UNO-Kartenspiel

Kurzbeschreibung

Im Mittelpunkt dieses fortgeschrittenen Projekts steht die Erkennung und Klassifizierung von UNO-Spielkarten mithilfe des Vision Starter Kits.

Das Ziel besteht darin, Kartenfarben, Zahlen und Sonderkarten zu erkennen und anhand des Klassifizierungsergebnisses eine einfache Spiellogik zu entwickeln, um UNO oder ein ähnliches Kartenspiel gegen den Computer zu spielen.

Projektinformationen

Projektart	Erforderliches Wissensniveau	Voraussichtliche Dauer	Zusätzliche Hardware- und Softwareanforderungen
Fortgeschrittenenprojekt	Fortgeschritten bis Experte	4 bis 8 Stunden	UNO-Spielkarten

Uno

Ziel

Das Ziel dieses Projekts ist es, eine Anwendung zur Kartenerkennung zu entwickeln, die UNO-Spielkarten klassifizieren und die erkannten Karten in einer regelbasierten Spielelogik verwenden kann.

Nach Abschluss dieses Projekts sollten Sie wissen, wie man:

UNO-Karten mit dem Vision Starter Kit sortieren
Kartenfarben und -werte unterscheiden
Spezialkarten erkennen
Ergebnisse der Kartenklassifizierung der Spielelogik zuordnen
die Grundlagen für ein computergestütztes UNO-Spiel schaffen

Projektkonzept

In diesem Projekt wird das Vision Starter Kit zur Erkennung von UNO-Spielkarten eingesetzt.

Das Klassifizierungsergebnis kann dann von einer externen Anwendung oder der Spielelogik genutzt werden, um zu entscheiden, ob eine Karte ausgespielt werden kann, welche Wirkung eine Sonderkarte hat oder wie der Computer reagieren soll.

Das System sollte relevante Karteneigenschaften erkennen, wie zum Beispiel:

Kartenfarbe
Kartennummer
besonderer Kartentyp
Ungültige oder unbekannte Karte

Mögliche Spielvarianten:

vereinfachte UNO-Logik
Spielmechanik im Stil von „Mau-Mau“
Einzelspieler-Modus gegen den Computer
Multiplayer-Erweiterung

Bevor Sie beginnen

Richten Sie das Vision Starter Kit wie in der Anleitung Erste Schritte beschrieben ein.

Fortgeschrittenenprojekt

Dieses Projekt erfordert eine zuverlässige Bildklassifizierung sowie zusätzliche Spielelogik.
Grundlegende Erfahrungen mit SICK Nova, KI-Klassifizierung und Programmierlogik sind von Vorteil.

Aufgabe

Erstellen Sie eine Anwendung, die UNO-Spielkarten erkennt und die Informationen zu den erkannten Karten in der Spiellogik verwendet.

Ihre Lösung sollte Folgendes umfassen:

Einrichtung der Bildaufnahme für UNO-Karten
Einrichtung der KI-Klassifizierung für die Kartenerkennung
Definition der relevanten Kartenklassen
Trainingsbilder für jede Kartenklasse
Regeln zur Interpretation von Kartenfarbe, Zahl und Sonderkarten
Rückmeldung oder Darstellung der erkannten Karte
Optionale Spiellogik für das Spiel gegen den Computer

Anforderungen

Grundlegende Anforderungen

Verwenden Sie das KI-Klassifizierungstool in SICK Nova.
Erkennen Sie UNO-Karten zuverlässig.
Klassifizieren Sie mindestens eine ausgewählte Teilmenge der Karten.
Unterscheiden Sie relevante Karteneigenschaften wie Farbe, Zahl oder besonderen Kartentyp.
Stellen Sie eine aussagekräftige Ausgabe für die erkannte Karte bereit.
Verwenden Sie das Klassifizierungsergebnis in einer einfachen Spielelogik.

Optionale Erweiterungen

Implementieren Sie die vollständige UNO-Regel-Logik.
Fügen Sie einen Computergegner hinzu.
Fügen Sie einen Mehrspieler-Modus hinzu.
Erstellen Sie eine webbasierte Benutzeroberfläche.
Fügen Sie eine Punkteverfolgung hinzu.
Visualisiere die spielbaren Karten.
Füge Wahrscheinlichkeits- oder Strategievorschläge hinzu.

Vorgeschlagene Vorgehensweise

Orientieren Sie sich an folgendem allgemeinen Ansatz:

Richten Sie das Vision Starter Kit ein.
Bereite einen ausgewählten Satz UNO-Karten vor.
Erstellen Sie einen leeren Auftrag in SICK Nova.
Bildaufnahme konfigurieren.
Fügen Sie das Tool KI-Klassifizierung hinzu.
Kartenklassen definieren.
Erfassen Sie Trainingsbilder für jede Klasse.
Trainieren Sie das Klassifikationsmodell.
Prüfen Sie, ob die Karten zuverlässig erkannt werden.
Ordnen Sie die Klassifizierungsergebnisse den Kartenwerten und -farben zu.
Füge die grundlegende Spiellogik hinzu.
Erweitern Sie die Spiellogik, wenn die Klassifizierung zuverlässig funktioniert.

