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Kamera-Integration

Rayforge unterstützt die USB-Kamera-Integration für präzise Materialausrichtung und Positionierung. Die Kamera-Overlay-Funktion ermöglicht es dir, genau zu sehen, wo dein Laser auf dem Material schneiden oder gravieren wird, was Rätselraten eliminiert und Materialabfall reduziert.

Kameraeinstellungen

Setup-Workflow​

Die Einrichtung einer Kamera erfolgt in vier Schritten:

  1. Kamera hinzufügen — Schließe deine Kamera an und füge sie der Maschinenkonfiguration hinzu
  2. Bildeinstellungen anpassen — Optimiere Helligkeit, Kontrast, Weißabgleich und Rauschunterdrückung
  3. Linse kalibrieren — Korrigiere Verzerrungen mit dem Kalibrierungsassistenten oder manuellen Koeffizienten
  4. Kamera ausrichten — Bilde Kamerapixel auf Maschinenkoordinaten ab für präzise Positionierung

Die Schritte 2–4 werden über das Kameraeigenschaften-Panel aufgerufen, wo Status-Symbole den Fortschritt auf einen Blick zeigen:

  • ✓ Linsenkalibrierung — Kalibrierung wurde durchgeführt
  • ⚠ Bildausrichtung — Warnung wenn Ausrichtung wiederholt werden muss (z. B. nach Linsenkalibrierung)
  • ✓ Bildausrichtung — Ausrichtung ist aktuell und gültig

Schritt 1: Kamera hinzufügen​

Hardware-Anforderungen​

Kompatible Kameras:

  • USB-Webcams (am häufigsten)
  • Eingebaute Laptop-Kameras (wenn Rayforge auf einem Laptop in der Nähe der Maschine läuft)
  • Jede Kamera, die von Video4Linux2 (V4L2) unter Linux oder DirectShow unter Windows unterstützt wird

Empfohlenes Setup:

  • Kamera über dem Arbeitsbereich montiert mit klarer Sicht auf das Material
  • Konsistente Lichtverhältnisse
  • Kamera positioniert, um den Laser-Arbeitsbereich zu erfassen
  • Sichere Befestigung, um Kamerabewegungen zu verhindern

Eine Kamera hinzufügen​

  1. Verbinde deine Kamera über USB mit deinem Computer

  2. Kameraeinstellungen öffnen:

    • Navigiere zu Einstellungen → Einstellungen → Kamera
    • Oder verwende die Kamera-Symbolleistenschaltfläche

  3. Eine neue Kamera hinzufügen:

    • Klicke auf die "+"-Taste, um eine Kamera hinzuzufügen
    • Gib einen beschreibenden Namen ein (z.B. "Obere Kamera", "Arbeitsbereich-Kamera")
    • Wähle das Gerät aus dem Dropdown-Menü
      • Unter Linux: /dev/video0, /dev/video1, usw.
      • Unter Windows: Kamera 0, Kamera 1, usw.

  4. Kamera aktivieren:

    • Schalte den Kamera-Aktivierungsschalter um
    • Der Live-Feed sollte auf deiner Arbeitsfläche erscheinen

Schritt 2: Bildeinstellungen anpassen​

Bildeinstellungen Dialog

Klicke auf Konfigurieren neben Bildeinstellungen in den Kameraeigenschaften, um den Bildeinstellungen-Dialog zu öffnen. Optimiere diese Parameter für eine klare Kameraansicht:

EinstellungBeschreibung
HelligkeitGesamtbildhelligkeit (-100 bis +100)
KontrastKantendefinition und Kontrast (0 bis 100)
YUYV bevorzugenUnkomprimiertes YUYV statt MJPEG verwenden. Langsamer, aber kann einige Fehler beheben
TransparenzOverlay-Deckkraft auf Arbeitsfläche (0% undurchsichtig bis 100% transparent)
WeißabgleichFarbtemperatur-Korrektur (Auto oder 2500-10000K)
RauschunterdrückungZeitliche Rauschreduzierung (0.0 bis 0.95)

Die YUYV-Option ist nützlich, wenn deine Kamera grünstichige Bilder im Standard-MJPEG-Format erzeugt. Beachte, dass YUYV unkomprimiert ist und die verfügbare Auflösung oder Bildrate an USB-2.0-Verbindungen reduzieren kann.

