Управление ptz камерой с компьютера

Управление PTZ-камерой. Протокол Pelco-D

Pelco-D — это протокол управления PTZ-камерами, разработанный одноимённой компанией Pelco. Как правило, используется поверх интерфейса RS482/485 для связи с видеокамерами, оборудованными сервоприводами.

Протокол Pelco-D имеет в арсенале набор стандартных команд управления, а также расширенный комплект команд. В данной статье разберёмся, как работать со стандартным комплектом команд. Протокол Pelco-D разберём на примере абстрактного источника команд и абстрактного SDK, которое принимает сообщение для дальнейшей передачи его в интерфейс RS485. Данная оговорка сделана нарочито, поскольку именно такая задача недавно встала передо мной.

Таким образом имеется протокол, через который передаются данные, данные разбираются и дальше передаются в SDK, который уже отсылает сообщение в тракт передачи RS485. Ниже представлен рисунок, на котором имеется жёлтый квадрат. Именно в этой функции и будет формироваться необходимое нам сообщение, которое нужно будет передать в SDK.

1. Структура сообщения
2. Стандартный комплект команд
3. Примеры команд
4. Пример кода

УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

С распространением систем видеонаблюдения передающих изображение посредством сети интернет, стал актуальным вопрос управления камерами без использования дополнительных коммуникаций. В итоге производители начали выпускать модели с функцией удаленного управления через интернет.

Учитывая специфику подобного оборудования (недостаточная защищенность от внешних факторов), подобные решения получили распространение в комплектах домашнего видеонаблюдения, а также часто используются в частных системах безопасности.

Теоретически, управлять видеокамерой через интернет очень просто. Достаточно разработать систему управления, которая будет реагировать на команды, отправляемые с компьютера или другого оборудования подключаемого к интернету. На практике это реализуется несколькими способами.

Самые простые системы предполагают управление элементарными функциями – включение и выключение, просмотр и запись изображения. Для этого используется веб-интерфейс. Большинство производителей поставляют интернет-камеры в комплекте с программным обеспечением. Пользователю достаточно установить его на компьютер.

Особенности организации видеонаблюдения через интернет описаны на этой странице. Кроме того есть материал про видеонаблюдение через телефон.

С популяризацией смартфонов и широким распространением высокоскоростного беспроводного интернета, специальное ПО также разрабатывается для мобильных устройств, работающих на Android или iOS. Таким образом, пользователь получает возможность просмотреть изображение в любой точке мира (при условии доступа к сети).

неограниченные углы обзора;
простой монтаж;
улучшенная защита от внешнего воздействия;
незаметность.

Для системы видеонаблюдения управляемого через интернет, самый актуальный вопрос – это наличие адаптированного софта. Каждый производитель разрабатывает собственное ПО, с учетом особенностей оборудования. Также существуют универсальные решения, но их настройка более сложная.

УПРАВЛЕНИЕ КАМЕРАМИ PTZ

Управление поворотными и другими устройствами камеры видеонаблюдения может осуществляться несколькими способами. Самый простой, но довольно эффективный – управление с помощью специальной клавиатуры и контроллеров. Передача команд осуществляется при помощи RS-485 интерфейса по отдельно проложенным кабелям, обычно в паре с ними идут силовые кабеля системы электропитания для поворотных устройств.

ручное управление направлением движения, скоростью поворота, трансфокатором при помощи джойстика или кнопок с соответствующими функциями;
программирование пресетов – пользовательский набор необходимых настроек (направление, фокусное расстояние, угол наклона) который можно вводить в действие в режиме реального времени;
установка маршрутов автопатрулирования;
осуществление удаленного доступа к OSD меню камеры видеонаблюдения.

Некоторые устройства могут управлять функциями видеорегистраторов, являясь их командными модулями и выводить изображение на экран определять порядок записи осуществлять поиск в архиве записанной информации.

ВАЖНО! Для выполнения расширенных функций, в большинстве случаев, необходимо, чтобы пульт управления был той же компании производителя, что и видеорегистратор.

при помощи клавиш расположенных на лицевой панели;
при помощи мышки и виртуальной панели на экране монитора;
одновременно обоими способами.

