Penentuan Koordinat 3 Dimensi Target Tunggal Pada Sistem Pelontar Peluru Autotracking Menggunakan Stereo Kamera Bersudut Betha 15 Derajat - ITS Repository

Gratis

0
0
107
2 days ago
Preview
Full text

TUGAS AKHIR – TM 141585

  Oleh sebab itu, pada Tugas Akhir ini diharapkan dapat terbentuk sebuah program pendeteksi dan penentu koordinat 3 dimensi suatu objekdengan menggunakan stereo kamera yang dapat diaplikasikan pada alat prototype mesin pelontar peluru otomatis. Pendeteksian Hasil yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah sebuah program yang bisa mendeteksi dan melacak objek berdasarkanwarna dengan tingkat keberhasilan 94,6% dan dapat menentukan koordinat 3 dimensi dari objek tersebut dengan nilai error terbesaruntuk jarak z 3,92%, koordinat x 0,64% dan koordinat y 2,5%.

15 DEGREE BETHA ANGLE

  Oleh sebab itu, pada Tugas Akhir ini diharapkan dapat terbentuk sebuah program pendeteksi dan penentu koordinat 3 dimensi suatu objekdengan menggunakan stereo kamera yang dapat diaplikasikan pada alat prototype mesin pelontar peluru otomatis. Pendeteksian Hasil yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah sebuah program yang bisa mendeteksi dan melacak objek berdasarkanwarna dengan tingkat keberhasilan 94,6% dan dapat menentukan koordinat 3 dimensi dari objek tersebut dengan nilai error terbesaruntuk jarak z 3,92%, koordinat x 0,64% dan koordinat y 2,5%.

15 DEGREE BETHA ANGLE Name : FEBRIANA P. P

  In the hopeof making a new system for the automatic sentry gun, a program of single object detection and 3 dimension coordinate determinationusing stereo camera was made to be applied in the prototype system. Results taken from this project was a program which can be used to detect an object based on a certain colour with a successfulrate of 94.6% and determine its 3 dimension coordinate with the highest error 3.92% for z coordinate, 0,64% for x coordinate and2.5% for y coordinate.

KATA PENGANTAR

  Kedua orang tua serta kakak dan adik penulis yang selalu mendoakan, mendidik, dan memberi semangatputra-putrinya untuk melakukan yang terbaik. T., selaku dosen penguji Tugas Akhir, yang telah menyempatkan berbagi ilmu, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Saat ini pengembangan teknologi pengukuran sangat luas

  Gambar yang diperoleh dari kamera nantinya dapat diolah dengan menggunakan bantuan perangkat lunak, contohnya Visual Studio,untuk memperoleh informasi yang dibutuhkan, misalnya jarak suatu objek dari kamera. Alat ini memanfaatkan image processing untuk Berdasarkan permasalahan di atas maka digunakanlah suatu sistem pelacakan dan penentuan koordinat 3 dimensi denganmenggunakan stereo kamera yang memiliki sudut antara kedua sumbu kamera.

1.4 Tujuan Penelitian

  Tujuan dari proposal tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui cara mengalibrasi dua gambar hasil tangkapan dua kamera yang bersebelahan dengansudut tertentu.

2. Dapat menentukan koordinat 3 dimensi objek terhadap kamera

1.5 Manfaat Penelitian

  Manfaat dari proposal tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Dapat dijadikan sebagai referensi dalam bidang image processing dalam penelitian berikutnya.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Pustaka

  Pendeteksian mulai dari objektunggal hingga multiple object serta menggunakan mono kamera hingga stereo kamera, semua sudah pernah diusulkan melalui paper pendeteksian menggunakan kamera, ada beberapa yang dapat dimanfaatkan dalam pendeteksian koordinat 3 dimensi objektunggal dengan menggunakan stereo kamera. Banyaknya nilai piksel dari tiap gambar ini Selain itu, ada juga penelitian yang membahas pendeteksian dan pengukuran jarak suatu objek denganmenggunakan stereo kamera.

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Stereo Vision

  Setiap piksel pada gambar warna diwakili oleh warna yang merupakankombinasi dari tiga warna dasar yaitu merah, hijau, dan Gambar warna (16 bit) atau biasa disebut gambar highcolor merupakan gambar yang tiap pikselnya diwakili dengan 65.536 warna (2 byte memory). Untuk mengubah gambar dengan format RGB menjadi format grayscale dapat menggunakan metodesebagai berikut: ………………………….(2) 3 Dimana : R = nilai warna merah pada piksel G = nilai warna hijau pada pikselB = nilai warna biru pada piksel Dengan menggunakan metode di atas pada setiap piksel sebuah gambar maka akan diperoleh gambar denganformat grayscale.

