BAB 4 HASIL DAN ANALISIS. 4.1 Percobaan Metode Videogrametri di Laboratorium

Transkripsi

1 BAB 4 HASIL DAN ANALISIS 4.1 Percobaan Metode Videogrametri di Laboratorium Dalam percobaan metode videogrametri di laboratorium ini dilakukan empat macam percobaan yang berbeda, yaitu penentuan posisi objek (senter) yang bergerak, animasi dari gerakan objek (manusia), penentuan kecepatan suatu objek jatuh, dan penentuan trajektori Kalibrasi Kamera Hasil dari kalibrasi yang dilakukan adalah sebagai berikut. Pada percobaan di laboratorium digunakan tiga macam kamera yaitu Brica DV H9, Sony DCR SR100, dan video Canon EOS 600D. Hasil kalibrasi dari ketiga kamera ini dapat dilihat pada Lampiran A. Gambar 4-1 Hasil Kalibrasi Photomodeler Analisis Pada awalnya kalibrasi dilakukan secara otomatis dengan menggunakan perangkat lunak Photomodeler. Hal ini tidak masalah bagi kamera video Brica DV- H9 dan Sony DCR-SR100, akan tetapi tidak bagi video Canon EOS 600D. Titik-titik kontrol pada lembar kalibrasi tidak dikenali pada kamera ini. Untuk itu dilakukan manual marking dengan tidak mencentang opsi automatic marking pada proses kalibrasi menggunakan Photomodeler. Proses kalibrasi ini dilakukan terus hingga diperoleh RMS residual lebih kecil dari 2 pixel. 30

2 Gambar 4-2 Opsi Kalibrasi pada Photomodeler Kerangka Dasar Percobaan di Laboratorium Hasil dari pendefinisian kerangka dasar yang di lakukan pada saat percobaan di laboratorium dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 4-3 Kerangka Dasar Percobaan di Laboratorium Analisis Kerangka dasar yang didefinisikan pada percobaan di laboratorium sangat terkait dengan perangkat lunak Photomodeler. Ada dua tipe pendefinisian acuan dalam Photomodeler, yang pertama menggunakan pendefinisian titik nol, jarak antara dua titik, dan sistem salib sumbu serta yang kedua menggunakan tiga titik yang didefinisikan. Dalam percobaan di laboratorium digunakan tipe yang pertama Reseksi Berikut adalah hasil dari reseksi yang dilakukan pada masing-masing kamera pada setiap percobaan yang dilakukan. 31

3 Tabel 4-1 Hasil Reseksi Percobaan 1 Kamera Orientasi (deg) X Y Z Ome Phi Kap Brica Sony Canon Tabel 4-2 Hasil Reseksi Percobaan 2 Kamera Orientasi (deg) X Y Z Ome Phi Kap Brica Sony Canon Tabel 4-3 Reseksi Percobaan 3 Kamera Orientasi (deg) X Y Z Ome Phi Kap Brica Sony Canon Tabel 4-4 Reseksi Percobaan 4 Kamera Orientasi (deg) X Y Z Ome Phi Kap Brica DV H Sony DCR SR Video EOS 600D Analisis Proses reseksi dilakukan menggunakan perangkat lunak Photomodeler dan Australis. Pada dasarnya sistem kerja Photomodeler tidak memisahkan mana bagian reseksi dan mana bagian interseksi karena perangkat lunak Photomodeler menggunakan sistem perataan berkas. Sedangkan sistem kerja perangkat lunak Australis, untuk melakukan reseksi harus didefinisikan terlebih dahulu titik-titik yang akan menjadi kontrol untuk reseksi. Berdasarkan persamaan kesegarisan, minimal diperlukan tiga titik kontrol yang terdefinisi dalam sistem koordinat ruang. Meskipun dilakukan proses reseksi dengan menggunakan dua perangkat lunak, hanya salah satu 32

4 saja yang akan digunakan sebagai hasil akhir. Dalam hal ini yang digunakan adalah data olahan dari perangkat lunak Photomodeler, sedangkan data dari perangkat lunak Australis hanya dijadikan pembanding. Orientasi yang didefinisikan pada Photomodeler telah umum digunakan, yaitu omega, phi, dan kappa. Perangkat lunak Australis mendefinisikan orientasinya dengan karakteristik pendefinisian orientasi yang berbeda yaitu azimuth, elevation, dan roll Interseksi Berikut adalah hasil dari interseksi pada percobaan yang dilakukan di laboratorium. Tabel 4-5 Hasil Interseksi Percobaan 1 No Deviasi (mm) Gambar 4-4 Hasil Reseksi dan Interseksi Percobaan 1 Tabel 4-6 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 1 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut

