度係数は、異なる回動軸が対応する追従速度係数を含み、異なる回動軸が対応する追従速度係数は、同じであるか又は異なっている、項目27に記載のジンバル。
(項目29)
前記ジンバルは、ジンバルの姿勢を調整するための少なくとも1つの回動軸をさらに備え、前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを追従係数に基づいて調整することを実行することは、
回動軸毎に、前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報とジンバルの目標姿勢情報との差を計算して第1の差値を得ることと、
ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、前記第1の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とに基づいて計算することと、
前記ジンバルを制御して前記追従速度で前記回動軸に沿って目標物体を追従することと、
を含む、項目27に記載のジンバル。
(項目30)
前記追従係数は追従不感帯をさらに含む、項目29に記載のジンバル。
(項目31)
前記追従不感帯は、異なる回動軸が対応する追従不感帯を含み、異なる回動軸が対応する追従不感帯は、同じであるか又は異なっている、項目30に記載のジンバル。
(項目32)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、第1の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とに基づいて計算することを実行することは、
前記第1の差値の絶対値と、前記回動軸が対応する追従不感帯とを比較することと、
前記第1の差値の絶対値が、前記回動軸が対応する追従不感帯よりも大きければ、前記第1の差値の絶対値と、前記回動軸が対応する追従不感帯との差を計算して第2の差値を得て、ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、前記第2の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とを用いて計算することと、
を含む、項目30に記載のジンバル。
(項目33)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、算出された第1の差値と、前記回動軸が対応する追従速度係数とに基づいて計算することを実行することは、
前記第1の差値の絶対値と、前記回動軸が対応する追従不感帯とを比較することと、
前記第1の差値の絶対値が、前記回動軸が対応する追従不感帯以下であれば、ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度をゼロに決定することと、
を含む、項目29に記載のジンバル。
(項目34)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、前記ジンバルを制御して前記追従速度で前記回動軸に沿って目標物体を追従することを実行することは、
前記ジンバル上の撮影機器を制御して、前記回動軸の姿勢変化を追従するのを中止することを含む、項目33に記載のジンバル。
(項目35)
前記回動軸に沿ったハンドルの姿勢情報は、
前記ハンドルの、前記回動軸に沿ったオイラー角を含む、項目29に記載のジンバル。
(項目36)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、前記回動軸に沿ったハンドルのオイラー角を決定することを実行する:
慣性計測ユニットIMU自体の姿勢四元数を用いてジンバルの前記回動軸周りに回転して前記回動軸におけるハンドルの姿勢四元数を得て、
前記回動軸におけるハンドルの姿勢四元数を、前記回動軸に沿ったハンドルのオイラー角に変換する、項目35に記載のジンバル。
(項目37)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を決定することを実行することは、
前記トリガを受信した後に前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度に基づいて、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を決定することを含む、項目29に記載のジンバル。
(項目38)
前記プロセッサがジンバル制御命令を呼び出して、前記トリガを受信した後に前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度に基づいて、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を決定することを実行し、
前記トリガを受信した後に前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を積分し、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報を得る、項目37に記載のジンバル。
(項目39)
前記追従速度係数はアプリケーションソフトAPPによって予め構成され、且つ、予め構成された前記追従速度係数は、業務の必要に応じて適応調整される、項目27に記載のジンバル。
(項目40)
前記追従不感帯はアプリケーションソフトAPPによって予め構成され、且つ、予め構成された前記追従不感帯は、業務の必要に応じて適応調整される、項目30に記載のジンバル。
(項目41)
実行される際に項目1~20のいずれか一項に記載の方法を実行するいくつかのコンピュータ命令が記憶されている、機械可読記憶媒体。
Claims (15)
- 姿勢を調整するためのピッチ回動軸、ロール回動軸、及びヨー回動軸を含むジンバルに設けられた追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出することと、
前記トリガを検出した場合、前記ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを前記トリガに基づいて調整することと、
を含み、
前記ジンバルが前記目標物体を追従する前記追従パラメータを前記トリガに基づいて調整することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数を決定することと、
前記追従係数に基づいて、前記ジンバルが前記目標物体を追従する前記追従パラメータを調整することと、
を含み、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する前記追従係数を決定することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信する前の、対応する第1の状態を判別することと、
