Line data Source code
1 1 : /*
2 : * Copyright (c) 2024 Embeint Inc
3 : *
4 : * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
5 : */
6 :
7 : #ifndef ZEPHYR_INCLUDE_ZEPHYR_MATH_INTERPOLATION_H_
8 : #define ZEPHYR_INCLUDE_ZEPHYR_MATH_INTERPOLATION_H_
9 :
10 : #include <stdint.h>
11 : #include <math.h>
12 :
13 : #ifdef __cplusplus
14 : extern "C" {
15 : #endif
16 :
17 : /**
18 : * @file
19 : * @brief Provide linear interpolation functions
20 : */
21 :
22 : /**
23 : * @defgroup math_interpolation Math Interpolation Functions
24 : * @ingroup utilities
25 : * @brief Linear interpolation utilities for mathematical operations
26 : * @{
27 : */
28 :
29 : /**
30 : * @brief Perform a linear interpolation across an arbitrary curve
31 : *
32 : * @note Result rounding occurs away from 0, e.g:
33 : * 1.5 -> 2, -5.5 -> -6
34 : *
35 : * @param x_axis Ascending list of X co-ordinates for @a y_axis data points
36 : * @param y_axis Y co-ordinates for each X data point
37 : * @param len Length of the @a x_axis and @a y_axis arrays
38 : * @param x X co-ordinate to lookup
39 : *
40 : * @retval y_axis[0] if x < x_axis[0]
41 : * @retval y_axis[len - 1] if x > x_axis[len - 1]
42 : * @retval int32_t Linear interpolation between the two nearest @a y_axis values.
43 : */
44 1 : static inline int32_t linear_interpolate(const int32_t *x_axis, const int32_t *y_axis, uint8_t len,
45 : int32_t x)
46 : {
47 : float rise, run, slope;
48 : int32_t x_shifted;
49 : uint8_t idx_low = 0;
50 :
51 : /* Handle out of bounds values */
52 : if (x <= x_axis[0]) {
53 : return y_axis[0];
54 : } else if (x >= x_axis[len - 1]) {
55 : return y_axis[len - 1];
56 : }
57 :
58 : /* Find the lower x axis bucket */
59 : while (x >= x_axis[idx_low + 1]) {
60 : idx_low++;
61 : }
62 :
63 : /* Shift input to origin */
64 : x_shifted = x - x_axis[idx_low];
65 : if (x_shifted == 0) {
66 : return y_axis[idx_low];
67 : }
68 :
69 : /* Local slope */
70 : rise = y_axis[idx_low + 1] - y_axis[idx_low];
71 : run = x_axis[idx_low + 1] - x_axis[idx_low];
72 : slope = rise / run;
73 :
74 : /* Apply slope, undo origin shift and round */
75 : return roundf(y_axis[idx_low] + (slope * x_shifted));
76 : }
77 :
78 : /**
79 : * @}
80 : */
81 :
82 : #ifdef __cplusplus
83 : }
84 : #endif
85 :
86 : #endif /* ZEPHYR_INCLUDE_ZEPHYR_MATH_INTERPOLATION_H_ */
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