3513100004, kalibrasi kamera samsung galaxy s5 dan penentuan pixel error, fotogrametri digital,...

7/25/2019 3513100004, Kalibrasi Kamera Samsung Galaxy S5 dan Penentuan Pixel Error, Fotogrametri Digital, A.docx

1/33

LAPORAN PRAKTIKUM

FOTOGRAMETRI DIGITAL

KALOBRASI KAMERA SAMSUNG GALAXY S5 DAN PENENTUAN PIXELERROR

Oleh:

Evasari Aprilia (35 13 100 04)

Dosen Pembimbing:

Dosen :

DR-ing.Ir.Teg! "#ri$#n%o& MS'"e(i "#(s#ri "#n)#$#ni& S.T.&M.S'.

"sn* "i)#$#%& S.T.&M.T.

+URUSAN TEKNIK GEOMATIKA

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PEREN,ANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULU" NOPEMBER

SURABAYA

/5

1


2/33

KATA PENGANTAR

Puji syuur ami panja!an epa"a Allah #$% yang senan!iasa melimpahan

segala rahma! "an arunia&'ya sehingga saya "apa! menyelesaian aporan

Pra!ium #urvei #is!em #a!eli! 'avigasi lobal *K#*i0r#si K#1er#

S#1sng G#*#2$ S5 )#n Penen%#n Pi2e* Error "engan !epa! +a!u,

aporan ini "isusun "engan ber"asaran pra!ium se-ara langsung

"an s!u"i pus!aa bai bersumber me"ia -e!a maupun me"ia ele!roni,

aporan ini "ibua! ber"asaran un!u memenuhi nilai !ugas .a!a /uliah

o!ograme!ri Digi!al Oleh sebab i!u ami mengu-apan !erima asih epa"a :

1, apa D2&ing,r,%eguh ariyan!o .#- selau "osen 6o!ograe!ri "igi!al

elas A7, bu epi apsari an"ayani #,%,.,#-, "an apa usnul i"aya!#% .%

selau asis!en "osen ma!a uliah 6o!ograme!ri "igi!al,

#aya berharap "engan memba-a aporan ini "apa! memberi man6aa!

bagi pemba-a "alam hal ini "apa! menambah +a+asan pemba-a , Dapa!

"ia!aan aporan ini masih jauh "ari sempurna maa ami mengharapanri!i "an saran "ari pemba-a "emi perbaian menuju arah yang lebih bai,

#urabaya, O!ober 7015

Penulis

7


3/33

BAB I

PENDA"ULUAN

/./ L#%#r Be*#3#ng

o!ograme!ri a"alah ilmu seni "an !enologi un!u memperoleh

in6ormasi !erper-aya !en!ang obye 8si "an lingungan melalui proses

pereaman penguuran "an in!erpre!asi gambaran 6o!ogra8 "an pola

ra"iasi !enaga ele!romagne!i yang !eream, Dalam egia!an

6o!ograme!ri amera merupaan ala! u!ama yang "igunaan arena

"igunaan un!u meream sua!u obje, /amera yang "igunaan "alam

egia!an 6o!ograme!ri !i"a mempunyai lensa yang sempurna sehingga

proses pereaman yang "ilauan aan memilii esalahan, #ehingga

"iperluan sua!u egia!an pengalibrasian amera un!u "apa!

