DE19947506A1 - Navigation instrument for vehicles with a navigation module in a combination instrument - Google Patents

Navigation instrument for vehicles with a navigation module in a combination instrument

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Abstract

The vehicle navigation instrument has a navigation module (5) provided with reception and analysis circuitry which support a satellite based navigation system such as a global positioning (GPS) system. The navigation module is arranged in a combination instrument. The common housing (1) also contains further individual instruments (3,4). The displays for these individual instruments are arranged on a display panel (2). Independent claims also cover a combination instrument containing the navigation instrument.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationsinstrument für Kraftfahrzeuge mit einem Navigationsmodul, das eine ein Satelliten gestütztes Navigationssystem (Global Positioning System; GPS) unterstützende Empfangs- und Auswerteelektronik aufweist.The present invention relates to a navigation instrument for motor vehicles with a navigation module, the one Satellite-based navigation system (Global Positioning System; GPS) supporting reception and evaluation electronics having.

Derartige Navigationsinstrumente werden in Kraftfahrzeugen mittlerweile verbreitet eingesetzt. Sie haben sich im Betrieb bewährt und tragen zu einem erhöhten Komfort bei. Der Einbau der entsprechenden Navigationsmodule, die Eingabemittel und mit Informationsanzeigen aufweisen erfolgt bekanntermaßen an einer für den Fahrer zugänglichen Stelle. Dabei werden die Navigationsmodule in dem für die Audioanlage vorgesehenen Einschub oder in andere entsprechende Halterungen eingebaut. Das Display kann entweder direkt an dem Modul vorgesehen sein oder davon getrennt, beispielsweise auf dem Armaturenbrett untergebracht werden. In jüngster Zeit wurden Kraftfahrzeuge vorgestellt, bei denen das Display zusammen mit den anderen Anzeigen auf der Anzeigetafel eines Kombinationsinstrumentes angeordnet ist und so direkt im Blickfeld des Fahrers liegt.Such navigation instruments are used in motor vehicles now widely used. You are in operation proven and contribute to increased comfort. The installation the corresponding navigation modules, the input means and with information displays is known to occur a place accessible to the driver. The Navigation modules in the one intended for the audio system Insert or built into other corresponding brackets. The display can either be provided directly on the module or separately, for example on the dashboard be accommodated. Recently, motor vehicles presented where the display along with the others Displays on the display panel of an instrument cluster is arranged and so is directly in the driver's field of vision.

Nachteilig an den bislang bekannten Navigationsinstrumenten ist, daß deren Navigationsmodule einen einerseits einen besonderen Einbauraum benötigen und daß sie andererseits über mitunter lange Wege mit dem entsprechenden Display verbunden werden müssen. Dieser Nachteil macht die bekannten Instrumente für den Einsatz gerade in kleinen Fahrzeugen ungeeignet. Insbesondere trägt die aufwendige Montage und die verwendeten Kabel für die elektrische Verbindung zu einer Erhöhung der Bereitstellungs- und Wartungskosten sowie zu einer größeren Anfälligkeit der Instrumente bei.A disadvantage of the previously known navigation instruments is that their navigation modules one hand one need special installation space and that they on the other hand  sometimes long distances connected to the corresponding display Need to become. This disadvantage makes the known Instruments for use especially in small vehicles not suitable. In particular, the complex assembly and used cable for the electrical connection to a Increase deployment and maintenance costs as well a greater vulnerability of the instruments.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kostengünstiges Navigationsinstrument zu schaffen, das sich bei einfachem und platzsparendem Aufbau auch in ein kleineres Kraftfahrzeug komfortabel integrieren läßt und das sich dabei durch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit auszeichnet.The object of the present invention is a to create inexpensive navigation tool that is with a simple and space-saving construction even in a smaller one Motor vehicle can be conveniently integrated and that characterized by a high degree of reliability.

Diese Aufgabe wird durch ein Navigationsinstrument nach Anspruch 1 gelöst.This task is followed by a navigation tool Claim 1 solved.

