donde V es la velocidad del sonido en el aire y t es el tiempo transcurrido entre la emisión y recepción del pulso. Sin embargo, factores inherentes tanto a los ultrasonidos como al mundo real, influyen de una forma determinante en las medidas realizadas. Por tanto, es necesario un conocimiento de las diversas fuentes de incertidumbre que afectan a las medidas para poder tratarlas de forma adecuada, minimizando su efecto en el conocimiento del entorno que se desea adquirir. Entre los diversos factores que alteran las lecturas que se realizan con los sensores de ultrasonido cabe destacar:
Figure: Incertidumbre angular en la medida de un ultrasonido
1.El campo de actuación del pulso que se emite desde un transductor de ultrasonido tiene forma cónica. El eco que se recibe como respuesta a la reflexión del sonido indica la presencia del objeto más cercano que se encuentra dentro del cono acústico y no especifica en ningún momento la localización angular del mismo. Aunque la máxima probabilidad es que el objeto detectado esté sobre el eje central del cono acústico, la probabilidad de que el eco se haya producido por un objeto presente en la periferia del eje central no es en absoluto despreciable y ha de ser tenida en cuenta y tratada convenientemente.
2.La cantidad de energía acústica reflejada por el obstáculo depende en gran medida de la estructura de su superficie.
Para obtener una reflexión altamente difusa del obstáculo, el tamaño de las irregularidades sobre la superficie reflectora
debe ser comparable a la longitud de onda de la onda de ultrasonido incidente [27].
3.En los sensores de ultrasonido de bajo coste se utiliza el mismo transductor como emisor y receptor. Tras la emisión del
ultrasonido se espera un determinado tiempo a que las vibraciones en el sensor desaparezcan y esté preparado para
recibir el eco producido por el obstáculo. Esto implica que existe una distancia mínima (d) (proporcional al tiempo de
relajación del transductor) a partir de la cual el sensor mide con precisión. Por lo general, todos los objetos que se
encuentren por debajo de esta distancia, d, serán interpretados por el sistema como que están a una distancia igual a la
distancia mínima.
4.Los factores ambientales tiene una gran repercusión sobre las medidas: Las ondas de ultrasonido se mueven por un
medio material que es el aire. La densidad del aire depende de la temperatura, influyendo este factor sobre la velocidad
de propagación de la onda según la expresión:
siendo 
la velocidad de propagación de la onda sonora a 0 
C, y T la temperatura absoluta (grados Kelvin).
Por otro lado, los sensores de ultrasonido móviles (como, por ejemplo, los que vayan embarcados en robot móvil) experimentarán un efecto perturbador debido a las pequeñas turbulencias de aire que se producen delante del transductor. En este caso, y al contrario del efecto de la temperatura, la influencia de las turbulencias sobre la señal ultrasónica es muy difícil de ser cuantificada.
5.Un factor de error muy común es el conocido como falsos ecos. Estos falsos ecos se pueden producir por razones diferentes: Puede darse el caso en que la onda emitida por el transductor se refleje varias veces en diversas superficies antes de que vuelva a incidir en el transductor (si es que incide). Este fenómeno, conocido como reflexiones múltiples, implica que la lectura del sensor evidencia la presencia de un obstáculo a una distancia proporcional al tiempo transcurrido en el viaje de la onda; es decir, una distancia mucho mayor que a la que está en realidad el obstáculo más cercano, que pudo producir la primera reflexión de la onda. Otra fuente más común de falsos ecos, conocida como crosstalk, se produce cuando se emplea un cinturón de ultrasonidos donde una serie de sensores están trabajando al mismo tiempo. En este caso puede ocurrir (y ocurre con una frecuencia relativamente alta) que un sensor emita un pulso y sea recibido por otro sensor que estuviese esperando el eco del pulso que él había enviado con anterioridad (o viceversa).
6.Las ondas de ultrasonido obedecen a las leyes de reflexión de las ondas, por lo que una onda de ultrasonido tiene el mismo ángulo de incidencia y reflexión respecto a la normal a la superficie. Esto implica que si la orientación relativa de la superficie reflectora con respecto al eje del sensor de ultrasonido es mayor que un cierto umbral, el sensor nunca reciba el pulso de sonido que emitió [9].
7.Para emitir un pulso de ultrasonido hay que excitar la membrana del transductor con una señal en forma de delta de
Dirac. Sin embargo, en los sensores de bajo coste, la señal excitadora es en la práctica un pulso cuadrado por lo que el
efecto resultante es el de la emisión de todo un tren de ondas de ultrasonidos que emergen de la membrana del sensor.
El momento
en el que se emite la onda se suele considerar como el momento en el que se emitió la onda excitadora.
La dificultad estriba en determinar el momento
en que se recibe el eco de la señal emitida: Tanto la forma la
envolvente de tren de ondas de la señal emitida como la recibida, crece desde cero hasta alcanzar un valor máximo y
vuelve a decrecer hasta cero. En definitiva, la incertidumbre en la determinación del tiempo transcurrido entre la emisión
y la recepción se traduce en un error
en la medida.
A la vista de la relación de los diferentes factores que provocan errores o incertidumbre en la medida de un sensor de ultrasonido, se puede realizar una clasificación de los mismos en errores o incertidumbres intratables, tratables directamente y tratables indirectamente. Como errores intratables podemos considerar la no reflexión de la señal por superficies poco rugosas. Afortunadamente las superficies lisas que se encuentran en entornos reales suelen tener alguna que otra pequeña irregularidad que en un momento dado hacen que la señal se refleje en la superficie. Como se verá más adelante, mediante la generación de un mapa del entorno este problema se podría resolver parcialmente. Otras fuentes de incertidumbre en la lectura de la medida realizada, como el tiempo de relajamiento o la resolución del sensor, se pueden tratar directamente modificando y mejorando la tecnología del transductor. En el próximo apartado se demostrará cómo mediante la generación y utilización de un mapa del entorno, a partir de la información de distancia proporcionada por los sensores de ultrasonido, se pueden tratar errores e incertidumbres debidos a la localización angular del objeto detectado, el crosstalk, y la percepción de falsos ecos.
