Qt/C++实现无人机监控系统/航点实时监控系统/集群地面站管理平台/飞行轨迹规划和模拟

一、前言说明

没想到有一天还会做无人机相关的软件开发，这个主要得益于把相关功能点的组件都基本实现好了，比如地图组件，带有轨迹规划和绘制以及回放，还有个视频组件，支持任意视频源的实时画面显示以及存储和回放，比如有很多无人机是RTMP流，有些是私有流，解码出来264/265裸流数据直接放入这个视频组件也能播放，之前还专门特意花了大功夫实现这个功能，直接append数据即可，不需要打开一个url地址。还有一大块就是飞控控件，这个自己也纯代码绘制写过几个，但是写的不是很好，后面发现网上有个svg做的，写的非常好非常全，专业的飞控控件套件，但是性能稍微有点低就是，好在一个软件上也不会有太多的飞控控件放在上面，所以影响也不大。

地图组件目前采用的浏览器控件的方式，为了能够mingw的套件也能支持，还特意封装了通用的浏览器组件，如果是msvc或者linux系统则自动采用webengine控件，mingw的qt则采用miniblink控件，后期还会增加cef控件，这样就算一种控件不存在，另一个控件可以补上，完美支持所有可能的开发环境。理论上来说浏览器加载html地图网页交互的方式，性能上打折扣的，肯定没有直接painter的方式来得快，优点就是利用现成的js代码，开发起来非常快速，有时候项目就是要快，快速出项目抢占市场，然后再慢慢迭代优化，只要市场拿下了，资金到位了，后期全部重构也不是不可能。

二、效果图

三、相关代码

#include "apphelper.h"
#include "appconfig.h"MapObjBase *AppHelper::mapObj = NULL;
QString AppHelper::selectId = "1";
bool AppHelper::selectPoint = false;void AppHelper::append(const QString &id, const QString &point, const QString &pointx)
{if (!AppConfig::FlyIds.contains(id)) {return;}if (!point.isEmpty()) {//绘制实时轨迹点mapObj->runJs(QString("addDataByFlag('line_%1', '%2')").arg(id).arg(point));//移动飞机到最新的位置QString flag = AppHelper::getFlag(id, point);mapObj->runJs(QString("setMarker('fly_%1', '%2', '%3')").arg(id).arg(flag).arg(point));//移动中心点到当前点/不需要可以注释掉//mapObj->runJs(QString("setCenter('%1')").arg(point));} else if (!pointx.isEmpty()) {//绘制规划轨迹点mapObj->runJs(QString("addDataByFlag('linex_%1', '%2')").arg(id).arg(pointx));}
}void AppHelper::appendReal(const QString &id, const QString &lng, const QString &lat)
{AppHelper::append(id, QString("%1,%2").arg(lng).arg(lat), "");
}void AppHelper::appendPlan(const QString &id, const QString &lng, const QString &lat)
{AppHelper::append(id, "", QString("%1,%2").arg(lng).arg(lat));
}QString AppHelper::getFlag(const QString &id, const QString &point)
{QString flag = AppConfig::FlagFormat;flag.replace("[id]", id);flag.replace("[point]", point);return flag;
}//121.46347,31.24099;121.61728,31.24099;121.61728,31.09939;121.46347,31.09939
QString AppHelper::rectToJson(const QString &rect)
{QStringList result;QStringList points = rect.split(";");foreach (QString point, points) {QStringList list = point.split(",");result << QString("{\"lat\":%1,\"lon\":%2}").arg(list.at(0)).arg(list.at(1));}return QString("[%1]").arg(result.join(","));
}QString AppHelper::flyToJson(const QString &id, const QString &point)
{QStringList list = point.split(",");return QString("{\"id\": %1, \"lat\": %2, \"lon\": %3, \"alt\": %4}").arg(id).arg(list.at(1)).arg(list.at(0)).arg(0);
}QString AppHelper::getValue(double value)
{return QString::number(value, 'f', 13);
}//{\"id\": 1, \"lat\": 39.4682720000002, \"lon\": 116.14106, \"alt\": 30}
QString AppHelper::jsonToPoint(const QString &json, QString &lng, QString &lat)
{QString id;
#if 0QString text = json;text.replace(":", ",");text.replace(" ", "");QStringList list = text.split(",");if (list.count() == 8) {id = list.at(1);lng = list.at(5);lat = list.at(3);}
#elseQJsonDocument doc = QJsonDocument::fromJson(json.toUtf8());if (doc.isNull()) {return id;}QJsonObject obj = doc.object();int idx = obj["id"].toInt();double latx = obj["lat"].toDouble();double lonx = obj["lon"].toDouble();//转换后保留精度id = QString::number(idx);lng = AppHelper::getValue(lonx);lat = AppHelper::getValue(latx);
#endifreturn id;
}QStringList AppHelper::getPoints(const QString &fileName)
{QStringList points;QFile file(fileName);if (!file.open(QFile::ReadOnly)) {return points;}QByteArray data = file.readAll();QJsonDocument doc = QJsonDocument::fromJson(data);if (doc.isNull() || !doc.isArray()) {return points;}QJsonArray array = doc.array();for (int i = 0; i < array.size(); ++i) {QJsonObject obj = array[i].toObject();double latx = obj["lat"].toDouble();double lonx = obj["lon"].toDouble();QString lng = AppHelper::getValue(lonx);QString lat = AppHelper::getValue(latx);points << lng + "," + lat;}return points;
}

