초음파 센서는 소리를 이용하여 거리를 측정합니다. 고주파 펄스를 방출하고 반사된 반향음을 기다린 후 왕복 시간을 측정합니다. 이 시간을 음속으로 나누고 다시 2로 나누면 거리를 구할 수 있습니다. 초음파 센서는 공기, 물, 그리고 일부 고체에서 작동합니다. 가격이 저렴하고 내구성이 뛰어나며 빛의 영향을 받지 않습니다.

이 기술은 소나와 유사합니다. 변환기가 펄스를 생성하고 반향음을 수신합니다. 주파수는 사람의 가청 주파수보다 높은 40kHz가 일반적입니다. 센서는 거리에 비례하는 신호를 출력합니다. 일부 센서는 송신 및 수신 변환기가 분리되어 있고, 다른 센서는 모드를 전환할 수 있는 단일 변환기를 사용합니다.

초음파 센서 특성

• 범위: 수 센티미터에서 수 미터까지.
• 빔 폭이 넓어 각도 해상도가 제한됩니다.
• 업데이트 속도: 적외선 또는 라이다보다 느립니다.
• 온도, 습도, 바람의 영향을 받습니다.
• 부드럽거나, 각지거나, 작은 물체를 감지하는 데 어려움을 겪습니다.

초음파 센서는 장애물 감지를 위해 이동형 로봇에 흔히 사용됩니다. 가격이 저렴하고 실내 환경에서 신뢰성이 높습니다. 로봇 청소기는 초음파 센서를 사용하여 계단이나 벽을 피하며, 자동차는 주차 보조 기능에 활용합니다. 넓은 빔 범위는 장점이자 단점이기도 합니다. 넓은 영역의 장애물을 감지할 수 있지만, 장애물의 정확한 위치를 파악하기는 어렵습니다. 따라서 안전 정지에는 적합하지만, 지형 매핑에는 적합하지 않습니다. 초음파 센서는 적외선 또는 라이다 센서와 함께 사용되는 경우가 많습니다. 적외선 센서는 정밀한 감지를 위해 좁은 빔 범위를 제공하고, 초음파 센서는 안전을 위해 넓은 빔 범위를 제공합니다. 이 두 센서를 함께 사용하면 각각 단독으로 사용할 때보다 더 넓은 영역을 감지할 수 있습니다.