指定された状態循環順序に基づいて、前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後に前記第1の状態から第2の状態に順次切り替える決定をすることと、
前記第2の状態に対応する追従係数を、前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する前記追従係数に決定することと、
を含み、
前記追従係数は、前記ピッチ回動軸、前記ロール回動軸、及び前記ヨー回動軸のそれぞれに対応する異なる追従速度係数を含む、ジンバル制御方法。 - 前記追従構成ボタンが実体ボタンであるか、又は、
前記追従構成ボタンが、前記ジンバルのスクリーンに表示される仮想ボタンである、請求項1に記載のジンバル制御方法。 - 前記ジンバルは手持ちジンバルであり、1つのハンドルを備え、前記実体ボタンの数が少なくとも1つであり、前記ハンドルに設けられる、請求項2に記載のジンバル制御方法。
- 前記ジンバルが前記目標物体を追従する前記追従パラメータを前記追従係数に基づいて調整することは、
回動軸毎に、前記回動軸に沿った前記ハンドルの姿勢情報と前記ジンバルの目標姿勢情報との差を計算して第1の差を得ることと、
前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、前記第1の差と、前記回動軸が対応する前記追従速度係数とに基づいて計算することと、
前記ジンバルを制御して前記追従速度で前記回動軸に沿って前記目標物体を追従することと、
を含む、請求項3に記載のジンバル制御方法。 - 前記追従係数は追従不感帯をさらに含む、請求項4に記載のジンバル制御方法。
- 前記追従不感帯は、異なる回動軸が対応する追従不感帯を含む、請求項5に記載のジンバル制御方法。
- 前記ジンバルが前記回動軸に沿って前記目標物体を追従する前記追従速度を、前記第1の差と、前記回動軸が対応する前記追従速度係数とに基づいて計算することは、
前記第1の差の絶対値と、前記回動軸が対応する前記追従不感帯とを比較することと、
前記第1の差の絶対値が、前記回動軸が対応する前記追従不感帯よりも大きければ、前記第1の差の絶対値と、前記回動軸が対応する前記追従不感帯との差を計算して第2の差を得て、前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する追従速度を、前記第2の差と、前記回動軸が対応する前記追従速度係数とを用いて計算することと、
を含む、請求項5に記載のジンバル制御方法。 - 前記ジンバルが前記回動軸に沿って前記目標物体を追従する前記追従速度を、算出された前記第1の差と、前記回動軸が対応する前記追従速度係数とに基づいて計算することは、
前記第1の差の絶対値と、前記回動軸が対応する前記追従不感帯とを比較することと、
前記第1の差の絶対値が、前記回動軸が対応する前記追従不感帯以下であれば、前記ジンバルが前記回動軸に沿って目標物体を追従する前記追従速度をゼロに決定することと、
を含む、請求項5に記載のジンバル制御方法。 - 前記ジンバルを制御して前記追従速度で前記回動軸に沿って前記目標物体を追従することは、
前記ジンバルに設けられた撮影機器を制御して、前記回動軸の姿勢変化を追従するのを中止することを含む、請求項8に記載のジンバル制御方法。 - 前記回動軸に沿った前記ハンドルの前記姿勢情報は、
前記ハンドルの、前記回動軸に沿ったオイラー角を含む、請求項4に記載のジンバル制御方法。 - 前記ハンドルの、前記回動軸に沿った前記オイラー角は、
慣性計測ユニットの姿勢四元数を用いてジンバルの前記回動軸周りに回転して前記回動軸における前記ハンドルの前記姿勢四元数を得ることと、
前記回動軸における前記ハンドルの前記姿勢四元数を、前記回動軸に沿った前記ハンドルの前記オイラー角に変換することと、
を含む、請求項10に記載のジンバル制御方法。 - 前記トリガを受信した後に前記ジンバルが前記回動軸に沿って前記目標物体を追従する前記追従速度を積分し、前記回動軸に沿ったジンバルの目標姿勢情報をさらに決定することを含む、請求項4に記載のジンバル制御方法。
- 前記追従係数は、追従マークをさらに含み、
前記追従構成ボタンに3つの異なる状態が設定されており、3つの異なる状態はそれぞれローギア状態、ミドルギア状態、ハイギア状態であり、
前記ローギア状態が対応する追従係数は、前記ピッチ回動軸が対応する追従マークとして、追従しないことを表すための第2のマークを含み、前記ロール回動軸及び前記ヨー回動軸が対応する追従マークとして、追従することを表すための第1のマークを含み、
前記ミドルギア状態が対応する追従係数は、前記ヨー回動軸が対応する追従マークとして、追従しないことを表すための第2のマークを含み、前記ロール回動軸及び前記ピッチ回動軸が対応する追従マークとして、追従することを表すための第1のマークを含み、
前記ハイギア状態が対応する追従係数は、前記ピッチ回動軸、前記ロール回動軸、及び前記ヨー回動軸がそれぞれ対応する追従マークとして、追従することを表すための第1のマークを含む、請求項1から12の何れか1つに記載のジンバル制御方法。 - ジンバル制御命令を記憶するためのメモリと、プロセッサと、追従構成ボタンと、姿勢を調整するためのピッチ回動軸、ロール回動軸、及びヨー回動軸とを備えるジンバルであって、前記プロセッサは前記ジンバル制御命令を呼び出すことによって、
前記追従構成ボタンがトリガされたか否かを検出し、
前記トリガを検出した場合、前記ジンバルが目標物体を追従する追従パラメータを前記トリガに基づいて調整する操作を実行し、
前記ジンバルが前記目標物体を追従する前記追従パラメータを前記トリガに基づいて調整する操作は、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する追従係数を決定することと、
前記追従係数に基づいて、前記ジンバルが前記目標物体を追従する前記追従パラメータを調整することと、
を含み、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する前記追従係数を決定することは、
前記追従構成ボタンが前記トリガを受信する前の、対応する第1の状態を判別することと、
指定された状態循環順序に基づいて、前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後に前記第1の状態から第2の状態に順次切り替える決定をすることと、
前記第2の状態に対応する追従係数を、前記追従構成ボタンが前記トリガを受信した後の、対応する前記追従係数に決定することと、
を含み、
前記追従係数は、前記ピッチ回動軸、前記ロール回動軸、及び前記ヨー回動軸のそれぞれに対応する異なる追従速度係数を含む、ジンバル。 - 請求項1から請求項13の何れか1項に記載のジンバル制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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