Der besonders vorteilhafte Gedanke des erfindungsgemäßen Navigationsinstrumentes ist, daß das Navigationsmodul zusammen mit den anderen benötigten Einzelinstrumenten im Gehäuse eines ohnehin benötigten Kombinationsinstrumentes untergebracht ist. Diese Integration des Navigationsmoduls wird durch die Miniaturisierung der Elektronik möglich. Die Integration des Modules in dem Gehäuse des Kombinations­ instrumentes erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Leiterplatte, auf der alle elektronischen Komponenten des Navigationsmodules, insbesondere die Empfangs- und Auswerteelektronik für die GPS-Signale und ein Mikroprozessor zur Verarbeitung mit Speichereinheit gemeinsam angeordnet sind. Wegen dieser vorteilhaften modularen Bauweise sind Kombinationsinstrumente mit dem Navigationsmodul nachrüstbar und das Navigationsmodul ist ohne Probleme austauschbar, was zu einer Vereinfachung der Wartung beiträgt. The particularly advantageous idea of the invention Navigation instrument is that the navigation module together with the other required individual instruments in the Housing of a combination instrument that is required anyway is housed. This integration of the navigation module is made possible by the miniaturization of electronics. The Integration of the module in the housing of the combination instruments is advantageously carried out by means of a PCB on which all electronic components of the Navigation modules, especially the reception and Evaluation electronics for the GPS signals and a microprocessor arranged for processing with storage unit are. Because of this advantageous modular design Combination instruments can be retrofitted with the navigation module and the navigation module is interchangeable with no problem what contributes to simplification of maintenance.  

Bei dem erfindungsgemäßen Navigationsinstrument ist es besonders vorteilhaft, daß keine extra Verbindungskabel für zwischen dem Navigationsmodul und das vorteilhafterweise in die Anzeigetafel integrierte Display benötigt werden. Dies trägt zu einer starken Vereinfachung des Einbaus und zu einer großen Erhöhung der Betriebssicherheit des Instrumentes bei. Ein weiterer Vorteil ist, daß lange Übertragungsstrecken für die Bilddaten entfallen. Gleichzeitig lassen sich durch das erfindungsgemäße Navigationsinstrument die Herstellungskosten senken, so daß die Attraktivität des Systems steigt. Da durch die erfindungsgemäße Integration des GPS eine große Zahl vorher benötigter Komponenten wie z. B. Schnittstellen und Spannungsversorgungen eingespart werden kann, ist es möglich die Kosten weiter zu senken.It is with the navigation instrument according to the invention particularly advantageous that no extra connection cables for between the navigation module and the advantageously in the scoreboard integrated display will be needed. This contributes to greatly simplifying installation and to one great increase in the operational safety of the instrument. Another advantage is that long transmission distances for the image data are eliminated. At the same time, navigation instrument according to the invention the manufacturing costs lower, so that the attractiveness of the system increases. Thereby the integration of the GPS according to the invention a large number previously required components such. B. Interfaces and Power supplies can be saved, it is possible to further reduce costs.

Wegen des geringen Einbauraumes ist der Einbau auch in Kleinwagen möglich. Die Bedienung des Navigationsinstrumentes erfolgt in einer vorteilhaften Ausführungsform über die Bedienelemente, die beim Fahrzeug ohnehin vorhanden sind. So ist es besonders vorteilhaft, die bei einigen Fahrzeugtypen im Lenkrad angeordneten Bedienelemente zu nutzen. Diese sind dem Fahrer gut zugänglich und bieten einen hohen Bedienkomfort. Die Auswahl der jeweiligen Funktion der Bedienelemente kann über einen besonderen Wahlschalter erfolgen, so daß die Bedienelemente nach wie vor auch für andere Zwacke zur Verfügung stehen.Because of the small installation space, the installation is also in Small car possible. Operation of the navigation instrument takes place in an advantageous embodiment via the Controls that are already present in the vehicle. So it is particularly advantageous for some types of vehicles controls located in the steering wheel. These are easily accessible to the driver and offer a high Ease of use. The selection of the respective function of the Controls can be operated using a special selector switch done so that the controls are still for other twins are available.

