相机集成
Rayforge 支持相机集成，用于精确的材料对齐和定位，可使用本地 USB 相机或网络相机（HTTP 快照、HTTP/MJPEG 流或 RTSP）。相机叠加功能允许您准确看到激光将在材料上的何处切割或雕刻，消除猜测并减少材料浪费。
设置工作流程
设置相机既可以通过引导式相机向导完成——一个涵盖图像设置、镜头校准和对齐的单一流程——也可以从相机属性面板手动配置每个区域。无论哪种方式，设置都涵盖四个区域：
- 添加相机 — 连接相机并将其添加到机器配置中
- 调整图像设置 — 调整亮度、对比度、白平衡和降噪
- 校准镜头 — 使用相机向导的自动校准或手动系数校正畸变
- 对齐相机 — 将相机像素映射到机器坐标以实现精确定位
相机属性面板一目了然地显示校准和对齐的状态图标：
- ✓ 镜头校准 — 校准已完成
- ⚠ 图像对齐 — 警告需要重新对齐（例如，在镜头校准后）
- ✓ 图像对齐 — 对齐是最新且有效的
第 1 步：添加相机
硬件要求
兼容的本地相机：
- USB 网络摄像头（最常见）
- 笔记本电脑内置相机（如果在靠近机器的笔记本电脑上运行 Rayforge）
- Linux 上 Video4Linux2（V4L2）支持的任何相机或 Windows 上的 DirectShow
推荐的设置：
- 相机安装在工作区域上方，视野清晰
- 一致的照明条件
- 相机定位以捕获激光工作区域
- 安全安装以防止相机移动
添加本地相机
-
连接相机到您的计算机，通过 USB
-
打开相机设置：
- 导航到 机器 → 机器设置 → 摄像头
-
添加新相机：
- 点击 "+" 按钮添加相机
- 选择 Local camera 作为来源类型
- 输入描述性名称（例如，"顶部相机"、"工作区域相机"）
- 从下拉菜单中选择设备
-
启用相机：
- 切换相机启用开关
- 实时画面应显示在画布上
第 2 步：相机向导
相机向导以单一引导流程运行完整的相机设置，依次涵盖所有三个区域——图像设置、镜头校准和图像对齐。它从以下位置启动：
- 相机属性面板中的相机向导行 — 点击 Start
- 当您在其相机步骤启用相机并继续时，从配置向导自动启动
第 2.1 步：调整图像设置
图像设置是相机向导的第一阶段——向导在此打开，让您设置分辨率、白平衡、亮度、对比度和降噪。如果您没有运行向导，或想微调它设置的值，请点击相机属性中图像设置旁边的 Configure 以打开图像设置对话框。调整这些参数以获得清晰的相机视图：
| 设置 | 描述 |
|---|---|
| 亮度 | 整体图像亮度（-100 到 +100） |
| 对比度 | 边缘定义和对比度（0 到 100） |
| 优先 YUYV | 使用未压缩的 YUYV 而不是 MJPEG。较慢但可以修复某些故障 |
| 透明度 | 画布上的叠加不透明度（0% 不透明到 100% 透明） |
| 白平衡 | 色温校正（自动或 2500-10000K） |
| 降噪 | 时间噪声降低（0.0 到 0.95） |
YUYV 选项在您的相机使用默认 MJPEG 格式产生偏绿图像时很有用。请注意，YUYV 是未压缩的，可能会降低 USB 2.0 连接上可用的分辨率或帧率。
第 2.2 步：镜头校准
如果您的相机使用广角镜头或安装在倾斜角度，图像可能会显示可见的弯曲— 直线看起来弯曲，特别是在画面边缘附近。这称为镜头畸变，即使您的对齐点经过仔细测量，也可能影响对齐精度。
镜头校准是相机向导的第二阶段。它让您选择如何校正畸变：
- Automatic — 捕获打印校准图案的画面；向导为您计算畸变模型
- Manual — 手动输入径向（k1–k3）和切向（p1–p2）系数
- Skip — 不校正畸变；您可以稍后校准
自动校准
对于 Automatic 校准，向导引导您从床上的不同位置捕获几张打印校准图案的图像，然后自动计算畸变模型。
首先选择 Pattern Type：
| 图案 | 说明 |
|---|---|
| ChArUco Board | 带标记的棋盘格。精度最高；需要较好的打印机。 |
| Marker Grid | 独立的 ArUco 或 AprilTag 标记。可容忍局部视图和杂乱。 |
| Dot Grid | 黑点，按行排列或交错排列。打印最便宜，精度最低。 |
- 设置打印纸的宽度和高度。预览会实时更新——图案应覆盖相机视图约 70%。
- 点击 Save to PDF 导出图案以进行打印，然后打印它并放在激光床上。
- 在相机视图内将图案移动到不同的位置和角度，并为每个位置点击 Capture Frame。争取至少 8 次捕获，覆盖整个画面，包括角落和边缘。进度条和状态指示器显示捕获质量。