menen!uan besarnya penyimpangan 9 penyimpangan yang "ihasilan,

/alibrasi a"alah egia!an un!u memas!ian hubungan an!ara

harga&harga yang "i!unjuan oleh sua!u ala! uur "engan harga yang

sebenarnya "ari besaran yang "iuur, /alibrasi amera "ilauan un!u

menen!uan parame!er "is!orsi salah sa!u "is!orsi yang a"a a"alah

"is!orsi ra"ial yai!u pergeseran linier !i!i 6o!o "alam arah ra"ial !erha"ap

!i!i u!ama "ari posisi i"ealnya, Dis!orsi lensa "apa! menyebaban

bergesernya !i!i pa"a 6o!o "ari posisi yang sebenarnya sehingga

memberian e!eli!ian penguuran yang !i"a bai namun !i"a

mempengaruhi uali!as e!ajaman -i!ra yang "ihasilan, Dalam proses

alibrasi !er"apa! banya !eni proses alibrasi an!ara lain manual "an

"igi!al, Pa"a pra!ium ini ami menggunaan !eni alibrasi se-ara

"igi!al "engan menggunaan -alibra!ion !oolbo .a!ab,

/. T4#n

1) .ampu melauan proses alibrasi pa"a amera se-ara "igi!al,

7) .enampilan E!rinsi- Parame!ers

3) .enganalisis 2eproje-!ion Error (in piel)

3


4/33

4) .enganalisis mo"el "is!orsi,

BAB II

DASAR TEORI

./ K#1er#

Dalam 6o!ograme!ri amera merupaan salah sa!u ins!rumen paling

pen!ingarena amera "igunaan un!u meream gambar sebagai obje

"alam 6o!ograme!ri, Oleh arena i!u gambar yang memilii e!eli!ian

geome!ri !inggi "iperoleh "ari amera yang !eli!i pula, Dalam o!ograme!ri

amera "ilasi8asian menja"i "ua a!egori umum yai!u :

a. Kamera metrik

/amera me!ri merupaan amera yang "iran-ang husus un!u

eperluan6o!ograme!ri, amera me!ri "ibua! s!abil "an "ialibrasi

se-ara menyeluruh sebelum "igunaan, .enuru! Dipousumo amera

me!ri ber6orma! normal "ibagi menja"i !iga su"u! buaan (angle 8el" o68e+) yai!u :

'ormal angle ('A) "engan panjang 6ous 710 mm

$i"e Angle ($A) "engan panjang 6ous 157 mm

#uper $i"e Angle "engan panjang 6ous ;; mm,

#ebagian besar amera me!ri biasanya "iran-ang "engan panjang

6ous !e!apun!u obje !a !erhingga,

b. Kamera non metrik

/amera non&me!ri a"alah amera yang "iran-ang un!u 6o!o pro6esional

maupun ama!ir "imanauali!as hasil pereaman lebih "iu!amaan

"aripa"a uali!as geome!rinya, /amera non&me!ri memilii "ua

e!erba!asan u!ama yai!u :

/e!i"as!abilan geome!ri

4


5/33

/amera non&me!ri memilii lensa yang !i"a sempurna sehingga

6o!o u"ara yang "ihasilan "ari pereaman amera non&me!ri

mengalami esalahan, /amera ini !i"a memilii 8"usial mar

#elain i!u pa"a ameranon&me!ri !i"a "ie!ahui se-ara pas!ibesarnya panjang 6ous "an posisi prin-ipal poin! sehingga

penguran pa"a 6o!o u"ara menja"i urang !eli!i,

/amera non&me!ri "apa! "ialibrasi "engan !eni !er!en!u

sehingga parame!er&parame!er in!ernal yang berpengaruh pa"a

e!eli!ian geome!ri 6o!o "apa! "ie!ahui "an amera non&me!ri

"apa! "igunaan un!u apliasi 6o!ograme!ri,


6/33

Gambar 1 Sifat lensa sesuai prinsip hukum snellius

0. Dis%orsi *ens#

/e!i"asempurnaan "esain "an susunan lensa pa"a amera non&

me!ri selain menyebaban !erja"inya "is!orsi lensa, Dis!orsi lensa !i"a

mengurangi uali!as e!ajaman 6o!o !e!api mengurangi uali!as geome!ri

"ari 6o!o yang "ihasilan, al ini menyebaban posisi !i!i&!i!i yang a"a

pa"a 6o!o u"ara mengalami perubahan "ari posisi yang seharusnya

sehingga penen!uan posisi pa"a 6o!o !ersebu! menja"i !i"a aura! a!aumengalami esalahan, esarnya "is!orsi lensa "apa! "ire"usi

