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Integração com Câmera

O Rayforge é compatível com integração de câmeras para alinhamento e posicionamento preciso, usando câmeras USB locais ou câmeras de rede (instantâneo HTTP, fluxo HTTP/MJPEG ou RTSP). O recurso de sobreposição de câmera permite ver exatamente onde seu laser vai cortar ou gravar no material, eliminando suposições e reduzindo o desperdício de material.

Configurações da Câmera

Fluxo de trabalho de configuração​

A configuração de uma câmera pode ser feita por meio do Assistente de Câmera guiado — um fluxo único que cobre configurações de imagem, calibração de lente e alinhamento — ou configurando cada área manualmente no painel de propriedades da câmera. De qualquer forma, a configuração cobre quatro áreas:

  1. Adicionar uma câmera — Conecte sua câmera e adicione-a à configuração da máquina
  2. Ajustar configurações de imagem — Ajuste brilho, contraste, balanço de branco e redução de ruído
  3. Calibrar a lente — Corrija a distorção com o assistente de calibração ou coeficientes manuais
  4. Alinhar a câmera — Mapeie pixels da câmera para coordenadas da máquina para posicionamento preciso

O painel de propriedades da câmera mostra ícones de status para calibração e alinhamento rapidamente:

  • ✓ Calibração de Lente — A calibração foi realizada
  • ⚠ Alinhamento de Imagem — Aviso quando o alinhamento precisa ser refeito (p. ex., após calibração de lente)
  • ✓ Alinhamento de Imagem — O alinhamento está atual e válido

Etapa 1: Adicionar uma Câmera​

Requisitos de Hardware​

Câmeras locais compatíveis:

  • Webcams USB (mais comum)
  • Câmeras integradas de laptop (se executar Rayforge em laptop perto da máquina)
  • Qualquer câmera suportada por Video4Linux2 (V4L2) no Linux ou DirectShow no Windows

Configuração recomendada:

  • Câmera montada acima da área de trabalho com visão clara do material
  • Condições de iluminação consistentes
  • Câmera posicionada para capturar a área de trabalho do laser
  • Montagem segura para prevenir movimento da câmera

Adicionando uma câmera local​

  1. Conecte sua câmera ao computador via USB

  2. Abra Configurações da Câmera:

    • Navegue até Máquina → Configurações da Máquina → Câmera

  3. Adicione uma nova câmera:

    • Clique no botão "+" para adicionar uma câmera
    • Escolha Local camera como tipo de fonte
    • Digite um nome descritivo (ex: "Câmera Superior", "Câmera da Área de Trabalho")
    • Selecione o dispositivo no menu suspenso

  4. Habilite a câmera:

    • Ative o interruptor de habilitação da câmera
    • O feed ao vivo deve aparecer na sua tela

Etapa 2: Assistente de Câmera​

O Assistente de Câmera executa a configuração completa da câmera em um único fluxo guiado, cobrindo as três áreas em ordem — configurações de imagem, calibração de lente e alinhamento de imagem. Ele é iniciado a partir de:

  • A linha Assistente de Câmera no painel de propriedades da câmera — clique em Start
  • Automaticamente a partir do assistente de configuração quando você habilita uma câmera em sua etapa de câmera e continua

Etapa 2.1: Ajustar Configurações de Imagem​

Diálogo de Configurações de Imagem

As configurações de imagem são o primeiro estágio do assistente de câmera — ele abre nessa etapa e permite definir a resolução, o balanço de branco, o brilho, o contraste e a redução de ruído. Se você não executou o assistente, ou quer ajustar os valores que ele definiu, clique em Configure ao lado de Configurações de Imagem nas propriedades da câmera para abrir o diálogo de configurações de imagem. Ajuste estes parâmetros para obter uma visão clara da câmera:

ConfiguraçãoDescrição
BrilhoBrilho geral da imagem (-100 a +100)
ContrasteDefinição de bordas e contraste (0 a 100)
Preferir YUYVUsar YUYV não comprimido em vez de MJPEG. Mais lento mas pode corrigir alguns glitches
TransparênciaOpacidade da sobreposição na tela (0% opaco a 100% transparente)
Balanço de BrancoCorreção de temperatura de cor (Auto ou 2500-10000K)
Redução de RuídoRedução de ruído temporal (0.0 a 0.95)

A opção YUYV é útil se sua câmera produz imagens esverdeadas com o formato MJPEG padrão. Note que YUYV é não comprimido e pode reduzir a resolução disponível ou a taxa de quadros em conexões USB 2.0.

Etapa 2.2: Calibração de Lente​

Se sua câmera tem uma lente grande-angular ou está montada em um ângulo, a imagem pode mostrar curvatura visível — linhas retas aparecem curvadas, especialmente perto das bordas do quadro. Isso é chamado de distorção de lente, e pode comprometer o alinhamento mesmo que seus pontos de alinhamento sejam cuidadosamente medidos.

