JPH10167100A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents
車両の操舵制御装置Info
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- JPH10167100A JPH10167100A JP8328737A JP32873796A JPH10167100A JP H10167100 A JPH10167100 A JP H10167100A JP 8328737 A JP8328737 A JP 8328737A JP 32873796 A JP32873796 A JP 32873796A JP H10167100 A JPH10167100 A JP H10167100A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走行路が急カーブしている場合には前方注視
点距離だけ前方の左右の介入開始ポイントが共にカーブ
外側の側縁より外側に出てしまい、操舵制御量を求めら
れなくなり、操舵制御が不能となるという問題があっ
た。 【解決手段】 車両の走行路の曲率半径を検出する曲率
検出手段M3と、検出した上記の曲率半径に応じて上記
前方注視点距離を可変する前方注視点距離可変手段M4
とを有する。このように走行路の曲率半径に応じて前方
注視点距離を可変するため、曲率半径が小さい場合は前
方注視点距離を小さくして目標位置が走行路から外れな
いように設定できるので操舵制御量を求め操舵制御する
ことが可能となる。
点距離だけ前方の左右の介入開始ポイントが共にカーブ
外側の側縁より外側に出てしまい、操舵制御量を求めら
れなくなり、操舵制御が不能となるという問題があっ
た。 【解決手段】 車両の走行路の曲率半径を検出する曲率
検出手段M3と、検出した上記の曲率半径に応じて上記
前方注視点距離を可変する前方注視点距離可変手段M4
とを有する。このように走行路の曲率半径に応じて前方
注視点距離を可変するため、曲率半径が小さい場合は前
方注視点距離を小さくして目標位置が走行路から外れな
いように設定できるので操舵制御量を求め操舵制御する
ことが可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の操舵制御装置
に関し、特に車両前方の画像から走行路を認識して、こ
の走行路から逸脱しないように操舵制御を行う車両の操
舵制御装置に関する。
に関し、特に車両前方の画像から走行路を認識して、こ
の走行路から逸脱しないように操舵制御を行う車両の操
舵制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、車両前方の道路を撮像した画
像から走行すべき走行路に対する車両位置を検出するこ
とが行われている。例えば、特開平7−105498号
公報には、車両前方の道路を撮像した画像から白線等を
検出して自車の走行路の側縁を検出すると共に、車速及
び操舵角から自車の進行路を推定し、この推定進行路と
走行路の側縁とが交わる角度及び交点までの距離を求
め、走行路からの逸脱を予測して逸脱を防止すべく修正
操舵を行うことが記載されている。
像から走行すべき走行路に対する車両位置を検出するこ
とが行われている。例えば、特開平7−105498号
公報には、車両前方の道路を撮像した画像から白線等を
検出して自車の走行路の側縁を検出すると共に、車速及
び操舵角から自車の進行路を推定し、この推定進行路と
走行路の側縁とが交わる角度及び交点までの距離を求
め、走行路からの逸脱を予測して逸脱を防止すべく修正
操舵を行うことが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来装置では車両から
所定距離(前方注視点距離)だけ前方で左右方向に介入
開始ポイントを設け、この介入開始ポイントが道路の側
縁にかかると操舵制御を開始している。しかし、走行路
が急カーブしている場合には前方注視点距離だけ前方で
は、走行路の側縁を検出することができず、そのため、
推定進行路と走行路の側縁との関係が不明となって操舵
制御量を求められなくなり、操舵制御が不能となるとい
う問題があった。
所定距離(前方注視点距離)だけ前方で左右方向に介入
