无人机的飞行感知技术主要用作两个用途，其一是提供（gòng）给（gěi）飞行（háng）控制系统（tǒng），由于飞行控制系（xì）统的主（zhǔ）要功能是控制飞机达到期望姿态（tài）和空间位置，所以这部分的（de）感知技术主（zhǔ）要测量飞机运动状态相关（guān）的（de）物理量，涉及的模块包（bāo）括（kuò）陀（tuó）螺仪、加（jiā）速度计、磁罗盘、气压计、GNSS模块以（yǐ）及光流模块等。另一个（gè）用途是提供给无人（rén）机的（de）自（zì）主导航系统，也（yě）就是路径和避障规划系统，所以需（xū）要（yào）感（gǎn）知周围环境状态，比如障（zhàng）碍物的位置，相关的模块（kuài）包括测距模（mó）块以及物体检测（cè）、追（zhuī）踪模块等。
陀螺仪
目前诸如（rú）俊鹰商用（yòng）航测无人机普（pǔ）遍使用的是（shì）MEMS技术的陀螺仪（yí），因（yīn）为它的体积（jī）小（xiǎo），价（jià）格便（biàn）宜，可（kě）以封装为IC的形式。MEMS式陀螺（luó）仪（yí）常用来测量机体（tǐ）绕自身（shēn）轴旋转（zhuǎn）的角速率，常用的（de）型号有（yǒu）6050A（Invensense），ADXRS290（ADI），衡（héng）量陀螺仪性能的指（zhǐ）标（biāo）包括测量范围（量程）、灵敏度、稳定性（xìng）（漂（piāo）移）以（yǐ）及信噪比等（děng）。
加速度计
加速度（dù）计测量的是机（jī）体（tǐ）运（yùn）动的线加速度，但由于（yú）地（dì）球引力，测量值中还会包含重力加速度（dù）分量，在某些使用情况（kuàng）下（xià）需要（yào）把这部（bù）分减去。常用的（de）MEMS加速度计传感器型号有（yǒu）6050A（Invensense）和ADXL350（ADI）。部分传感（gǎn）器（qì）生产商为了提高芯片集成度，会将陀螺仪和加速度计封（fēng）装在一起，称为六（liù）轴传感器，例如6050A（Invensense）。
磁罗盘
磁罗（luó）盘测量的物理量是（shì）地球磁场（chǎng）强度沿（yán）机（jī）体轴的（de）分量，并依（yī）此计算（suàn）出机体的航（háng）向角（jiǎo）。常用的MEMS磁罗盘传感器型号有HMC5983L（Honeywell）和（hé）QMC5883L（矽睿），两（liǎng）者性（xìng）能相近（jìn），其中前（qián）者目前已经停产。磁罗（luó）盘主要（yào）的性能参数包括（kuò）灵敏度、稳定性（漂移）等。
气压计
气压计测（cè）量的物理量是大气压值，根（gēn）据该数值可（kě）计算出（chū）绝对海（hǎi）拔高度。常用的气（qì）压（yā）计传感器（qì）型号包括MS5611（MEAS）、MS5607（MEAS）以及BMP180（Bosch）。气（qì）压计在使用过程中存（cún）在（zài）的问题是，在近地面飞（fēi）行（háng）时（shí），“地（dì）面效应”的存在会导致飞机（jī）周围气体的气压（yā）分布与（yǔ）静止状态下的（de）大气不同，使得无法用气压计来测算出（chū）高度（dù）。通常的解决（jué）办法（fǎ）是在（zài）起飞或降落时使用其他传感（gǎn）器（qì），比如超声波（bō）传感器或激光测距仪。
GNSS模块
GNSS模块测量（liàng）的物理量（liàng）相对比较丰富，主要包括地（dì）理坐（zuò）标（经（jīng）纬度）、海拔高度、线速度以及航向角（RTK系统）。常用的GNSS模块生（shēng）产（chǎn）商包括瑞士的U-BLOX和加拿（ná）大（dà）的（de）NOVATEL。在使用GNSS模块时，卫星信号接收天线的放置（zhì）需要要（yào）注（zhù）意电磁干扰（rǎo）的屏（píng）蔽，部分（fèn）有（yǒu）实力（lì）的整机生产厂商会根据飞机型（xíng）号专门定（dìng）制（zhì）卫星（xīng）信号接收天线。
光流模（mó）块
光流模（mó）块（kuài）是一（yī）个比（bǐ）较特殊的模块，既可以用（yòng）来感知（zhī）机体的运动状（zhuàng）态，如测量水平（píng）方向（xiàng）的（de）位移速度，也可以用来感知周围的（de）环境（jìng），用作（zuò）避（bì）障的用途（tú）。比较常（cháng）见的光流模（mó）块是（shì）开源的PX4FLOW。光流模块通常在室内（nèi）使（shǐ）用，主要（yào）是为了解决（jué）室内卫星信号不佳的问（wèn）题，另外对于拍摄的（de）地（dì）面（miàn）需要有一定纹理图案。
五个常（cháng）用的测（cè）距模块