5 Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut Lutut Kaki Kaki Tabel 4-7 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 2 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut Lutut Kaki Kaki Tabel 4-8 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 3 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut

6 Lutut Kaki Kaki Tabel 4-9 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 4 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut Lutut Kaki Kaki Tabel 4-10 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 5 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut Lutut Kaki Kaki

7 Tabel 4-11 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 6 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut Lutut Kaki Kaki Tabel 4-12 Hasil Interseksi Percobaan 2 Posisi 7 ID Presisi (mm) Kepala Bahu Bahu Siku Siku Perut Pinggang Pinggang Tangan Tangan Lutut Lutut Kaki Kaki Hasil interseksi dari beberapa posisi pada percobaan 2 digabungkan ke dalam satu format video sehingga akan dihasilkan gerakan yang berurutan dari posisi satu hingga posisi 7. 36

8 Gambar 4-5 Rekonstruksi Rangka Manusia Posisi 1 Gambar 4-6 Rekonstruksi Rangka Manusia Posisi 7 Tabel 4-13 Hasil Interseksi Percobaan 3 Waktu (detik) Deviasi (mm) RMS (pixel) Dari data di atas dapat dihitung kecepatan dari objek yang dijatuhkan. Berdasarkan koordinat dari titik-titik di atas diperoleh informasi sebagai berikut : Tabel 4-14 Kecepatan Perubahan Posisi Percobaan 3 Antara titik Selisih waktu (s) Jarak (mm) Kecepatan (mm/s) 1 dan dan Tabel 4-15 Hasil Interseksi Percobaan 4 Waktu Presisi (mm)

9 Gambar 4-7 Hasil Reseksi dan Interseksi Percobaan 4 Gambar 4-8 Hasil Interseksi Percobaan 4 Dari koordinat titik-titik tersebut beserta data waktu, maka dapat ditentukan kecepatan perubahan posisi dari masing-masing titik. 38

10 Tabel 4-16 Kecepatan dari Perubahan Posisi Percobaan 4 Posisi Jarak (mm) Selisih Waktu (detik) Kecepatan (mm/s) 1 ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke ke Kecepatan rata-rata = Dari gambar di atas terlihat trajektori dari perubahan posisi coded target membentuk lingkaran. Hal ini karena perputaran ban sepeda yang membentuk lingkaran. Sedangkan titik-titik yang membentuk bidang persegi di belakang merupakan titik-titik pada lembar kalibrasi yang ditempel di dinding dan dijadikan acuan dalam pendefinisian kerangka dasar Analisis Pada percobaan 1, sinkronisasi waktu dilakukan dengan dengan menghidupmatikan senter yang digunakan. Posisi yang ditentukan adalah ketika cahaya senter hidup sehingga diperoleh citra-citra pada saat yang sama dari ketiga kamera yang digunakan. Pada percobaan ke-2 sinkronisasi waktu dilakukan dengan pengukuran waktu sebelum melakukan percobaan, selain itu aba-aba gerakan mulut juga jadi 39

11 acuan. Pada percobaan ke-3 dan percobaan ke-4 sinkronisasi waktu dilakukan dengan menggunakan timer yang terlihat pada komputer. Pada percobaan satu dan dua deviasi pengukuran relatif kecil dibandingkan dengan percobaan 3. Hal ini karena kecepatan perekaman kamera lebih kecil dibandingkan dengan objek yang bergerak sehingga yang terlihat adalah bayangan dari objek. Untuk mengatasi hal ini, dapat digunakan sensor dengan kemampuan perekaman frame per second yang lebih besar. 4.2 Aplikasi Metode Videogrametri di Lapangan Kalibrasi Kamera Proses pengambilan data kalibrasi untuk aplikasi videogrametri sama dengan percobaan di laboratorium. Dalam hal ini digunakan enam kamera video Sony DSR- PD177 dan satu kamera SLR Nikon D-5000 yang akan digunakan dalam proses rekonstruksi ram. Hasil kalibrasi dari kamera-kamera tersebut dapat dilihat pada Lampiran A Analisis Meskipun ke-6 kamera video Sony DSR-PD177 yang digunakan merupakan tipe yang sama yang sama akan tetapi ada kemungkinan perbedaan karakteristik masingmasing kamera sehingga ke-6 kamera tersebut harus dikalibrasi. Dalam proses kalibrasi kamera sebaiknya dilakukan dengan ratio 4:3 (aspect ratio normal) karena sensor perekam akan melakukan resampling jika pada ratio lain (ratio default setiap kamera pada umumnya adalah 16:9). Bahkan ada beberapa kamera yang tidak bisa dikalibrasi jika menggunakan ratio selain 4:3, seperti kamera video Sony DSR PD-177. Sedangkan untuk mengatasi kegagalan pada kalibrasi menggunakan perangkat lunak Photomodeler, maka proses marking titik-titik kalibrasi dilakukan secara manual seperti yang dilakukan pada percobaan di laboratorium Kerangka Dasar Aplikasi Videogrametri di Lapangan Tabel berikut merupakan hasil dari pengukuran kerangka dasar yang didefinisikan secara lokal. Skema penempatan titik kontrol untuk kerangka dasar dapat dilihat pada Gambar berikut. 40