- 当捕获足够的画面时，向导会计算畸变模型并应用它——相机叠加现在显示校正后的直线图像。
使用已打印好的图案
Pattern Geometry 字段用物理单位描述纸张——网格数量、特征尺寸及其间距。编辑它们会将向导切换为测量已有纸张而非推荐新图案，因此可以用之前打印的图案或机器附带的图案进行校准。
打印后请测量纸张，并输入打印后的实际尺寸而非标称尺寸：打印机会缩放，百分之几的缩放误差会直接体现在校准结果中。如果更改了几何字段，Card Size 建议将被忽略，因为此时由您的测量决定图案。
对于 Marker Grid，Marker Dictionary 必须与纸张打印时使用的家族一致（ArUco 或 AprilTag——Rayforge 会相应地细化角点）。如果打印的 id 不是从 0 开始，例如是更大套装中的一块，请在 Marker ID Offset 中输入纸张上的第一个 id；超出描述范围的标记将被忽略。
编号遵循持有偏移 id 的 ID Origin 角，以及 ID Order：连续 id 先沿行递增，或先沿列递增。默认值——左上角、行优先——与 OpenCV 自带标定板一致。要描述您的纸张，请找到 id 最小的标记并选择其所在的角；然后确认下一个 id 是在其旁边（行）还是下方（列）。
圆点纸有两种排列，Row Spacing 和 Row Offset 字段用于告诉 Rayforge 您的是哪一种：
- Rows in a rectangle——每行都对齐。将 Row Offset 保持为 0。
- Rows staggered——每隔一行横向偏移，通常为半个间距，形成六边形排列。将行间距填入 Row Spacing，将横向偏移填入 Row Offset。
Rayforge 默认推荐交错纸，因此如果您的纸是普通矩形排列，请将 Row Offset 改回 0。
圆点纸没有方向提示，因此 Rayforge 从视图和图案自身几何形状推断方向。只要纸张在各次捕获之间保持大致相同的方向，这一方法就成立——因此使用 Dot Grid 时，请勿在拍摄之间将纸张旋转四分之一圈。交错行有帮助，因为偏移打破了普通矩形的对称性。ChArUco 和 ArUco 图案自带方向信息，没有此限制；如可选择，请优先使用它们。
手动校准
如需手动系数或在自动校准后微调结果，请点击相机属性中镜头校准旁边的 Configure 打开镜头校准对话框。在这里您可以手动调整畸变系数——微调径向（k1–k3）和切向（p1–p2）参数。
第 2.3 步：图像对齐
图像对齐是相机向导的最后阶段。相机对齐校准相机像素与现实世界坐标之间的关系，实现精确定位。向导使用此处描述的相同过程，应用对齐后向导即完成。
为什么需要对齐
相机从上方看到工作区域，但图像可能是：
- 相对于机器轴旋转
- X 和 Y 方向缩放不同
- 镜头透视扭曲
对齐创建一个转换矩阵，将相机像素映射到机器坐标。
对齐过程
-
打开对齐对话框：
- 点击相机属性中图像对齐旁边的配置按钮
- 对话框显示相机画面与当前对齐叠加
-
放置对齐标记：
- 您需要至少 3 个参考点（推荐 4 个以获得更好的精度）
- 对齐点应分布在工作区域中
- 使用已知位置，如：
- 机器原点位置
- 尺子标记
- 预切割对齐孔
- 校准网格
-
标记图像点：
- 点击相机图像在已知位置放置点
- 出现气泡小部件显示点坐标
- 对每个参考点重复
-
输入世界坐标：
- 对于每个图像点，输入真实的 X/Y 坐标（mm）
- 这些是每个点所在的实际机器坐标
- 用尺子准确测量或使用已知的机器位置
-
应用对齐：
- 点击应用计算转换
- 相机叠加现在将正确对齐
-
验证对齐：
- 将激光头移动到已知位置
- 检查激光点与相机视图中的预期位置对齐
- 如需要，通过重新对齐进行微调
对齐状态
相机属性面板显示带图标的对齐状态：
- 对号 — 对齐是最新且有效的
- 警告 — 需要重新对齐。当镜头校准更新时会发生这种情况，因为畸变校正会改变相机图像并使现有对齐无效。您的对齐点会保留 —只需打开对话框并再次点击应用即可。
示例工作流程
- 将激光移动到原点位置 (0, 0) 并在相机中标记
- 将激光移动到 (100, 0) 并在相机中标记
- 将激光移动到 (100, 100) 并在相机中标记
- 将激光移动到 (0, 100) 并在相机中标记
- 为每个点输入精确坐标
- 应用并验证
- 使用工作区域角落的点以获得最大覆盖
- 避免在一个区域聚集点
- 仔细测量世界坐标 - 这里的准确性决定了整体对齐质量
- 如果移动相机或更改对焦距离，请重新对齐
- 更新镜头校准后重新对齐
- 保存您的对齐 - 它在会话之间持续存在
使用相机叠加
