JP7171708B2 - 複数の制御車線を用いた自律車両の耐障害制御 - Google Patents
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Description
本願は、その開示が参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、2017年9月14日に出願され、「Systems and Methods for Controlling an Autonomous Vehicle with Multiple Control Lanes」と題された、米国仮特許出願第62/558,523号および2018年9月10日に出願され、「Fault-Tolerant Control of an Autonomous Vehicle with Multiple Control Lanes」と題された、米国通常特許出願第16/126,533号の優先権の利益を主張する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
自律車両を制御するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
1つ以上のコンピューティングデバイスを備えるコンピューティングシステムによって、前記自律車両の運動を制御するための運動計画を実施するように構成される複数の制御車線を介して前記自律車両の運動計画および前記自律車両の動的状態を表すデータを受信することであって、前記複数の制御車線は、少なくとも、第1の制御車線と、第2の制御車線とを含む、ことと、
前記コンピューティングシステムによって、前記運動計画を実施するように前記第1の制御車線を制御することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記第1の制御車線または前記第2の制御車線による前記運動計画の実施と関連付けられる1つ以上の障害を検出することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害に応答して、少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することと
を含む、方法。
(項目2)
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、停止アクションを決定するように自律運転システムに命令する1つ以上の制御信号を自律車両にオンボードの前記自律運転システムに提供することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の制御信号に応答して、前記停止アクションに対応する運動計画を表すデータを受信することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記停止アクションに対応する前記運動計画を実施するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目3)
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記運動計画を表すデータに基づいて、ローカル安全停止軌道を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記ローカル安全停止軌道を追跡するために、1つ以上の車両制御信号を生成するように前記第1の制御車線を制御することと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記1つ以上の車両制御信号を前記第1の制御車線に接続される1つ以上の車両作動システムに提供するように前記第1の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目4)
前記コンピューティングシステムによって、前記自律車両の動的状態を決定するように前記第1の制御車線を制御することであって、前記自律車両の動的状態は、前記第1の制御車線と関連付けられる慣性測定ユニット(IMU)によって決定される、ことと、
前記コンピューティングシステムによって、前記ローカル安全停止軌道を追跡するために、前記自律車両の動的状態に基づいて、前記車両制御信号を調節するように前記第1の制御車線を制御することと
をさらに含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目5)
前記コンピューティングシステムによって、前記自律車両に近接する環境内の1つ以上の物体との潜在的衝突を表すデータを受信することであって、前記データは、前記自律車両にオンボードの衝突軽減システムから受信される、ことと、
前記コンピューティングシステムによって、前記潜在的衝突を表すデータに基づいて、前記ローカル安全停止軌道を調節するように前記第1の制御車線を制御することと
をさらに含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目6)
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記第1の制御車線の能力を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、少なくとも部分的に、前記第1の制御車線の能力に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目7)
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記第2の制御車線の能力を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、少なくとも部分的に、前記第1の制御車線の能力および前記第2の制御車線の能力に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線および前記第2の制御車線を制御することと
をさらに含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目8)
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記第1の制御車線の能力を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記第2の制御車線の能力を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、少なくとも部分的に、前記第1の制御車線の能力および前記第2の制御車線の能力に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第2の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目9)