2.2.4 Koordinat 3 Dimensi

  Sumbu-sumbu pada Gambar 2.6 Sistem koordinat 3 dimensi Sumber : https://zenosoft.files.wordpress.com/2014/05/42.png Untuk menentukan koordinat 3 dimensi dari objek yang ditangkap oleh kamera dapat menggunakan metode triangulation algorithm . Gambar 2.7 Pemodelan sederhana sistem stereo kamera Berdasarkan gambar 2.8, parameter-parameter yang dibutuhkan untuk mencari nilai koordinat titik P antara lain,nilai focal length (f), jarak titik P terhadap sumbu pusat kamera i di bidang fokus kamera (x ), jarak titik P terhadap sisi atasgambar yang tertangkap kamera (y i ), sudut antara kamera terhadap garis vertikal (β) serta jarak antar kedua kamera (B).

BAB 3 METODE PENELITIAN Pada Bab 3 ini akan dibahas mengenai langkah-langkah

  sistematis yang akan dijadikan sebagai acuan kerangka penelitian yang bertujuan untuk menciptakan aplikasi pendeteksi, danpenentu koordinat 3 dimensi suatu objek. Selain itu juga dijelaskan parameter-parameter proses yang akan digunakan dalam penelitianini.

3.1 Flowchart Metodologi Penelitian

  Metodologi yang akan digunakan dalam penelitian ini secara garis besar terdiri dari tiga proses utama, yaitu prosespersiapan, proses perancangan program serta proses analisa data. Setelah proses persiapan, dilakukan proses perancangan program, yang mana hasilpendeteksian dan pengukuran jarak dapat diperoleh dari program tersebut.

3.2 Proses Persiapan

  19 pustaka merupakan acuan referensi yang penulis gunakan untuk mendalami permasalahan yang akan diteliti, yang mana dalam halini mengenai pembuatan aplikasi program pendeteksi dan penentu koordinat 3 dimensi suatu objek. Studi pustaka dilakukan denganmemanfaatkan buku-buku referensi, paper-paper dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang akan dibahas.

3.3 Proses Perancangan Program

Pada proses ini dilakukan perancangan program kalibrasi stereo kamera serta perancangan program untuk pendeteksian danpenentuan koordinat x, y, dan z objek terhadap dua kamera.Program yang akan dirancang penulis ini nantinya akan diaplikasikan pada prototype alat pelontar peluru yang mana skemadari alat tersebut dapat dilihat pada gambar 3.2 sebagai berikut:

3.3.1 Cara Kerja

  Kemudian data gambar yang didapat dari stereo kamera ini dianalisa dan diprosesmenggunakan program C++ dari library openCV 2.1.0 dengan bantuan Software Visual Studio 2015. Denganmemanfaatkan nilai focal length yang didapat dari hasil kalibrasi, nilaisudut (α) antara objek dengan sumbu tengah kamera dapat ditentukan dengan menggunakantrigonometri .

3.3.2 Proses dan Pengerjaan

  Pendektesian dan Penetuan Koordinat x, y dan zObjek Pendektesian objek dilakukan dengan cara mengatur satu nilai warna sesuai yang diinginkan,yang mana dalam penelitian ini menggunakan warna kuning, pada program agar pada saat programdijalankan objek dengan warna tersebut dapat dideteksi. Langkah Gambar 3.3 Gambar asli dengan gambar hasil threshold Penentuan koordinat x, y dan z objek terhadap 2 kamera dilakukan dengan memanfaatkan nilaiintrinsik hasil dari kalibrasi kamera.

3.3.3 Flowchart Perancangan Program Kalibrasi Stereo Kamera

  Ya Output nilai instrinsik tiap kamera (focal length, imaging 2D coordinate system)Selesai Gambar 3.4 Diagram alir rancangan program Kalibrasi Stereo KameraSeperti yang dapat dilihat pada gambar 3.4, proses kalibrasi ini digunakan untuk mengetahuinilai instrinsik tiap kamera. 3.3.4 Flowchart Perancangan Program Pendeteksi dan Penentu Koordinat MulaiInput image Ubah ke HSV Proses ThresholdDeteksi dan lacak obyek Objek Tidakterdeteksi 90% Ya Mencari koordinat x, y, dan z obyek terhadap kamera Didapat nilai Tidak x, y dan z YaOutput koordinat x, y dan zobyek Selesai Gambar 3.5 Diagram alir rancangan program Pendeteksi 25 Pada diagram alir yang ditunjukkan pada gambar3.5 dapat dilihat bahwa proses yang pertama kali dilakukan yaitu melakukan image processing.

3.4 Tahap Implementasi

  Kemudian dari hasil deteksi objek tersebutdidapatkan data berupa koordinat x, y dan z objek dari berbagai posisi. Data ini kemudian dijadikan bahan analisa untukmenentukan persamaan hubungan antara koordinat objek terhadap 2 kamera dengan koordinat objek terhadap prototype alat pelontarpeluru.

