禁飞区检测模块

功能说明

本模块为无人机配送场景提供禁飞区安全校验功能。用户输入取货点和送货点的经纬度坐标，模块判断这两点以及整条航线是否进入预设的禁飞区范围。

应用场景

在无人机执行配送任务前，需要确认航线起止点不会进入敏感区域（如机场、军事基地、学校上空）。本模块提供了一种基于球面距离与点到线段距离的快速检测方法。

算法原理

使用 Haversine 公式 计算两个经纬度坐标之间的球面距离，公式如下：

$a = \sin^2\left(\frac{\Delta\varphi}{2}\right) + \cos\varphi_1 \cdot \cos\varphi_2 \cdot \sin^2\left(\frac{\Delta\lambda}{2}\right)$

$c = 2 \cdot atan2\left(\sqrt{a}, \sqrt{1-a}\right)$

$d = R \cdot c$

其中：

φ₁、φ₂ 为两点的纬度（弧度）
Δφ、Δλ 为两点纬度和经度的差值
R 为地球平均半径，取值 6371000 米
d 为最终距离（米）

航线穿越检测（新增）

旧版本只判断取货点/送货点是否落在禁飞区内。当两个端点都在禁区外、但航线从禁区中间穿过时（例如直线配送、绕行失败），会出现「端点安全、航线不安全」的漏判。本版本新增整条航线的检测：

以禁飞区中心为原点做局部等距投影（米），把经纬度变成平面坐标：

$x = (\lambda - \lambda_0)\cdot\cos\varphi_0\cdot R,\qquad y = (\varphi - \varphi_0)\cdot R$

把航线变成线段 $A \to B$ ，求禁区中心到线段的点到线段最短距离：

$t = \mathrm{clamp}\left(-\frac{A\cdot(B-A)}{|B-A|^2},\,0,\,1\right),\qquad d_{min} = \left|A + t\,(B-A)\right|$

若 $d_{min} \le radius$ 判定为穿越。

判定优先级：端点在内（pickup_inside / delivery_inside）优先于航线穿越（path_crosses），同一个禁区只记一条违规。禁飞区半径通常只有几百米到几公里，局部等距近似的误差远小于判定裕度，而且不会像「逐点采样」那样漏掉细长的穿越。

输出示例

$ python main.py --pickup 47.65,-122.17 --dropoff 47.65,-122.11
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航线禁飞区检测
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取货点: (47.65000, -122.17000)
送货点: (47.65000, -122.11000)
检查禁飞区数量: 3
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[WARNING] 航线穿越禁飞区【Airport】：距离中心 0.0 m（半径 2000 m）

两个端点离 Airport 中心都约 2.2 km（在 2 km 半径之外），但航线正好从中心穿过——这正是旧版本「只查端点」会漏掉的情况。

使用方法

单点检测 + 内置示例（纯 Python，无需 AirSim / ROS）：

cd src/no_fly_zone_check
python main.py

航线穿越检测：

python main.py --pickup 47.65,-122.17 --dropoff 47.65,-122.11
python main.py --pickup 47.65,-122.17 --dropoff 47.65,-122.11 --json

退出码：0 = 安全，1 = 存在违规；--json 输出机器可读结果（safe / zones_checked / violations）。

AirSim 版本（src/air/no_fly_zone_check）保持原有单点检测逻辑；本次改动在 src/no_fly_zone_check。

本地测试

python3 tests/test_no_fly_zone_check_local.py

运行效果

$ python main.py
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No-Fly Zone Check Module
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Loaded 3 no-fly zones:
  - Airport        center=(47.65, -122.14) radius=2000m
  - MilitaryBase   center=(47.6, -122.2) radius=1500m
  - School         center=(47.62, -122.1) radius=500m

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单点检测
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[WARNING] Airport center           (47.65, -122.14) -> INSIDE zone [Airport] (0.0 m)
[WARNING] Near Airport             (47.66, -122.13) -> INSIDE zone [Airport] (1340.7 m)
[OK]      Safe location (CN)       (30.0, 120.0) -> safe

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航线穿越检测（两端都在区外，但航线从禁区中穿过）
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[WARNING] 航线穿越禁飞区【Airport】：距离中心 0.0 m（半径 2000 m）

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航线安全示例
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[OK] 航线安全：起止点与整条航线都不在禁飞区内

模块是纯 Python 实现，不需要启动 AirSim 或 ROS；上图为离线运行结果。