This project is no longer being developed. The successor project is scrabble-scraper-v2

Die Idee zum Scrabble Scraper ist vor einem Scrabble Turnier in Hamburg 2019 entstanden. Da viele Partien parallel gespielt werden, ist es nicht einfach, in den Spielverlauf paralleler Partien nachträglich hineinzufinden.

Die Anforderungen waren schnell gestellt. Mit einer Kamera das Spielfeld beobachten und die gelegten Buchstaben erkennen. ... naja und dann noch das Punktezählen, die Zeitnahme, die verschiedenen Spielsituationen (z.B. Anzweifeln) usw.

Als Basis sollte ein Raspberry PI 3 verwendet werden, da hier recht viel Bastelmaterial zur Verfügung steht und die Kosten für Anschaffung sich in Grenzen hält. Ziel ist, bei der Hardware möglichst unter 100,-- € zu bleiben. Die Nutzung vom Raspberry PI führte im Laufe des Projektes allerdings zu nötigen Optimierungen, da die Performance (gerade für Bildverarbeitung) nicht gerade üppig ist.

Ich selbst habe vor diesem Projekt noch keine Erfahrungen in Python, OpenCV, React sammeln können. Vermutlich können daher einige Lösungen in den jeweiligen Programmiersprachen angemessener implementiert werden. Hier bitte ich um Verbessungsverschläge - am Besten als pull-requests.

Die Dokumentation ist derzeit komplett in Deutsch (meist auch im Code). Da viele Teile des Projekte zur Zeit auf das deutsche Scrabble Spiel optimiert sind, habe ich zunächst auf eine englische Dokumentation verzichtet. Auch um einen Sprachen-Misch-Masch zu vermeiden. Sofern nicht modifizierte Code-Teile verwendet werden, habe ich die ursprünglichen Kommentare erhalten. Sollte hier Dritt-Code ohne Referenz enthalten sein - das will ich beim Studium von einigen Tutorial-Seiten nicht ausschließen - dann bitte ich um eine kurze Information. Ich ergänze dann die Quellen.

Disclaimer: das Projekt ist kein offizielles Projekt von J.W. Spear & Sons Limited, Mattel oder Scrabble Deutschland.

SCRABBLE® is a registered trademark of J.W. Spear & Sons Limited

Wer mehr über Scrabble erfahren möchte, kann als Einstiegspunkt Wikipedia: Scrabble nutzen.

Vielen Dank für die Unterstützung an Scrabble Deutschland eV für die Tests, Beratung und Diskussion bei der Umsetzung. Die Beispiele von den Partien sind dabei auf verschiedenen Scrabble-Turnieren entstanden.

Mittels der Kamera wird ein Bild aufgezeichnet und dieses dann mittels TemplateMatching durch OpenCV analysiert. Die erkannten Buchstaben werden dann Zügen zugeordnet. Dabei erfolgt eine Berechnung der Punktwerte (Score). Die Umschaltung zwischen den Zügen erfolgt per Tastendruck.

Da die Analyse des Spielbrettes und die Berechnung der Punktwerte in Near-Time erfolgen soll (die Zugfolge ist teilweise sehr schnell), müssen bei der Bildanalyse Kompromisse eingegangen werden. Um eine Entkopplung zu erreichen werden Hintergrund-Threads in Form einer Queue genutzt, da es so möglich ist, bereits weitere Züge für eine Analyse aufzunehmen, ohne den aktuellen Zug bereits vollständig berechnet zu haben.

Zur Bestimmung der Spielzeit der einzelnen Spieler läuft für den aktiven Spieler jeweils ein Timer mit. Wird eine "Pause" ausgelöst, wird der Timer des aktiven Spielers angehalten. Wird die Pause beendet, kann der aktive Spieler wieder eine Zug ausführen und der Timer wird fortgesetzt. Die Stoppuhren der Spieler sollten auch in Fehlersituationen möglichst weiter zur Verfügung stehen.

