无人机的飞行感（gǎn）知技术主要用作两个用途，其一是提供给飞行控（kòng）制系统，由于飞行控制系（xì）统的主要（yào）功能是控（kòng）制飞机（jī）达到期望姿态和空间位置（zhì），所（suǒ）以（yǐ）这部分的感知技（jì）术主要测（cè）量飞机运动状态相关的物理量，涉及的（de）模块（kuài）包括陀螺（luó）仪、加速度计、磁罗盘、气压（yā）计、GNSS模块以及光流模块（kuài）等。另一个用途是提供给（gěi）无人机的自主导航系统（tǒng），也就（jiù）是路径和避障规划（huá）系（xì）统，所以需要感知周围环境状态，比（bǐ）如（rú）障（zhàng）碍（ài）物（wù）的位置，相关（guān）的（de）模（mó）块（kuài）包括测距（jù）模块（kuài）以及物体检测、追踪模块等。
陀螺（luó）仪
目前诸（zhū）如俊鹰商用航测（cè）无人机普遍使用的（de）是MEMS技（jì）术的陀螺仪，因为它的体积小，价格便宜，可以封装为IC的形式（shì）。MEMS式陀螺仪常用来测（cè）量机体绕自身轴旋转（zhuǎn）的角速（sù）率（lǜ），常用的型号有6050A（Invensense），ADXRS290（ADI），衡量陀螺仪性能的指标包括测量范（fàn）围（量（liàng）程）、灵敏度、稳（wěn）定性（漂移）以及信噪（zào）比等（děng）。
加速度计
加速度计测量的是（shì）机体运动的线加速（sù）度，但由于地球引力，测量（liàng）值中（zhōng）还会（huì）包含重（chóng）力加速度（dù）分量，在某些使用情（qíng）况下需要把这部分减（jiǎn）去。常用（yòng）的MEMS加速度计传感器（qì）型（xíng）号有6050A（Invensense）和（hé）ADXL350（ADI）。部分传感器生产商（shāng）为了提高芯片集成度，会将陀螺仪和加速度计（jì）封装在一起，称为六轴传感器，例（lì）如（rú）6050A（Invensense）。
磁（cí）罗（luó）盘
磁（cí）罗盘（pán）测量的物理量是（shì）地球磁场强度沿机体轴的分量（liàng），并（bìng）依此计算出（chū）机体的（de）航（háng）向角。常用的MEMS磁罗盘传（chuán）感器型（xíng）号有（yǒu）HMC5983L（Honeywell）和QMC5883L（矽睿），两者性能相近，其中（zhōng）前者目前已经停产（chǎn）。磁罗盘（pán）主要的性能参数包括（kuò）灵敏度、稳定性（漂移）等。
气压计
气压计测量的物理（lǐ）量是（shì）大气（qì）压（yā）值，根据该数值可计（jì）算出绝对海拔（bá）高度（dù）。常用的气压计传感器（qì）型号包括MS5611（MEAS）、MS5607（MEAS）以及BMP180（Bosch）。气压计在使（shǐ）用过程中存在的（de）问题是，在（zài）近（jìn）地面飞行时，“地（dì）面效应”的存在会导致飞机（jī）周（zhōu）围气体的气压分布与静（jìng）止状态下的大气不同，使得无法（fǎ）用（yòng）气（qì）压计来测算出高度（dù）。通常的解决办（bàn）法是在起飞或降落时使用其他传感器，比如超声波传感器或激光（guāng）测距仪（yí）。
GNSS模块
GNSS模（mó）块测量的物理量相对比（bǐ）较丰富（fù），主（zhǔ）要包括（kuò）地理坐标（经纬度）、海拔高度、线速度以及航向角（RTK系统）。常用的GNSS模块生产商包（bāo）括瑞士的U-BLOX和加拿大的NOVATEL。在使用（yòng）GNSS模块时，卫星信（xìn）号接收天线（xiàn）的放置需（xū）要要注意电磁干扰的（de）屏蔽，部分有实力的整机生产厂商会根据飞机型号专门（mén）定制卫星信号接收天线。
光流模块
光流模块是（shì）一个比较特（tè）殊的模块，既可以（yǐ）用来感知机体（tǐ）的运动状态，如测（cè）量水平（píng）方向的位移速度（dù），也可（kě）以用来（lái）感知周围的环境，用作避障的用途（tú）。比（bǐ）较常见的光（guāng）流模块是开源的PX4FLOW。光流模块通常（cháng）在室内使用，主要是为了（le）解决室内卫星信号（hào）不佳（jiā）的（de）问题，另（lìng）外对于拍摄的地面需（xū）要有一定纹理图案。
五个常用的（de）测距模块
超声（shēng）波和红外TOF各方面性能比较相（xiàng）似，比如测量距离都比较近，像超（chāo）声波测量的距离一般在4米（mǐ）左右。另外（wài）这两种传（chuán）感器（qì）的使用范（fàn）围都（dōu）容易受到实际（jì）环境的限制，比如红外TOF是向被测物体表（biǎo）面发射红光并反（fǎn）射，如（rú）果遇到红光反（fǎn）射率不高的物体像玻璃就会失效。但这两（liǎng）种传（chuán）感器有一个最大（dà）的优势（shì）就是成本低，另外模块体积也（yě）比较小，所以在消费类无人机上得到了广泛使用。
