Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer e-issn: 2548-964X Vol. 2, No. 5, Mei 2018, hlm. 1954-1959 http://j-ptiik.ub.ac.id Implementasi Sistem Deteksi Slot Parkir Mobil Menggunakan Metode Morfologi dan Background Subtraction Rizqy Maulana 1, Hurriyatul Fitriyah 2, Esa Prakasa 3 1,2 Program Studi Teknik Informatika, 3 Pusat Penelitian Informatika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Email: 1 rizqymlana@gmail.com, 2 hfitriyah@ub.ac.id, 3 esa.prakasa@lipi.go.id Abstrak Seringkali sebagai seorang pengendara mobil kita kesulitan untuk mencari slot parkir yang kosong pada tempat-tempat umum seperti pusat perbelanjaan, bisnis, maupun instansi dikarenakan kurangnya informasi terkait ketersediaan slot parkir di suatu tempat parkir. Hal ini dapat menyebabkan masalah dikarenakan pengemudi dapat menghabiskan waktu yang cukup banyak hanya untuk mencari slot parkir yang kosong. Pada penelitian ini, akan diusulkan sebuah sistem embedded untuk mendeteksi ketersediaan slot parkir yang terdiri dari modul kamera V2 Raspberry Pi dan Raspberry Pi 3. Pada sistem juga diterapkan metode morfologi dan background subtraction sehingga sistem dapat mendeteksi jumlah slot parkir dan ketersediaan tiap slot parkir sesuai dengan keadaan sebenarnya sehingga pengendara tidak perlu membuang banyak waktu hanya untuk sekedar mencari tempat parkir. Berdasarkan pengujian pada dua tempat parkir dengan kondisi garis parkir yang berbeda (garis parkir lurus dan serong), sistem dapat mendeteksi jumlah slot parkir yang ada sesuai dengan keadaan sebenarnya dengan tingkat akurasi sebesar 100%. Sistem juga dapat mendeteksi ketersediaan tiap slot parkir sesuai dengan keadaan sebenarnya dengan tingkat akurasi sebesar 100%. Kata kunci: Parkir cerdas, Background Subtraction, OpenCV Abstract Frequently as a car driver we find it difficult to find a vacant parking slot in public places like shopping center, business, as well as institute due to the lack of information related to the availability of the parking slots in a parking lot. This can cause problems due to the driver can spend so much time just for searching the parking slot that vacant. In this research, an embedded system is proposed that can detect the availability of the parking lot that consists camera module V2 Raspberry Pi and Raspberry Pi 3. In this system also applied the morphological and background subtraction method so it can detect the total number of the parking slot and the availability of each parking slot based on the real event so the driver don t need to spend so much time just to look around for the parking slot. Based on the test on two parking lot with different parking line (straight and oblique), the system can detect the total amount of the existing parking slot based on the real condition with total accuracy rate of 100%. The system can also detect the availability of each parking slot based on the real condition with total accuracy rate of 100%. Keywords: Smart Parking, Background Subtraction, OpenCV 1. PENDAHULUAN Tempat parkir merupakan salah satu fasilitas yang harus dipenuhi pada tempattempat tertentu seperti pusat perbelanjaan, bisnis maupun instansi. Di setiap tempat parkir tentunya selalu ada petugas parkir yang bertugas. Namun, umumnya petugas parkir hanya berada di pintu masuk dan di pintu keluar untuk memberikan karcis masuk dan melayani pembayaran biaya parkir. Jarang terdapat petugas parkir yang berkeliling tempat parkir untuk mengetahui ketersediaan dari tempat parkir. Hal ini dapat menyebabkan masalah ketika seseorang yang akan memarkir kendaraannya berkeliling cukup lama hanya untuk mencari tempat parkir yang kosong. Kesulitan mencari tempat parkir juga dapat menyebabkan kemacetan dikarenakan kendaraan cenderung bergerak lebih lambat Fakultas Ilmu Komputer Universitas Brawijaya 1954
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer 1955 pada saat mencari tempat parkir yang kosong. Beberapa solusi mulai diterapkan untuk mengatasi hal tersebut, salah satunya adalah dengan membuat sebuah sistem dengan menggunakan pengolahan citra yang dapat mendeteksi slot parkir yang tersedia pada tempat parkir. Berdasarkan penelitian sebelumnya yang berjudul Sistem Deteksi Slot Parkir Menggunakan Pengolahan Citra Digital dengan Metode Thresholding, diajukan sebuah sistem yang dapat mendeteksi kondisi slot parkir apakah slot parkir pada suatu tempat parkir masih ada yang kosong atau sudah terisi. Namun pada penelitian tersebut sistem yang dirancang belum berupa embedded system, tetapi hanya sekedar simulasi menggunakan