開始ポイントを設け、この介入開始ポイントが道路の側
縁にかかると操舵制御を開始している。しかし、走行路
が急カーブしている場合には前方注視点距離だけ前方で
は、走行路の側縁を検出することができず、そのため、
推定進行路と走行路の側縁との関係が不明となって操舵
制御量を求められなくなり、操舵制御が不能となるとい
う問題があった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
走行路の曲率半径に応じて前方注視点距離を可変するこ
とにより、走行路がカーブしていても直線路と同様に操
舵制御が可能な車両の操舵制御装置を提供することを目
的とする。
走行路の曲率半径に応じて前方注視点距離を可変するこ
とにより、走行路がカーブしていても直線路と同様に操
舵制御が可能な車両の操舵制御装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、図1に示すように、車両の走行路上のガイドライン
を認識するガイドライン認識手段M1を有し、操舵制御
手段M2で上記ガイドラインの認識結果に基づいて車両
より前方注視点距離だけ前方の走行路上に目標位置を設
定し、この目標位置を走行するよう操舵制御を行う車両
の操舵制御装置において、車両の走行中の走行路の曲率
半径を検出する曲率検出手段M3と、検出した上記の曲
率半径に応じて上記前方注視点距離を可変する前方注視
点距離可変手段M4とを有する。
は、図1に示すように、車両の走行路上のガイドライン
を認識するガイドライン認識手段M1を有し、操舵制御
手段M2で上記ガイドラインの認識結果に基づいて車両
より前方注視点距離だけ前方の走行路上に目標位置を設
定し、この目標位置を走行するよう操舵制御を行う車両
の操舵制御装置において、車両の走行中の走行路の曲率
半径を検出する曲率検出手段M3と、検出した上記の曲
率半径に応じて上記前方注視点距離を可変する前方注視
点距離可変手段M4とを有する。
【0006】このように、走行路の曲率半径に応じて前
方注視点距離を可変するため、曲率半径が小さい場合は
前方注視点距離を小さくして目標位置が走行路から外れ
ないように設定できるので操舵制御量を求め、操舵制御
することが可能となり、また、直線路からカーブに進む
際に前方注視点距離を徐々に小さくして操舵制御量の急
変を防止でき、ドライバビリティが向上する。
方注視点距離を可変するため、曲率半径が小さい場合は
前方注視点距離を小さくして目標位置が走行路から外れ
ないように設定できるので操舵制御量を求め、操舵制御
することが可能となり、また、直線路からカーブに進む
際に前方注視点距離を徐々に小さくして操舵制御量の急
変を防止でき、ドライバビリティが向上する。
【0007】
【発明の実施の形態】図2は本発明装置の一実施例の構
成図を示す。同図中、前輪操舵機構10は操舵ハンドル
11を有しており、この操舵ハンドル11は操舵軸12
を介してステアリングギヤボックス13内のピニオンギ
ヤに接続されている。このピニオンギヤはラックバー1
4と噛合し、操舵ハンドル11の回転運動をラックバー
14の往復運動に変換して伝達するものである。ラック
バー14の両端には左右タイロッド15a,15b及び
左右ナックルアーム16a,16bを介して左右前輪F
W1,FW2が操舵可能に連結されている。
成図を示す。同図中、前輪操舵機構10は操舵ハンドル
11を有しており、この操舵ハンドル11は操舵軸12
を介してステアリングギヤボックス13内のピニオンギ
ヤに接続されている。このピニオンギヤはラックバー1
4と噛合し、操舵ハンドル11の回転運動をラックバー
14の往復運動に変換して伝達するものである。ラック
バー14の両端には左右タイロッド15a,15b及び
左右ナックルアーム16a,16bを介して左右前輪F
W1,FW2が操舵可能に連結されている。
【0008】後輪操舵機構20は後輪を操舵するための
アクチュエータとしてのブラシレスモータなどの電動モ
ータ21を備えている。電動モータ21の回転軸はステ
アリングギヤボックス22内にて減速機構を介して軸方
向に変位可能に支持されたリレーロッド23に接続され
ており、リレーロッド23は同モータ21の回転に応じ
て軸方向に変位する。減速機構の逆効率は小さく設定さ
れていて、リレーロッド23側からの外部入力により電