四、相关地址

1. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
2. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
3. 个人作品：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
4. 文件地址：https://pan.baidu.com/s/1ZxG-oyUKe286LPMPxOrO2A 提取码：o05q 文件名：bin_map.zip

五、功能特点

5.1 地图功能

1. 支持多种地图内核，默认采用百度地图，可选高德地图、天地图、腾讯地图、谷歌地图等。
2. 同时支持在线地图和离线地图两种模式，离线地图方便在不联网的场景中使用。
3. 支持各种地图控件的启用，比如地图导航、地图类型、缩略图、比例尺、全景导航、实时路况、绘图工具、结果面板等。
4. 支持多种地图功能的动态启用禁用，比如地图拖曳、键盘操作、滚轮缩放、双击放大、连续缩放、地图测距等。
5. 提供众多js函数接口用于交互，参数极其丰富，能够想到的应用场景需求都有。
6. 统一的信号槽机制，地图中的结果统一信号发送出去，收到后根据type类型区分。
7. 支持地图交互，比如鼠标按下获取对应位置的经纬度。单击标注点弹出对应点的信息。
8. 支持添加标注、删除标注、移动标注、清空标注。
9. 标注点可以指定图标图片和尺寸，支持gif动图，支持指定以图片中心对齐还是底部中心对齐。可以设置旋转角度，带富文本提示信息。
10. 标注点事件支持单击发信号通知和自己弹框显示信息。
11. 提供地址转坐标和坐标转地址接口。
12. 支持各种图形绘制，包括折线图、多边形、矩形、圆形、弧线等。
13. 可显示悬浮的绘图工具栏，直接在地图上划线、标注点、矩形、圆形等。
14. 支持各种区域搜索，比如矩形区域、圆形区域，可以按照关键字匹配将搜索结果显示在地图中。
15. 可动态添加离线的行政区边界点数据。可以搜索行政区划并获取该区域的边界点数据。数据可以保存到文件以便离线使用。
16. 支持点聚合功能，多个小标注点合并到一个大标注点，防止点密集导致交互不友好。
17. 可以添加海量点，每个点都可以单击获取对应坐标和信息。
18. 所有的覆盖物信息比如标注点、矩形、多边形、折线图等，都可以主动获取对应的信息比如坐标点和路径等。
19. 支持路径规划，支持公交路线、自驾路线、步行路线、骑行路线，不同查询支持不同策略，可选最少时间、最少换乘、不走高架等。
20. 路径规划结果可以显示在地图中，也可以获取到路径点坐标集合。这个数据可以保存到文件，以便发给机器人或者无人机做导航用来轨迹移动。
21. 可以设置不同的地图视图比如街道图、卫星图、混合图。
22. 可以设置不同的样式，比如午夜蓝、青草绿等样式风格。
23. 可以设置地图的旋转角度和倾斜角度。
24. 提供经纬度坐标纠偏转换功能，比如传入的GPS坐标需要转换到百度地图坐标或者高德地图坐标。各种坐标系转换全部离线函数，支持地球坐标系WGS-84、火星坐标系GCJ-02、百度坐标系BD-09之间的互相转换，涵盖了各种地图的坐标系。
25. 提供动态轨迹点移动功能，按照给定的经纬度坐标集合平滑移动。
26. 同时支持qwidget和qml，支持编译到安卓系统运行。

5.2 其他功能

1. 提供离线地图下载模块，可以选择不同的地图内核比如百度地图或者谷歌地图，不同的地图类型比如下载街道图还是卫星图，不同的地图层级，多线程极速下载。
2. 表格行实时显示对应的瓦片下载进度，有下载超时时间，重试次数，每个瓦片下载完成都发送信号通知，参数包括下载用时。
3. 提供省市轮廓图下载模块，自动下载各个地区的轮廓图，保存到脚本文件或者文本文件。
4. 支持手动调整不同区域的轮廓边界，调整后可以主动获取调整后的边界点集合。
5. 提供动态点位示例，手动在地图上选点并添加标注，附带自定义的信息比如速度和时间等。
6. 提供海量点位示例，批量添加标注点、点聚合、海量点。用于测试环境中支持的最大点位性能。
7. 提供动态轨迹示例，在地图上鼠标按下选择起点和终点后，查询路线，获取路径轨迹点，模拟轨迹平滑移动。可以筛选数据将过多的路径点筛选到设定的点数。
8. 提供轨迹回放示例，按照指定的轨迹点列表回放，也可以导入轨迹点数据进行回放。同时支持在街道图、卫星图、混合图中回放轨迹。
9. 提供省市区域地图示例，采用echart组件，同时支持闪烁点图、迁徙图、区域地图、世界地图、仪表盘等。可以设置标题、提示信息、背景颜色、文字颜色、线条颜色、区域颜色等各种颜色。
10. 省市区域地图示例，内置世界地图、全国地图、省份地图、地区地图，可以精确到县，所有地图全部离线使用。可设置城市的名称、值、经纬度集合。
11. 内置通用浏览器组件，同时支持webkit/webengine/miniblink等内核。提供网页控件示例，演示打开网页和本地网页文件。
12. 支持任意Qt版本、任意系统、任意编译器。