Cảm biến siêu âm đo khoảng cách bằng âm thanh. Nó phát ra xung tần số cao, chờ tiếng vọng và tính thời gian khứ hồi. Chia cho tốc độ âm thanh rồi chia cho hai, ta được khoảng cách. Cảm biến siêu âm hoạt động trong không khí, nước và một số chất rắn. Chúng rẻ, bền và không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng.

Công nghệ này tương tự như sonar. Một bộ chuyển đổi tạo ra xung và thu nhận tiếng vọng. Tần số cao hơn ngưỡng nghe của con người, thường là 40 kHz. Cảm biến phát ra tín hiệu tỷ lệ thuận với khoảng cách. Một số cảm biến có bộ chuyển đổi phát và thu riêng biệt. Một số khác sử dụng một bộ chuyển đổi duy nhất có thể chuyển đổi giữa các chế độ.

Đặc tính của cảm biến siêu âm

• Phạm vi: từ vài centimet đến vài mét.
• Độ rộng chùm tia: rộng, điều này hạn chế độ phân giải góc.
• Tốc độ cập nhật: chậm hơn so với hồng ngoại hoặc lidar.
• Bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm và gió.
• Khả năng phát hiện các vật thể mềm, có góc cạnh hoặc nhỏ rất kém.

Cảm biến siêu âm thường được sử dụng trên robot di động để phát hiện vật cản. Chúng có giá thành thấp và hoạt động đáng tin cậy trong môi trường trong nhà. Robot hút bụi sử dụng cảm biến siêu âm để tránh cầu thang và tường. Ô tô sử dụng chúng để hỗ trợ đỗ xe. Chùm tia rộng vừa là ưu điểm vừa là nhược điểm. Nó phát hiện vật cản trên một khu vực rộng, nhưng không thể xác định chính xác vị trí của vật cản. Điều đó khiến nó tốt cho việc dừng xe an toàn nhưng lại kém hiệu quả trong việc lập bản đồ. Cảm biến siêu âm thường được kết hợp với cảm biến hồng ngoại hoặc lidar. Cảm biến hồng ngoại cung cấp chùm tia hẹp để phát hiện chính xác. Cảm biến siêu âm cung cấp chùm tia rộng để đảm bảo an toàn. Khi kết hợp, chúng bao phủ diện tích lớn hơn so với từng cảm biến riêng lẻ.