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相机集成

Rayforge 支持 USB 相机集成，用于精确的材料对齐和定位。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。

相机设置

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：

  1. 添加相机 — 连接相机并将其添加到机器配置中
  2. 调整图像设置 — 调整亮度、对比度、白平衡和降噪
  3. 校准镜头 — 使用相机向导的自动校准或手动系数校正畸变
  4. 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

添加相机​

  1. 连接相机到您的计算机，通过 USB

  2. 打开相机设置：

    • 导航到 设置 → 首选项 → 相机
    • 或使用相机工具栏按钮

  3. 添加新相机：

    • 点击 "+" 按钮添加相机
    • 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
      • Linux 上：/dev/video0、/dev/video1 等
      • Windows 上：相机 0、相机 1 等

  4. 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​

图像设置对话框

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 — 捕获打印校准卡的画面；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卡的图像，然后自动计算畸变模型。

向导 — 卡片设置

  1. 设置打印卡的宽度和高度。预览会实时更新——卡片应覆盖相机视图约 70%。
  2. 点击 Save to PDF 导出卡片以进行打印，然后打印它并放在激光床上。

向导 — 捕获

  1. 在相机视图内将卡片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。
  2. 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。

手动校准​

镜头校准对话框

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​

图像对齐对话框

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​

  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 应用对齐：

    • 点击应用计算转换
    • 相机叠加现在将正确对齐

  6. 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​

  1. 将激光移动到原点位置 (0, 0) 并在相机中标记
  2. 将激光移动到 (100, 0) 并在相机中标记
  3. 将激光移动到 (100, 100) 并在相机中标记
  4. 将激光移动到 (0, 100) 并在相机中标记
  5. 为每个点输入精确坐标
  6. 应用并验证
最佳实践
  • 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：

  1. 相机被其他应用程序使用 - 关闭其他视频应用程序
  2. 选择了错误的设备 - 尝试不同的设备 ID
  3. 相机权限 - 在 Linux Snap 上，确保相机接口已连接
  4. 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：

  1. 对齐点不足 - 使用至少 4 个点
  2. 测量误差 - 仔细检查世界坐标
  3. 相机移动 - 如果相机位置更改，请重新对齐
  4. 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：

  1. 在相机设置中调整亮度/对比度
  2. 改善照明 - 添加一致的工作区域照明
  3. 清洁相机镜头 - 灰尘和碎屑会降低清晰度
  4. 检查对焦 - 自动对焦可能效果不佳；如可能请使用手动
  5. 暂时降低透明度以更清楚地看到相机图像
  6. 尝试不同的白平衡设置
  7. 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

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