Es ist besonders vorteilhaft, in dem Navigationsmodul auch einen Beschleunigungsmesser (Gyroskop) anzuordnen, der für die Koppelnavigation notwendig ist. Wegen der Anordnung des Kombinationsinstrumentes unter der Windschutzscheibe des Fahrzeuges und wegen des damit verbundenen störungsfreien Empfangs ist es auch möglich in dem gemeinsamen Gehäuse eine Antenne zum Empfang der von Satelliten ausgesendeten GPS- Signale unterzubringen. Mit der Integration dieser beider Bauteile in das Gehäuse ist eine weitere Vereinfachung und ein großer Schritt zu einem kompakten Kombiinstrument getan.It is particularly advantageous in the navigation module too to arrange an accelerometer (gyroscope) for dead reckoning is necessary. Because of the arrangement of the Combination instrument under the windshield of the Vehicle and because of the associated trouble-free Reception is also possible in the common housing Antenna for receiving GPS signals from satellites  To accommodate signals. With the integration of these two Components in the housing is a further simplification and a big step towards a compact instrument cluster.

In einer weiteren besonders zu bevorzugenden Ausführung ist in das gemeinsame Gehäuse zudem die Speichereinheit für das Kartenmaterial untergebracht. Diese Speichereinheit kann ein Laufwerk für austauschbare Compakt Disks beinhalten, auf denen die Karteninformation gespeichert ist. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn die Speichereinheit von einem insbesondere auswechselbaren elektronischen Speicherbaustein in der Art einer nichtflüchtigen Magnetspeichers gebildet wird. Derartige Speichermedien zeichnen sich durch ihre hohe Zugriffsgeschwindigkeit aus und benötigen kein anfälliges mechanisches Laufwerk. Insbesondere kann mit solchen "flash- memories" ein leistungsfähiges und robustes System geschaffen werden. Dieser elektronische Speicherbaustein trägt dazu bei, daß das Navigationssystem kompakt genug ist, um es in das Kombiinstrument einbauen zu können.Another particularly preferred embodiment is in the common housing also the storage unit for the Maps stored. This storage unit can be a Drive for interchangeable compact discs where the card information is stored. However, it is particularly advantageous if the storage unit from one exchangeable electronic memory chip in particular formed in the manner of a non-volatile magnetic memory becomes. Such storage media are characterized by their high Access speed and do not need a vulnerable mechanical drive. In particular, such "flash memories "created a powerful and robust system become. This electronic memory chip helps that the navigation system is compact enough to fit into it To be able to install the instrument cluster.

Wie schon ausgeführt, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Display des Navigationsinstrumentes als Monitor in die Anzeigetafel des Kombinationsinstrumentes integriert ist. Damit wird dem Fahrer auf besonders effektive Weise eine gute Übersicht über die dargebotene Information ermöglicht. Es kann von Vorteil sein, dem Fahrer weitere Weginformation über einen in dem gemeinsamen Gehäuse integrierten Lautsprecher zu übermitteln. Es ist auch denkbar in das System ein Mikrophon zu integrieren, um eine Kommunikation vermittels der Sprache zu ermöglichen. In diesem Falle würde auf dem Mikroprozessor des Systems ein Programm zur Sprachidentifikation ablaufen, ohne daß es der Bedienung über Bedienelemente bedarf. Die Wahrnehmung der auf dem Monitor dargebotenen Information ist besonders groß, wenn der Monitor im Zentrum der Anzeigetafel und damit in direkter Blickrichtung des Fahrers angeordnet ist. Bei dieser Anordnung kann die optische Wirkung weiter begünstigt werden, wenn beidseitig des Monitors ein analoges Anzeigeinstrument, beispielsweise Tachometer und Uhr bzw. Drehzahlmesser, mit einem Zeiger vor einer entsprechend kreisbogenförmigen Skala angeordnet ist. Dadurch wird der Blick des Fahrers auf das Display, auf dem die Information mittels einfacher Symbole dargestellt wird, fokussiert.As already stated, it is particularly advantageous if that Display of the navigation instrument as a monitor in the Scoreboard of the combination instrument is integrated. This makes the driver a good one in a particularly effective manner Provides an overview of the information presented. It can be of advantage to provide the driver with further route information a loudspeaker integrated in the common housing to transfer. It is also conceivable to have a microphone in the system to integrate to communicate through language to enable. In this case, the microprocessor would the system runs a language identification program, without the need for operation via controls. The Perception of the information presented on the monitor is especially large when the monitor is in the center of the scoreboard  and thus arranged in the driver's direct line of sight is. With this arrangement, the optical effect can be further be favored if an analog on both sides of the monitor Display instrument, for example speedometer and clock or Tachometer, with a pointer in front of one accordingly circular scale is arranged. This will make the The driver looks at the display on which the information is represented by means of simple symbols.