超（chāo）声波和红外TOF各方面性能比（bǐ）较相似，比如测（cè）量距（jù）离都比较（jiào）近，像超声波测量的距离一般在4米左（zuǒ）右。另（lìng）外这两种传感器的使用范围都容易受到实（shí）际环境的限制，比如红外TOF是向被测物体（tǐ）表面发射红（hóng）光并（bìng）反射，如果遇到红光反射（shè）率（lǜ）不高的物体像玻璃就会失（shī）效。但这两种传感（gǎn）器有一（yī）个最（zuì）大的优势就（jiù）是成本低，另外模块体积也比较小，所以（yǐ）在消费类无人机（jī）上得到了广泛使用。
激（jī）光雷达测距一般都比较（jiào）远，大多数（shù）产品都可以达到100米以上，但（dàn）是大（dà）雨大雾的天气环境会（huì）影响其测量结果（guǒ）。另外的劣（liè）势在于成（chéng）本（běn）比较高：在激光雷达行业实力最强的是（shì）Velodyne，它（tā）的一款适用于无人机使用的（de）小型化产品（pǐn）VLP-16价格（gé）也达到了1000美元（yuán）以上，对于商（shāng）用无人（rén）机来说成本还是比较高。
深（shēn）度感（gǎn）知摄（shè）像头根据测（cè）量技术可以分为（wéi）三种，立体摄像头，也叫双（shuāng）目视觉技术，代表产品就是（shì）大（dà）疆的精灵4；结（jié）构（gòu）光（guāng）技术，代表产品（pǐn）有（yǒu）微（wēi）软（ruǎn）的Kinect；时差测距技术（TOF），由（yóu）于生产厂家较少而且（qiě）成本较高（gāo），因此在（zài）无（wú）人机上的（de）应（yīng）用很少。深度感知摄像头在使用时（shí）也存在局限（xiàn）性，双目视觉技术的缺点是（shì）在低（dī）光环（huán）境下无法正常工作，而结构（gòu）光技术则与之相反，在（zài）强光下（xià）无法（fǎ）正常工（gōng）作。因（yīn）此有的厂家把两种技术进行组合，弥补彼此的缺陷，扩大其适用的环（huán）境范（fàn）围。
传感（gǎn）器校准
传感器校（xiào）准（zhǔn），包括精校准和粗校（xiào）准（zhǔn）。精校（xiào）准（zhǔn）效果（guǒ）比较好，但需要昂（áng）贵的标定设备（bèi）；粗校（xiào）准则不（bú）需要借助外部设（shè）备，只（zhī）对传感（gǎn）器（qì）本身进行（háng）操作即可。
以磁（cí）罗（luó）盘的粗（cū）校准为例，由于地球上任意位置的地磁场强度在较（jiào）长时间跨度内都（dōu）可（kě）视为是（shì）恒定的，当转动磁罗盘时，根据相对（duì）运动可（kě）假设（shè）磁罗盘固（gù）定不动，而（ér）地磁场矢量随之在转动，其矢（shǐ）量端点在空间的轨（guǐ）迹应为一个（gè）标准的球（qiú）体（tǐ），但由于传感器存在（zài）误差（chà），实际（jì）测出的数据（jù）并（bìng）不严格都在球体的表面，这（zhè）时候就需要根据测（cè）量出来的数值以（yǐ）及已知的准确值（zhí）来（lái）计算两者之间的换算关系，也就是该款磁罗盘的（de）误差模（mó）型。在以后使用该款磁罗盘时就可以根（gēn）据粗校（xiào）准得（dé）出的误差（chà）模型来处理测量值（zhí），使得（dé）测量（liàng）值的误差减小（xiǎo）。
磁罗盘校准（SGB sbgcenter）
不同类型的传感器数据融合方（fāng）法有（yǒu）多种，在业内用的比较普遍而且效果也比较（jiào）好的是EKF，也就（jiù）是（shì）扩展卡尔（ěr）曼滤波。
以计算飞（fēi）机（jī）姿态角的融合方法为例，EKF更新过（guò）程主要分为两个（gè）部分，预测更（gèng）新和量测更新。预测更新主要利用陀螺仪（yí）更新预测状态量，同时计算该状态量的协（xié）方差（chà）矩阵。在量测更新中先会计（jì）算滤波增益，然后使用滤波增益融合预测（cè）状（zhuàng）态（tài）量、加速度计以及磁罗盘的数（shù）据（jù），成为一个（gè）融合（hé）状态（tài）量，同时（shí）计（jì）算融（róng）合状态（tài）量的协（xié）方差（chà）矩阵，在下一次更新周期（qī）的（de）计算中使用。
计算姿态角的融合方法（fǎ）流（liú）程
传感器冗余设计主要是（shì）将（jiāng）多（duō）个同种（zhǒng）传感器进行（háng）组合，处理方法（fǎ）是首先会（huì）剔除（chú）数据异常的（de）传（chuán）感器，然后再进（jìn）行传感器的融合。冗余设计不仅（jǐn）可以提高测量（liàng）精度（dù）也可以提高整套系统的可靠性，在某（mǒu）一个传感（gǎn）器失效的情况发生时（shí），让整（zhěng）个系统（tǒng）能够继续正（zhèng）常工作。
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