動モータ21が回転駆動されることがないようになって
いる。リレーロッド23の両端にはタイロッド24a,
24b及びナックルアーム25a,25bを介して左右
後輪RW1,RW2が接続されていて、左右後輪RW
1,RW2はリレーロッド23の軸方向の変位に応じて
操舵される。
アクチュエータとしてのブラシレスモータなどの電動モ
ータ21を備えている。電動モータ21の回転軸はステ
アリングギヤボックス22内にて減速機構を介して軸方
向に変位可能に支持されたリレーロッド23に接続され
ており、リレーロッド23は同モータ21の回転に応じ
て軸方向に変位する。減速機構の逆効率は小さく設定さ
れていて、リレーロッド23側からの外部入力により電
動モータ21が回転駆動されることがないようになって
いる。リレーロッド23の両端にはタイロッド24a,
24b及びナックルアーム25a,25bを介して左右
後輪RW1,RW2が接続されていて、左右後輪RW
1,RW2はリレーロッド23の軸方向の変位に応じて
操舵される。
【0009】電子制御回路(ECU)30には前輪操舵
角センサ32,後輪操舵角センサ34,及びガイドライ
ン認識装置36が接続されている。前輪操舵角センサ3
2は左右前輪FW1,FW2の操舵角を検出する。後輪
操舵角センサ34は左右後輪RW1,RW2の操舵角を
検出する。
角センサ32,後輪操舵角センサ34,及びガイドライ
ン認識装置36が接続されている。前輪操舵角センサ3
2は左右前輪FW1,FW2の操舵角を検出する。後輪
操舵角センサ34は左右後輪RW1,RW2の操舵角を
検出する。
【0010】ガイドライン認識手段M1及び曲率検出手
段M3としてのガイドライン認識装置36は車両の進行
方向前方の道路を撮像した道路画像をカメラ38から供
給され、この道路画像を処理して道路の中央又は路側の
白線や黄色の追越し禁止線等のガイドラインを認識し、
このガイドラインに基づいて走行車線を認識し、図4に
破線で示す走行路中央線からの車両オフセット量E
(n)及び二重線で示すガイドラインIからの距離L1
を検出すると共に、走行路のカーブの曲率半径Rを検出
する。ここで、θは画像から得た車両の走行路に対する
傾き角、1は前方注視点距離(一定値)、eは現在横ず
れ量であり、 E(n)=e+L1 ・・・ (1) L1 ≒1×θ ・・・ (2) と表わされる。上記の傾き角θ,現在横ずれ量e,車両
オフセット量E(n)及び曲率半径RはECU30に供
給される。
段M3としてのガイドライン認識装置36は車両の進行
方向前方の道路を撮像した道路画像をカメラ38から供
給され、この道路画像を処理して道路の中央又は路側の
白線や黄色の追越し禁止線等のガイドラインを認識し、
このガイドラインに基づいて走行車線を認識し、図4に
破線で示す走行路中央線からの車両オフセット量E
(n)及び二重線で示すガイドラインIからの距離L1
を検出すると共に、走行路のカーブの曲率半径Rを検出
する。ここで、θは画像から得た車両の走行路に対する
傾き角、1は前方注視点距離(一定値)、eは現在横ず
れ量であり、 E(n)=e+L1 ・・・ (1) L1 ≒1×θ ・・・ (2) と表わされる。上記の傾き角θ,現在横ずれ量e,車両
オフセット量E(n)及び曲率半径RはECU30に供
給される。
【0011】電子制御装置30は図3に示す如く、マイ
クロコンピュータで構成され、中央処理ユニット(CP
U)50と、リードオンリメモリ(ROM)52と、ラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)54と、入力ポート回
路56と、出力ポート回路58と、通信回路60とを有
し、これらは双方向性のコモンバス62により互いに接
続されている。
クロコンピュータで構成され、中央処理ユニット(CP
U)50と、リードオンリメモリ(ROM)52と、ラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)54と、入力ポート回
路56と、出力ポート回路58と、通信回路60とを有
し、これらは双方向性のコモンバス62により互いに接
続されている。
【0012】入力ポート回路56には前輪操舵角センサ
32,後輪操舵角センサ34夫々の出力する検出信号が
供給される。また、通信回路60にはガイドライン認識