pengaruhnya "engan melauan alibrasi amera, Dis!orsi lensa

"ibe"aan menja"i "ua jenis yai!u :

a) Distorsi radial

Dis!orsi ra"ial a"alah pergeseran linear !i!i&!i!i pa"a 6o!o "alam

arah ra"ial !erha"ap !i!i u!ama "ari posisi i"ealnya, Dis!orsi ra"ialmenyebaban posisi gambar mengalami "is!orsi sepanjang garis ra"ial

"ari !i!i u!ama, Dis!orsi ra"ial e arah luar "ianggap posi!i6 "an "is!orsi

ra"ial e arah "alam "ianggap nega!i6,

Dis!orsi ra"ial posi!i6 sering "isebu! juga pin-ushion "is!or!ion pa"a

"is!orsi ini gambar yang semula berben!u persegi se!elah mengalami

"is!orsi sisi&sisinya aan melengung e arah pusa! gambar, #e"angan

>


7/33

"is!orsi ra"ial nega!i6 "isebu! barrel "is!or!ion yang "iilus!rasian seper!i

gambar beriu! :

Gambar 2 Foto terdistorsi

Dis!orsi ra"ial "i"esripsian sebagai 6ungsi polinom "ari jara ra"ial (?r)

!erha"ap !i!i u!ama 6o!o sebagai beriu! :

r 6 3/ r7 8 3r5 8 37r9

?r a"alah besarnya "is!orsi ra"ial lensa@

1 7 3 a"alah parame!er "is!orsi ra"ial@

r a"alah jara ra"ial,

/ara!eris!i "is!orsi ra"ial lensa amera "apa! "ie!ahui melalui

alibrasi amera jia ara!eris!i "is!orsi ra"ial "ie!ahui maa posisi

obje pa"a 6o!o "apa! "ioresi,

b) Distorsi tangensial

ensa amera non&me!ri merupaan gabungan "ari beberapa lensa

yang memilii !i!i pusa! yang berbe"a, %erja"inya esalahan "alam

menga!ur !i!i pusa! lensa pa"a gabungan lensa (sen!ering)

menyebaban !erja"inya "is!orsi !angensial yang "isebu! juga "e-en!eri-

"is!or!ion, /esalahan sen!ering lensa "ari gabungan lensa pa"a amera

non&me!ri "iilus!rasian pa"a ambar beriu! :


8/33

Gambar 3 (a) gabungan lensa dengan sentering sempurna, (b) gabungan lensa

"engan sentering ang tidak sempurna

Dis!orsi !angensial pa"a umumnya sanga! e-il sehingga !era"ang

"iabaian (jarang "ioresi),

.7 K#*i0r#si 3#1er#


9/33


10/33

Gambar 2.! Geometri foto

Dari gambar "ia!as posisi prin-iple poin! (o yo) merupaan

proyesi garis lurus "ari le!a perspe-!ive -en!er e bi"ang 6o!o "an jara

"ari prin-iple poin! e perspe-!ive -en!er merupaan panjang 6ous (-),

#e-ara pra!is panjang 6o-us amera "an le!a prin-iple poin! !i"a

mu!la bera"a "i !engah&!engah pusa! 6o!o permasalahan ini "isebaban

oleh urang s!abilnya susunan lensa "an CCD yang berguna un!u

meream bayangan obye pa"a saa! perai!an, #ehingga perubahan

posisi prin-iple poin! "an panjang 6ous "apa! "imo"elan menggunaan

persamaan sebagai beriu! (Dors!el 7004) :

Dimana 1 y1 merupaan !o!al oresi "ari parame!er o yo

"an 6ous p yp oresi un!u parame!er prin-iple poin! "an -oresi un!u nilai parame!er 6ous "engan nilai oor"ina! 6o!o

