Capteur ultrasonique

Un capteur ultrasonique émet un son autour de 40 kHz et mesure le temps de vol (ToF) de l'écho pour estimer la distance, typiquement 0,1-3 m. C'est le comblant d'angle mort courte portée le moins cher, généralement disposé en anneau autour du châssis aux côtés du LiDAR.

Quel problème cela résout

Un LiDAR balaie à une hauteur fixe et manque les bas de porte, les ourlets suspendus et les pieds de table ; la vision peine aussi en lumière faible, éblouissement ou murs blancs sans texture. Le capteur ultrasonique est un télémètre courte portée à large cône (15-60°) qui voit quand même le verre, les sacs souples et les objets en forme de jupe qui déroutent la détection optique. Il est conçu pour couvrir les angles morts en champ proche du lidar et de la vision.

Il rattrape aussi les obstacles latéraux proches et de coin pendant le docking en longeant le mur, et constitue le dernier filet de sécurité quand des personnes se faufilent près de la machine. Typiquement 4-8 unités sont disposées en anneau autour du châssis et fusionnées au niveau de la grille d'occupation ; elles ne servent jamais à la localisation principale.

Comment lire les spécifications clés

Portée et zone aveugle : plage courante 0,2-3 m ; la zone aveugle proche est d'environ 2-30 cm pendant que le transducteur sonne encore. Des zones aveugles plus petites sont plus sûres mais coûtent plus cher.
Angle du faisceau et résolution : le faisceau est un cône large, pas un rayon ; des cônes plus étroits localisent mieux mais couvrent moins, donc plusieurs unités ceinturent le châssis pour couvrir le champ proche.
Taux d'échantillonnage et rejet du multipath : la vitesse du son varie avec la température et l'humidité, donc la compensation thermique est requise ; les échos multipath sur le sol et les coins de mur provoquent de faux retours, et le firmware doit les filtrer.
Protection d'entrée et montage : les capteurs bas sur le châssis sont près du sol, donc une protection poussière/eau IP65 ou mieux est nécessaire ; la hauteur et l'inclinaison de montage doivent éviter les retours directs vers le sol.

Idées reçues courantes

Idée reçue 1 : l'ultrasonique peut remplacer le LiDAR pour l'évitement d'obstacles. Il ne sort qu'un scalaire de distance à grand angle, sans forme ni azimut ; il ne peut ni cartographier ni exécuter le SLAM, et sert seulement à l'arrêt proche centimétrique et au remplissage d'angle mort.

Idée reçue 2 : plus est toujours mieux. Chaque unité supplémentaire ajoute de la diaphonie (les transducteurs voisins s'entendent), et 4-8 unités en anneau couvrent déjà un châssis ; au-delà, il faut multiplexer l'émission dans le temps.

Idée reçue 3 : l'ultrasonique voit tout. Il manque les matériaux absorbant le son (mousse, tissu épais), les cibles minuscules et les surfaces parallèles au faisceau ; pour ceux-là, il vous faut encore le LiDAR 3D en filet de secours.

Modèles recommandés

Chaque châssis Tbot est livré avec 4-8 unités ultrasoniques en anneau fusionnées avec le LiDAR 3D multi-lignes pour la sécurité en champ proche : Tbot-N5-3D sur ../tbot.html#3dslam ; nettoyage en longeant le mur sur ../cleaning.html ; guide de sélection de châssis sur ../news/chassis-selection-guide.html ; spécifications complètes sur ../specs.html.

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