ONVIF仕様に準拠したIPカメラの制御

Contents

ONVIF仕様に準拠したIPカメラの制御
1.目的
2.ONVIFとは
3.専用ソフトQwatchを使ったIPカメラの動作確認
4.Node-REDのNodeを使った動作確認
4.1.ONVIF準拠デバイスの検索
4.2.静止画像の取得確認
4.3.パン・チルト・ズーム動作の確認
5.Node-REDのNodeを使った応用例
Appendix1. もう一つのonvifノードの動作確認
Appendix2. Node-REDのNodeを使った応用例のサンプルフロー

1.目的

ONVIF規格に対応したIO DATA社製のネットワークカメラ TS-NS310WをNode-REDで制御します。また、画像差分の表示を行うフローを作成します。
TS-NS310Wは以下の様な外観をしており、パン動作(左右)、チルト動作(上下)方向に動かすことができます。また、ONVIF-SとONVIF-Tに対応しています。
このカメラを用いて、Node-REDのONVIF対応Nodeで画像取得とパン、チルト動作制御確認を行います。

2.ONVIFとは

ONVIF（Open Network Video Interface Forum）とは、ネットワークカメラ（IPカメラ）製品のインターフェースに互換性をもたせるために設立された標準化フォーラムのことです。2008年にAXIS（キヤノングループ）、BOSCH、SONYの3社で設立されました。
ネットワークカメラ情報の設定や取得、カメラの光学制御やPTZ (パン・チルト・ズーム) 制御、イベントハンドリング、Video Analytics, ストリーミング、セキュリティなど、ネットワークカメラの利用に必要なインターフェイスを定義しています。
ONVIF準拠製品は少なくとも1つのONVIFプロファイルに準拠している必要があります。 ONVIFプロファイルによって、準拠しているクライアント (ビデオ管理ソフトウェアなど) とデバイス (ネットワークカメラやビデオエンコーダーなど) が相互運用することができます。

プロファイル	概要
S	IPネットワークに接続された映像機器の通信・制御プロトコルの標準化
C	サイト情報、ドアアクセス制御、イベントおよびアラーム管理
G	IPネットワークに接続された録画機器の通信/制御プロトコルの標準化
Q	IPネットワーク内のセキュリティ製品の検出と設定の提供
A	アクセス制御、従業員の認証情報の付与と取り消し、スケジュールの作成と更新、アクセスルールの割り当て
T	H.264およびH.265エンコーディング方式、画像の設定、また動体検知やいたずら検知などのアラームイベントの使用などの高度なストリーミング機能をサポート

参考HP:ONVIF （オンビフ）とは？

3.専用ソフトQwatchを使ったIPカメラの動作確認

TS-NS310Wは、取扱説明書に従って、PC用のソフトをインストールすることでネットワーク越しに動画を見ることができます。また、この画面でパン・チルト動作を行うこともできます。

4.Node-REDのNodeを使った動作確認

Node-REDのnodeとして、“node-red-contrib-onvif-nodes”を使用します。パレット管理を使って、インストールする必要があります。

このノードは、ONVIF関連の7つのノードが含まれています。
ここでは、1) ONVIF準拠のデバイスをネットワーク上で検索するonvif-discoveryノード、2) 静止画像を取得する“onvif-media”と3)パン・チルト・ズーム動作を行う”onvif-ptz”を使用します。
その他の機能の詳細は、次のHPを参照ください。

node-red-contrib –onvif -nodes

4.1.ONVIF準拠デバイスの検索

ネットワーク上に設置したIPカメラを検索して、情報を取得できるか確認します。

■ ノードの説明：
このノードが（入力メッセージによって）トリガされると、ネットワーク上のすべてのデバイスに ONVIF ブロードキャストを送信します。ONVIF 準拠デバイスはすべてこれに応答し、出力メッセージ msg.payload にリストされます。