aplikasi MATLAB (Pamungkas, 2015). Pada penelitian lainnya yang berjudul Pedestrian Detection Based on the Combination of HOG and Background Subtraction Method, metode background subtraction digabungkan dengan metode deteksi HOG (gradient histogram) untuk membuat sistem yang dapat mendeteksi pejalan kaki. Namun, seperti pada penelitian saudara Pamungkas, penelitian ini juga hanya sekedar simulasi menggunakan aplikasi MATLAB (Bing, 2011). Kemudian pada penelitian yang berjudul Embedded System Design of a Real-time Parking Guidance System, diterapkan sebuah sistem embedded menggunakan arduino, sensor ultrasonic dan sensor suhu untuk mendeteksi kendaraan-kendaraan yang akan memasuki dan atau keluar dari sebuah tempat parkir yang berupa garasi. Tetapi pada penelitian ini sistem tidak mendeteksi ketersediaan dari tiap slot parkir yang ada pada tempat parkir tersebut (Dokur, 2016). Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, penulis menawarkan sebuah ide untuk membuat sebuah embedded system yang dapat mendeteksi slot parkir yang tersedia pada suatu tempat parkir menggunakan metode morfologi dan background subtraction. Metode morfologi dan background subtraction menjadi pilihan penulis dikarenakan kedua metode tersebut memiliki tingkat effisiensi yang baik dalam mengurangi proses komputasi yang dikerjakan oleh sistem (Das, 2014). Dengan adanya penelitian ini, diharapkan dapat mempermudah pengendara yang akan memasuki tempat parkir dalam memperoleh informasi terkait ketersediaan slot parkir sehingga pengendara kendaraan tidak perlu membuang waktu cukup banyak berkeliling tempat parkir hanya untuk mencari slot parkir yang tersedia. 2. PERANCANGAN 2.1. Diagram Blok Sistem Diagram blok sistem menjelaskan cara kerja sistem secara keseluruhan, mulai dari proses pengambilan input sistem hingga sistem dapat menghasilkan output. Diagram blok dari sistem adalah sebagai berikut: Gambar 1 Diagram blok sistem Pada diagram blok diatas dapat dilihat bahwa modul kamera akan mengambil citra tempat parkir untuk dijadikan sebagai input dari sistem. Selanjutnya citra yang telah diambil akan diproses pada raspberry pi 3 sehingga sistem dapat mengetahui jumlah dan ketersediaan slot parkir yang ada pada tempat parkir yang digunakan sebagai input. Kemudian hasil dari proses yang dilakukan pada raspberry pi 3 akan ditampilkan melalui monitor. 2.2. Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras merupakan tahapan dalam merancang prototipe sistem dimana digunakan 2 komponen utama yaitu modul kamera V2 raspberry pi dan raspberry pi 3. Gambar 2 Perancangan perangkat keras sistem Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa modul kamera V2 Raspberry Pi dihubungkan melalui port kamera yang tersedia pada Raspberry Pi 3. Apabila Raspberry Pi 3 dalam kondisi menyala, maka modul kamera V2 Raspberry Pi langsung dapat digunakan untuk mengambil ataupun merekam citra dengan menggunakan perintah raspistill (untuk mengambil citra) dan raspivid (untuk merekam citra) pada command prompt
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer 1956 raspberry pi 3. Raspberry Pi 3 terhubung secara remote melalui wifi dengan perangkat laptop sehingga seluruh proses dan hasil output dari sistem akan ditampilkan melalui perangkat laptop. 2.3. Perancangan Perangkat Lunak Setelah prototipe sistem selesai dibuat, hal selanjutnya yang dilakukan adalah merancang perangkat lunak dari prototipe sistem berupa diagram alir dari program prototipe sistem secara keseluruhan. Secara garis besar, prototipe sistem akan bekerja sesuai diagram alir berikut: ditemukan koordinat garis dengan pixel putih terbanyak, sistem akan mencari koordinat garis kiri dan garis kanan dari setiap garis yang ada pada slot parkir yang ada pada citra background. Apabila telah didapatkan koordinat baris yang memiliki pixel putih terbanyak dan koordinat garis kiri dan garis kanan setiap garis yang ada pada slot parkir, maka didapatkan nilai slot parkir yang siap untuk diproses di mana nilai slot parkir terdiri dari batas garis kiri dan garis kanan tiap slot parkir dan kondisi awal berupa kosong. Sistem akan terus melakukan perulangan untuk mengambil citra foreground dan akan melakukan proses background subtraction untuk mengetahui apakah ada kendaraan yang akan menempati slot parkir atau tidak. Ketika proses background subtraction telah berhasil dilakukan, sistem akan melakukan proses penentuan kondisi slot parkir untuk menentukan apakah slot parkir dalam kondisi kosong atau terisi. 