前記コンピューティングシステムによって、前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものによって前記運動計画の実施と関連付けられる1つ以上の障害を検出することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害に応答して、前記複数の制御車線の能力を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害に応答して、前記複数の制御車線から最も高い能力を伴う制御車線として前記第2の制御車線を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の障害に応答して、少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第2の制御車線を制御することと
をさらに含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目10)
前記運動計画を実施するように前記第1の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記運動計画を表すデータに基づいて、一次軌道を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記一次軌道を追跡するために、1つ以上の車両制御信号を生成するように前記第1の制御車線を制御することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記1つ以上の車両制御信号を前記第1の制御車線に接続される1つ以上の第1の車両作動システムに提供するように前記第1の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目11)
前記運動計画を実施するように前記第1の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記運動計画を表すデータに基づいて、一次軌道を決定することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記一次軌道を追跡するために、1つ以上の第1の車両制御信号を生成し、前記1つ以上の第1の車両制御信号を前記第1の制御車線に接続される1つ以上の第1の車両作動システムに提供するように前記第1の制御車線を制御することと、
前記コンピューティングシステムによって、前記一次軌道を追跡するために、1つ以上の第2の車両制御信号を生成し、前記1つ以上の第2の車両制御信号を前記第2の制御車線に接続される1つ以上の第2の車両作動システムに提供するように前記第2の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目12)
前記第1の制御車線または前記第2の制御車線による前記運動計画の実施と関連付けられる前記1つ以上の障害を検出することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記運動計画を表すデータを受信することと関連付けられる障害、前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものと関連付けられる障害、または前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものと関連付けられる1つ以上の車両作動システムと関連付けられる障害のうちの少なくとも1つを検出すること
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目13)
前記運動計画を実施するように前記第1の制御車線を制御することは、
前記コンピューティングシステムによって、前記運動計画を表すデータの一部として受信された追跡された軌道からの1つ以上の逸脱を補正するために、前記自律車両の動的状態を表すデータに基づいて、フィードバック制御を実施し、前記自律車両の運動を調節すること
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
(項目14)
自律車両を制御するためのコンピューティングシステムであって、前記システムは、
1つ以上のプロセッサと、
1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を集合的に記憶しており、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記コンピューティングシステムに、動作を実施させ、前記動作は、
前記自律車両の運動計画を決定することであって、前記運動計画は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記自律車両を第1の場所から第2の場所に進行させる1つ以上の軌道を含む、ことと、
前記運動計画を実施し、前記自律車両の運動を制御するように構成される複数の制御車線に前記運動計画を提供することと、
前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものによる前記運動計画の実施と関連付けられる1つ以上の障害を検出することと、
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記複数の制御車線からの1つ以上の制御車線を制御することであって、前記1つ以上の障害反応パラメータは、前記1つ以上の障害に応答して、前記1つ以上の制御車線の能力を示す、ことと
を含む、1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体と
を備える、システム。
(項目15)
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように少なくとも前記第1の制御車線を制御することは、
前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、新しい運動計画を決定することであって、前記新しい運動計画は、前記自律車両を現在の場所から停止場所に進行させ、停止させる1つ以上の軌道を含む、ことと、
前記新しい運動計画を実施し、前記停止場所において停止するように前記自律車両の運動を制御するように前記複数の制御車線からの少なくとも第1の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピューティングシステム。
(項目16)
少なくとも部分的に、前記1つ以上の障害と関連付けられる前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように少なくとも前記第1の制御車線を制御することは、
前記運動計画内の前記1つ以上の軌道からローカル安全停止軌道を読み出すことと、
前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記複数の制御車線の能力を決定することと、
前記複数の制御車線から1つ以上の第1の制御車線を選択することであって、前記1つ以上の第1の制御車線は、前記ローカル安全停止軌道を追跡するための能力を有する、ことと、