Anzweifeln eines Zuges erfolgt immer nachdem ein Spieler seinen Zug beendet hat. Der Gegenspieler kann den zuletzt gelegten Zug innerhalb von 20 Sekunden anzweifeln. In diesem Fall werden die Timer angehalten und die Spieler / Schiedsrichter prüfen, ob der Zug fehlerhaft war. Im Falle eines fehlerhaften Zuges werden die Steine wieder vom Spielfeld entfernt und der Gegenspieler ist wieder am Zug. War das Anzweifeln fehlerhaft, wird keine Änderung am Spielfeld vorgenommen. Der Gegenspieler ist wieder am Zug und erhält Strafpunkte für das falsche Anzweifeln.

Sofern ein offensichtlich fehlerhaftes Spielfeld erkannt wird (z.B. Lücken zwischen den Buchstaben), wird in dies der Browser-Anzeige dies gekennzeichnet. Die Punkteberechnung kann dann nicht mehr korrekt durchgeführt werden.

Der Status des Spiels kann in einem Browser dargestellt werden. Damit können sich interessierte Zuschauer in das Spiel zuschalten und sich den bisherigen Spielverlauf anschauen. Hierzu muss die Browser-Anwendung auf einem separatem Server gehostet werden. Jeweils nach einem Zug erfolgt dann ein Upload des Spielstandes per FTP. Dies kann per Konfiguration ein- bzw. ausgeschaltet werden.

Die Log-Informationen des Spiels werden rotierend gespeichert, damit möglichst kein Überlauf der SD Karte eintritt.

Eine Korrektur der Züge/Steine wird unterstützt. Sofern ein Buchstabe bei der Bildanalyse "besser" erkannt wird, wird geprüft, in welchem Zug dieser Stein gesetzt wurde. In diesem und allen nachfolgenden Zügen wird dann der Stein korrigiert und eine Neuberechnung der Punkte ausgelöst.

Die Eingabe von Spielernamen kann vor dem Start des Spiels auf dem Scrabble-Brett vorgenommen werden. Hierzu wird der Spielername vor Beginn des Spiels auf das Spielfeld gelegt, und dann über die Buchstabenerkennung als Spielername gesetzt.

Das Spiel kann durch einen separaten Schalter zurückgesetzt werden bzw. der Rechner kann über einen weiteren Schalter neu gestartet werden.

Folgende Hardware habe ich für den Aufbau des ersten Prototypen verwendet (Preise und Links Stand 6/2019):

• Scrabble Spiel (ca. 30,-- €)
• Raspberry Pi 3 (ca. 32,-- €)
• passendes Netzteil (ca. 10,-- €)
• ggf. Gehäuse für den Raspberry PI (ca. 5,-- €)
• RPI Camera v1.3 (ca. 8,-- €)
• Kamera-Tasche (ca. 6,50 €)
• Verlängerung Kamera-Anschluss (ca. 6,-- €)
• Elektronik Bauteile für den Prototyp (ca. 13,-- €)
• 4 Bit Digital Tube LED Display Modul I2C mit Clock Display (ca. 7,50 € für 5 Stück)
• EG STARTS 6X American Style Standard Arcade Tasten (ca. 10,-- €)
• RTC für den Raspberry PI (ca. 6,50€)
• Tischlampe (ca. 20,-- €) als Halter für die Kamera
• Tastatur, Maus, Monitor

Hinweis: Die (Amazon-)Links sind keine Affiliate-Links, sondern sind Links auf die von mir verwendeten Produkte.

Hinweis: Den Kamera-Ausschnitt der Kamera-Tasche habe ich vergrößert, da die Passgenauigkeit nicht besonders gut war.

Hinweis: sofern andere Produkte genutzt werden (z.B. eine USB WebCam) müssen u.U. Anpassungen am Code vorgenommen werden. Ebenso müssten bei der Verwendung der RPI Camera v2.1 Anpassungen in der Geometrie des Aufbaus, als auch im Programm-Code vorgenommen werden.

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