12 Tabel 4-17 Koordinat Titik Kontrol Titik Kontrol X (m) Y (m) Z (m) Gambar 4-9 Skema Penempatan Titik Kontrol, Target di Tanah dan Ram Analisis Kerangka dasar yang didefinisikan di lapangan dilakukan dengan pengukuran menggunakan ETS. Titik nol ditempatkan di dekat station 2, sumbu X sejajar dengan garis yang ditarik dari station 1 ke station 2 dan nilai X membesar ke arah station 2, sumbu Y sejajar dengan arah terbang pesawat dan nilai Y membesar ke arah target, sedangkan sumbu Z tegak lurus kedua sumbu tersebut dan nilai Z membesar ke arah atas. 41

13 4.2.3 Koordinat Titik Detail Pengukuran ini bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai detail dan situasi keadaan permukaan tanah pada daerah yang akan dipetakan. Titik detail yang diukur yaitu titik-titik target di tempat sekitar jatuhnya bom dan titik target (bola) pada ram Koordinat Target Jatuhnya Bom Ada beberapa titik-titik detail di tanah yang akan dijadikan target pelepasan bom. Untuk itu diperlukan data koordinat dari masing-masing titik tersebut. Skema penempatan dari titik-titik target ini dapat dilihat pada Gambar berikut. Tabel 4-18 Koordinat Titik-Titik Target Jatuhnya Bom TITIK TARGET X (m) Y (m) Z (m) TITIK TARGET X (m) Y (m) Z (m) 1-Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Koordinat Bola-Bola pada Ram Selain koordinat target di tanah, ditentukan juga koordinat target pada ram yaitu bola-bola berwarna orange. Nantinya koordinat ini akan dijadikan titik sekutu agar koordinat persilangan kawat horizontal dengan kawat vertikal pada ram memiliki sistem yang sama antara station 1 dan station 2. 42

14 Tabel 4-19 Koordinat Bola-Bola pada Ram Titik X Y Z Station 1 B B B B Station 2 A A A A Analisis Oleh karena semua sistem di lapangan didesain untuk mengantisipasi pesawat datang sesuai lintasan acuan, maka apabila pesawat keluar dari lintasan maka menyebabkan data tidak terlihat pada kamera video yang telah memiliki posisi yang tetap. Untuk itu ditentukan titik-titik target sebagai acuan pesawat selain untuk menjatuhkan bom tetapi juga sebagai acuan lintasan yang sesuai dengan desain peralatan. Pada saat rekonstruksi titik-titik persilangan kawat ram, sistem koordinat yang digunakan adalah sistem koordinat Photomodeler. Untuk itu diperlukan titik-titik sekutu agar koordinat persilangan kawat pada ram terdefinisi dalam sistem koordinat lokal yang didefinisikan. Bola-bola yang ditempatkan di setiap ram ini yang akan dijadikan titik sekutu tersebut Koordinat Persilangan Kawat Pada Ram Setelah diketahui koordinat titik-titik target pada ram yaitu 4 buah bola berwarna orange yang ada pada masing-masing station, maka proses penentuan koordinat ram dapat ditentukan berdasarkan sistem koordinat lokal yang didefinisikan. Dalam hal ini proses dilakukan menggunakan perangkat lunak Photomodeler dengan menggunakan foto yang diambil menggunakan kamera SLR Nikon D-5000 pada ram di setiap station. Koordinat persilangan titik-titik ram yang telah ditransformasikan ke dalam sistem koordinat lokal yang didefinisikan dapat dilihat pada Lampiran B. 43