取得情報の例：

{“endpointReference”:{“address”:“urn:uuid:862613a5-eced-a2cd-9ae8-5041b923cc8a”}, “types”:[“dn:NetworkVideoTransmitter”,“tds:Device”], “scopes”:[“onvif://www.onvif.org/type/video_encoder”, “onvif://www.onvif.org/type/audio_encoder”, “onvif://www.onvif.org/type/ptz”, “onvif://www.onvif.org/hardware/TS-NS310W”, “onvif://www.onvif.org/name/IODATATS-NS310W”, “onvif://www.onvif.org/Profile/T”, “onvif://www.onvif.org/Profile/Streaming”, “onvif://www.onvif.org/location/”], “XAddrs”:[“http://192.168.20.4:43334/onvif/device_service”, “http://169.254.126.101:43334/onvif/device_service”], "metadataVersion":1}

上の取得城例では、hardwareとしてTS-NS310W、nameとしてIODATATS-NS310Wというのが見て取れます。また、XAddrsとして、IPアドレスとポート番号が確認できます。IPアドレスとポート番号は次から接続のための設定に使用します。

4.2.静止画像の取得確認

onvif mediaノードを使って、静止画像をNode-REDのダッシュボードに表示させます。

■ ノードの説明：
getSnapshotUriアクションは、カメラからスナップショット画像を取得するために使用できるURLを返します。このURLはHttpRequestノードに渡してスナップショット画像を取得できます。URLは、”msg.payload.uri”に格納されて返ってきます。

次のフローは、injectノードのボタンを押すと、onvif mediaノードのgetSnapshotUriアクションを使ってURLを取得します。そして、そのURLをhttp requestノードに渡して画像を表示しています。上段は、base64ノードを使ってテキストに変換した後、ダッシュボードのテンプレートノードを使ってダッシュボードに表示します。下段は、取得した画像をimage-outputノードを使ってフローエディタの画面に表示します。次に、画像が表示されたフローとダッシュボードの画像を示します。
以下、①～④のノードの設定に関して説明します。

① onvif mediaノードのプロパティ設定

onvif mediaノードのプロパティ設定を説明します。
1) Deviceを新規に作成します。Device欄の「新規にonvif-configを追加」を選ぶとonvif-configノードの編集画面が開きます。
IPアドレス、ポート番号、User名、パスワードを設定して「更新」を押します。
2) Actionは“Get snapshot URI”を選びます。
3) ProfileにはQwatchで設定したProfileを記述します。空欄でも動作します。

② changeノードのプロパティ設定

“set msg.url”と言う名称のchangeノードは、onvif-mediaノードから送られた”msg.payload.url”を”msg.url”に変換して、http requestノードに送ります。

③ http requestノードのプロパティ設定

onvif-mediaノードから送られたIPアドレスに、http requestを送信します。そのため、http requestノードを使用します。

http requestノードのプロパティ編集画面です。

1)メソッドを“GET”にして、画像を取得します。
2)URLは、前段からの”msg.url”で入力しますので空欄にします。
3)「認証を使用」にチェックを入れます。ここがポイントです。
・認証は、“Digest認証”を選びます。
・ユーザ名とパスワードを入力します。
4)出力形式は、バイナリバッファを選びます。

④ templateノードのプロパティ設定

ダッシュボードのtemplateノードは、http reqestノードで取得したバイナリのjpeg画像データをbase64ノードでテキストに変換した後に、ダッシュボードで表示します。
そのため、HTMLコードの欄に、以下の記述を入れます。

<img alt="現在画像" src="data:image/jpg;base64,{{msg.payload}}" />

4.3.パン・チルト・ズーム動作の確認

onvif ptzノードを使って、カメラをパン・チルト・ズーム動作させます。ただし、今回使用したIPカメラTS-NS310Wはズームに対応していないため、パンとチルト動作の確認になります。

