Un capteur ultrasonique mesure la distance grâce au son. Il émet une impulsion à haute fréquence, attend l'écho et mesure le temps de trajet aller-retour. En divisant ce temps par la vitesse du son, puis par deux, on obtient la distance. Les capteurs ultrasoniques fonctionnent dans l'air, l'eau et certains solides. Ils sont peu coûteux, robustes et insensibles à la lumière.

Cette technologie est similaire au sonar. Un transducteur génère une impulsion et reçoit l'écho. La fréquence est supérieure à la limite de l'audition humaine, généralement 40 kHz. Le capteur émet un signal proportionnel à la distance. Certains capteurs possèdent des transducteurs d'émission et de réception distincts. D'autres utilisent un transducteur unique qui bascule entre différents modes.

Caractéristiques du capteur ultrasonique

• Portée : de quelques centimètres à plusieurs mètres.
• Largeur du faisceau : large, ce qui limite la résolution angulaire.
• Fréquence de mise à jour : plus lente que l’infrarouge ou le lidar.
• Sensible à la température, à l'humidité et au vent.
• Mauvaise détection des objets mous, anguleux ou de petite taille.

Les capteurs à ultrasons sont couramment utilisés sur les robots mobiles pour la détection d'obstacles. Peu coûteux et fiables en intérieur, ils permettent, par exemple, à un aspirateur robot d'éviter les escaliers et les murs, ou encore à une voiture de se garer. Leur large faisceau présente à la fois des avantages et des inconvénients : s'il détecte les obstacles sur une vaste zone, il ne permet cependant pas de les localiser précisément. Il est donc performant pour les arrêts d'urgence, mais peu adapté à la cartographie. Les capteurs à ultrasons sont souvent associés à des capteurs infrarouges ou lidar. Le capteur infrarouge, grâce à son faisceau étroit, assure une détection précise, tandis que le capteur à ultrasons, avec son faisceau large, garantit une meilleure sécurité. Ensemble, ils couvrent une zone plus étendue que chacun pris individuellement.