前記ローカル安全停止軌道を追跡するように前記1つ以上の第1の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載のコンピューティングシステム。
(項目17)
自律車両であって、
自律運転システムと、
車両制御システムと、
複数の車両作動システムと、
1つ以上のプロセッサと、
1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を集合的に記憶しており、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記自律車両に、動作を実施させ、前記動作は、
前記自律運転システムによって、前記自律車両の運動計画を生成することであって、前記運動計画は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記自律車両を第1の場所から第2の場所に進行させる1つ以上の軌道を含む、ことと、
前記車両制御システムの複数の制御車線によって、前記自律運転システムによって生成される前記運動計画を表すデータを受信することであって、前記複数の制御車線は、前記1つ以上の軌道を追跡し、前記運動計画に従って前記自律車両の運動を制御するように構成され、前記複数の制御車線はそれぞれ、前記複数の車両作動システムからの1つ以上の車両作動システムに接続される、ことと、
前記車両制御システムによって、前記複数の制御車線からのある制御車線を介して、1つ以上の車両制御信号を前記制御車線に接続される前記1つ以上の車両作動システムに提供し、前記運動計画に従って前記自律車両の運動を制御することと、
前記車両制御システムによって、前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものによる前記運動計画の実施と関連付けられる1つ以上の障害を検出することと、
前記車両制御システムによって、前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものを制御することと
を含む、1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体と
を備える、自律車両。
(項目18)
前記自律車両は、衝突軽減システムを備え、前記動作はさらに、
前記車両制御システムによって、前記衝突軽減システムから、前記自律車両の潜在的衝突を表すデータを受信することと、
前記車両制御システムによって、前記1つ以上の障害反応パラメータおよび前記潜在的衝突を表すデータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記1つ以上の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載の自律車両。
(項目19)
前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものを制御することは、
前記車両制御システムによって、前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記1つ以上の障害に応答して、前記複数の制御車線の能力を決定することと、
前記車両制御システムによって、前記複数の制御車線から最も高い能力を有する前記1つ以上の制御車線を選択することと、
前記車両制御システムによって、前記1つ以上の制御車線と関連付けられる能力を示すデータを前記自律運転システムに提供することと、
前記車両制御システムの1つ以上の制御車線によって、前記1つ以上の制御車線と関連付けられる能力に基づいて、新しい運動計画を表すデータを受信することと、
前記車両制御システムによって、前記新しい運動計画を実施するように前記1つ以上の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載の自律車両。
(項目20)
前記1つ以上の障害と関連付けられる1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記複数の制御車線のうちの1つ以上のものを制御することは、
前記車両制御システムによって、前記1つ以上の障害反応パラメータに基づいて、前記1つ以上の障害に応答して、前記複数の制御車線の能力を決定することと、
前記車両制御システムによって、前記複数の制御車線から最も高い能力を有する前記1つ以上の制御車線を選択することと、
前記車両制御システムによって、前記運動計画内の前記1つ以上の軌道からのローカル安全停止軌道を追跡するように前記1つ以上の制御車線を制御することと
を含む、前記項目のいずれかに記載の自律車両。
障害検出
障害管理
例示的実施形態
Claims (20)
- 自律車両制御システムであって、前記自律車両制御システムは、
1つ以上のプロセッサと、
命令を記憶する1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記自律車両制御システムに動作を実施させる、1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体と
を備え、
前記動作は、
車両に関する運動計画データを受信することと、
前記運動計画データに基づいて、運動計画を実装するための複数の制御車線のうちの第1の制御車線を決定することであって、前記複数の制御車線は、少なくとも前記第1の制御車線と前記第1の制御車線とは異なる第2の制御車線とを含み、前記第1の制御車線は、前記第1の制御車線に対応する車両作動システムの第1のセットと関連付けられ、前記第2の制御車線は、前記第2の制御車線に対応する車両作動システムの第2のセットと関連付けられ、前記車両作動システムの第1のセットは、前記車両作動システムの第2のセットには存在しない少なくとも1つの第1の作動システムを備える、ことと、
前記車両と関連付けられる1つ以上の条件を決定することと、
前記1つ以上の条件に少なくとも部分的に基づいて、前記車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することと
を含む、自律車両制御システム。 - 前記車両は、地上ベースの自律車両を含む、請求項1に記載の自律車両制御システム。
- 前記地上ベースの自律車両は、自律トラックを含む、請求項2に記載の自律車両制御システム。
- 前記運動計画データは、車両軌道を示し、前記車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記車両軌道を追跡するために1つ以上の車両制御信号を生成することと、
前記車両作動システムの第1のセットのうちの少なくとも1つまたは前記車両作動システムの第2のセットのうちの少なくとも1つに前記1つ以上の車両制御信号を提供することと
を行うように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することを含む、請求項1に記載の自律車両制御システム。 - 前記運動計画データは、車両軌道を示し、前記車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記車両軌道の少なくとも第1の部分を追跡するために1つ以上の第1の車両制御信号を生成することと、