Alle weiteren von Außen dem Navigationsmodul zuzuführenden Steuersignale, wie beispielsweise von einem Odometer (Wegstreckenmesser), werden über eine externe Schnittstelle in das System einbezogen. Diese Schnittstelle kann durch einen Stecker in einer Außenwand des gemeinsamen Gehäuses realisiert sein.All others to be fed to the navigation module from the outside Control signals, such as from an odometer (Odometer), are via an external interface included in the system. This interface can be through a connector in an outer wall of the common housing be realized.

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationsinstrumentes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.A special embodiment of the invention Navigation instrument is schematic in the drawing shown and is described in more detail below.

Die Figur zeigt schematisch ein für ein Kraftfahrzeuge einsetzbares Kombinationsinstrument mit einem gemeinsamen Gehäuse 1 in dem alle notwendigen elektronischen und mechanischen Komponenten für die Messung und die Darstellung der Fahrzeugparameter untergebracht sind. Das dargestellte Kombinationsinstrument läßt sich als komplette Einheit in ein Kraftfahrzeug einbauen und hat eine für den Fahrer sichtbare Anzeigetafel 2, auf der in diesem Falle zwei analoge Anzeigen 3 und 4 zweier Einzelinstrumente, nämlich Tachometer und Drehzahlmesser, mit Zeigern vor einer kreisbogenförmigen Skala angeordnet sind.The figure schematically shows a combination instrument that can be used for a motor vehicle and has a common housing 1 in which all the necessary electronic and mechanical components for measuring and displaying the vehicle parameters are accommodated. The combination instrument shown can be installed as a complete unit in a motor vehicle and has a display panel 2 visible to the driver, on which in this case two analog displays 3 and 4 of two individual instruments, namely the speedometer and tachometer, are arranged with pointers in front of an arc-shaped scale.

Das Kombinationsinstrument beinhaltet außerdem ein erfindungsgemäßes Navigationsmodul 5 zur Satelliten gestütztes Navigation (Global Positioning System; GPS), das eine entsprechende Empfangs- und Auswerteelektronik aufweist. Zur Anzeige der vom Navigationssystem generierten Information ist auf der Anzeigetafel 2 ein Anzeigebereich 6 in der Art eines Monitors vorgesehen. Der Monitor 6 ist im Zentrum der Anzeigetafel 2 angeordnet und beidseitig von den analogen Anzeigeinstrumenten 3 und 4 umgeben.The combination instrument also includes a navigation module 5 according to the invention for satellite-supported navigation (Global Positioning System; GPS), which has corresponding receiving and evaluation electronics. To display the information generated by the navigation system, a display area 6 in the manner of a monitor is provided on the display panel 2 . The monitor 6 is arranged in the center of the display panel 2 and is surrounded on both sides by the analog display instruments 3 and 4 .