Управление мышью гораздо удобнее, чем на панели видеорегистратора. Кроме того, виртуальный пульт может иметь существенно больше функций.

Как правило ручное управление гораздо медленнее автоматизированного, от 2 до 5 раз, кроме того современные высокоскоростные PTZ видеокамеры довольно сложно позиционировать вручную. Отклонение на 0,5° может привести к смещению зоны обнаружения на 1-2 м.

Контроль исполнительных устройств видеокамеры и изменение ее основных настроек можно осуществлять и с ПК оператора/администратора, подключенного к системе видеонаблюдения через видеосервер. Внешне это выглядит как имитация 2D-джойстика на мониторе, с набором виртуальных кнопок, каждая из которых отвечает за выполнение запрограммированного действия.

Из всех трех предложенных вариантов, управление при помощи ПК предпочтительней, так как предусматривает возможность быстрого изменения функциональности программ, масштабируемости системы и удаленного доступа через локальную или глобальную сеть.

Преимущества использования Virtual USB Driver:

Возможность применения «взрослых» PTZ-камер с хорошей оптикой, большим зумом, расширенными настройками цветности, HDR и другими профессиональными функциями;
Простота подключения;
Простота интеграции (применение коммутатора с питанием по PoE позволит подключить камеру единственным кабелем CAT-5/6);
Отсутствие необходимости в прокладке кабелей USB и HDMI (любая совместимая камера в сети может быть преобразована в виртуальную камеру и подключена сразу к нескольким компьютерам);
Максимальное разрешение 4K (3840×2160) и частота 60 кадров в секунду;
Возможность использования видеосигнала с одной виртуальной камеры, а аудиосигнала с другой;
Отсутствие каких-либо проблем при параллельной работе с системами автоматизации.
Отсутствие блокировки HDMI и SDI выходов камеры (при отправке сигналов в Virtual USB Driver физические выходы камеры не отключаются, что допускает их использование для подключения к ТВ-панелям или аппаратным кодекам ВКС).

Интерфейс программы выглядит следующим образом:

Справа указано разрешение, которое установлено для каждой из камер. Кнопка Web Control позволяет перейти в веб-интерфейс определенной камеры, произвести необходимые настройки и выбрать разрешение видеопотока H.264 без необходимости ручного ввода IP-адреса.

Кнопка Add вызывает окно добавления камеры с возможностью автоматического поиска.

Нажав Auto Search, пользователь получит список найденных системой совместимых камер Panasonic, в котором ему нужно выбрать подходящее устройство и нажать OK.

После этого камера будет автоматически преобразована в виртуальную USB веб-камеру.

В результате проделанных манипуляций в «Диспетчере устройств» операционной системы Windows появятся два новых устройства:

Panasonic AV Stream Camera – сама видеокамера;
Panasonic Virtual Microphone – встроенный или внешний микрофон видеокамеры.

Порядковый номер устройства соответствует номеру в основном интерфейсе программы.

Список совместимых камер Panasonic:

AW-UE150;
AW-UE100;
AW-HE130/AW-HN130;
AW-HR140;
AW-UE70/AW-UN70;
AW-HE40, AW-HN40;
AW-HE42;
AW-UE4.

AJ-CX4000;
AG-CX350;
AG-CX10.

На данный момент Virtual USB Driver поддерживает только операционные системы Windows 10 (64bit) и Windows 8.1 (64bit). Основными требованиями, предъявляемыми к компьютеру-хосту, являются наличие процессора Core i5-7300U (или лучше) и не менее 4 Гб оперативной памяти.

Наглядно посмотреть процесс подключения и настройки виртуальной USB-камеры, производимый инженером Panasonic Дином Оффордом, можно здесь (на английском), подробнее прочитать про Virtual USB Driver здесь , а бесплатно скачать программу и инструкцию по установке и настройке здесь .

