【亞洲儀表網】無人機的飛行感知技術主要用作兩個用途，其一是提供給飛行控制系統，由于飛行控制系統的主要功能是控制飛機達到期望姿態和空間位置，所以這部分的感知技術主要測量飛機運動狀態相關的物理量，涉及的模塊包括陀螺儀、加速度計、磁羅盤、氣壓計、GNSS模塊以及光流模塊等。

另一個用途是提供給無人機的自主導航系統，也就是路徑和避障規劃系統，所以需要感知周圍環境狀態，比如障礙物的位置，相關的模塊包括測距模塊以及物體檢測、追蹤模塊等。

陀螺儀

目前商用無人機普遍使用的是MEMS技術的陀螺儀，因為它的體積小，價格便宜，可以封裝為IC的形式。MEMS式陀螺儀常用來測量機體繞自身軸旋轉的角速率，常用的型號有6050A(Invensense)，ADXRS290(ADI)，衡量陀螺儀性能的指標包括測量范圍(量程)、靈敏度、穩定性(漂移)以及信噪比等。

陀螺儀溫度漂移測試結果圖

上面是一個陀螺儀溫度漂移測試結果圖，測試的環境是從25℃升溫至50℃，整個過程保持陀螺儀靜止不動，陀螺儀的準確輸出應該是一個固定的數值。但從結果來看，兩款傳感器的實際輸出都受到溫度變化影響。相比而言，ADXRS290(ADI)的輸出數值變化幅度較小，基本上在0.5左右。

加速度計

加速度計測量的是機體運動的線加速度，但由于地球引力，測量值中還會包含重力加速度分量，在某些使用情況下需要把這部分減去。常用的MEMS加速度計傳感器型號有6050A(Invensense)和ADXL350(ADI)。部分傳感器生產商為了提高芯片集成度，會將陀螺儀和加速度計封裝在一起，稱為六軸傳感器，例如6050A(Invensense)。

磁羅盤

磁羅盤測量的物理量是地球磁場強度沿機體軸的分量，并依此計算出機體的航向角。常用的MEMS磁羅盤傳感器型號有HMC5983L(Honeywell)和QMC5883L(矽睿)，兩者性能相近，其中前者目前已經停產。磁羅盤主要的性能參數包括靈敏度、穩定性(漂移)等。

氣壓計

氣壓計測量的物理量是大氣壓值，根據該數值可計算出絕對海拔高度。常用的氣壓計傳感器型號包括MS5611(MEAS)、MS5607(MEAS)以及BMP180(Bosch)。氣壓計在使用過程中存在的問題是，在近地面飛行時，“地面效應”的存在會導致飛機周圍氣體的氣壓分布與靜止狀態下的大氣不同，使得無法用氣壓計來測算出高度。通常的解決辦法是在起飛或降落時使用其他傳感器，比如超聲波傳感器或激光測距儀。

GNSS模塊

GNSS模塊測量的物理量相對比較豐富，主要包括地理坐標(經緯度)、海拔高度、線速度以及航向角(RTK系統)。常用的GNSS模塊生產商包括瑞士的U-BLOX和加拿大的NOVATEL。在使用GNSS模塊時，衛星信號接收天線的放置需要要注意電磁干擾的屏蔽，部分有實力的整機生產廠商會根據飛機型號專門定制衛星信號接收天線。

光流模塊

光流模塊是一個比較特殊的模塊，既可以用來感知機體的運動狀態，如測量水平方向的位移速度，也可以用來感知周圍的環境，用作避障的用途。比較常見的光流模塊是開源的PX4FLOW。光流模塊通常在室內使用，主要是為了解決室內衛星信號不佳的問題，另外對于拍攝的地面需要有一定紋理圖案。