"i"e6enisian sebagai beriu!,

7, Parame!er "is!orsi ra"ial (/1 /7 /3)

10


11/33

Dis!orsi ra"ial a"alah pergeseran linier !i!i 6o!o "alam arah ra"ial

!erha"ap !i!i u!ama "ari posisi i"ealnya, Dis!orsi lensa biasa

"iespresian sebagai 6ungsi polonomial "ari jara ra"ial ("r) !erha"ap

!i!i u!ama 6o!o,

Dis!orsi ra"ial "irepresen!asian "alam sebuah persamaan

polinimial sebagai beriu! ($ol6 7000) :

r F /1r3 G /7r5 G /3r

yr F /1r3 G /7r5 G /3r

Dimana is!ilah "ari /1 merupaan oe8sien "ari "is!orsi ra"ial "an r

a"alah jara

ra"ial :

E6e yang !erja"i apabila pa"a amera memilii nilai "is!orsi maa

gambar 6o!o yang "ihasilan aan berben!u -embung a!au -eung

!ergan!ung "ari nilai parame!er "is!orsi ra"ial bernilai posi!i6 a!au nega!i6

($ol61BB3), E6e "is!orsi ra"ial a"alah sei!ar 1 sampai 7 pisel "i

perba!asan CCD sensor,

Dalam ai!annya "engan "e8nisi "is!orsi ra"ial a"a orelasi besar

an!ara oe8sien "is!orsi i!u sen"iri /1 /7 /3 "an an!ara prin-iple

"is!an-e, ubungan an!ara "is!orsi ra"ial "engan prin-iple "is!an-e

a"alah "alam ai!annya sesuai prin-iple "is!an-e "engan "eviasi ra!a&ra!a

aan "ihi!ung menja"i minimum,

3, Parame!er "is!orsi "e-en!ring (P1 P7)

Dis!orsi "e-en!ring a"alah pergeseran linier !i!i "i 6o!o pa"a arah

normal (!ega lurus) garis ra"ial memalui !i!i 6o!o !ersebu!, Dis!orsi"e-en!ring "isebaban esalahan sen!ering elemen&elemen lensa "alam

11


12/33

sa!u gabungan lensa "imana !i!i pusa! elemen&elemen lensa "alam

gabungan un!u nilai parame!er 6ous "engan nilai lensa !ersebu! !i"a

!erle!a pa"a sa!u garis lurus, Pergeseran ini biasa "i"esripsian "engan

7 persamaan polinomial un!u pergeseran pa"a arah (") "an y ("y),Dis!orsi "e-en!ring ini "apa! "ijabaran "alam sebuah persamaan

polynomial arah "an y sebagai beriu! :

. Peng#n%#r Progr#1 M#%L#0

.A%A (.a!ri abora!ory) a"alah sebuah program un!u analisis

"an ompu!asi numeri "an merupaan sua!u bahasa pemrograman

ma!ema!ia lanju!an yang "iben!u "engan "asar pemiiran menggunan

si6a! "an ben!u ma!ris,

Pa"a a+alnya program ini merupaan in!er6a-e un!u olesi ru!in&

ru!in numeri- "ari proye 'PAC/ "an E#PAC/ "an "iembangan

menggunan bahasa O2%2A' namun searang merupaan pro"u

omersial "ari perusahaan .a!h+ors n-,yang "alam perembangan

selanju!nya "iembangan menggunaan bahasa CGG "an assembler

(u!amanya un!u 6ungsi&6ungsi "asar .A%A),

.A%A !elah berembang menja"i sebuah environmen!