对齐后，相机叠加帮助准确定位作业。通过点击主窗口工具栏中的相机图标切换。
多相机
Rayforge 支持多个相机用于不同视图或机器：
- 在首选项中添加多个相机
- 每个相机可以有独立的对齐
- 使用相机选择器在相机之间切换
- 用例：
- 顶视图 + 侧视图用于 3D 物体
- 不同机器的不同相机
- 广角 + 细节相机
故障排除
相机未检测到
问题： 相机未出现在设备列表中。
解决方案：
Linux： 检查系统是否识别相机：
# 列出视频设备
ls -l /dev/video*
# 使用 v4l2 检查相机
v4l2-ctl --list-devices
# 使用其他应用程序测试
cheese # 或 VLC 等
对于 Snap 用户：
# 授予相机访问权限
sudo snap connect rayforge:camera
Windows：
- 检查设备管理器中的"相机"或"成像设备"下的相机
- 确保没有其他应用程序正在使用相机（关闭 Zoom、Skype 等）
- 尝试不同的 USB 端口
- 更新相机驱动程序
相机显示黑屏
问题： 相机检测到但没有图像。
可能的原因：
- 相机被其他应用程序使用 - 关闭其他视频应用程序
- 选择了错误的设备 - 尝试不同的设备 ID
- 相机权限 - 在 Linux Snap 上，确保相机接口已连接
- 硬件问题 - 使用其他应用程序测试相机
解决方案：
# Linux：释放相机设备
sudo killall cheese # 或其他相机应用程序
# 检查哪个进程正在使用相机
sudo lsof /dev/video0
对齐不准确
问题： 相机叠加与真实激光位置不匹配。
诊断：
- 对齐点不足 - 使用至少 4 个点
- 测量误差 - 仔细检查世界坐标
- 相机移动 - 如果相机位置更改，请重新对齐
- 非线性畸变 - 可能需要镜头校准
提高精度：
- 使用更多对齐点（对于非常大的区域，使用 6-8 个）
- 将点分布在整个工作区域
- 非常仔细地测量世界坐标
- 使用机器移动命令精确地将激光定位在已知坐标
- 任何相机调整后重新对齐
图像质量差
问题： 相机图像模糊、太暗或过亮。
解决方案：
- 在相机设置中调整亮度/对比度
- 改善照明 - 添加一致的工作区域照明
- 清洁相机镜头 - 灰尘和碎屑会降低清晰度
- 检查对焦 - 自动对焦可能效果不佳；如可能请使用手动
- 暂时降低透明度以更清楚地看到相机图像
- 尝试不同的白平衡设置
- 如果图像显得颗粒状，调整降噪设置
相机延迟或卡顿
问题： 实时相机画面不流畅或延迟。
解决方案：
- 在设备设置中降低相机分辨率（如果可访问）
- 关闭其他使用 CPU/GPU 的应用程序
- 更新图形驱动程序
网络摄像头
Rayforge 支持本地摄像头，以及通过 HTTP 快照、HTTP/MJPEG 流和 RTSP 连接的网络摄像头。本地摄像头会自动检测；网络摄像头可直接输入 URL 添加。
添加网络摄像头
- 打开 机器 → 机器设置 → 摄像头。
- 点击 +，选择 HTTP snapshot URL、HTTP stream URL 或 RTSP stream。
- 输入名称和 URL，例如：
- HTTP 快照：
http://192.168.1.50:8080/media/getCapturePhoto - HTTP/MJPEG 流：
http://192.168.1.50/mjpeg - RTSP：
rtsp://192.168.1.50/stream
- HTTP 快照：
- 启用摄像头，实时画面应显示在画布上。
Creality Falcon A1 Pro 设备配置文件已包含一个预配置但默认禁用的 HTTP 快照摄像头。在
机器 → 机器设置 → 摄像头中选择 Falcon A1 Pro Camera，并将 Source URL 中的 <laser-ip>
替换为机器可访问的 IP 地址。按 Enter
或移开输入焦点以应用有效 URL，然后手动启用摄像头。也可以使用 Falcon 在 Wi-Fi 网络中获得的 IP 地址。
之后可以直接编辑 Source
字段，而不会丢失校准或对齐数据。编辑 URL 会立即关闭摄像头；在有效 URL 应用之前，启用开关不可用。应用有效 URL 后，需要手动重新启用摄像头。Rayforge 会检查 URL 方案是否与来源类型匹配（http://、https://、rtsp://
或 rtsps://）。
连接问题
如果没有图像，请检查 IP 地址、URL 方案，以及摄像头和计算机是否位于可互相访问的同一网络。对于 HTTP 快照，Rayforge 会保留最后一张有效图像，并降低频率重试连接。