装置36の出力する検出量θ,e,E(n),R夫々が
供給される。ROM52には制御プログラムが記憶され
ている。CPU50は制御プログラムに基づき、後述す
る種々の演算を行い、その際にRAM54が作業領域と
して使用される。CPU50が制御プログラムを実行す
ることにより発生した制御信号は出力ポート回路58か
ら駆動回路40に供給され、この駆動回路40は電動モ
ータ21を駆動して後輪RW1,RW2の操舵を行う。
32,後輪操舵角センサ34夫々の出力する検出信号が
供給される。また、通信回路60にはガイドライン認識
装置36の出力する検出量θ,e,E(n),R夫々が
供給される。ROM52には制御プログラムが記憶され
ている。CPU50は制御プログラムに基づき、後述す
る種々の演算を行い、その際にRAM54が作業領域と
して使用される。CPU50が制御プログラムを実行す
ることにより発生した制御信号は出力ポート回路58か
ら駆動回路40に供給され、この駆動回路40は電動モ
ータ21を駆動して後輪RW1,RW2の操舵を行う。
【0013】図5はCPU30が実行する操舵制御手段
M2としての操舵制御処理の一実施例のフローチャート
を示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。同図
中、ステップS12ではガイドライン認識装置36で走
行路の認識ができたかどうかを判別する。走行路の認識
ができた場合にはステップS14に進み、認識できない
場合には処理サイクルを終了する。
M2としての操舵制御処理の一実施例のフローチャート
を示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。同図
中、ステップS12ではガイドライン認識装置36で走
行路の認識ができたかどうかを判別する。走行路の認識
ができた場合にはステップS14に進み、認識できない
場合には処理サイクルを終了する。
【0014】ステップS14ではガイドライン認識装置
36の出力する傾き角θ,現在横ずれ量e,車両オフセ
ット量E(n),曲率半径R夫々を読み込む。次に前方
注視点距離可変手段M4としてのステップS16で上記
の曲率半径Rを用いて図6に示すマップを参照し前方注
視点距離l1 を算出する。図6のマップでは曲率半径R
が大きいとき、つまり走行路が直線に近いときほど前方
注視点距離l1 を大きくし(但し、前方注視点距離l1
は一定値lを越えることはない)、曲率半径Rが小さい
とき、つまり走行路のカーブが急なときほど前方注視点
距離lを小さくしている。
36の出力する傾き角θ,現在横ずれ量e,車両オフセ
ット量E(n),曲率半径R夫々を読み込む。次に前方
注視点距離可変手段M4としてのステップS16で上記
の曲率半径Rを用いて図6に示すマップを参照し前方注
視点距離l1 を算出する。図6のマップでは曲率半径R
が大きいとき、つまり走行路が直線に近いときほど前方
注視点距離l1 を大きくし(但し、前方注視点距離l1
は一定値lを越えることはない)、曲率半径Rが小さい
とき、つまり走行路のカーブが急なときほど前方注視点
距離lを小さくしている。
【0015】次に、ステップS18で次式により車両オ
フセット量E’(n)を演算する。 E’(n)=e+L’1 ・・・ (3) L’1 ≒l1 ×θ ・・・ (4) ガイドライン認識装置36では前述の(1),(2)式
で車両オフセット量E(n)を算出して出力している
が、(2)式の前方注視点距離lは一定値であるため、
このステップでカーブの曲率半径Rに応じた前方注視点
距離l1 を用いて車両オフセット量E’(n)を算出し
ている。
フセット量E’(n)を演算する。 E’(n)=e+L’1 ・・・ (3) L’1 ≒l1 ×θ ・・・ (4) ガイドライン認識装置36では前述の(1),(2)式
で車両オフセット量E(n)を算出して出力している
が、(2)式の前方注視点距離lは一定値であるため、
このステップでカーブの曲率半径Rに応じた前方注視点
距離l1 を用いて車両オフセット量E’(n)を算出し
ている。
【0016】次にステップS20で次式により後輪操舵
制御量D(n)を算出する。 D(n)=D(n−1)+K1×{E’(n)−E’(n−1)}・・・ (1) 但し、D(n−1)は前回の後輪操舵制御量、E’(n