15 Analisis Hasil rekonstruksi ram yang diperoleh dengan menggunakan perangkat lunak Photomodeler memiliki sistem koordinat sendiri. Untuk itu perlu titik-titik sekutu agar koordinat ram menjadi koordinat lokal yang telah didefinisikan. Dengan menggunakan koordinat bola-bola di ujung-ujung ram, maka hal ini dapat diselesaikan. Akan tetapi pada saat data hasil Photomodeler yang telah ditransformasikan diplot pada perangkat lunak Australis atau perangkat lunak Global Mapper, kondisi station 1 dan station 2 menjadi terbalik. Setelah diteliti lebih dalam, ada perbedaan dalam pendefinisian sistem pada sistem koordinat ruang lokal dengan sistem koordinat Photomodeler. Hasilnya, setelah disamakan urutan bola-bola yang menjadi acuan, kondisi ram menjadi sesuai dengan kenyataan Reseksi Tabel berikut merupakan hasil dari reseksi yang dilakukan pada masing-masing kamera video Sony DSR-PD177. Tabel 4-20 Hasil Reseksi Menggunakan Australis Kamera X(m) Y(m) Z(m) Az(deg) El(deg) Ro(deg) Analisis Dari hasil Az terlihat bahwa proses interseksi tidak akan dapat dilakukan. Hal ini kembali dikarenakan perbedaan dalam pendefinisian sistem. Hasil interseksi perangkat lunak Australis mendefinisikan sumbu X dan sumbu Y yang berbeda dengan sistem koordinat lokal yang didefinisikan. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa sumbu X positif pada Australis merupakan sumbu Y positif pada sistem koordinat lokal. Dengan demikian setiap sudut Az pada australis ditambahkan 90 O. 44

16 4.2.6 Interseksi Hasil dari interseksi yang dilakukan terhadap pesawat pada saat akan merilis bom dan pada saat terlihat ledakan bom di tanah tercantum pada table berikut. Kondisi X (m) Y (m) Z (m) Release Di Tanah Analisis Berdasarkan data kalibrasi diperoleh ukuran dari sensor size, berdasarkan data pengukuran terestris dapat diperoleh jarak dari kamera di setiap station ke Bom BTN-250, yaitu sekitar satu kilometer dan dari informasi yang diperoleh dari spesifikasi kamera DSR-PD 177 diperoleh pixel size. Dari data-data tersebut resolusi tanah dapat dihitung. Tabel 4-21 Resolusi Tanah Sony DSR-PD177 Jarak Focal Length Sensor Size (mm) Pixel Size (mm) Ground Resolution (m) H (km) c (mm) w h w h w h Dengan panjang dari bom BTN-250 yang berkisar 1.5 m, maka seharusnya bom tersebut dapat terekam pada sensor kamera DSR-PD177 maksimal dalam 2 pixel. Akan tetapi sangat beresiko jika hanya menggunakan 2 pixel karena terkait dengan kecepatan bom dibanding dengan kecepatan perekaman, seperti pada percobaan 3 di laboratorium yang menyebabkan objek yang direkam terlihat tidak jelas (blur). Selain itu, hal lain yang mungkin mempengaruhi adalah setting-an autofocus pada kamera yang menyebabkan bagian ram terlihat jelas sedangkan bom yang jauh di belakang ram tidak terlihat. 45

17 4.2.7 Trajektori Bom Tajam BTN-250 Karena hanya dua titik yang mampu ditentukan pada proses interseksi, maka grafik yang terbentuk adalah garis lurus. Akibatnya trajektori yang dibentuk tidak mencerminkan keadaaan yang sebenarnya. Bom bergerak ke arah sumbu Y, sedangkan posisi terhadap sumbu X relatif tetap. Trajektori X Y Gambar 4-10 Trajektori Bom BTN Analisis Pada dasarnya trajektori suatu objek terbentuk dari perubahan posisi-posisi objek tersebut terhadap waktu. Oleh karena itu, semakin banyak perubahan posisi objek tersebut maka semakin baik trajektori yang akan terbentuk. Hasil trajektori Bom BTN-250 pada penelitian ini sangat tidak representatif bila dibandingkan dengan kenyataan karena perubahan posisi yang dapat ditentukan untuk membentuk trajektori terlalu sedikit yaitu hanya di awal pelepasan bom (posisi pesawat) dan di akhir ketika bom meledak di tanah (ledakan yang terlihat). 46