거리 = (음속 × 왕복시간) / 2
음속이 상수가 아니라는 게 함정이다
공기 중 음속은 온도에 따라 변한다.
c(T) ≈ 331.3 + 0.606 × T [m/s], T 는 섭씨
펌웨어가 음속을 20 ℃ 값(343.4 m/s)으로 고정해 두면, 실제 온도가 다를 때 측정 거리가 343.4 / c(T) 배만큼 어긋난다.
| 온도 | 실제 음속 | 배율 | 1 m 의 측정값 |
|---|---|---|---|
| −20 ℃ | 319.2 m/s | 1.076 | 약 107.6 cm (+7.6 %) |
| 0 ℃ | 331.3 | 1.037 | 약 103.7 cm |
| 20 ℃ | 343.4 | 1.000 | 100 cm |
| 40 ℃ | 355.5 | 0.966 | 약 96.6 cm |
겨울 아침 −20 ℃ 면 1 m 에서 7.6 cm 가 어긋나고, 실제보다 멀게 나오는 방향이라 더 나쁘다 — 장애물이 실제로는 더 가까운데 경고가 늦게 뜬다.
이 시스템은 실내 온도 센서를 이미 갖고 있으므로 보상에 쓸 수 있다. 외기온이 아니라 정확하진 않지만 보상 없는 것보다 낫다. 한 센서가 다른 센서의 정확도를 높이는 가장 단순한 센서 융합이다.
못 보는 것들
| 실패 모드 | 원인 |
|---|---|
| 흡음 물체 | 스펀지·두꺼운 천·눈 — 반사파가 약하다 |
| 경사면 | 반사파가 센서로 안 돌아온다 (거울 반사) |
| 가는 물체 | 기둥·봉 — 반사 단면적 부족 |
| 링잉 | 발신 직후 트랜스듀서 잔진동 → 최소 측정 거리(보통 20~30 cm) |