A calibração de lente é o segundo estágio do assistente de câmera. Ela permite escolher como corrigir a distorção:

  • Automatic — capture quadros de um padrão de calibração impresso; o assistente calcula o modelo de distorção para você
  • Manual — insira os coeficientes radial (k1–k3) e tangencial (p1–p2) manualmente
  • Skip — deixe a distorção sem correção; você pode calibrar mais tarde

Calibração Automática​

Para a calibração Automatic, o assistente orienta você a capturar várias imagens de um padrão de calibração impresso de diferentes posições na mesa e, em seguida, calcula automaticamente um modelo de distorção.

Assistente — Configurações do Cartão

Primeiro escolha um Pattern Type:

PadrãoNotas
ChArUco BoardTabuleiro de xadrez com marcadores. Mais preciso; precisa de boa impressora.
Marker GridMarcadores ArUco ou AprilTag independentes. Tolera vistas parciais.
Dot GridPontos pretos, em fileiras ou alternadas. Barato, menos preciso.
  1. Defina a Largura e Altura da sua folha impressa. A visualização é atualizada em tempo real — o padrão deve cobrir cerca de 70% da vista da câmera.
  2. Clique em Save to PDF para exportar o padrão para impressão, depois imprima-o e coloque-o na mesa do laser.

Assistente — Captura

  1. Mova o padrão para diferentes posições e ângulos dentro da vista da câmera e clique em Capture Frame para cada posição. Procure fazer pelo menos 8 capturas cobrindo todo o quadro, incluindo cantos e bordas. A barra de progresso e os indicadores de status mostram a qualidade da captura.
  2. Quando quadros suficientes forem capturados, o assistente calcula o modelo de distorção e o aplica — a sobreposição da câmera agora mostra uma imagem corrigida e reta.

Usando um padrão já impresso​

Os campos de Pattern Geometry descrevem a folha em unidades físicas — contagens da grade, tamanhos dos elementos e as distâncias entre eles. Editá-los muda o assistente para medir uma folha existente em vez de sugerir uma nova, permitindo calibrar com um padrão impresso antes ou que veio com sua máquina.

Meça a folha após imprimir e informe as dimensões impressas em vez das nominais: impressoras aplicam escala, e alguns por cento de erro de escala aparecem diretamente no resultado. Se você alterar um campo de geometria, a sugestão de Card Size é ignorada, pois suas medidas passam a definir o padrão.

Para um Marker Grid, o Marker Dictionary deve corresponder à família de impressão (ArUco ou AprilTag — o Rayforge refina os cantos de acordo). Se os ids impressos não começam em 0, por exemplo um bloco de um conjunto maior, informe o primeiro id da folha em Marker ID Offset; marcadores fora do intervalo descrito são ignorados.

A numeração segue o canto de ID Origin, que contém o id de deslocamento, e o ID Order: ids consecutivos avançam primeiro ao longo das fileiras, ou primeiro ao longo das colunas. O padrão — canto superior esquerdo, fileiras primeiro — segue os tabuleiros do próprio OpenCV. Para descrever sua folha, encontre o marcador com o menor id e escolha o canto onde ele está; depois verifique se o próximo id está ao lado (fileiras) ou abaixo (colunas).

As folhas de pontos vêm em dois arranjos, e os campos Row Spacing e Row Offset informam ao Rayforge qual é o seu:

  • Rows in a rectangle — cada fileira está alinhada. Deixe Row Offset em 0.
  • Rows staggered — cada segunda fileira é deslocada lateralmente, muitas vezes meio passo, formando um arranjo hexagonal. Informe a distância entre fileiras em Row Spacing e o deslocamento lateral em Row Offset.

O Rayforge sugere uma folha alternada por padrão; se a sua for um retângulo simples, volte Row Offset para 0.

dica

Uma folha de pontos não indica para onde fica o topo; o Rayforge lê sua orientação da vista e da geometria do padrão. Isso vale enquanto a folha mantiver aproximadamente a mesma orientação entre capturas — com Dot Grid, não gire a folha um quarto de volta entre fotos. Fileiras alternadas ajudam, pois o deslocamento quebra a simetria de um retângulo simples. Padrões ChArUco e ArUco trazem a própria orientação e não têm essa restrição; prefira-os quando puder escolher.

Calibração Manual​

Diálogo de Calibração de Lente

Para coeficientes manuais ou para ajuste fino do resultado após uma calibração automática, abra o diálogo de calibração de lente clicando em Configure ao lado de Calibração de Lente nas propriedades da câmera. A partir daqui você pode ajustar os coeficientes de distorção manualmente — ajuste fino dos parâmetros radial (k1–k3) e tangencial (p1–p2).