Zur Steuerung des Kombinationsinstrumentes ist ein Prozessor 7 vorgesehen, der die Kontrolle über alle Einzelinstrumente hat. In einer besonders vorteilhaften Form kann der Prozessor 7 auch für die Auswertung der GPS Signale eingesetzt werden. Die Spannungsversorgung aller Instrumente erfolgt über ein Netzteil 8. Über eine externe Fahrzeugschnittstelle 9, beispielsweise einen CAN-Bus lassen sich dem Prozessor Steuersignale von externen Geräten wie dem Odometer oder von den Bedienelementen zuführen.To control the combination instrument, a processor 7 is provided, which has control over all individual instruments. In a particularly advantageous form, the processor 7 can also be used for evaluating the GPS signals. All instruments are powered by a power supply 8 . Control signals from external devices such as the odometer or from the operating elements can be fed to the processor via an external vehicle interface 9 , for example a CAN bus.

Im vorliegenden Fall sind die wesentlichen Komponenten des Navigationsmodules 5 auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Zu diesen Komponenten gehört zunächst ein Gyroskop (Beschleunigungsmesser) das zusammen mit der GPS Elektronik auf in einem Modul 10 zusammengefaßt ist. Die Daten vom GPS und vom Gyroskop werden von einem Navigations­ prozessor 11 weiterverarbeitet, der über einen eigenen Speicher verfügt. Der Navigationsprozessor 11 erarbeitet die Signale, die als Information auf dem Monitor 6 dargestellt werden. In diesem Fall ist in dem Kombiinstrument 1 auch die für den Empfang der GPS-Signale notwendige Antenne 12 integriert. Die Darbringung der Weginformation kann auch über einen in das Gehäuse integrierten Lautsprecher 13 erfolgen.In the present case, the essential components of the navigation module 5 are arranged on a common printed circuit board. These components initially include a gyroscope (accelerometer) which is combined with the GPS electronics in a module 10 . The data from the GPS and the gyroscope are further processed by a navigation processor 11 , which has its own memory. The navigation processor 11 develops the signals which are displayed as information on the monitor 6 . In this case, the antenna 12 necessary for receiving the GPS signals is also integrated in the instrument cluster 1 . The path information can also be presented via a loudspeaker 13 integrated into the housing.

In diesem besonderen Ausführungsbeispiel weist das Navigationsinstrument einen in das Gehäuse 1 integrierten Speicher 14 in Form einer "memory-card" auf, in dem die Karteninformation niedergelegt ist. Diese memory-card ist ein beschreibbarer magnetischer Permanentspeicher, der je nach Bedarf über einen (nicht dargestellten) Einschubschlitz austauschbar ist. Der Inhalt der memory-card wird von einem Kartenleser 15 ausgelesen und dem Navigationsprozessor 11 zugeführt.In this particular exemplary embodiment, the navigation instrument has a memory 14 integrated in the housing 1 in the form of a “memory card” in which the map information is stored. This memory card is a writable permanent magnetic memory that can be exchanged as required via a slot (not shown). The content of the memory card is read by a card reader 15 and fed to the navigation processor 11 .

Claims (13)