Mögliche Kurse

Beginnen Sie bei einer ersten Version nicht mit dem kompletten UNO-Kartenspiel.
Beginnen Sie mit einem reduzierten Kartenset und erweitern Sie das Projekt Schritt für Schritt.

Mögliche erste Klassen:

rot 1
rot 2
blau 1
blau 2
grün 1
gelb 1
Karte überspringen
Rückseite der Karte
zwei Karten ziehen

Für eine fortgeschrittenere Variante können Sie folgende Kategorien unterscheiden:

alle Farben
alle Zahlen
Sonderkarten
Joker

Fang einfach an

Fang zunächst mit nur ein paar Karten an.
Sobald die Sortierung zuverlässig funktioniert, füge weitere Farben, Zahlen und Sonderkarten hinzu.

Ideen zur Spielelogik

Nachdem eine Karte erkannt wurde, kann die Anwendung das Ergebnis in einer vereinfachten UNO-Spiellogik verwenden.

Mögliche Logikelemente:

Prüfe, ob die erkannte Karte mit der aktuellen Farbe übereinstimmt
Prüfe, ob die erkannte Karte mit der aktuellen Nummer übereinstimmt
Effekte von Spezialkarten anwenden
Der Computer soll eine zufällige oder gültige Karte auswählen
Anzeigen, ob die gespielte Karte gültig ist
Die aktuelle Karte auf dem Spielbrett aktualisieren

Mögliche Rückmeldungen:

gültige Karte
ungültige Karte
Farbabstimmung
Zahlenübereinstimmung
besonderer Kartentrick
Nächster Spieler ist am Zug

Tipps

Tipp 1: Reduzieren Sie die Anzahl der Klassen

Beginnen Sie mit einer kleinen Auswahl an Karten.
Zu viele Kurse können den ersten Trainingsversuch erschweren.

Tipp 2: Farbe und Helligkeit voneinander trennen

Überlege dir, ob du vollständige Karten direkt klassifizieren möchtest oder die Logik in die Erkennung von Farbe und Wert aufteilen möchtest.

Tipp 3: Achten Sie auf eine einheitliche Beleuchtung

UNO-Karten zeichnen sich durch kräftige Farben und glänzende Oberflächen aus.
Achten Sie auf eine gleichmäßige Beleuchtung und vermeiden Sie Reflexionen.

Tipp 4: Variationen erfassen

Erfassungskarten mit geringen Abweichungen bei Position und Drehung.
Dadurch kann das Modell Karten zuverlässiger erkennen.

Tipp 5: Zuerst die Erkennung lösen, dann die Spielelogik

Stellen Sie sicher, dass die Kartenerkennung zuverlässig funktioniert, bevor Sie komplexe Spielregeln hinzufügen.

Beispiel für eine Konfigurationsdatei

Eine vorgefertigte SICK-Nova-Konfigurationsdatei finden Sie hier:

configuration_nova_inspector_uno.ncfg

Erwartetes Ergebnis

Nach Abschluss dieses Projekts sollte das „Vision Starter Kit“ in der Lage sein, ausgewählte UNO-Spielkarten zu erkennen und deren Klassifizierungsergebnis für eine Spieleanwendung bereitzustellen.

Ein erfolgreiches Ergebnis bedeutet, dass:

Ausgewählte UNO-Karten werden zuverlässig erkannt
Die Farben und Werte der Karten können interpretiert werden
Das Klassifizierungsergebnis kann in der Spielelogik verwendet werden
Gültige und ungültige Kartenzüge können ausgewertet werden
Das Konzept lässt sich auf mehr Karten oder komplexere Regeln ausweiten.

Zusammenfassung

In diesem Projekt für Fortgeschrittene haben Sie die KI-Klassifizierung auf einen Anwendungsfall im Bereich Kartenspiele angewendet.

Du hast geübt, wie man:

UNO-Spielkarten klassifizieren
Nützliche Kartenklassen definieren
ein KI-Klassifikationsmodell trainieren und testen
Klassifizierungsergebnisse auswerten
Kartenerkennung mit regelbasierter Spielelogik verknüpfen
ein bildverarbeitungsbasiertes Projekt zu einer interaktiven Anwendung ausbauen

Dieses Projekt veranschaulicht, wie sich das Vision Starter Kit nutzen lässt, um Objektklassifizierung mit anwendungsspezifischer Entscheidungslogik zu kombinieren.

Nächste Schritte

Fahren Sie mit einem weiteren Vision-Projekt fort oder öffnen Sie die vollständigen Projektdateien auf GitHub.com.

Beispielprojekte

GitHub