KONTROL OTOMATIS PADA ROBOT PENGANTAR BARANG DENGAN

PARAMETER MASUKAN JARAK DENGAN OBJEK DAN POSISI ROBOT

oleh

Ricky Jeconiah

NIM : 622009004

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Sistem Komputer

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Januari 2014

i

INTISARI

Di era yang modern ini tentu akan sangat membantu ketika memiliki robot

pengantar barang otomatis yang dapat mengantarkan barang ke tujuan tanpa harus

dikendalikan selama berjalan. Ketika berjalan secara otomatis tentu robot juga harus

dapat menghindari halangan yang ada disekitarnya agar tidak menimbukan kerugian.

Oleh karena itu dirancang sebuah sistem kontrol otomatis pada robot pengantar barang

yang dapat menghindari objek yang berada menghalanginya.

Dirancang sebuah kecerdasan buatan dengan mengandalkan simple reflex agent dan

goal based agent yang dapat berkomunikasi dengan robot. Simple reflex agent yang

memiliki kemampuan cepat dalam mengambil keputusan dapat digunakan untuk

menghindari objek yang menghalangi Untuk dapat menghindari halangan tentunya

dibutuhkan sensor yang dapat mendeteksi jarak objek yang berada disekitarnya oleh

karena itu digunakan sensor kinect yang dapat mendeteksi objek yang berada satu

sampai empat meter dari sensor. Goal based agent yang sesuai dengan namanya dapat

memastikan robot dapat mencapai tujuan.

Dari hasil pengujian diperoleh data bahwa kinect memiliki ralat berkisar antara 10

mm sampai dengan 262 mm. Pada pengujian DFS dan A* menggunakan delapan titik,

kedua algoritma berjalan kurang dari seratus mikro detik sehingga tidak memberikan

perbedaan pada jalannya sistem. Tetapi karena pada prosesnya algoritma DFS

menggunakan memori yang lebih sedikit maka sistem ini menggunakan algoritma DFS.

Goal based agent dapat mengarahkan robot untuk mencapai tujuan. Simple reflex agent

dapat menghindari benda dengan tinggi lebih dari 50 cm.

Kata kunci: robot otomatis, kecerdasan buatan, kinect.

ii

ABSTRACT

In this modern era, it will be helpful when owning autonomous robot which can

deliver items to destination without controlled. When the robot moves autonomously of

course the robot needs to avoid obstacle around it to prevent crash or damage. Therefor

needed an autonomous system on the robot that can help the robot to avoid the obstacle.

Designed an artificial intelligent by depending on simple reflex agent and goal

based agent that can communicate with the robot. Where simple reflex agent that has

fast ability in decision making can be used to prevent the robot crash. To help the

system in detecting obstacle sensors are needed. Therefor kinect sensor which can

detect distance between the robot and its surrounding is used. Goal based agent is used

to make sure the robot can reach the destination.

From the test result can be deducted that kinect sensor has error margin between 10

mm to 262 mm when calculating distance. In the DFS and A* test using eight node,

both algorithm run less than a hundred micro second therefor both algorithm didn’t

show difference when run in the system. In this system DFS is used because DFS

algorithm use less memory than A* when used. From Goal based agent test, system can

guide the robot to the destination. Simple reflex agent can avoid obstacle with height

more than 50 cm.

Keywords: autonomous vehicle, artificial intelligence, kinect.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya

penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Dalam kesempatan ini penulis ingin

mengucapakan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada Yth:

1. Bapak Darmawan Utomo dan Bapak Saptadi Nugroho selaku pembimbing yang

telah banyak membantu dalam pengerjaan maupun penulisan skripsi ini.

2. Orang tua dan saudara saudari saya yang memberikan bantuan baik moril,

materi, maupun waktu.

3. Rekan-rekan seperjuangan dalam pengerjaan skripsi ini yaitu Kevin dan Mario

yang telah banyak memberikan bantuan berupa solusi terhadap masalah yang

ada pada skripsi ini.

4. Teman-teman di FTEK Budhi K. W., Eduard R. S., Aletheia A. T., Jeffrey P. S.,

dan teman teman lain yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu yang selama

ini telah berjuang bersama-sama dalam perkuliahan.

5. Semua pihak lain yang telah membantu dan mendukung saya dalam

terselesaikannya skripsi ini yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.

Harapan saya semoga skripsi ini dapat membantu menambah pengetahuan dan

pengalaman bagi para pembaca. Saya akui bahwa skripsi ini masih memiliki banyak

kekurangan. Sehingga alangkah baiknya pembaca ada yang berminat mengembangkan

atau memperbaiki sistem yang dibuat pada skripsi ini.

