2、声纳、激光雷达、雷达/光流
因此，如果用卫星进行三角测量并不是避开地面的最佳方法，那就让我们试着直接“看到”它吧！
目前至少有三种现成的测距技术可以发射信号并查看反弹需要多长时间：声纳、激光雷达和雷达模块现在都可以使用。
但是，这些传感器有弱点：
弱点1：吸收
有些表面就是不反弹信号。窗帘和地毯吸收超声波，深色涂料吸收激光雷达，水吸收微波。你不能逃避你看不见的东西。
弱点2：相干扰
传感器间存在信号干扰，当你把多个相同的传感器放在一起时会发生什么？你怎么知道你检测到的信号就是这个传感器的？即使是单个传感器也必须处理来自自身的串扰，等待足够长的时间让回声消失。
可以对信号进行“编码”（基本上是加密），这样每个信号都是唯一的，但这增加了设备的复杂性。第二个最好的解决方案是将信号计划半随机化，这样就不会锁定时间，并且一直被同步信号欺骗。
光流传感器是一种不同的方法，它使用摄像机来观察镜头中的物体是变大了（表明地面/墙壁正在快速上升），还是变小了（当障碍物消失时），还是向侧面滑动。相机不会像声纳那样互相干扰，如果你真的很聪明，你可以估计倾斜和其他3D属性。
光流传感器仍然存在“吸收”弱点。你需要一个很好的纹理表面让他们看到流动，就像他们的光学鼠标不能在玻璃上工作一样。它们正变得越来越流行，因为流计算现在已经是你可以放入FPGA或快速嵌入式计算机中的东西。
3、陀螺仪
最后一个问题是几何问题。假设物理传感器在四边形上飞行。如果你站在一个角度上，毕达哥拉斯说地面看起来会比实际距离更远。倾斜得足够大，我们根本看不到它，尽管我们离撞车只有几厘米远。
为了纠正这一点，我们需要知道我们的倾向。这意味着……
陀螺仪和加速度计一起被称为"IMU"，但它们经常出现在一起的原因是它们自然地掩盖了彼此的主要弱点。它们是经典的融合对。
但是，单独来说，陀螺仪是最好和最干净的传感器数据来源，你将得到连续的位置测量。
无需太多细节，陀螺仪是由刻蚀在芯片表面的微机械音叉制成的。当芯片旋转时，一些音叉上会有力，它们会相互改变音调。
MEMS陀螺仪几乎不受任何运动的影响，除了旋转。即使是剧烈的振动也不会影响它们（在规范范围内），因为这是横向加速度。
如果你看一个多旋翼的内部控制回路，它就是飞行控制器用来在空中保持水平的陀螺仪。一些速率模式的飞行员完全关闭加速度计，给陀螺更多的带宽，因为陀螺仪有很多重要的线索。
如果你知道半毫秒前你在哪里，你想知道此后发生了什么变化，那么陀螺仪是快速、准确和可靠的。且他们不需要有弹性的表面或卫星。
陀螺的弱点是漂移。不管你怎么努力，它们似乎都会绕着一个随机的轴慢慢旋转。每次旋转需要几分钟，但即使是一块不动的砖块也会轻轻旋转。累积相对样本以获得“绝对”估计值也会将误差条相加。上升陀螺仪误差需要通过外部绝对参考标记定期“归零”。
4、加速度计
这就是为什么加速度计是陀螺仪最好的朋友：因为它能探测到绝对的“向下”参考（至少，当它们处于地球引力状态时）。
好吧，一般来说。从一个时刻到另一个时刻，它接收重力、线加速度、旋转产生的离心力、振动、噪音，当然还有传感器的缺陷。
因此，尽管高采样率和良好的MEMS传感器精度（通常与陀螺仪一样好），加速度计数据仍然是噪声最大、最不可信的数据之一。它接收到了多个必须消除歧义的“信号”。但正是对所有这些不同信号的敏感性使它变得如此通用——它能听到一切。
加速度离我们真正想要知道的位置还有两个积分步骤，所以我们必须总结大量的三角洲和误差线，从测量的加速度到估计的速度，然后我们必须再做一次才能得到估计的位置。错误不断累积。
这就是为什么GPS是加速计最好的朋友：因为它会定期“调零”不断增长的位置误差，就像加速计轻轻地调零陀螺仪的方位误差一样。
5、磁强计
好的指南针不应该被忽视。然而，与加速度计一样，它通常被用作长期陀螺漂移的一种控制方式。知道哪个方向是向上的比知道哪个方向是磁北更有用——但是，有了这两个，我们就可以知道我们在地球上的真正绝对方位。
它们经常与GPS接收器配对，因为它们又一次对抗了彼此最大的弱点，而在其他方面却紧密相配。一个给出粗略的绝对位置，另一个给出粗略的绝对方向。
