Sensor ultrasónico

Un sensor ultrasónico emite sonido alrededor de 40 kHz y mide el tiempo de vuelo (ToF) del eco para calcular la distancia, típicamente 0,1-3 m. Es el relleno de punto ciego de corto alcance más barato, normalmente en anillo alrededor del chasis junto al LiDAR.

Qué problema resuelve

Un LiDAR barre a una altura fija y pierde los zócalos bajos, los dobladillos colgantes y las patas de mesa; la visión también falla con poca luz, deslumbramiento o paredes blancas sin textura. El sensor ultrasónico es un telémetro de corto alcance de cono ancho (15-60°) que ve igualmente el vidrio, las bolsas blandas y los objetos tipo faldón que confunden a la detección óptica. Está diseñado para cubrir los puntos ciegos de campo cercano del lidar y la visión.

También captura los obstáculos laterales y de esquina durante el docking siguiendo la pared, y es la última red de seguridad cuando la gente se cuela junto a la máquina. Típicamente 4-8 unidades se disponen en anillo alrededor del chasis y se fusionan a nivel de rejilla de ocupación; nunca se usan para la localización principal.

Cómo leer las especificaciones clave

Alcance y zona ciega: rango habitual 0,2-3 m; la zona ciega cercana es de unos 2-30 cm mientras el transductor sigue sonando. Zonas ciegas más pequeñas son más seguras pero cuestan más.
Ángulo de haz y resolución: el haz es un cono ancho, no un rayo; los conos más estrechos localizan mejor pero cubren menos, así que varias unidades rodean el chasis para cubrir el campo cercano.
Tasa de muestreo y rechazo de multipath: la velocidad del sonido varía con temperatura y humedad, por lo que se requiere compensación térmica; los ecos multipath del suelo y las esquinas de pared causan retornos falsos, y el firmware debe filtrarlos.
Protección de entrada y montaje: los sensores bajos del chasis quedan cerca del suelo, por lo que se necesita protección de polvo/agua IP65 o mejor; la altura e inclinación de montaje deben evitar retornos directos al suelo.

Ideas erróneas habituales

Idea errónea 1: el ultrasónico puede reemplazar al LiDAR para la evasión de obstáculos. Solo emite un escalar de distancia de ángulo ancho, sin forma ni azimut; no puede mapear ni ejecutar SLAM, y solo sirve para la parada cercana centimétrica y el relleno de punto ciego.

Idea errónea 2: más siempre es mejor. Cada unidad extra añade diafonía (los transductores vecinos se oyen), y 4-8 unidades en anillo ya cubren un chasis; más allá hay que multiplexar la emisión en el tiempo.

Idea errónea 3: el ultrasónico lo ve todo. Pierde los materiales que absorben el sonido (espuma, tejido grueso), los objetivos diminutos y las superficies paralelas al haz; para esos sigue necesitando el LiDAR 3D como respaldo.

Modelos recomendados

Cada chasis Tbot se entrega con 4-8 unidades ultrasónicas en anillo fusionadas con el LiDAR 3D multilínea para seguridad de campo cercano: Tbot-N5-3D en ../tbot.html#3dslam; limpieza siguiendo la pared en ../cleaning.html; guía de selección de chasis en ../news/chassis-selection-guide.html; especificaciones completas en ../specs.html.

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Ideas erróneas habituales

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