pemrograman yang -anggih yang berisi 6ungsi&6ungsi buil!&in un!u

melauan !ugas pengolahan sinyal aljabar linier "an alulasi

ma!ema!is lainnya, .A%A juga berisi !oolbo yang berisi 6ungsi6ungsi

!ambahan un!u apliasi husus , .A%A bersi6a! e!ensible "alam ar!i

bah+a seorang pengguna "apa! menulis 6ungsi baru un!u "i!ambahan

pa"a library e!ia 6ungsi&6ungsi buil!&in yang !erse"ia !i"a "apa!

melauan !ugas !er!en!u, /emampuan pemrograman yang "ibu!uhan

!i"a !erlalu suli! bila An"a !elah memilii pengalaman "alam

pemrograman bahasa lain seper!i C PA#CA a!au O2%2A',

17


13/33

.A%A (.A%ri Aora!ory) yang merupaan bahasa pemrograman

!inga! !inggi berbasis pa"a ma!ris sering "igunaan un!u !eni

ompu!asi numeri yang "igunaan un!u menyelesaian masalah&

masalah yang meliba!an operasi ma!ema!ia elemen ma!ri op!imasiaprosimasi "ll, #ehingga .a!lab banya "igunaan pa"a :

1, .a!ema!ia "an /ompu!ansi

7, Pengembangan "an Algori!ma

3, Pemrograman mo"eling simulasi "an pembua!an pro!o!ipe

4, Analisa Da!a esplorasi "an visualisasi

5, Analisis numeri "an s!a!is!i- >, Pengembangan apliasi !eni

13


14/33

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

7./ A*#% )#n B#!#n Pr#3%i31

1, P samsung galay #5

> >B; B "engan bera! 130 gram,

/e!ajaman +arna sebesar 1>m -olors

2esolusi layar 7/ (7040 10;0 piel)

/amera u!ama bereua!an 1> .P beresolusi 4>40 34;0

piel /amera "epan bereua!an 7 .P

7, ap!op Asus A4553, Papan olima!or4, aban bening5, Apliasi .a!lab

7. Pe*#3s#n##n Pr#3%i31

1, Prin! papan olima!or pa"a er!a A4A3 emu"ian !empelan pa"a

"in"ing ruangan an"a "an lauan pemo!re!an papan olima!or

"engan berbagai angle ("epan samping a!as ba+ah) jia su"ah

pin"ahan hasil 6o!o e lap!op an"a "an simpan "alam 1 8le !oolbo

-alibra!i!ion,

7, ua so6!+are ma!lab "i PC an"a

14


15/33

3, /li open II pilih 8le -alibJgui" "i PC an"a II open

4, .aa aan mun-ul !ampilan beriu!

15


16/33

5, /li run pa"a !ampilan !ersebu!

>, Aan mun-ul !ampilan seper!i beriu! II pilih memory eK-ien!

, /emu"ian pilih image name

1>


17/33

;, .aa aan mun-ul !ampilan beriu!

B, %ulisan nama 8le 6o!o an"a 8le 6o!o saya "iberi nama A

.aa aan mun-ul !ampilan beriu!

1


18/33

%ulisan huru6 j yang berar!i jpeg10, /embali e -amera -alibra!ion !oolbo II pilih e!ra-! gri"

-orner II en!er

.aa mun-ul !ampilan beriu!

1;


19/33

/emu"ian aan mun-ul gambar papan -a!ur per!ama

11, ua! o!a "imulai "ari ujung iri a!as papan e"ua (olon "an

baris e "ua) "ilanju!an pembua!an "iujung o!a bagian e""ua,

Pembua!an !i!i searah jarum jam hingga memben!u o!a seper!i

gambar beriu!