Schritt 3: Linsenkalibrierung​

Wenn deine Kamera ein Weitwinkelobjektiv hat oder schräg montiert ist, zeigt das Bild möglicherweise sichtbare Krümmung — gerade Linien erscheinen gebogen, insbesondere in Richtung der Bildränder. Dies nennt man Linsenverzerrung, und sie kann die Ausrichtung beeinträchtigen, selbst wenn deine Ausrichtungspunkte sorgfältig gemessen wurden.

Rayforge enthält einen geführten Kalibrierungsassistenten, der diese Verzerrung automatisch korrigiert. Du kannst auch die Verzerrungskoeffizienten manuell anpassen.

Linsenkalibrierungsdialog​

Linsenkalibrierungsdialog

Öffne den Linsenkalibrierung-Dialog, indem du auf Konfigurieren neben Linsenkalibrierung in den Kameraeigenschaften klickst. Hier kannst du:

  • Verzerrungskoeffizienten manuell anpassen — Radiale (k1–k3) und tangentiale (p1–p2) Verzerrungsparameter feinabstimmen
  • Kalibrierungsassistenten starten — Klicke auf Assistent für eine geführte automatische Kalibrierung

Manuelle Anpassungen sind nützlich für die Feinabstimmung, nachdem der Assistent eine erste Lösung berechnet hat, oder wenn du die ungefähren Verzerrungswerte für dein Objektiv kennst.

Kalibrierungsassistent​

Der Kalibrierungsassistent führt dich durch das Aufnehmen mehrerer Bilder einer gedruckten Kalibrierungskarte von verschiedenen Positionen auf dem Bett. Er berechnet dann automatisch ein Verzerrungsmodell.

Schritt 1: Kalibrierungskarte konfigurieren

Assistent — Karteneinstellungen

  1. Klicke auf Assistent im Linsenkalibrierung-Dialog, um zu starten
  2. Gib Breite und Höhe deiner gedruckten Karte ein
  3. Die Vorschau aktualisiert sich in Echtzeit — die Karte sollte etwa 70% der Kameraansicht abdecken
  4. Klicke auf Als PDF speichern, um die Karte zum Drucken zu exportieren
  5. Drucke die Karte aus und lege sie auf das Laserbett

Schritt 2: Bilder aufnehmen

Assistent — Aufnahme

  1. Klicke auf Weiter, um in den Aufnahmemodus zu wechseln
  2. Positioniere die Kalibrierungskarte an verschiedenen Stellen und Winkeln in der Kameraansicht
  3. Klicke für jede Position auf Bild aufnehmen
  4. Strebe mindestens 8 Aufnahmen an, die das gesamte Bild abdecken, einschließlich Ecken und Kanten
  5. Die Fortschrittsanzeige und Statusanzeigen zeigen die Aufnahmequalität

Schritt 3: Kalibrierung anwenden

  1. Sobald genügend Aufnahmen gemacht wurden, klicke auf Kalibrieren
  2. Die berechneten Verzerrungskoeffizienten werden automatisch auf die Kamera angewendet
  3. Das Kamera-Overlay zeigt nun ein korrigiertes, gerades Bild

Schritt 4: Bildausrichtung​

Bildausrichtung Dialog

Die Kameraausrichtung kalibriert die Beziehung zwischen Kamerapixeln und realen Koordinaten und ermöglicht so präzises Positionieren.

Warum Ausrichtung notwendig ist​

Die Kamera sieht den Arbeitsbereich von oben, aber das Bild kann:

  • Relativ zu den Maschinenachsen gedreht sein
  • In X- und Y-Richtung unterschiedlich skaliert sein
  • Durch Linsenperspektive verzerrt sein

Die Ausrichtung erstellt eine Transformationsmatrix, die Kamerapixel Maschinenkoordinaten zuordnet.

