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78edeeb89c
@ -0,0 +1,124 @@ |
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From: https://raw.githubusercontent.com/kerinin/arduino-splines
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*/ |
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#include "Arduino.h" |
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#include "spline.h" |
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#include <math.h> |
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Spline::Spline(void) { |
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_prev_point = 0; |
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} |
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Spline::Spline( float x[], float y[], int numPoints, int degree ) |
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{ |
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setPoints(x, y, numPoints); |
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setDegree(degree); |
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_prev_point = 0; |
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} |
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Spline::Spline( float x[], float y[], float m[], int numPoints ) |
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{ |
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setPoints(x, y, m, numPoints); |
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setDegree(Hermite); |
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_prev_point = 0; |
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} |
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void Spline::setPoints( float x[], float y[], int numPoints ) { |
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_x = x; |
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_y = y; |
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_length = numPoints; |
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} |
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void Spline::setPoints( float x[], float y[], float m[], int numPoints ) { |
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_x = x; |
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_y = y; |
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_m = m; |
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_length = numPoints; |
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} |
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void Spline::setDegree( int degree ) { |
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_degree = degree; |
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} |
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float Spline::value( float x ) |
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{ |
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if ( _x[0] > x ) { |
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return _y[0]; |
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} |
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else if ( _x[_length - 1] < x ) { |
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return _y[_length - 1]; |
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} |
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else { |
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for (int i = 0; i < _length; i++ ) |
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{ |
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int index = ( i + _prev_point ) % _length; |
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if ( _x[index] == x ) { |
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_prev_point = index; |
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return _y[index]; |
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} else if ( (_x[index] < x) && (x < _x[index + 1]) ) { |
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_prev_point = index; |
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return calc( x, index ); |
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} |
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} |
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} |
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return (0.0); |
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} |
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float Spline::calc( float x, int i ) |
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{ |
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switch ( _degree ) { |
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case 0: |
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return _y[i]; |
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case 1: |
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if ( _x[i] == _x[i + 1] ) { |
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// Avoids division by 0
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return _y[i]; |
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} else { |
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return _y[i] + (_y[i + 1] - _y[i]) * ( x - _x[i]) / ( _x[i + 1] - _x[i] ); |
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} |
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case Hermite: |
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return hermite( ((x - _x[i]) / (_x[i + 1] - _x[i])), _y[i], _y[i + 1], _m[i], _m[i + 1], _x[i], _x[i + 1] ); |
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case Catmull: |
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if ( i == 0 ) { |
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// x prior to spline start - first point used to determine tangent
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return _y[1]; |
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} else if ( i == _length - 2 ) { |
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// x after spline end - last point used to determine tangent
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return _y[_length - 2]; |
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} else { |
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float t = (x - _x[i]) / (_x[i + 1] - _x[i]); |
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float m0 = (i == 0 ? 0 : catmull_tangent(i) ); |
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|
float m1 = (i == _length - 1 ? 0 : catmull_tangent(i + 1) ); |
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return hermite( t, _y[i], _y[i + 1], m0, m1, _x[i], _x[i + 1]); |
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} |
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} |
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return(0.0); |
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} |
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float Spline::hermite( float t, float p0, float p1, float m0, float m1, float x0, float x1 ) { |
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|
return (hermite_00(t) * p0) + (hermite_10(t) * (x1 - x0) * m0) + (hermite_01(t) * p1) + (hermite_11(t) * (x1 - x0) * m1); |
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} |
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float Spline::hermite_00( float t ) { |
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return (2 * pow(t, 3)) - (3 * pow(t, 2)) + 1; |
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} |
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float Spline::hermite_10( float t ) { |
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|
return pow(t, 3) - (2 * pow(t, 2)) + t; |
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|
} |
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|
float Spline::hermite_01( float t ) { |
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|
return (3 * pow(t, 2)) - (2 * pow(t, 3)); |
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|
} |
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|
float Spline::hermite_11( float t ) { |
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|
return pow(t, 3) - pow(t, 2); |
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|
} |
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|
float Spline::catmull_tangent( int i ) |
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|
{ |
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if ( _x[i + 1] == _x[i - 1] ) { |
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|
// Avoids division by 0
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|
return 0; |
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|
} else { |
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|
return (_y[i + 1] - _y[i - 1]) / (_x[i + 1] - _x[i - 1]); |
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} |
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} |
@ -0,0 +1,45 @@ |
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/*
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|
From: https://github.com/kerinin/arduino-splines
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|
Library for 1-d splines |
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|
Copyright Ryan Michael |
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|
Licensed under the LGPLv3 |
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*/ |
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#ifndef spline_h |
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#define spline_h |
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|
#include "Arduino.h" |
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#define Hermite 10 |
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#define Catmull 11 |
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|
class Spline |
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{ |
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public: |
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|
Spline( void ); |
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Spline( float x[], float y[], int numPoints, int degree = 1 ); |
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|
Spline( float x[], float y[], float m[], int numPoints ); |
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|
float value( float x ); |
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|
void setPoints( float x[], float y[], int numPoints ); |
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|
void setPoints( float x[], float y[], float m[], int numPoints ); |
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|
void setDegree( int degree ); |
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private: |
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float calc( float, int); |
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|
float* _x; |
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|
float* _y; |
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|
float* _m; |
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|
int _degree; |
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|
int _length; |
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|
int _prev_point; |
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|
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||||||
|
float hermite( float t, float p0, float p1, float m0, float m1, float x0, float x1 ); |
||||||
|
float hermite_00( float t ); |
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|
float hermite_10( float t ); |
||||||
|
float hermite_01( float t ); |
||||||
|
float hermite_11( float t ); |
||||||
|
float catmull_tangent( int i ); |
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|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
#endif |
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