−1)は前回の車両オフセット量であり、K1は後輪制
御ゲイン(一定値)である。
制御量D(n)を算出する。 D(n)=D(n−1)+K1×{E’(n)−E’(n−1)}・・・ (1) 但し、D(n−1)は前回の後輪操舵制御量、E’(n
−1)は前回の車両オフセット量であり、K1は後輪制
御ゲイン(一定値)である。
【0017】ステップS22ではステップS18で算出
した後輪操舵制御量D(n)を実際の後輪操舵制御量D
にセットし、ステップS24に進んで実際の後輪操舵制
御量Dに基づいて駆動回路40を駆動する。これによっ
て電動モータ21が回転駆動されて後輪RW1,RW2
の操舵が行われる。この後、処理を終了する。
した後輪操舵制御量D(n)を実際の後輪操舵制御量D
にセットし、ステップS24に進んで実際の後輪操舵制
御量Dに基づいて駆動回路40を駆動する。これによっ
て電動モータ21が回転駆動されて後輪RW1,RW2
の操舵が行われる。この後、処理を終了する。
【0018】このように、走行路の曲率半径Rが小さい
ほど前方注視点距離l1 が小さくなるため、図7(A)
に示すような急カーブの走行路70において車両72で
の前方注視点距離l1 は一定値lより小さくなり、走行
路の外側に出ることがなく車両オフセット量E’(n)
を求めることができ、これによって後輪操舵制御量D
(n)を算出して操舵制御を行うことができる。
ほど前方注視点距離l1 が小さくなるため、図7(A)
に示すような急カーブの走行路70において車両72で
の前方注視点距離l1 は一定値lより小さくなり、走行
路の外側に出ることがなく車両オフセット量E’(n)
を求めることができ、これによって後輪操舵制御量D
(n)を算出して操舵制御を行うことができる。
【0019】また、図7(B)に示すように走行路74
が直線からカーブに変化する際の車両72では前方注視
点距離l1 は時間によって走行路74の曲率半径Rが徐
々に小さくなるため、前方注視点距離l1 も時間と共に
小さくなる。つまりl1 (t 0 )>l1 (tn )とな
る。これによって車両オフセット量E’(n)はカーブ
の影響をほとんど受けることがなく車両オフセット量
E’(n)の急変を防止でき、操舵制御量の急変を防止
できるため、車両72の走行が不安定となることがな
く、トライバビリティが向上する。
が直線からカーブに変化する際の車両72では前方注視
点距離l1 は時間によって走行路74の曲率半径Rが徐
々に小さくなるため、前方注視点距離l1 も時間と共に
小さくなる。つまりl1 (t 0 )>l1 (tn )とな
る。これによって車両オフセット量E’(n)はカーブ
の影響をほとんど受けることがなく車両オフセット量
E’(n)の急変を防止でき、操舵制御量の急変を防止
できるため、車両72の走行が不安定となることがな
く、トライバビリティが向上する。
【0020】なお、上記実施例ではガイドライン認識装
置36で走行路の曲率半径Rを検出しているが、その他
に前輪操舵角やヨーレートから曲率半径Rを求めても良
く、更にはナビゲーションシステムの地図情報から曲率
半径を得ても良い。また、後輪を操舵制御する代りに前
輪又は前輪と後輪を操舵制御するものであっても良く、
上記実施例に限定されない。
置36で走行路の曲率半径Rを検出しているが、その他
に前輪操舵角やヨーレートから曲率半径Rを求めても良
く、更にはナビゲーションシステムの地図情報から曲率
半径を得ても良い。また、後輪を操舵制御する代りに前
輪又は前輪と後輪を操舵制御するものであっても良く、
上記実施例に限定されない。
【0021】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドライン
認識手段を有し、上記ガイドラインの認識結果に基づい
て車両より前方注視点距離だけ前方の走行路上に目標位
置を設定し、この目標位置を走行するよう操舵制御を行
う車両の操舵制御装置において、車両の走行中の走行路
の曲率半径を検出する曲率検出手段と、検出した上記の
曲率半径に応じて上記前方注視点距離を可変する前方注
視点距離可変手段とを有する。
車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドライン
認識手段を有し、上記ガイドラインの認識結果に基づい
