41

BAB III

ANALISIS DAN PERANCANGAN

3.1 Spesifikasi Sistem

Pada tugas akhir ini dibuat sebuah sistem penglihatan pada robot (robot vision) pada

sebuah autonomous mobile robot berbentuk tank bernama VAIRo. Sistem pengliatan

robot tersebut memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Mampu bergerak secara otomatis dan mampu mengambil keputusan dengan

melakukan pendeteksian objek

Mampu mengenali objek dengan spesifikasi warna tertentu dengan

menggunakan algoritma yang akan ditentukan pada proses pengujian

Mampu mengenali bentukbentuk dasar objek yang digunakan pada KRCI

2009 divisi expert single

Mampu mengamati objek dalam arah horisontal dan vertikal pada jarak

pandang maksimum

3.2 Analisis

Suatu sistem disebut robot bila memiliki sifat otomatis atau autonomous. Suatu

sistem dengan sifat autonomous harus dapat bergerak dan mengambil keputusan

sendiri berdasarkan informasi yang didapatkan dari lingkungan disekitarnya.

Berdasarkan hal tersebut suatu sistem yang autonomous dirancang untuk seminimal

mungkin melibatkan campur tangan manusia sebagi operator maupun pengambil

keputusan.

Pada perancangan mobile robot pada tugas akhir ini, komponenkomponen

penyusunnya akan dibuat dalam bentuk modulmodul yang dapat memiliki fungsi

masing masing dan dapat bekerja mandiri. Setiap modul tersebut akan

menyediakan keluaran baik dalam bentuk data digital maupun analog yang akan

digunakan bagi robot untuk dapat mengenali lingkungannya. Untuk itu perlu

42

dirancang sebuah modul utama yang bekerja untuk mengambil keputusan

berdasarkan informasiinformasi yang disediakan tersebut. Modul utama yang

digunakan pada robot VAIRo adalah mikrokontroller AVR yang disebut modul

sistem pengendali yang akan dibahas oleh teman Penulis Vincentius Riky (NIM 132

05 030).

Modul penglihatan pada robot VAIRo dirancang untuk dapat beroperasi secara

otomatis, modul ini akan mulai menjalankan fungsinya untuk mengenali benda saat

modul sistem pengendali utama memerintahkannya. Keluaran dari modul ini berupa

data digital yang akan merepresentasikan informasi objek yang dideteksinya. Sistem

pada modul ini akan mulai melakukan inisialisasi data begitu daya diberikan, lalu

kemudian menunggu perintah dari modul sistem kendali utama untuk mulai

mengumpulkan informasi dan mengolahnya menjadi keluaran.

Sistem penglihatan pada robot VAIRo dirancang untuk dapat melakukan identifikasi

benda atau objek dengan spesifikasi warna tertentu. Hal ini disesuaikan dengan

keadaan lingkungan yang dihadapi robot pada KRCI 2009 divisi expert single. Pada

peraturan lomba KRCI 2009 disebutkan bahwa lingkungan yang dihadapi robot

terdiri dari labirin yang didalamnya diletakan beberapa objek dengan ciri khas warna

tertentu. Sebagai contoh pada labirin KRCI 2009 labirin tempat robot menjalankan

misinya ditempel wallpaper dengan warnawarna tertentu dan terdapat objek seperti

furniture yang berwarna kuning atau bayi yang tubuhnya berwarna biru dengan

kepala berwarna kuning. Berdasarkan peraturanperaturan tersebut maka dirancang

sebuah sistem penglihatan yang memiliki kemampuan untuk mengenali benda

berdasarkan suatu warna tertentu. Penggunaan warna benda sebagai suatu ciri khas

dari objek keseluruhan disebut sistem penglihatan robot tingkat rendah. Hal ini

disebabkan karena informasi yang digunakan sangat terbatas yaitu hanya dengan

menggunakan warna, dan mengabaikan ciriciri yang lainnya.

Metoda pengenalan benda hanya berdasarkan warna spesifik perlu dilakukan oleh

robot untuk secara cepat memutuskan lingkungan seperti apa yang dihadapinya akan

berpengaruhkah pada pergerakan atau penyelesaian misi yang dilakukan. Selain itu

43

keunggulan dari pengenalan benda berdasarkan warna terletak pada kecepatan proses

pengolahan data citra menjadi keluaran bagi robot. Kecepatan ini sangat penting

karena pada perlombaan KRCI waktu yang ditempuh robot untuk menyelesaikan

tugas tugasnya cukup berpengaruh pada hasil nilai yang didapatkan.

Berdasarkan uraian diatas komponen yang diperlukan oleh robot adalah sebuah

sensor penglihatan yang dapat melakukan analisi citra lingkungan yang dihadapi

dengan melakukan pemrosesan pada bagian citra dengan warna tertentu untuk

dikenali sebagai suatu objek. Pemrosesan yang dilakukan pun harus dapat

diselesaikan dengan waktu singkat sehingga tidak ada waktu yang terbuang bagi

robot.