激光雷达（dá）测距一般都比（bǐ）较远，大（dà）多数产品都可以达到100米（mǐ）以（yǐ）上，但是（shì）大雨（yǔ）大（dà）雾的（de）天气环境会影响其（qí）测量结果。另外的劣势在于成本比较高：在激光雷达行（háng）业实力（lì）最（zuì）强的是Velodyne，它的（de）一款适用于（yú）无人机使用（yòng）的小型（xíng）化（huà）产品VLP-16价格也达（dá）到了1000美元（yuán）以上，对于商用无人机来说（shuō）成本还是（shì）比较高。
深度感（gǎn）知（zhī）摄像头根（gēn）据测量（liàng）技术可以分为三种，立体摄像头（tóu），也叫双目视觉技（jì）术（shù），代表产品就是大疆（jiāng）的精灵4；结构光（guāng）技（jì）术（shù），代表产品有微软（ruǎn）的Kinect；时差测距技术（TOF），由于生（shēng）产（chǎn）厂家（jiā）较少而（ér）且成本（běn）较高，因此在无人机上的应用很少（shǎo）。深度（dù）感知摄像头在使（shǐ）用时也存在局限（xiàn）性（xìng），双目视觉技术（shù）的（de）缺点是在（zài）低（dī）光环境下（xià）无法正常工作，而结构（gòu）光技术则（zé）与之相反，在强光下无（wú）法正常工作。因此有的厂（chǎng）家把两种技术（shù）进行组合，弥补彼此的缺陷，扩（kuò）大其适用的环境（jìng）范围。
传感器校（xiào）准
传感器校准，包（bāo）括精（jīng）校准（zhǔn）和粗（cū）校准。精校准效果比较好（hǎo），但需要（yào）昂贵的标（biāo）定设备；粗校准则不需要借助外部设备（bèi），只对（duì）传感器本身进（jìn）行操作即可。
以磁罗盘（pán）的粗校准（zhǔn）为例，由于地球上任意位置的地磁场强度在较（jiào）长时间跨度（dù）内（nèi）都可视为是恒定的，当转（zhuǎn）动（dòng）磁罗盘时，根据相（xiàng）对（duì）运动可假设磁（cí）罗盘固定不动，而地磁场矢量随之在转动，其矢（shǐ）量（liàng）端点在空间的轨迹应为一个标准的球体，但由于传感器（qì）存（cún）在误差，实际测出的数据并（bìng）不严格（gé）都（dōu）在（zài）球体的表面，这（zhè）时候就需要根据（jù）测（cè）量（liàng）出来的数（shù）值以（yǐ）及已知的（de）准确值来计（jì）算两者之间的换算关系（xì），也就是（shì）该款磁罗盘的误差模型。在以（yǐ）后使用该款磁（cí）罗盘（pán）时就可以根据粗校准得出的误差模型来（lái）处理测量（liàng）值，使得测量值的（de）误差减小（xiǎo）。
磁罗盘校准（SGB sbgcenter）
不（bú）同类型的传（chuán）感（gǎn）器数据融合方法有多种，在业内用的比较普遍（biàn）而且效果也（yě）比较好（hǎo）的（de）是EKF，也就是扩展卡尔（ěr）曼滤波（bō）。
以计算飞机姿态（tài）角的融合方（fāng）法为例（lì），EKF更新（xīn）过程主要分为两个部分，预测更新（xīn）和量测更新。预（yù）测更（gèng）新主要利用陀（tuó）螺仪更新预测状（zhuàng）态（tài）量（liàng），同时（shí）计（jì）算该状态量的协方（fāng）差矩阵。在量测（cè）更新中先会计（jì）算滤波增益（yì），然后使用滤波增益（yì）融合预（yù）测状态量、加速（sù）度计以及磁罗（luó）盘的数据（jù），成（chéng）为一（yī）个融合状（zhuàng）态量，同时计算融合状（zhuàng）态（tài）量的（de）协方差矩（jǔ）阵，在下一次更（gèng）新周期的计算中使用。
计算姿态（tài）角的融合方法流程
传感器冗（rǒng）余（yú）设计主要是将多个同种传感器进行组合（hé），处（chù）理方法是首先会剔除数据异常的传感（gǎn）器，然后再进（jìn）行传感（gǎn）器的融合（hé）。冗余（yú）设计不（bú）仅可以提高测量（liàng）精度也可以（yǐ）提高整套系（xì）统的可靠（kào）性，在某一个传感器（qì）失（shī）效的情况（kuàng）发生时，让整个系统能够继（jì）续（xù）正常工（gōng）作。
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