[发明专利]轨迹多项式生成装置

权利要求书

1.一种轨迹多项式生成装置，用以计算运动路径的多个路径点中任意两个相邻路径点之间的曲线的系数，其特征在于，所述轨迹多项式生成装置包括：

轨迹浮点计算电路；以及

轨迹序列控制器，耦接至所述轨迹浮点计算电路，用以调度所述轨迹浮点计算电路去进行三次样条插值算法，以将所述多个路径点的坐标转换为所述曲线的所述系数，其中所述轨迹序列控制器调度所述轨迹浮点计算电路去计算所述多个路径点中任意两个相邻路径点之间的x轴步长，使用所述x轴步长求得所述三次样条插值算法的线性方程组中的系数矩阵的多个元素，使用所述x轴步长与所述多个路径点的所述坐标求得所述线性方程组中的常数矢量的多个元素，使用所述系数矩阵与所述常数矢量求得所述线性方程组中的二次差分值矢量，以及使用所述x轴步长、所述多个路径点的所述坐标与所述二次差分值矢量计算出所述曲线的所述系数。

2.根据权利要求1所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，所述系数矩阵为对角矩阵。

3.根据权利要求1所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，所述轨迹浮点计算电路包括：

浮点乘加计算电路，耦接至所述轨迹序列控制器，其中所述轨迹序列控制器调度所述浮点乘加计算电路计算所述x轴步长以及所述系数矩阵的所述多个元素；以及

浮点除算电路，耦接至所述轨迹序列控制器，其中所述轨迹序列控制器调度所述浮点除算电路计算所述常数矢量的所述多个元素。

4.根据权利要求1所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，当所述轨迹浮点计算电路发生计算异常时，所述轨迹浮点计算电路发出异常中断信号给外部装置。

5.根据权利要求1所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，当所述三次样条插值算法完成一次计算时，所述轨迹序列控制器发出完成中断信号给外部装置。

6.根据权利要求1所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，所述轨迹序列控制器依据所述轨迹浮点计算电路的并行度将所述多个路径点分为至少一个批次去进行所述三次样条插值算法。

7.根据权利要求1所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，所述轨迹多项式生成装置还包括：

轨迹缓存，耦接至所述轨迹序列控制器，用以提供所述多个路径点的所述坐标给所述轨迹序列控制器，以及暂存所述三次样条插值算法的中间数据。

8.根据权利要求7所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，所述轨迹缓存包括：

装配缓存，耦接至所述轨迹序列控制器，用以提供所述多个路径点的所述坐标给所述轨迹序列控制器；

中间缓存，耦接至所述轨迹序列控制器，用以暂存所述三次样条插值算法的所述中间数据；以及

交付缓存，耦接至所述轨迹序列控制器以接收所述曲线的所述系数。

9.根据权利要求8所述的轨迹多项式生成装置，其特征在于，所述中间缓存包括：

第一缓存单元，用以暂存所述系数矩阵的第一对角线的元素，其中所述轨迹序列控制器将所述多个路径点中任意两个相邻路径点之间的所述x轴步长作为在所述系数矩阵中所述第一对角线的所述元素以及第三对角线的元素；

第二缓存单元，用以暂存所述系数矩阵的第二对角线的元素，其中所述轨迹序列控制器调度所述轨迹浮点计算电路去使用所述x轴步长计算所述第二对角线的所述元素；

第三缓存单元，用以暂存所述系数矩阵的所述第三对角线的所述元素；

第四缓存单元，用以暂存所述常数矢量的所述多个元素，其中所述轨迹序列控制器调度所述轨迹浮点计算电路去使用所述x轴步长与所述多个路径点的所述坐标计算多个商值，以及所述轨迹序列控制器使用所述多个商值求得所述常数矢量的所述多个元素；

第五缓存单元，用以暂存所述多个商值，其中所述轨迹序列控制器调度所述轨迹浮点计算电路去复用所述多个商值求得所述曲线的所述系数；以及

第六缓存单元，用以暂存所述二次差分值矢量的元素。