■ ノードの説明：
このノードはOnVifデバイスをPTZ制御（パン/チルト/ズーム）するだけでなく、ホームポジションと複数のプリセットポジションを提供します。もちろん、これはカメラのハードウェアがPTZをサポートしている場合にのみ可能です。

1) パン・チルト動作
PTZカメラは、遠隔操作で方向（垂直、水平）とズーム（イン、アウト）を変更できます：
パン：カメラを左（値は-1.0～0.0）または右（値は0.0～1.0）に移動します。
チルト：カメラを下方向（-1.0 ～ 0.0）または上方向（0.0 ～ 1.0）に動かします。
具体的には、msg.pan_speed, msg.tilt_speedに-1.0～1.0の値を設定し、msg.action = continuousMoveと一緒にonvif ptzノードへ送ります。

2) ホームポジション
PTZカメラにはホームポジションがあります。PTZコントロールでカメラを特定の位置に移動し、ホームポジションを「設定」します。ホームポジションを設定した後、再びPTZコントロールでカメラを移動できます。しかし、’goto home position’を押すと、カメラは自動的に以前に設定したホームポジションに戻ります。
具体的には、msg.action = gotoHomePositionを設定して、onvif ptzノードへ送ります。

次のフローは、パン・チルト動作(-0.5, 0.5)とホームポジションへ帰る動作をIPカメラにさせます。ボタンはダッシュボードに設置します。

以下、①～④のノードの設定に関して説明します。

① templateノードのプロパティ設定

templateノードのプロパティ設定は、onvif medeiaノードで設定したのと同じonvif-configを選択するだけです。Actionは、前段から送ります。

② buttonノードのプロパティ設定

buttonノードのプロパティ設定は、payloadに移動スピードを設定します。ここでは左なので負の数字-0.1を入れています。右なら0.1、上なら0.1、下なら-0.1です。

③ changeノードのプロパティ設定(pan, tilt)

changeノードの設定です。2つあります。
1つ目は、msg.pan_speedにmsg.payloadを代入します。②のbuttonノードでmsg.payload=-0.1を設定しましたので、ここで、msg.pan_speed = -0.1 となります。上下の場合は、msg.tilt_speedに変えてください。
２つ目は,msg.actionに continuousMove を設定します。これで、後段のonvif ptzノードにmsg.payload = -0.1 と msg.action = continuousMove が送られ、左向きに0.1のスピードで継続動作します。継続動作とは、今の位置からさらに左に動くということです。

④ changeノードのプロパティ設定(Home position)

Home position用のchangeノードのプロパティ設定です。
msg.actionに、getHomePosionを設定します。結果、msg.action = getHomePosition がonvif ptzに送られます。
前段のbuttonノードは、起動用でしかありません。

◆ 動作確認結果
上下、左右に一度ずつ動かした場合の画像です。パンとチルト、ホームポジションへの移動は問題なく動きます。

5.Node-REDのNodeを使った応用例

4.2と4.3で作ったNode-REDのフローを組み合わせて、パン・チルト動作をさせながら、画像を確認するアプリケーションを作成しました。
SHUTTERボタンを押すと、現在の画像を取得します。
また、UP, DOWN, LEFT, RIGHT を押すと上下左右に移動して、画像を取得します。下記フローのdelayノードは、カメラが移動していくのに応じて、画像を取得するために追加しています。HOME POSITIONを押すとホームに戻り、画像を更新します。

Appendix2.にフローファイルを載せておきますので、動作確認を行ってみてください。
ここで紹介したのは、機能の一部です。

Appendix1. もう一つのonvifノードの動作確認

パレット検索で“onvif”検索を行うともう一つ、ノードが出てきます。node-red-contrib-onvifです。こちらの動作を確認したのですが、上手く動かせませんでした。

対象ノード：node-red-contrib –onvif

onvifノードの出力が“null”で画像データが読み出せない。

Appendix2. Node-REDのNodeを使った応用例のサンプルフロー

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