BAB 4 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROGRAM

  Operating System Windows 8.1 (64-bit)Untuk mengetahui performa dari program pendeteksian dan penentuan koordinat 3 dimensi objek yang dibangun maka perludilakukan pengujian. 4.2 Konstruksi Program Pada tahap konstruksi program dibahas mengenai tahap- tahap penerapan metode yang digunakan dalam pembuatanprogram pendeteksian dan penentu koordinat 3 dimensi objek.

4.2.1 Program Pendeteksian Objek

  Gambar 4.5 Gambar hasil threshold yang telah diproses noise filtering Gambar 4.6 Diagram alir proses erode dan dilate Perbedaan pada gambar biner sebelum dan sesudah dilakukan proses noise filtering dapat dilihat pada gambar 4.7 dan gambar 4.8. Gambar 4.9 Trackbar yang digunakan untuk mencari (a)(b) (c) (d) Gambar 4.10 Proses threshold dan noise filtering Nilai range HSV yang diperoleh untuk mendeteksi objek dapat dilihat pada gambar 4.11.

4.2.2 Pencarian Variabel Pendeteksian Objek Kode Program 5 : Mendeteksi Objek

  Persegi inijuga akan deprogram untuk muncul di dalam frame gambar hasil tangkapan kamera yang masih memiliki format RGB. Ketika program dijalankan, persegi ini juga akan otomatis menandai dan mengikuti objek yang dideteksi ketikaobjeknya tertangkap oleh kamera.

4.2.3 Program Penentuan Koordinat x, y, dan z Kode Program 7 : Menentukan koordinat z, x, dan y

  Persamaan yang digunakan untuk mencarinilai v adalah sebagai berikut: = × cos( + )Perubahan penggunaan persamaan (6) menjadi persamaan di atas bertujuan untuk mempermudah dalam pengambilandata nilai jarak z. Persamaan yang digunakan untuk mencari nilai u adalah sebagai berikut: = × sin( + )Sama halnya dengan nilai jarak z, perubahan penggunaan persamaan (7) menjadi persamaan di atas bertujuan untukmempermudah dalam pengambilan data nilai jarak x.

4.3 Proses Kalibrasi

  Data yang digunakan dalam proses kalibrasiadalah gambar kotak hitam dan putih seperti papan catur dengan ukuran 10 kotak x 7 kotak. Gambar papan catur yang digunakan dapat dilihat pada gambar 4.15, sedangkan untuk diagram alir dari proses kalibrasi Gambar 4.15 Papan catur yang digunakan untuk proses kalibrasi Gambar 4.16 Diagram Alir proses kalibrasi stereo vision Proses pengambilan data kalibrasi dapat dilihat pada gambar 4.17.

BAB 5 PENDETEKSIAN OBJEK DAN PENENTUAN PERSAMAAN KOMPENSASI

5.1 Pendeteksian Objek

  Gambar 5.1 Hasil pendeteksian objek bola tenis Berdasarkan data yang diperoleh, ada beberapa frame dimana terjadi kesalahan pendeteksian pada objek bola tenis. Gambar 5.2 Hasil kesalahan pendeteksian objek bola tenis Berdasarkan data yang diperoleh, ada 54 frame yang memiliki kesalahan pendeteksian dari 1000 frame.

5.2 Pendeteksian Jarak (z)

  Pengujian nilai z < 800720 700az = 0.0016v + 597.61y 680n R² = 1ar 660n e 640b 620se z 600 58010000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 z terdeteksi (v) Gambar 5.4 Grafik persamaan kompensasi nilai z untuk z < 800 Range kedua yang digunakan dalam pengujian adalah 800 ≤ z < 1100. z = 0.0002v2 + 0.7761v + 1584.4R² = 0.9958 200 400600 800 1000 1200 z se benar ny az terdeteksi (v) Pengujian nilai 800 ≤ z < 1100z = 0.0072v2 + 10.852v + 5206.4 R² = 0.9914 500 10001500 2000 z s eb en arnyaz terdeteksi (v) Pengujian nilai 1100 ≤ z Persamaan kompensasi yang diperoleh dari perangkat lunak Microsoft Excel kemudian diterapkan ke dalam programuntuk mengkalkulasi ulang nilai z.

5.3 Pendeteksian Koordinat x

  Grafik persamaan kompensasi ini dapat dilihat pada gambar 5.7.2 Pada range ini, nilai R -nya adalah 1 atau dapat dikatakan bahwa tingkat kesesuaian data dengan model persamaan adalah 100%. Persamaan kompensasi yang diperoleh pada range ini adalah x = (-0,0119*u) range ini nilai R -nya adalah 0,7956 atau dapat dikatakan bahwa tingkat kesesuaian data dengan model persamaan adalah 79,56%.

