可扩展性 所有这些平台有一个公共主题，那就是对可扩展性的支持，不仅是对定制与第三方软件模块，还是对硬件接口与子系统。各种平台都提供了对我本次动手项目所期望的移动性，但我需要对这些平台作软、硬件扩展，增加双耳探测功能，以及响应音频输入，引导平台的动作。
与iRobot Create和Lego NXT不同，Segway RMP包括了探测其方向与惯性运动的能力，我认为这是在量产产品中实现声音定位的基础。不过，本次动手项目是作概念验证，目的是看是否最粗略的运动控制与双耳控测的结合也能更加容易处理声音的定位问题。另外，对一个原型概念验证项目而言，为RMP建立硬件部件接口和软件控制的长期学习曲线似乎是使用RMP要支付的一个巨大成本。这个问题使Create和NXT成为了平台候选者。
我最开始的目标是iRobot平台，因为我在一个早期项目中购买过一个Roomba（参考文献4），也因为Roomba有在房间内不确定位置的物体之间导航的算法。挑战来自于要寻找一些能够快速设置的模块，它能汇集音频输入，发出指令，并从Roomba控制器接收响应。我发现了两
个评估平台可能成为项目候选者，用于声音的探测和高级控制器子系统。
其中之一是德州仪器公司的eZ430-RF2500开发工具，它包括两个U盘大小的开发板，支持相互间的无线连接（图4）。无线连接对我有吸引力，因为很多年来我都希望用它做一个项目，并且，似乎为一个设计增加无线功能，最后就能实现为系统增加模块，而不必自己从头搭一个。一块开发板从USB连接的主控计算机上获得供电，另一个板子则连接到一个电池盒，获得能源。该板采用一个16 MHz、16 bit MSP430F2274微控制器，它提供充足的处理能力，还有一个10 bit、200k采样/秒的ADC，其速度足以采集音频输入。
另一个平台是来自Silicon Labs的C8051F064-EK评估包，它采用一个25 MIPS、8 bit C8051F064微控制器，带有两个16 bit、1M采样/秒ADC，可同时从两个音频输入采样（图5）。该评估板可以通过USB连接从主机接受电源，并带有一个BNC和前端电路，调整来自两个模拟输入的模拟信号。但是，为了能同时使用这些板子，我必须为话筒建立硬件接口和软件驱动，并通过Roomba的串行口通信。
当探讨将National Instruments公司的LabView用于Lego NXT时，我发现National Instruments的一位工程师最近把NXT用在一个类似电子“牧羊犬”的验证应用，它可以根据听到的声音完成一个动作，如向左或向右转、止步或前进。这个功能不同于完成运动辅助的声音定位，但了解该项目的详情后，我可以将其作为一种参考设计，这样在完成此次动手项目的设置时就节省了宝贵的时间。
我选择NXT系统的另一个原因是，立即可以得到确认能与NXT系统接口的恰当模块。将National Instruments公司的Speedy 33（一个采用德州仪器公司TMS320VC33的DSP板）与LabView DSP模块和一个来自HiTechnic公司的传感器原型板相结合，就得到了一个包含此项目全部适用硬件的结构。Speedy 33集成了两个相距约5英寸的话筒，48 kHz采样，并用LabView DSP模块，可存取一个数据采集与分析虚拟仪器库，用于时域与频域信号处理（图6）。HiTechnic原型板在Speedy 33与NXT之间提供一个物理链路，并且在NXT的传感器存储模块中提供了一个逻辑映射。
这次动手文章的第二部分预计登在本刊的下一期上，将仔细研究使用NXT平台和开发资源，以及用运动辅助双耳采样作声音定位的工作详情。在时间和空间许可的情况下，我还会尝试使用微软的Robotics Studio建模与仿真功能，并分享自己的体验。
参考文献
1. iRobot Command Module Owner’s Manual.
2. “Microsoft Robotics Studio Partners.”
3. Microsoft Robotics Studio User Guide.
4. Cravotta, Robert, “Rummage through a Roomba: Sensor-packed vacuum robot attracts hacks,” EDN, March 15, 2007, pg 32.