Ausrichtungsprozedur​

  1. Ausrichtungsdialog öffnen:

    • Klicke auf die Konfigurieren Taste neben Bildausrichtung in den Kameraeigenschaften
    • Der Dialog zeigt das Kamerabild mit der aktuellen Ausrichtungsüberlagerung

  2. Ausrichtungsmarkierungen platzieren:

    • Du benötigst mindestens 3 Referenzpunkte (4 empfohlen für bessere Genauigkeit)
    • Ausrichtungspunkte sollten über den Arbeitsbereich verteilt sein
    • Verwende bekannte Positionen wie:
      • Maschinen-Home-Position
      • Lineal-Markierungen
      • Vorgeschnittene Ausrichtungslöcher
      • Kalibrierungsraster

  3. Bildpunkte markieren:

    • Klicke auf das Kamerabild, um einen Punkt an einer bekannten Position zu platzieren
    • Das Blasen-Widget erscheint und zeigt Punktkoordinaten an
    • Wiederhole für jeden Referenzpunkt

  4. Weltkoordinaten eingeben:

    • Gib für jeden Bildpunkt die realen X/Y-Koordinaten in mm ein
    • Dies sind die tatsächlichen Maschinenkoordinaten, an denen sich jeder Punkt befindet
    • Miss genau mit einem Lineal oder verwende bekannte Maschinenpositionen

  5. Ausrichtung anwenden:

    • Klicke auf Anwenden, um die Transformation zu berechnen
    • Das Kamera-Overlay ist nun richtig ausgerichtet

  6. Ausrichtung überprüfen:

    • Bewege den Laserkopf an eine bekannte Position
    • Überprüfe, ob der Laserpunkt mit der erwarteten Position in der Kameraansicht übereinstimmt
    • Bei Bedarf durch Neuausrichtung feinabstimmen

Ausrichtungsstatus​

Das Kameraeigenschaften-Panel zeigt den Ausrichtungsstatus mit einem Symbol:

  • Häkchen — Ausrichtung ist aktuell und gültig
  • Warnung — Ausrichtung muss wiederholt werden. Dies passiert, wenn die Linsenkalibrierung aktualisiert wird, da die Verzerrungskorrektur das Kamerabild verändert und die bestehende Ausrichtung ungültig macht. Deine Ausrichtungspunkte bleiben erhalten — öffne einfach den Dialog und klicke erneut auf Anwenden.

Beispiel-Workflow​

  1. Laser zur Home-Position (0, 0) bewegen und in der Kamera markieren
  2. Laser zu (100, 0) bewegen und in der Kamera markieren
  3. Laser zu (100, 100) bewegen und in der Kamera markieren
  4. Laser zu (0, 100) bewegen und in der Kamera markieren
  5. Exakte Koordinaten für jeden Punkt eingeben
  6. Anwenden und verifizieren
Best Practices
  • Verwende Punkte an den Ecken deines Arbeitsbereichs für maximale Abdeckung
  • Vermeide es, Punkte in einem Bereich zu clusteren
  • Miss Weltkoordinaten sorgfältig - die Genauigkeit hier bestimmt die gesamte Ausrichtungsqualität
  • Richte neu aus, wenn du die Kamera bewegt oder den Fokusabstand geändert hast
  • Richte nach der Aktualisierung der Linsenkalibrierung neu aus
  • Speichere deine Ausrichtung - sie bleibt über Sitzungen hinweg erhalten

Das Kamera-Overlay verwenden​

Sobald ausgerichtet, hilft das Kamera-Overlay beim präzisen Positionieren von Jobs. Schalte es durch Klicken auf das Kamerasymbol in der Hauptfenster-Symbolleiste ein oder aus.