1B


20/33

17, .asuan uuran !iap o!a (sa!uan me!er) 003 emu"ian

en!er

13, .aa aan mun-ul !ampilan beriu! !an"a !i!i be+arna

merah "ianggap menan"aan uuran 6o!o "alam 1 piel,

70


21/33

14, /e!i LM emu"ian en!er

15, auan hal yang sama pa"a 6o!o yang lain

71


22/33

77


23/33

73


24/33

74


25/33

75


26/33

7>


27/33

1>, #e!elah seluruh 6o!o !elah selesai maan aan a"a a!a "one"iahir alima! pa"a -omman",

1, .engalibrasi image un!u .engalibrasi image li

-alibra!ion pa"a o!a "ialog Camera Calibra!ion %oolbo&.emory

eK-ien! version maa "i"ap!an hasil piel error sebagai beriu!,

7


28/33

1;,


29/33

71, .enampilan mo"el "is!orsi, >>45 &0,00350 0,00070

0,00000 M Q L 0,0703 0,0;4B> 0,00733 0,0075> 0,00000 M

5, Piel error : err F L 7,3B>07 1,1>434 M E!rinsi- Parame!er "ari o!o

7B


30/33

Analisis error "ari 6o!o

Dis!orsi o!o

30


31/33

>>45/3 F &0,00350/4 F 0,00070#ehingga persamaan Dis!orsi ra"ial menja"i sebagai beriu!:

31


32/33

r F 0,715 r39 0,>>>45 r5& 0,0350 rG 0,0070 rB

"is!orsi ra"ial paling banya bera"a hampir "iseluruh 6o!o e-uali

pa"a bagian pusa! 6o!o ,7, Dis!orsi %angensial

/oe8seien "is!orsi !angensial P1 F 7>5,>50;3 "an P7 F1553,0437Dis!orsi !angensial !erbesar !erja"i pa"a area sei!ar 6o!o yang jauh

"ari pusa! "apa! "ia!aan hampir eseluruhan 6o!o mengalami

"is!orsi !angensial e-uali bagian pusa!,

BAB ;PENUTUP

5./ Kesi1(*#n1, #e!elah melauan alibrasi amera menggunaan ma!lab

"i"ap!an hasil beriu!,a, o-al eng!h : 6- F L 410,>BB55 4>;4,0B33> M Q

L 7;,>50;7 7>,;;4;0 M

b, Prin-ipal poin! : -- F L 7>5,>50;3 1553,0437 M QL 7,3;>1; 30,4B>5 M

-, #e+ : alphaJ- F L 0,00000 M Q L 0,00000 M FI

angle o6 piel aes F B0,00000 Q 0,00000 "egrees", Dis!or!ion : - F L 0,715B &0,>>>45 &0,00350

0,00070 0,00000 M Q L 0,0703 0,0;4B> 0,00733 0,0075>

0,00000 Me, Piel error : err F L 7,3B>07 1,1>434 M

7, Dari hasil gra8 analisis error "apa! "isimpulan bah+a hasil 6o!o

yang !elah "ilauan sanga! jauh "ari presisi arena selain "ari

gra8 juga "ari hasil piel error yang yang lebih besar "ari 1 piel

5. S#r#n

a, #ebainya menggunaan amera yang memilii resolusi

bai "an melauan 6o!o pa"a ruangan yang men"apa!

penyinaran -uup !erang,

37


33/33

b, Pa"a proses pemo!rea!an usahaan seluruh bagian papan

!er6o!o un!u mempermu"ah proses alibrasi "i ma!lab "an

sebisa mungin pas!ian 6o!o yang "iambil a"alah 6o!o

yang 6ous,

DAFTAR PUSTAKA

1, $ol6 Paul 2 1B;3 Elemen!s o6 Pho!ograme!ry $i!h Air Pho!o

n!erpre!a!ion an" 2emo!e #ensing se-on" e"i!ion .&ra+7, Dasar&"asar

6o!ograme!ri,h!!ps!aR,uny,a-,"si!es"e6aul!8lespen"i"ianbamba

ng&syae6ul&ha"i&sp "mp"&msi"i!a!&6o!ograme!ri,p"6,Diases pa"a

!anggal 14 o!ober 7015

3513100004, kalibrasi kamera samsung galaxy s5 dan penentuan pixel error, fotogrametri digital,...

Documents