Etapa 2.3: Alinhamento de Imagem​

Diálogo de Alinhamento de Imagem

O alinhamento de imagem é o estágio final do assistente de câmera. O alinhamento da câmera calibra a relação entre pixels da câmera e coordenadas do mundo real, permitindo posicionamento preciso. O assistente usa o mesmo procedimento descrito aqui, e aplicar o alinhamento conclui o assistente.

Por Que o Alinhamento é Necessário​

A câmera vê a área de trabalho de cima, mas a imagem pode estar:

  • Rotacionada em relação aos eixos da máquina
  • Escalada de forma diferente nas direções X e Y
  • Distorcida pela perspectiva da lente

O alinhamento cria uma matriz de transformação que mapeia pixels da câmera para coordenadas da máquina.

Procedimento de Alinhamento​

  1. Abra o Diálogo de Alinhamento:

    • Clique no botão Configure ao lado de Alinhamento de Imagem nas propriedades da câmera
    • O diálogo mostra o feed da câmera com a sobreposição de alinhamento atual

  2. Coloque marcadores de alinhamento:

    • Você precisa de pelo menos 3 pontos de referência (4 recomendados para melhor precisão)
    • Os pontos de alinhamento devem ser espalhados pela área de trabalho
    • Use posições conhecidas como:
      • Posição de origem da máquina
      • Marcações de régua
      • Furos de alinhamento pré-cortados
      • Grade de calibração

  3. Marque pontos na imagem:

    • Clique na imagem da câmera para colocar um ponto em um local conhecido
    • O widget de balão aparece mostrando as coordenadas do ponto
    • Repita para cada ponto de referência

  4. Insira coordenadas do mundo real:

    • Para cada ponto na imagem, insira as coordenadas X/Y reais em mm
    • Estas são as coordenadas reais da máquina onde cada ponto está localizado
    • Meça com precisão com uma régua ou use posições conhecidas da máquina

  5. Aplique o alinhamento:

    • Clique em Aplicar para calcular a transformação
    • A sobreposição da câmera estará agora devidamente alinhada

  6. Verifique o alinhamento:

    • Mova a cabeça do laser para uma posição conhecida
    • Verifique se o ponto do laser se alinha com a posição esperada na visão da câmera
    • Ajuste fino realinhando se necessário

Status de Alinhamento​

O painel de propriedades da câmera mostra o status de alinhamento com um ícone:

  • Marca de verificação — O alinhamento está atual e válido
  • Aviso — O alinhamento precisa ser refeito. Isso acontece quando a calibração de lente é atualizada, porque a correção de distorção altera a imagem da câmera e invalida o alinhamento existente. Seus pontos de alinhamento são preservados — basta abrir o diálogo e clicar em Aplicar novamente.

Exemplo de fluxo de trabalho​

  1. Mova o laser para a posição de origem (0, 0) e marque na câmera
  2. Mova o laser para (100, 0) e marque na câmera
  3. Mova o laser para (100, 100) e marque na câmera
  4. Mova o laser para (0, 100) e marque na câmera
  5. Insira coordenadas exatas para cada ponto
  6. Aplique e verifique
Melhores Práticas
  • Use pontos nos cantos da sua área de trabalho para cobertura máxima
  • Evite agrupar pontos em uma área
  • Meça as coordenadas do mundo real com cuidado - a precisão aqui determina a qualidade geral do alinhamento
  • Realinhe se você mover a câmera ou alterar a distância do foco
  • Realinhe após atualizar a calibração de lente
  • Salve seu alinhamento - ele persiste entre sessões

Usando a Sobreposição de Câmera​

Uma vez alinhada, a sobreposição de câmera ajuda a posicionar trabalhos com precisão. Alterne clicando no ícone da câmera na barra de ferramentas da janela principal.

Múltiplas Câmeras​

O Rayforge suporta múltiplas câmeras para diferentes visões ou máquinas:

  • Adicione múltiplas câmeras nas preferências
  • Cada câmera pode ter alinhamento independente
  • Alterne entre câmeras usando o seletor de câmera
  • Casos de uso:
    • Visão superior + visão lateral para objetos 3D
    • Câmeras diferentes para máquinas diferentes
    • Grande angular + câmera de detalhe

Solução de Problemas​

Câmera Não Detectada​

Problema: A câmera não aparece na lista de dispositivos.