Mehrere Kameras​

Rayforge unterstützt mehrere Kameras für verschiedene Ansichten oder Maschinen:

  • Mehrere Kameras in den Einstellungen hinzufügen
  • Jede Kamera kann unabhängige Ausrichtung haben
  • Zwischen Kameras mit dem Kamera-Wähler wechseln
  • Anwendungsfälle:
    • Draufsicht + Seitenansicht für 3D-Objekte
    • Verschiedene Kameras für verschiedene Maschinen
    • Weitwinkel + Detailkamera

Fehlerbehebung​

Kamera nicht erkannt​

Problem: Kamera erscheint nicht in der Geräteliste.

Lösungen:

Linux: Überprüfe, ob die Kamera vom System erkannt wird:

# Videogeräte auflisten
ls -l /dev/video*

# Kamera mit v4l2 überprüfen
v4l2-ctl --list-devices

# Mit einer anderen Anwendung testen
cheese  # oder VLC, usw.

Für Snap-Benutzer:

# Kamerazugriff gewähren
sudo snap connect rayforge:camera

Windows:

  • Überprüfe den Geräte-Manager für Kamera unter "Kameras" oder "Bildgebende Geräte"
  • Stelle sicher, dass keine andere Anwendung die Kamera verwendet (Zoom, Skype, usw. schließen)
  • Versuche einen anderen USB-Port
  • Kamera-Treiber aktualisieren

Kamera zeigt schwarzen Bildschirm​

Problem: Kamera erkannt, zeigt aber kein Bild.

Mögliche Ursachen:

  1. Kamera von anderer Anwendung verwendet - Andere Video-Apps schließen
  2. Falsches Gerät ausgewählt - Verschiedene Geräte-IDs ausprobieren
  3. Kamera-Berechtigungen - Unter Linux Snap sicherstellen, dass Kamera-Schnittstelle verbunden ist
  4. Hardware-Problem - Kamera mit anderer Anwendung testen

Lösungen:

# Linux: Kameragerät freigeben
sudo killall cheese  # oder andere Kamera-Apps

# Überprüfen, welcher Prozess die Kamera verwendet
sudo lsof /dev/video0

Ausrichtung nicht genau​

Problem: Kamera-Overlay stimmt nicht mit realer Laserposition überein.

Diagnose:

  1. Unzureichende Ausrichtungspunkte - Mindestens 4 Punkte verwenden
  2. Messfehler - Weltkoordinaten doppelt überprüfen
  3. Kamera bewegt - Neu ausrichten, wenn Kameraposition geändert wurde
  4. Nichtlineare Verzerrung - Kann Linsenkalibrierung erfordern

Genauigkeit verbessern:

  • Mehr Ausrichtungspunkte verwenden (6-8 für sehr große Bereiche)
  • Punkte über den gesamten Arbeitsbereich verteilen
  • Weltkoordinaten sehr sorgfältig messen
  • Maschinenbewegungsbefehle verwenden, um Laser präzise an bekannten Koordinaten zu positionieren
  • Nach jeglichen Kamera-Anpassungen neu ausrichten

Schlechte Bildqualität​

Problem: Kamerabild ist unscharf, dunkel oder ausgewaschen.

Lösungen:

  1. Helligkeit/Kontrast anpassen in den Kameraeinstellungen
  2. Beleuchtung verbessern - Konsistente Arbeitsbereich-Beleuchtung hinzufügen
  3. Kameraobjektiv reinigen - Staub und Ablagerungen reduzieren die Klarheit
  4. Fokus überprüfen - Autofokus funktioniert möglicherweise nicht gut; manuell verwenden, falls möglich
  5. Transparenz vorübergehend reduzieren, um Kamerabild deutlicher zu sehen
  6. Verschiedene Weißabgleich-Einstellungen ausprobieren
  7. Rauschunterdrückung anpassen, wenn das Bild körnig erscheint

Kamera-Verzögerung oder Ruckeln​

Problem: Live-Kamera-Feed ist abgehackt oder verzögert.

Lösungen:

  • Kameraauflösung in den Geräteeinstellungen senken (falls zugänglich)
  • Andere Anwendungen schließen, die CPU/GPU verwenden
  • Grafiktreiber aktualisieren

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