En esta tesis se propone un nuevo sistema sensorial para ambientes externos que está basado en el uso de sensores ultrasónicos y que es susceptible de ser empleado en aoplicaciones de distinta naturaleza, tales como la detección de obstáculos o el posicionamiento local de objetos. Este sistema puede operar de manera fiable en condiciones meteorológicas adversas gracias a una codificación eficiente de la señal ultrasónica que al mismo tiempo le confiere una elevada inmunidad al ruido, la capacidad de discriminar hasta cuatro emisiones realizadas simultáneamente y, además, una precisión submilimétrica en la medida de distancias equivalentes a la obtenida por los sistemas sónar más evolucionados de la robótica móvil.La propuesta de un nuevo esquema de codificación, adecuado a las exigencias que impone el uso de señales ultrasónicas en el exterior, se fundamenta en un profundo análisis de los distintos mecanismos que afectan de manera determinante a la propagación de este tipo de ondas. Este análisis permite identificar al fenómeno de las turbulencias como el más problemático a la hora de transmitir señales ultrasónicas codificadas en el exterior, motivando así un estudio teórico detallado de este mecanismo. Como resultado de este estudio, se caracteriza el comportamiento de una atmósfera turbulenta a través de un tiempo de coherencia que impone un límite superior para la duración de las emisiones codificadas. La dependencia teórica de este tiempo con la intensidad de las turbulencias y con la velocidad del viento es corroborada experimentalmente. A partir de un análisis detallado de los datos obtenidos se propone un modelo empírico para una atmósfera turbulenta que reproduce con exactitud la dispersión espectral observada para una portadora ultrasónica.Una vez caracterizada la propagación de las ondas ultrasónicas en el exterior, se presenta el nuevo esquema de codificación basado en el uso de conjuntos de cuatro secuencias complementarias. Este esquema tiene su origen en el desarrollo de un novedoso algoritmo de generación de este tipo de secuencias que permite obtener de una forma muy sencilla cuatro conjuntos de cuatro secuencias mutuamente ortogonales entre sí. Además, lo que es más importante, es posible diseñar a partir de él un sistema de correlación eficiente que reduce considerablemente el número total de operaciones necesarias para llevar a cabo la detección de estas secuencias.Se acomete a continuación el diseño del sistema sensorial ultrasónico comenzando por la propuesta de un esquema de modulación en fase que hace posible la emisión de las señales codificadas a través del estrecho ancho de banda de los transductores ultrasónicos. El desarrollo del módulo de detección de este tipo de señales va acompañado de la propuesta de un conjunto de algoritmos de proceso de la señal que permiten compensar los efectos negativos derivados de la demodulación incoherente.Finalmente, todos los algoritmos de proceso de la señal ultrasónica son optimizados e implementados sobre una arquitectura configurable que hace posible la operación del sistema en tiempo real. Un conjunto de pruebas experimentales permiten tanto comprobar que el comportamiento del sistema en el exterior es el esperado como determinar las características del mismo que se derivan de las excelentes propiedades de correlación mostradas por los conjuntos de secuencias complementarias.
