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。

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

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。
支持alt+enter全屏，esc退出全屏。
自定义信息框+错误框+询问框+右下角提示框。
17套皮肤样式随意更换，所有样式全部统一，包括菜单等。
云台仪表盘鼠标移上去高亮，八个方位精准识别。
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。
可在配置文件更改左上角logo+中文软件名称+英文软件名称。
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。
堆栈窗体，每个窗体都是个单独的qwidget，方便编写自己的代码。
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。
工具栏可以放置多个小图标和关闭图标。
左侧右侧可拖动拉伸，并自动记忆宽高位置，重启后恢复。
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。
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。
视频画面窗体支持拖曳交换，瞬间响应。
双击节点+拖曳节点+拖曳窗体交换位置，均自动更新url.txt。
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。
右下角音量条控件，失去焦点自动隐藏，音量条带静音图标。
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。
视频拖动到通道窗体外自动删除视频。
鼠标右键可删除当前+所有视频，截图当前+所有视频。
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。
在pro文件中可以自由开启是否加载地图。
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。
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。
默认超过10秒钟未操作自动隐藏鼠标指针。
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。
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

在这里插入图片描述

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);
    }
}

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二、功能特点

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