Qt编写安防视频监控系统18-云台控制
一、前言
云台控制是视频监控系统中必备的一个功能,对球机进行上下左右的移动,还有焦距的控制,其实核心就是控制XYZ三个坐标轴,为了开发这个模块,特意研究了各种云台控制的方法和开源库比如soap,有些厂家使用自家SDK控制云台,但是大部分都会选择onvif来控制,毕竟是国际标准的通用的,只要符合这个标准的都可以使用,onvif协议的解析通常用的开源库是soap,涵盖的内容比较全,包括获取各种设备信息和回控等,缺点就是比较臃肿,使用非常不容易,函数名实在是有点不顺手,很多新手都绕在其中不知所措最后放弃,其实onvif官方提供的就是soap,可能要照顾到所有的onvif标准吧,内容特别多,我看过其中的部分源码,底层机制和我最终自创的解析机制完全一致,为此特意将纯Qt网络通信封装了一个onvif通信类做成的pri模块,大致的处理流程如下:
onvif处理流程
- 绑定组播IP(239.255.255.250)和端口(3702),发送固定的xml格式的数据搜索设备。
- 接收到的xml格式的数据解析,得到设备的Onvif地址。
- 对Onvif地址发送对应的数据,收到数据取出对应的节点数据。
- 请求Onvif地址获取Media地址和Ptz地址,Media地址用来获取详细的配置文件,Ptz地址用来云台控制。
- ptz控制是对Ptz地址发送对应的数据即可。
- 设置了用户认证的需要组织用户token信息一块发送,每次都需要作鉴权处理。
- 接收到的数据不是标准的xml数据,没法按照正常的节点解析来处理,只能用QXmlQuery来做。
- 每个厂家设备返回的数据未必完全一致,基本上都不一致,需要进行模糊查找节点值。
- 特意采用底层协议解析,因为soap太臃肿函数名称太另类,特意做的轻量级的。
- 两个必备工具,Onvif Device Manager 和 Onvif Device Test Tool。
ptz云台说明
- x、y、z 范围都在0-1之间。
- x为负数,表示左转,x为正数,表示右转。
- y为负数,表示下转,y为正数,表示上转。
- z为正数,表示拉近,z为负数,表示拉远。
- 通过x和y的组合,来实现云台的控制。
- 通过z的组合,来实现焦距控制。
onvif功能模块特点
- 广播搜索设备,支持IPC和NVR,依次返回,可选择不同的网卡IP。
- 依次获取Onvif地址、Media地址、Profile文件、Rtsp地址。
- 可对指定的Profile获取视频流Rtsp地址,比如主码流子码流地址。
- 可对每个设备设置Onvif用户信息,用于认证获取详细信息。
- 可实时预览摄像机图像。
- 支持云台控制,可上下左右调节云台,支持绝对移动和相对移动,可放到和缩小图像远近。
- 支持Qt4和Qt5任意Qt版本,亲测Qt4.7.0到Qt5.12.4。
- 支持任意编译器,亲测mingw、msvc、gcc、clang。
- 支持任意操作系统,亲测xp、win7、win10、linux、嵌入式linux、树莓派全志H3等。
- 支持任意Onvif摄像机和NVR,亲测海康、大华、宇视、华为、海思芯片内核等,可定制开发。
- 支持对指定IP地址进行单播搜索,比如跨网段情况下非常有用。
- 纯Qt编写,超级小巧轻量,总共约2000行代码,不依赖任何第三方的库和组件,跨平台。
- 封装好了通用的数据发送和接收解析的函数,可以非常方便的自行拓展其他Onvif处理比如修改IP等。
- 工具上提供了收发数据文本框,显示收发的数据,方便查看和分析。
- 支持所有Onvif设备,代码工整,接口友好,直接引入pri即可使用。
二、功能特点
软件模块
- 视频监控模块,各种停靠小窗体子模块,包括设备列表、图文警情、窗口信息、云台控制、预置位、巡航设置、设备控制、悬浮地图、网页浏览等。
- 视频回放模块,包括本地回放、远程回放、设备播放、图片回放、视频上传等。
- 电子地图模块,包括图片地图、在线地图、离线地图、路径规划等。
- 日志查询模块,包括本地日志、设备日志等。
- 系统设置模块,包括系统设置(基本设置、视频参数、数据库设置、地图配置、串口配置等)、录像机管理、摄像机管理、轮询配置、用户管理等。
基础功能
- 支持各种视频流(rtsp、rtmp、http等)、视频文件(mp4、rmvb、avi等)、本地USB摄像机播放。
- 支持多画面切换,包括1、4、6、8、9、13、16、25、36、64画面切换。
- 支持全屏切换,多种切换方式包括鼠标右键菜单、工具栏按钮、快捷键(alt+enter全屏,esc退出全屏)。
- 支持视频轮询,包括1、4、9、16画面轮询,可设置轮询分组(轮询预案)、轮询间隔、码流类型等。
- 支持onvif协议,包括设备搜索、云台控制、设备控制(图片参数、校对时间、系统重启,抓拍图片等)。
- 支持权限管理,不同的用户可以对应不同的模块权限,比如删除日志、关闭系统等。
- 数据库支持多种,包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金仓等。
- 本地USB摄像机支持设置分辨率、帧率等参数。
- 所有停靠模块都自动生成对应的菜单用来控制显示和隐藏,在标题栏右键可以弹出。
- 支持显示所有模块、隐藏所有模块、复位普通布局、复位全屏布局。
- 双击设备弹出实时预览视频,支持图片地图、在线地图、离线地图等。
- 摄像机节点拖曳到对应窗体播放视频,同时支持拖曳本地文件直接播放。
- 删除视频支持鼠标右键删除、悬浮条关闭删除、拖曳到视频监控面板外删除等多种方式。
- 图片地图上设备按钮可自由拖动,自动保存位置信息。百度地图上可以鼠标单击获取经纬度信息,用来更新设备位置。
- 视频监控面板窗体中任意通道支持拖曳交换,瞬间响应。
- 封装了百度地图,视图切换,运动轨迹,设备点位,鼠标按下获取经纬度等。