Salatiga, Januari 2015

iv

DAFTAR ISI

INTISARI ................................................................................................................... i

ABSTRACT .............................................................................................................. ii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. iii

DAFTAR ISI ............................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ vi

DAFTAR TABEL ................................................................................................... vii

DAFTAR SINGKATAN ........................................................................................ viii

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

1.1. Tujuan .......................................................................................................... 1

1.2. Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.3. Gambaran Sistem ......................................................................................... 2

1.4. Batasan Masalah .......................................................................................... 2

1.5. Perincian Tugas ........................................................................................... 3

1.6. Sistematika Penulisan .................................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................ 5

2.1. Kinect ............................................................................................................. 5

2.2. Kecerdasan Buatan ......................................................................................... 6

2.3. Graph .............................................................................................................. 7

BAB III PERANCANGAN ..................................................................................... 10

3.1. Perancangan Perangkat Keras .................................................................... 12

3.1.1. Robot Pengangkut Barang .................................................................... 12

3.1.2. Peletakan dan Posisi Kinect .................................................................. 13

3.1.3. Kompas ................................................................................................. 13

3.2. Perancangan Perangkat Lunak................................................................... 14

3.2.1. Perancangan Perangkat Lunak untuk Robot Pengangkut Barang ........ 14

3.2.2. Perancangan Perangkat Lunak untuk Kinect ........................................ 15

3.2.3. Perancangan Komunikasi Soket ........................................................... 16

3.2.4. Perancangan Goal Based Agent ............................................................ 17

3.2.5. Perancangan Simple Reflex Agent ....................................................... 19

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ................................................................. 23

4.1. Pengujian Kinect ....................................................................................... 23

v

4.2. Pengujian Goal Based Agent ..................................................................... 26

4.2.1. Pengujian Algoritma Penyelesaian Graph ............................................ 26

4.2.2. Pengujian Robot untuk Mencapai Tujuan ............................................ 29

4.2.3. Pengujian Mencari Jalur Alternatif ....................................................... 30

4.3. Pengujian Simple Reflex Agent ................................................................ 31

4.3.1. Pengujian Halangan Berupa Manusia ..................................................... 31

4.3.2. Pengujian Halangan Berupa Benda yang Disusun Zig - Zag ................. 32

4.3.3. Percobaan Dengan Benda yang Memiliki Ketinggian Berbeda ............. 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 35

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 35

5.2 Saran .......................................................................................................... 35

Daftar Pustaka .......................................................................................................... 37

Lampiran .................................................................................................................. 38

Lampiran A. Data Waktu Pemrosesan ..................................................................... 38

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dua Representasi Graph. (a) Graph G Tidak Berarah dengan 5 Titik. (b)

Representasi Graph G secara Adjacency List. (c) Representasi Graph G secara

Adjacency Matrix. .................................................................................................................. 7

Gambar 2.2. (a) Contoh Jalur Penelusuran Algoritma DFS. (b) Contoh Jalur

Penelusuran Algoritma A* ..................................................................................................... 8

Gambar 3.1. Blok Diagram dari Sistem yang Dirancang. ................................................. 10

Gambar 3.2. Urutan Cara Kerja Sistem. ............................................................................. 12

Gambar 3.3. Robot yang Digunakan. ................................................................................. 13

Gambar 3.4. Kinect pada Robot. ......................................................................................... 13

Gambar 3.5. Kompas Digital pada Robot. .......................................................................... 14

Gambar 3.6. Tampilan Aplikasi Pusat Kontrol Manual. .................................................... 15

Gambar 3.7. (1) Gambar Berwarna yang Diambil Kinect. (2) Gambar Representasi Data

Jarak yang Diperoleh Kinect. (3) Gambar Kamera Normal yang Diambil dari Belakang

Robot. .................................................................................................................................. 16

Gambar 3.8. Diagram Alir Goal Based Agent ketika Terdapat Masukkan Titik Tujuan. .. 18

Gambar 3.9. Bagian yang Diperiksa pada Simple Reflex Agent ......................................... 20

Gambar 3.10. Diagram Alir Simple Reflex Agent ............................................................... 22

Gambar 4.1. Grafik Pengujian Data Jarak Kinect terhadap Data Sebenarnya. .................. 24

Gambar 4.2. Data yang Diperoleh pada Lingkungan yang Terdapat Sinar Matahari. ....... 25

Gambar 4.3. Gambar dan Data Kedalaman yang Diperoleh Ketika Tidak Terdapat

Halangan. ............................................................................................................................ 25

Gambar 4.4. Gambar dan Data Kedalaman yang Diperoleh Ketika Terdapat Halangan

pada Bagian Kanan. ............................................................................................................ 26

Gambar 4.5. Gambar dan Data Kedalaman yang Diperoleh Ketika Terdapat Halangan

pada Bagian Kiri. ................................................................................................................ 26

Gambar 4.6. Representasi Titik yang Digunakan Dalam Pengujian .................................. 27

Gambar 4.7. Jalur yang Dihasilkan (Kiri DFS, Kanan A*). ............................................... 28

Gambar 4.8. Pengujian Halangan Berupa Manusia pada Bagian Tengah. ......................... 32

Gambar 4.9. Pengujian Halangan Berupa Manusia pada Bagian Kiri Sensor. ................... 32

Gambar 4.10. Ilustrasi Jalur Rintangan .............................................................................. 33

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Perintah yang dapat Dikirim dan Fungsinya ................................................. 17

Tabel 3.2. Logika Pengambilan Keputusan oleh Simple Reflex Agent ........................... 21

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Data Jarak Kinect terhadap Data Sebenarnya ..................... 23

Tabel 4.2. Waktu yang Dibutuhkan unuk Mencari Sebuah Jalur ................................... 29

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Benda dengan Tinggi Tertentu pada Bagian Tengah .......... 33

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Benda dengan Tinggi Tertentu pada Bagian Samping ........ 34

Tabel A.1. Data Waktu Pemrosesan ............................................................................... 38

viii

DAFTAR SINGKATAN

A* A Star

DFS Depth First Search

PC Personal Computer

USB Universal Serial Bus

P.E.A.S Performance, Environment, Actuator, dan Sensors

SDK Software Development Kit