て車両より前方注視点距離だけ前方の走行路上に目標位
置を設定し、この目標位置を走行するよう操舵制御を行
う車両の操舵制御装置において、車両の走行中の走行路
の曲率半径を検出する曲率検出手段と、検出した上記の
曲率半径に応じて上記前方注視点距離を可変する前方注
視点距離可変手段とを有する。
【0022】このように、走行路の曲率半径に応じて前
方注視点距離を可変するため、曲率半径が小さい場合は
前方注視点距離を小さくして目標位置が走行路から外れ
ないように設定できるので操舵制御量を求め、操舵制御
することが可能となり、また、直線路からカーブに進む
際に前方注視点距離を徐々に小さくして操舵制御量の急
変を防止でき、ドライバビリティが向上する。
方注視点距離を可変するため、曲率半径が小さい場合は
前方注視点距離を小さくして目標位置が走行路から外れ
ないように設定できるので操舵制御量を求め、操舵制御
することが可能となり、また、直線路からカーブに進む
際に前方注視点距離を徐々に小さくして操舵制御量の急
変を防止でき、ドライバビリティが向上する。
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明装置の構成図である。
【図3】ECUのブロック図である。
【図4】車両オフセット量を説明するための図である。
【図5】操舵制御処理のフローチャートである。
【図6】マップを示す図である。
【図7】本発明を説明するための図である。
10 前輪操舵機構 11 操舵ハンドル 12 操舵軸 13,22 ステアリングギヤボックス 14 ラックバー 15a,15b,24a,24b タイロッド 16a,16b,25a,25b ナックルアーム 20 後輪操舵機構 21 電動モータ 23 リレーロッド 30 ECU 32 前輪操舵角センサ 33 後輪操舵角センサ 36 ガイドライン認識装置 38 カメラ 40 駆動回路 M1 ガイドライン認識手段 M2 操舵制御手段 M3 曲率検出手段 M4 前方注視点距離可変手段
Claims (1)
- 【請求項1】 車両の走行路上のガイドラインを認識す
るガイドライン認識手段を有し、上記ガイドラインの認
識結果に基づいて車両より前方注視点距離だけ前方の走
行路上に目標位置を設定し、この目標位置を走行するよ
う操舵制御を行う車両の操舵制御装置において、 車両の走行中の走行路の曲率半径を検出する曲率検出手
段と、 検出した上記の曲率半径に応じて上記前方注視点距離を
可変する前方注視点距離可変手段とを有することを特徴
とする車両の操舵制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32873796A JP3255052B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 車両の操舵制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32873796A JP3255052B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 車両の操舵制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10167100A true JPH10167100A (ja) | 1998-06-23 |
JP3255052B2 JP3255052B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18213620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32873796A Expired - Fee Related JP3255052B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 車両の操舵制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3255052B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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