5.4 Pendeteksian Koordinat y

  Persamaan kompensasi yang2 diperoleh pada range ini adalah y = 0,00003t Pengujian Nilai Koordinat y 25 60020 700 15ya 800arn n 900 10e be 1000 5y s 1100 1200500 1000 Gambar 5.8 Grafik Persamaan Kompensasi Hasil Pengujian Nilai Koordinat y Range kedelapan yang digunakan dalam pengujian nilai koordinat y adalah 1200 < z ≤ 1300. Persamaan kompensasi yang Grafik persamaan kompensasi ini dapat dilihat pada gambar 5.8.2 Pada range ini nilai R -nya adalah 0,9984 atau dapat dikatakan bahwa tingkat kesesuaian data dengan model persamaan adalah99,84%.

BAB 6 VERIFIKASI PROGRAM

6.1 Verifikasi Program untuk Jarak z

  Data jarak z yang lebih mendekati nilai jarak sebenarnya diperoleh setelah program diberi persamaan kompensasi. Datahasil pengujian program yang telah diberi persamaan kompensasi dapat dilihat pada tabel 6.1.

6.2 Verifikasi Program untuk Koordinat x

  Terdapat perbedaan nilai x yang sebenarnya dengan nilai x yang terdeteksi. Selisih terbesar yang terdapat padahasil pengujian program adalah 9 cm pada jarak z 1400 mm, sehingga nilai eror terbesar untuk pengujian program jarak x yaitu0,64%.

6.3 Verifikasi Program untuk Koordinat y

  Terdapat perbedaan nilai y yang sebenarnya dengan nilai y yang terdeteksi. Hal iniberhubungan karena untuk mendapatkan nilai x dan y membutuhkan nilai z, sehingga menyebabkan nilai error pada nilaikoordinat x dan y muncul pada jarak z 1400mm yang memiliki nilai error terbesar.

BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN

  Jarak terdekat objek dengan kamera dimana kedua kamera dapat menangkap gambar objek adalah600mm, sedangkan jarak terjauh objek yang dapat ditangkap kedua kamera adalah 1900mm. Pendeteksian nilai koordinat z atau jarak objek terhadap kamera yang sudah menggunakan programyang telah diberi persamaan kompensasi menunjukkan nilai error terbesar 3,92% pada jarak 1400mm.

Dokumen baru

Aktifitas terkini

Download (107 Halaman)
Gratis

Tags

Dokumen yang terkait

Rekonstruksi Tiga Dimensi (3D) Relief Candi Menggunakan Gambar Dua Dimensi (2D) Tunggal
0
4
4
Pelacakan Penentuan Titik Koordinat
0
0
1
Koordinat Kartesius Dalam Ruang Dimensi
0
0
11
Rancang Bangun Sistem Pengukuran Posisi Target dengan Kamera Stereo untuk Pengarah Senjata Otomatis
0
0
5
Sistem Koordinat - Repository UNIKOM
0
0
19
BAB II LANDASAN TEORI A. Sistem Koordinat 1. Sistem Koordinat dalam Dimensi Dua - TUTI SUNDARI BAB II
0
0
39
Estimasi Pelacakan Radar Tiga Dimensi Menggunakan Modifikasi Extended Kalman Filter - ITS Repository
0
0
109
Penentuan Posisi Kamera Terbaik Berbasis Viewpoint Entropy Menggunakan Algoritma Genetika - ITS Repository
0
0
81
Studi Pengaruh Variasi Waktu Periodik Pada Derajat Desulfurisasi Calcined Petroleum Coke Menggunakan Reaktor Rotary Autoclave - ITS Repository
0
0
81
Pemodelan Numerik Aliran 3 Dimensi Pada Bodi Mobil Listrik Nogogeni 6 - ITS Repository
0
0
104
Penentuan Posisi Robot Sepak Bola Beroda Menggunakan Rotary Encoder dan Kamera - ITS Repository
0
0
87
HALAMAN JUDUL - Penentuan Lokasi Gangguan Menggunakan Pendekatan Urutan Kedip Tegangan Pada Sistem Distribusi Berbasis Geographical Information System (GIS) - ITS Repository
0
0
121
Aplikasi CAM NX Machining Pada Pembuatan Dies Untuk Selongsong Peluru Kaliber 20 MM - ITS Repository
0
0
157
Analisa Simulasi Dan Penentuan Parameter Sistem Pengendali PID Pada Pelontar Peluru Plastik Dua Sumbu Putar - ITS Repository
0
0
87
Studi Pemotretan Udara Dengan Wahana Quadcopter UAV-Photogrammetry Menggunakan Kamera Non Metrik Digital - ITS Repository
0
0
108
Show more