1. Navigationsinstrument für Kraftfahrzeuge mit einem Navigationsmodul, das eine ein Satelliten gestütztes Navigationssystem (Global Positioning System; GPS) unterstützende Empfangs- und Auswerteelektronik aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationsmodul (5) in einem Kombinationsinstrument untergebracht ist, dessen gemeinsames Gehäuse (1) weitere Einzelinstrumente (3, 4) umfaßt, wobei die Anzeigen der Einzelinstrumente (3, 4) auf einer Anzeigetafel (2) angeordnet sind.1. Navigation instrument for motor vehicles with a navigation module that has a satellite-supported navigation system (Global Positioning System; GPS) supporting reception and evaluation electronics, characterized in that the navigation module ( 5 ) is housed in a combination instrument, the common housing ( 1 ) comprises further individual instruments ( 3 , 4 ), the displays of the individual instruments ( 3 , 4 ) being arranged on a display board ( 2 ). 2. Navigationsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationsmodul (5) einen Beschleunigungsmesser (10) aufweist.2. Navigation instrument according to claim 1, characterized in that the navigation module ( 5 ) has an accelerometer ( 10 ). 3. Navigationsinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen Gehäuse (1) eine Antenne (12) zum Empfang der von Satelliten ausgesendeten GPS-Signale untergebracht ist.3. Navigation instrument according to claim 1 or 2, characterized in that in the common housing ( 1 ) an antenna ( 12 ) for receiving the GPS signals transmitted by satellites is housed. 4. Navigationsinstrument nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationsmodul (5) eine Speichereinheit (14) aufweist, in der Karteninformation speicherbar ist.4. Navigation instrument according to one of the preceding claims, characterized in that the navigation module ( 5 ) has a storage unit ( 14 ) in which map information can be stored. 5. Navigationsinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (14) einen insbesondere auswechselbaren elektronischen Speicherbaustein aufweist, auf dem die Karteninformation niedergelegt ist. 5. Navigation instrument according to claim 4, characterized in that the storage unit ( 14 ) has a replaceable electronic memory module, in particular, on which the map information is stored. 6. Navigationsinstrument nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) ein Lautsprecher (13) untergebracht ist, über den dem Fahrer Weginformation darbringbar ist.6. Navigation instrument according to one of the preceding claims, characterized in that a loudspeaker ( 13 ) is accommodated in the housing ( 1 ), via which the driver can be provided with route information. 7. Navigationsinstrument nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabedaten des GPS auf einem als Monitor (6) ausgebildeten Anzeigebereich insbesondere anhand von einfachen Symbolen darstellbar ist.7. Navigation instrument according to one of the preceding claims, characterized in that the output data of the GPS can be displayed on a display area designed as a monitor ( 6 ), in particular using simple symbols. 8. Navigationsinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitor (6) im Zentrum der Anzeigetafel (2) angeordnet ist.8. Navigation instrument according to claim 7, characterized in that the monitor ( 6 ) is arranged in the center of the display panel ( 2 ). 9. Navigationsinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Monitors (6) je ein analoges Anzeigeinstrument (3, 4) mit einem Zeiger vor einer kreisbogenförmigen Skala angeordnet ist.9. Navigation instrument according to claim 8, characterized in that an analog display instrument ( 3 , 4 ) with a pointer in front of an arc-shaped scale is arranged on both sides of the monitor ( 6 ). 10. Navigationsinstrument nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten des Navigationsmodules (5) auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind.10. Navigation instrument according to one of the preceding claims, characterized in that all components of the navigation module ( 5 ) are arranged on a common circuit board. 11. Navigationsinstrument nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Navigationsmodul (5) Steuersignale, insbesondere von einem Wegstreckenmesser und/oder von Bedienelementen, über eine externe Schnittstelle (9) zuführbar sind.11. Navigation instrument according to one of the preceding claims, characterized in that the navigation module ( 5 ) control signals, in particular from a odometer and / or control elements, can be supplied via an external interface ( 9 ). 12. Navigationsinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienelemente am Lenkrad des Fahrzeuges angebracht sind. 12. Navigation instrument according to claim 11, characterized in that the Controls attached to the steering wheel of the vehicle are.   13. Kombinationsinstrument für Kraftfahrzeuge mit Einzelinstrumenten, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, und mit einer Anzeigetafel, auf der die Anzeigen der Einzelinstrumente sich befinden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen Gehäuse (1) ein Navigationsmodul (5) untergebracht ist, das die Empfangs- und die Auswerteelektronik eines Satelliten gestützten Navigationssystems umfaßt, und daß auf der Anzeigetafel (2) ein Anzeigebereich (6) sich befindet, in dem Ausgabedaten des GPS darstellbar sind.13. Combination instrument for motor vehicles with individual instruments, which are housed in a common housing, and with a display board on which the displays of the individual instruments are located, characterized in that a navigation module ( 5 ) is housed in the common housing ( 1 ), the the reception and evaluation electronics of a satellite-based navigation system comprises, and that on the display panel ( 2 ) there is a display area ( 6 ) in which output data of the GPS can be displayed.
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