Soluções:

Linux: Verifique se a câmera é reconhecida pelo sistema:

# Liste dispositivos de vídeo
ls -l /dev/video*

# Verifique a câmera com v4l2
v4l2-ctl --list-devices

# Teste com outra aplicação
cheese  # ou VLC, etc.

Para usuários Snap:

# Conceda acesso à câmera
sudo snap connect rayforge:camera

Windows:

  • Verifique o Gerenciador de Dispositivos para câmera sob "Cameras" ou "Dispositivos de imagem"
  • Certifique-se de que nenhuma outra aplicação está usando a câmera (feche Zoom, Skype, etc.)
  • Tente uma porta USB diferente
  • Atualize os drivers da câmera

Câmera Mostra Tela Preta​

Problema: Câmera detectada mas não mostra imagem.

Possíveis causas:

  1. Câmera em uso por outra aplicação - Feche outros apps de vídeo
  2. Dispositivo incorreto selecionado - Tente IDs de dispositivo diferentes
  3. Permissões da câmera - No Linux Snap, certifique-se de que a interface da câmera está conectada
  4. Problema de hardware - Teste a câmera com outra aplicação

Soluções:

# Linux: Libere dispositivo de câmera
sudo killall cheese  # ou outros apps de câmera

# Verifique qual processo está usando a câmera
sudo lsof /dev/video0

Alinhamento Não Preciso​

Problema: A sobreposição da câmera não corresponde à posição real do laser.

Diagnóstico:

  1. Pontos de alinhamento insuficientes - Use pelo menos 4 pontos
  2. Erros de medição - Verifique as coordenadas do mundo real
  3. Câmera moveu - Realinhe se a posição da câmera mudou
  4. Distorção não linear - Pode precisar de calibração da lente

Melhore a precisão:

  • Use mais pontos de alinhamento (6-8 para áreas muito grandes)
  • Espalhe pontos por toda a área de trabalho
  • Meça as coordenadas do mundo real com muito cuidado
  • Use comandos de movimento da máquina para posicionar precisamente o laser em coordenadas conhecidas
  • Realinhe após qualquer ajuste da câmera

Qualidade de Imagem Ruim​

Problema: A imagem da câmera está borrada, escura ou lavada.

Soluções:

  1. Ajuste brilho/contraste nas configurações da câmera
  2. Melhore a iluminação - Adicione iluminação consistente na área de trabalho
  3. Limpe a lente da câmera - Poeira e detritos reduzem a clareza
  4. Verifique o foco - Auto-foco pode não funcionar bem; use manual se possível
  5. Reduza a transparência temporariamente para ver a imagem da câmera mais claramente
  6. Tente diferentes configurações de balanço de branco
  7. Ajuste a redução de ruído se a imagem aparecer granulada

Atraso ou Travamento da Câmera​

Problema: O feed ao vivo da câmera está instável ou atrasado.

Soluções:

  • Reduza a resolução da câmera nas configurações do dispositivo (se acessível)
  • Feche outras aplicações que usam CPU/GPU
  • Atualize drivers gráficos

Câmeras de rede​

O Rayforge é compatível com câmeras locais e câmeras de rede por meio de instantâneos HTTP, fluxos HTTP/MJPEG e RTSP. Câmeras locais são detectadas automaticamente; câmeras de rede são adicionadas informando diretamente a URL.

Adicionar uma câmera de rede​

  1. Abra Máquina → Configurações da Máquina → Câmera.
  2. Clique em + e escolha HTTP snapshot URL, HTTP stream URL ou RTSP stream.
  3. Informe um nome e a URL, por exemplo:
    • Instantâneo HTTP: http://192.168.1.50:8080/media/getCapturePhoto
    • Fluxo HTTP/MJPEG: http://192.168.1.50/mjpeg
    • RTSP: rtsp://192.168.1.50/stream
  4. Ative a câmera. O vídeo deverá aparecer na tela.

O perfil do dispositivo Creality Falcon A1 Pro já inclui uma câmera de instantâneo HTTP pré-configurada e desativada. Em Máquina → Configurações da Máquina → Câmera, selecione Falcon A1 Pro Camera e substitua <laser-ip> na URL do campo Source pelo endereço IP acessível da máquina. Confirme a URL válida com Enter ou clicando fora do campo e, em seguida, ative a câmera manualmente. Você também pode usar o endereço IP atribuído ao Falcon na sua rede Wi-Fi.

Depois, você pode editar o campo Source sem perder a calibração ou o alinhamento. Ao editar a URL, a câmera é desativada imediatamente. O botão de ativação permanece indisponível até que uma URL válida seja aplicada; depois, ative a câmera novamente manualmente. O Rayforge verifica se o esquema da URL corresponde ao tipo de fonte (http://, https://, rtsp:// ou rtsps://).

Problemas de conexão​

Se nenhuma imagem aparecer, verifique o endereço IP, o esquema da URL e se a câmera e o computador conseguem se comunicar na mesma rede. Para instantâneos HTTP, o Rayforge mantém a última imagem válida e tenta novamente em uma frequência reduzida.

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