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

1. 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。
2. 接收到的xml格式的数据解析，得到设备的Onvif地址。
3. 对Onvif地址发送对应的数据，收到数据取出对应的节点数据。
4. 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。
5. ptz控制是对Ptz地址发送对应的数据即可。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 两个必备工具，Onvif Device Manager 和 Onvif Device Test Tool。

ptz云台说明

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。

onvif功能模块特点

1. 广播搜索设备，支持IPC和NVR，依次返回，可选择不同的网卡IP。
2. 依次获取Onvif地址、Media地址、Profile文件、Rtsp地址。
3. 可对指定的Profile获取视频流Rtsp地址，比如主码流子码流地址。
4. 可对每个设备设置Onvif用户信息，用于认证获取详细信息。
5. 可实时预览摄像机图像。
6. 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。
7. 支持Qt4和Qt5任意Qt版本，亲测Qt4.7.0到Qt5.12.4。
8. 支持任意编译器，亲测mingw、msvc、gcc、clang。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 支持所有Onvif设备，代码工整，接口友好，直接引入pri即可使用。

通用视频控件开源地址：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo
文件名称：videowidget

体验地址：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetExe https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetExe
文件名称：bin_video_system.zip

二、功能特点

1. 支持16画面切换，全屏切换等，包括1+4+6+8+9+13+16画面切换。
2. 支持alt+enter全屏，esc退出全屏。
3. 自定义信息框+错误框+询问框+右下角提示框。
4. 17套皮肤样式随意更换，所有样式全部统一，包括菜单等。
5. 云台仪表盘鼠标移上去高亮，八个方位精准识别。
6. 底部画面工具栏（画面分割切换+截图声音等设置）移上去高亮。
7. 可在配置文件更改左上角logo+中文软件名称+英文软件名称。
8. 封装了百度地图，三维切换，设备点位，鼠标按下获取经纬度等。
9. 堆栈窗体，每个窗体都是个单独的qwidget，方便编写自己的代码。
10. 顶部鼠标右键菜单，可动态控制时间CPU+左上角面板+左下角面板+右上角面板+右下角面板的显示和隐藏，支持恢复默认布局。
11. 工具栏可以放置多个小图标和关闭图标。
12. 左侧右侧可拖动拉伸，并自动记忆宽高位置，重启后恢复。
13. 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。
14. 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。
15. 视频画面窗体支持拖曳交换，瞬间响应。
16. 双击节点+拖曳节点+拖曳窗体交换位置，均自动更新url.txt。
17. 支持从url.txt中加载16通道视频播放，自动记忆最后通道对应的视频，软件启动后自动打开播放。
18. 右下角音量条控件，失去焦点自动隐藏，音量条带静音图标。
19. 集成百度地图，可以添加设备对应位置，自动生成地图，支持缩放和三维地图，提供地图风格选择，共12种风格。
20. 视频拖动到通道窗体外自动删除视频。
21. 鼠标右键可删除当前+所有视频，截图当前+所有视频。
22. 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。
23. 在pro文件中可以自由开启是否加载地图。
24. 视频播放可选四种内核自由切换，vlc+ffmpeg+easyplayer+海康sdk，均可在pro中设置。
25. 可设置1+4+9+16画面轮询，可设置轮询间隔以及轮询码流类型等，直接在主界面底部工具栏右侧单击启动轮询按钮即可，再次单击停止轮询。
26. 默认超过10秒钟未操作自动隐藏鼠标指针。
27. 支持onvif搜素设备，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，支持onvif云台控制。
28. 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，支持linux系统。

三、效果图

四、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);
    }
}