- 双击节点、拖曳节点、拖曳窗体交换位置等操作,均自动更新保存最后的播放地址,下次软件打开自动应用。
- 右下角音量条控件,失去焦点自动隐藏,音量条带静音图标。
- 支持视频截图,可指定单个或者对所有通道截图,底部小工具栏也有截图按钮。
- 支持超时自动隐藏鼠标指针、自动全屏机制。
- 支持onvif云台控制,可上下左右移动云台摄像机,包括复位和焦距调整等。
- 支持任意onvif摄像机,包括但不限于海康、大华、宇视、天地伟业、华为等。
- 可保存视频,可选定时存储或者单文件存储,可选存储间隔时间。
- 可设置视频流通信方式tcp+udp,可设置视频解码是速度优先、质量优先、均衡等。
- 可设置软件中文名称、英文名称、LOGO图标等。
- 存储的视频文件支持导出到指定目录,支持批量上传到服务器。
特色功能
- 主界面采用停靠窗体模式,各种组件以小模块的形式加入,可自定义任意模块加入。
- 停靠模块可拖动任意位置嵌入和悬浮,支持最大化全屏,支持多屏幕。
- 双重布局文件存储机制,正常模式、全屏模式都对应不同的布局方案,自动切换和保存,比如全屏模式可以突出几个模块透明显示在指定位置,更具科幻感现代化。
- 原创onvif协议机制,采用底层协议解析(udp广播搜索+http请求执行命令)更轻量易懂易学习拓展,不依赖任何第三方组件比如gsoap。
- 原创数据导入导出机制,跨平台不依赖任何组件,瞬间导出数据。
- 内置多个原创组件,宇宙超值超级牛逼,包括数据导入导出组件(导出到xls、pdf、打印)、数据库组件(数据库管理线程、自动清理数据线程、万能分页、数据请求等)、地图组件、视频监控组件、文件多线程收发组件、onvif通信组件、通用浏览器内核组件等。
- 自定义信息框+错误框+询问框+右下角提示框(包含多种格式)等。
- 精美换肤,高达17套皮肤样式随意更换,所有样式全部统一,包括菜单等。
- 视频控件悬浮条可以自行增加多个按钮,监控界面底部小工具栏也可自行增加按钮。
- 双击摄像机节点自动播放视频,双击节点自动依次添加视频,会自动跳到下一个,双击父节点自动添加该节点下的所有视频。可选主码流、子码流。
- 录像机管理、摄像机管理,可添加删除修改导入导出打印信息,立即应用新的设备信息生成树状列表,不需重启。
- 可选多种内核自由切换,ffmpeg、vlc、mpv等,均可在pro中设置。推荐用ffmpeg,跨平台最多,默认提供好了linux和mac平台上编译好的库。
- 支持硬解码,可设置硬解码类型(qsv、dxva2、d3d11va等)。
- 默认采用opengl绘制视频,超低的CPU资源占用,支持yuyv和nv12两种格式绘制,很牛逼。
- 高度可定制化,用户可以很方便的在此基础上衍生自己的功能,比如增加自定义模块,增加运行模式、机器人监控、无人机监控、挖掘机监控、检察院审判监控等。
- 支持xp、win7、win10、linux、mac、各种国产系统(UOS、中标麒麟、银河麒麟等)、嵌入式linux等系统。
- 注释完整,项目结构清晰,超级详细完整的使用开发手册,精确到每个代码文件的功能说明,不断持续迭代版本。
三、体验地址
- 体验地址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码:01jf 文件名:bin_video_system.zip。
- 国内站点:https://gitee.com/feiyangqingyun
- 国际站点:https://github.com/feiyangqingyun
- 个人主页:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
- 知乎主页:https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
四、效果图
五、核心代码
OnvifDevice *frmVideoMain::getCurrentDevice()
{OnvifDevice *onvifDevice = 0;//判断当前url,找出该url对应的ptz地址if (!App::CurrentUrl.isEmpty()) {//可能是主码流也可能是子码流int index1 = DBData::IpcInfo_RtspMain.indexOf(App::CurrentUrl);int index2 = DBData::IpcInfo_RtspSub.indexOf(App::CurrentUrl);int index = -1;if (index1 >= 0) {index = index1;} else if (index2 >= 0) {index = index2;}if (index >= 0) {QString userName = DBData::IpcInfo_UserName.at(index);QString userPwd = DBData::IpcInfo_UserPwd.at(index);QString onvifAddr = DBData::IpcInfo_OnvifAddr.at(index);QString mediaAddr = DBData::IpcInfo_MediaAddr.at(index);QString ptzAddr = DBData::IpcInfo_PtzAddr.at(index);bool exist = false;foreach (OnvifDevice *device, devices) {if (device->getDeviceUrl() == onvifAddr) {exist = true;onvifDevice = device;break;;}}if (!exist) {onvifDevice = new OnvifDevice(this);}onvifDevice->setUser(userName, userPwd);onvifDevice->setDeviceUrl(onvifAddr);onvifDevice->setMediaUrl(mediaAddr);onvifDevice->setPtzUrl(ptzAddr);if (!exist) {devices << onvifDevice;}}}return onvifDevice;