Spesifikasi untuk dapat mengenali bentukbentuk dasar objek harus dilakukan

sebagai pemrosesan citra tingkat lanjut bagi robot. Berdasarkan peraturan

pertandingan KRCI 2009 divisi expert single pada dinding labirin KRCI 2009 akan

dipasang wallpaper dengan warnawarna tertentu yang mungkin memiliki

spesifikasi warna yang mirip bahkan sama dengan spesifikasi warna pada objek

objek yang digunakan pada pertandingan. Oleh karena itu, sistem dengan pengenalan

objek hanya berdasarkan warna saja tidak cukup tapi perlu ditambahkan pada suatu

fitur tambahan pada sistem penglihatan agar robot tidak tertipu dengan informasi

pada lingkungan yang dihadapinya.

Objekobjek yang dihadapi oleh robot memiliki bentukbentuk dasar seperti bulat

dan persegi. Sehingga proses pengenalan bentuk yang dilakukan seharusnya dapat

dibuat sesederhana mungkin. Namun perlu diperhatikan bahwa robot yang dirancang

merupakan robot dengan kemampuan bergerak (mobile robot) sehingga sistem

pengenalan bentuk objek yang dirancang harus dapat mengenali objek dari beragai

sudut pandang. Oleh karena itu sistem dengan kemampuan pengenalan sederhana

tidak akan digunakan pada sistem robot VAIRo. Sistem yang dibutuhkan adalah

suatu sistem cerdas yang dapat mengenali objek meskipun lingkungan atau informasi

yang didapatkan tidak dapat akurat.

44

Spesifikasi sistem yang terakhir adalah mampu untuk mengamati objek dalam arah

horisontal dan vertikal pada jarak pandang maksimum. Spesifikasi ini bertujuan agar

robot dapat mengamati lingkungan sekelilingnya secara menyeluruh sehingga

informasi yang didapatkan lebih akurat dan keputusan yang diambil sesuai.

Spesifikasi ini diperlukan robot untuk dapat memperhitungkan pergerakan yang akan

dilakukan jauh sebelumnya.

Berdasarkan peraturan KRCI 2009 terdapat beberapa ketentuan seperti furniture

yang diletakan pada setiap ruangan tidak boleh sampai tergeser selama robot

melakukan pergerakan untuk menyelesaikan misi, robot harus memamdamkan lilin

pada jarak kurang dari 200 mm, dan bendera harus dinaikan pada jarak kurang dari

200 mm bila bayi ditemukan. Berdasarkan hal itu dengan memiliki kemampuan

untuk dapat mengamati objek dalam arah horisontal dan vertikal pada jarak

maksimal robot dapat mempersiapkan langkah yang ditempuhnya.

Sistem penglihatan pada robot VAIRo dirancang untuk dapat mememuhi spesifikasi

sistem seperti yang telah diuraikan di atas. Berdasarkan hal tersebut beberapa

terdapat komponen yang perlu digunakan untuk memenuhinya. Komponen

komponen yang digunakan akan dibagi menjadi 2 bagian besar yaitu perangkat keras

dan perangkat lunak. Pada bagaian perangkat keras akan dijelaskan mengenai

komponenkomponen yang digunakan untuk memenuhi spesifikasi tersebut,

diantaranya aktuator, sensor penglihatan, mekanisme penggerak arah vertikal dan

horisontal, dan power supply. Sedangkan pada bagian perangkat lunak akan

dijelaskan algoritmaalgoritma yang digunakan untuk memenuhi spesifikasi

spesifikasi diatas.

3.2.1 Perangkat Keras Perangkat keras yang digunakan untuk memenuhi spesifikasi rancangan robot

VAIRo terdiri dari 3 bagian, yaitu:

45

3.2.1.1 Sensor Penglihatan

Sensor penglihata adalah modul paling utama pada sistem penglihatan pada robot

VAIRo. Berdasarkan spesifikasi sistem yang dibutuhkan pada robot yaitu untuk

dapat digunakan untuk mengenali objek dengan spesifikasi warna tertentu dan dapat

dengan mudah diintegrasikan dengan modulmodul sistem lainnya maka dipilih

untuk menggunakan sensor penglihatan kamera.

Penggunaan sensor kamera sebagai sensor penglihatan pada robot diharapakan akan

membantu robot untuk menyelesaikann misimisinya. Robot yang dirancang harus

memiliki kemampuan untuk dapat beradaptasi dengan lingkungan untuk itu robot

harus dapat memilah informasi dan mengartikan informasi yang benarbenar

berguna sebab pada sebuah lingkungan yang berbeda akan dibutuhkan kemampuan

yang berbeda juga.

Sensor kamera adalah sensor yang memiliki kemampuan dan bekerja seperti mata

manusia. Suatu sistem penglihatan dapat digolongkan dalam 3 level yaitu:

Penglihatan level rendah

Penglihatan dengan level rendah dapat dideskripsikan sebagai proses yang dalam

segi sistem indra dikategorikan primitif sehingga dapat disebut sebagai sebuah

sistem yang akan bereaksi secara otomatis tampa membutuhkan kecerdasan. Pada

level ini dikenal 2 proses penting pada computer vision yaitu pengindaraan dan

preprocessing.

Penglihatan level menengah

Penglihatan level menengan dapat dideskripsikan sebagai proses ekstraksi,

karakterisasi, dan pelabelan komponenkomponen pada citra hasil penglihatan

level rendah. Pada level ini dikenal beberapa proses penting yaitu segmentasi,

deskripsi, dan pengamatan dari objek.