前記車両作動システムの第1のセットのうちの少なくとも1つに前記1つ以上の第1の車両制御信号を提供することと
を行うように前記第1の制御車線を制御することと、
前記車両軌道の少なくとも第2の部分を追跡するために1つ以上の第2の車両制御信号を生成することと、
前記車両作動システムの第2のセットのうちの少なくとも1つに前記1つ以上の第2の車両制御信号を提供することと
を行うように前記第2の制御車線を制御することと
を含む、請求項1に記載の自律車両制御システム。 - 前記車両作動システムの第1のセットは、
前記車両の推進または加速のための1つ以上の推進アクチュエータを備える第1のパワートレイン制御システムと、
前記車両のための1つ以上の操向アクチュエータを備える第1の操向制御システムと、
前記車両のための1つ以上の制動アクチュエータを備える第1の制動制御システムと
を備える、請求項1に記載の自律車両制御システム。 - 前記車両作動システムの第2のセットは、
前記車両のための1つ以上の操向アクチュエータを備える第2の操向制御システムと、
前記車両のための1つ以上の制動アクチュエータを備える第2の制動制御システムと
を備える、請求項6に記載の自律車両制御システム。 - 第1の操向アクチュエータは、第2の操向アクチュエータから独立して機能し、第1の制動アクチュエータは、第2の制動アクチュエータから独立して機能する、請求項7に記載の自律車両制御システム。
- 前記第1の制御車線は、前記車両作動システムの第1のセットに少なくとも部分的に基づいて第1の能力と関連付けられ、前記第2の制御車線は、前記車両作動システムの第2のセットに少なくとも部分的に基づいて第2の能力と関連付けられ、前記第1の能力は、前記第2の能力と異なる、請求項1に記載の自律車両制御システム。
- 前記1つ以上の条件は、1つ以上の反応パラメータと関連付けられ、前記1つ以上の条件に少なくとも部分的に基づいて前記車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、前記1つ以上の条件と関連付けられる前記1つ以上の反応パラメータに少なくとも部分的に基づいて前記車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することを含み、前記1つ以上の反応パラメータは、前記1つ以上の条件に応答して、前記第1の能力の第1の低減または前記第2の能力の第2の低減を示す、請求項9に記載の自律車両制御システム。
- 前記自律車両制御システムは、前記車両にオンボードである、請求項1に記載の自律車両制御システム。
- 自律車両であって、前記自律車両は、
前記自律車両の運動を制御するための1つ以上の車両制御信号を実装するように構成される複数のアクチュエータと、
車両制御システムと
を備え、
前記車両制御システムは、
1つ以上のプロセッサと、
命令を記憶する1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記車両制御システムに動作を実施させる、1つ以上の有形非一過性コンピュータ可読媒体と
を備え、
前記動作は、
前記自律車両に関する運動計画データを受信することと、
前記運動計画データに基づいて、運動計画を実装するための複数の制御車線のうちの第1の制御車線を決定することであって、前記複数の制御車線は、少なくとも前記第1の制御車線と前記第1の制御車線とは異なる第2の制御車線とを含み、前記第1の制御車線は、前記第1の制御車線に対応する前記複数のアクチュエータの第1のセットと関連付けられ、前記第2の制御車線は、前記第2の制御車線に対応する前記複数のアクチュエータの第2のセットと関連付けられ、前記複数のアクチュエータの第1のセットは、前記複数のアクチュエータの第2のセットには存在しない少なくとも1つの第1の作動システムを備える、ことと、
前記自律車両と関連付けられる1つ以上の条件を決定することと、
前記1つ以上の条件に少なくとも部分的に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することと
を含む、自律車両。 - 前記自律車両は、自律トラックを含む、請求項12に記載の自律車両。
- 自律運転システムをさらに備え、前記自律運転システムは、前記自律車両に関する運動計画データの少なくとも第1の部分を生成し、前記運動計画データの前記第1の部分を前記車両制御システムに提供するように構成される、請求項12に記載の自律車両。
- 前記運動計画データの前記第1の部分は、1つ以上の一次軌道と1つ以上の停止軌道とを示す、請求項14に記載の自律車両。
- コンピューティングシステムをさらに備え、前記コンピューティングシステムは、前記自律車両に関する前記運動計画データの少なくとも第2の部分を生成し、前記運動計画データの前記第2の部分を前記車両制御システムに提供するように構成される、請求項15に記載の自律車両。
- 前記自律運転システムは、車両センサの第1のセットと関連付けられ、前記コンピューティングシステムは、車両センサの第2のセットと関連付けられ、前記車両センサの第1のセットは、前記車両センサの第2のセットと異なる、請求項16に記載の自律車両。
- 前記運動計画データの前記第2の部分は、前記自律車両の周辺環境内の1つ以上の物体を示す、請求項16に記載の自律車両。
- 前記1つ以上の条件に少なくとも部分的に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することは、
前記運動計画データの前記第1の部分と前記運動計画データの前記第2の部分と前記1つ以上の条件とに少なくとも部分的に基づいて、車両アクションを決定することと、
前記車両アクションに少なくとも部分的に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することと
を含む、請求項16に記載の自律車両。 - コンピュータにより実行される方法であって、前記方法は、
自律車両に関する運動計画データを受信することと、
前記運動計画データに基づいて、運動計画を実装するための複数の制御車線のうちの第1の制御車線を決定することであって、前記複数の制御車線は、少なくとも前記第1の制御車線と前記第1の制御車線とは異なる第2の制御車線とを含み、前記第1の制御車線は、前記第1の制御車線に対応する車両作動システムの第1のセットと関連付けられ、前記第2の制御車線は、前記第2の制御車線に対応する車両作動システムの第2のセットと関連付けられ、前記車両作動システムの第1のセットは、前記車両作動システムの第2のセットには存在しない少なくとも1つの第1の作動システムを備える、ことと、
前記自律車両と関連付けられる1つ以上の条件を決定することと、
前記1つ以上の条件に少なくとも部分的に基づいて、前記自律車両の運動を調節するように前記第1の制御車線または前記第2の制御車線を制御することと
を含む、方法。
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