}void frmVideoMain::moveRelative(double x, double y, double z)
{OnvifDevice *device = getCurrentDevice();if (device != 0) {QString profileToken = device->getProfile();device->moveRelative(profileToken, x, y, z);qDebug() << "相对移动" << App::CurrentUrl << profileToken;}
}void frmVideoMain::moveAbsolute(double x, double y, double z)
{OnvifDevice *device = getCurrentDevice();if (device != 0) {QString profileToken = device->getProfile();device->moveAbsolute(profileToken, x, y, z);qDebug() << "绝对移动" << App::CurrentUrl << profileToken;}
}void frmVideoMain::mousePressed(int position)
{QString str;if (position == 0) {str = "底部";} else if (position == 1) {str = "左下角";} else if (position == 2) {str = "左侧";} else if (position == 3) {str = "左上角";} else if (position == 4) {str = "顶部";} else if (position == 5) {str = "右上角";} else if (position == 6) {str = "右侧";} else if (position == 7) {str = "右下角";} else if (position == 8) {str = "中间";}DeviceHelper::addMsg(QString("按下云台 %1").arg(str));
}void frmVideoMain::mouseReleased(int position)
{QString str;if (position == 0) {str = "底部";} else if (position == 1) {str = "左下角";} else if (position == 2) {str = "左侧";} else if (position == 3) {str = "左上角";} else if (position == 4) {str = "顶部";} else if (position == 5) {str = "右上角";} else if (position == 6) {str = "右侧";} else if (position == 7) {str = "右下角";} else if (position == 8) {str = "中间";}DeviceHelper::addMsg(QString("松开云台 %1").arg(str));mousePtz(position);
}void frmVideoMain::mousePtz(int position)
{//根据按下的不同部位发送云台控制命令//1. x、y、z 范围都在0-1之间。//2. x为负数,表示左转,x为正数,表示右转。//3. y为负数,表示下转,y为正数,表示上转。//4. z为正数,表示拉近,z为负数,表示拉远。//5. 通过x和y的组合,来实现云台的控制。//6. 通过z的组合,来实现焦距控制。//计算速度,转为小数double speed = (double)ui->sliderPtzSpeed->value() / 10;if (position == 0) {moveRelative(0.0, -speed, 0.0);} else if (position == 1) {moveRelative(-speed, -speed, 0.0);} else if (position == 2) {moveRelative(-speed, 0.0, 0.0);} else if (position == 3) {moveRelative(-speed, speed, 0.0);} else if (position == 4) {moveRelative(0.0, speed, 0.0);} else if (position == 5) {moveRelative(speed, speed, 0.0);} else if (position == 6) {moveRelative(speed, 0.0, 0.0);} else if (position == 7) {moveRelative(speed, -speed, 0.0);} else if (position == 8) {moveAbsolute(0.0, 0.0, 0.0);}
}
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