Остались вопросы? Задайте их специалистам компании Panasonic напрямую, отправив сообщение на почту: pro-av@ru.panasonic.com

Структура сгенерированного кода 4 gsoap

После вышеуказанных шагов среда готова, и вы можете сгенерировать структуру кода

Загрузите файл wsdl, соответствующий предоставленной функции, на странице «Спецификация» официального сайта Onvif, например analytics.wsdl; devicemgmt.wsdl и т. Д. Сохраните ссылку WSDL напрямую и сохраните ее как файл wsdl. Поскольку я не уверен, какие файлы не нужны, я скачал их все и поместил их во вновь созданную папку wsdl в bin, включая файлы xsd, которые должны вызываться в этих wsdl,

В каталоге gsoap2.8 / gsoap / bin создайте новую папку wsdl для хранения всех только что загруженных файлов wsdl и xsd.

Контроллеры и клавиатуры для управления поворотными механизмами

Первым, способом управления птз камерой является применение специальных устройств с собственными источниками питания. Передача управляющих команд осуществлялась по протоколу RS-485.

Пульт управления поворотными видеокамерами, модель DS 1100KI, с программируемыми командными кнопками и двумя джойстиками управления: PTZ приводом и трансфокатором объектива

Изначально применялись специальные клавиатуры, с помощью которых можно было поменять угол поворота и увеличение. Этого было достаточно только для первичной настойки устройства, но сильно замедляло оперативное управление. Применение джойстиков позволило легко изменять положение камеры в двух координатах и менять фокусное расстояние. Современные пульты управления кроме стандартного набора команд могут выступать в качестве монитора для просмотра изображения, управлять параметрами видеосигнала и записью на регистратор.

Важно! Большинство PTZ пультов могут взаимодействовать с видеокамерами многих производителей, но чтобы управлять регистратором, нужна совместимость особых протоколов связи. Совместная работа гарантируется, только если оба устройства выпущены одним производителем.

Появление на рынке IP видеокамер привело к необходимости разработки новых устройств, которые были бы совместимы с основными протоколами связи локальных сетей (TCP/IP v4/6, IPX/SPX) и имели встроенный интерфейс подключения к кабелям UTP (витая пара 5-6 кат.) RJ-45. Однако применение таких устройств для контроля уличных поворотных IP камер не оптимально, так как связь и управление по медному кабелю UTP возможна только в пределах до 100 м. Для больших расстояний необходимо использовать оптоволокно.

Глоссарий

Speed Dome — скоростная купольная поворотная камера. Скоростная по сравнению с обычными поворотными механизмами. Купольная, так как более 90% таких камер имеют исполнение в виде цилиндра с куполообразным оптически прозрачным кожухом, защищающим оптику и механизм от пыли и влаги. Speed Dome-камеры называют еще и интегрированными, подразумевая, что в один корпус собраны все необходимые компоненты: собственно видеокамера, оптика, двухкоординатный механизм и приемник телеметрии.

Preset — способность Speed Dome с максимально доступной скоростью устанавливаться в заранее запрограммированное положение. Различные модификации могут запоминать от 32 до 256 пресетов.

Туры (Tour, или Touring) — способность PTZ-ви-деокамеры выполнять ряд команд, например последовательность пресетов. Расширенный вариант предполагает запоминание камерой ваших действий с последующим циклическим исполнением. Протокол — набор команд для управления поворотными камерами, использующими приемник телеметрии. Обычно крупные производители используют свой собственный протокол, однако обязательно интегрируют еще и дополнительные типа Pelco, ставшего стандартом де-факто в связи с открытостью политики производителя. Небольшие производители используют только подобные открытые протоколы и реализуют (в зависимости от своей лени или возможностей камеры) только часть команд. PTZ — сокращение от английского Pan, Tilt и Zoom, соответственно вращение по горизонтали, вертикали и управление объективом. PTZ-ка-мера — соответственно интегрированная камера с поворотным механизмом и zoom-объективом.

Пример кода

Пример реализации кода для управления PTZ камерой по протоколу Pelco D будет выглядеть следующим образом:

rs485_mode_send_data() — переключение модуля Rs-485 на передачу данных
send_uart(char data) — функция отправки данных по UART
rs485_mode_received_data() — переключение модуля Rs-485 на приём данных