3. IMPLEMENTASI Gambar 3 Diagram alir sistem Berikut ini merupakan skema penjelasan terkait koordinat baris, koordinat kolom, gariskiri dan gariskanan 3.1. Implementasi Perangkat Keras Dalam melakukan tahap implementasi perangkat keras disesuaikan dengan perancangan perangkat keras yang telah dibuat pada sub bab 2.2, di mana digunakan sebuah modul kamera V2 raspberry pi yang terhubung dengan raspberry pi 3 melalui port kamera yang tersedia pada raspberry pi 3. Dikarenakan tidak adanya sumber tegangan untuk raspberry pi 3 di tempat sistem diletakkan, digunakanlah sebuah power bank. Berikut ini merupakan hasil dari implementasi perangkat keras yang ditunjukkan pada Gambar 3.1. Gambar 4 Skema penjelasan Proses yang akan pertama kali dilakukan oleh sistem adalah melakukan inisialisasi citra background berdasarkan citra input yang diambil menggunakan modul kamera. Setelah didapatkan citra background yang siap diproses, sistem akan mencari koordinat pixel baris pada citra background yang memiliki jumlah pixel putih terbanyak. Lalu apabila telah Gambar 5 Hasil implementasi perangkat keras
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer 1957 4. PENGUJIAN 4.1. Pengujian Deteksi Jumlah Slot Parkir Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui kinerja sistem dalam memenuhi salah satu kebutuhan fungsional sistem, yaitu mendeteksi jumlah slot parkir yang ada pada suatu tempat parkir. Sistem diharapkan dapat mendeteksi jumlah slot parkir yang ada sesuai dengan jumlah slot parkir yang ada pada kondisi sebenarnya. Tabel 1 Hasil pengujian deteksi jumlah slot parkir Data Jumlah slot parkir sebenarnya Jumlah slot parkir yang terdeteksi 1 2 2 2 2 2 Sistem akan menampilkan output berupa nilai koordinat dari garis kiri dan garis kanan dari tiap slot parkir, di mana pada parkiran 1, output yang ditampilkan oleh sistem adalah 35 121 dan 126 216, angka tersebut menandakan bahwa slot parkir 0 terletak di antara koordinat kolom 35 hingga 121, sedangkan untuk slot parkir 1 terletak diantara koordinat kolom 126 hingga 216. Kemudian pada parkiran 2, output yang ditampilkan oleh sistem adalah 48 150 dan 153 261 yang berarti angka tersebut menandakan bahwa slot parkir 0 terletak di antara koordinat kolom 48 hingga 150 dan slot parkir 1 terletak di antara koordinat kolom 153 hingga 261. Gambar 6 Hasil pengujian deteksi jumlah slot parkir pada tempat parkir pertama Gambar 7 Hasil pengujian deteksi jumlah slot parkir pada tempat parkir kedua Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, didapatkan tingkat akurasi dalam mendeteksi jumlah slot parkir sebesar 100%. 4.2 Pengujian Deteksi Ketersediaan Tiap Slot Parkir Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui kinerja sistem dalam memenuhi salah satu kebutuhan fungsional sistem, yaitu mendeteksi ketersediaan tiap slot parkir yang ada pada suatu tempat parkir. Sistem diharapkan dapat mendeteksi ketersediaan tiap slot parkir sesuai dengan keadaan tiap slot parkir yang ada pada kondisi sebenarnya. Tabel 2 Hasil pengujian deteksi kondisi tiap slot parkir Data SPS1 SPS 2 SPD 1 SPD 2 1 Kosong Kosong Kosong Kosong 2 Terisi Kosong Terisi Kosong 3 Kosong Kosong Kosong Kosong 4 Kosong Terisi Kosong Terisi 5 Terisi Kosong Terisi Kosong Keterangan: SPS = Kondisi slot parkir sebenarnya SPD = Kondisi slot parkir yang dideteksi oleh sistem Berdasarkan hasil pengujian jumlah slot parkir pada Gambar 6 dan 7 sehingga didapatkan titik koordinat tiap slot parkir, dapat dilihat bahwa sistem dapat mendeteksi kondisi tiap slot parkir yang ada sesuai dengan kondisi tiap slot parkir pada keadaan sebenarnya.
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer 1958 Gambar 8 Hasil pengujian deteksi kondisi kosong pada tiap slot parkir Gambar 9 Hasil pengujian deteksi kondisi slot parkir 0 kosong dan kondisi slot parkir 1 terisi Gambar 10 Hasil pengujian deteksi kondisi kosong pada tiap slot parkir Gambar 11 Hasil pengujian deteksi kondisi slot parkir 0 kosong dan kondisi slot parkir 1 terisi Gambar 12 Hasil pengujian deteksi kondisi slot parkir 0 terisi dan kondisi slot parkir 1 kosong Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, didapatkan tingkat akurasi dalam mendeteksi ketersediaan tiap slot parkir sebesar 100%. 5. KESIMPULAN Berdasarkan rumusan masalah yang telah dibuat pada awal penelitian serta berdasarkan pengujian dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya: 1. Untuk merancang sebuah sistem embedded agar dapat mengetahui ketersediaan slot parkir pada tempat parkir dibutuhkan perangkat keras berupa modul kamera V2 Raspberry Pi, Raspberry Pi 3 serta perangkat laptop dan perangkat lunak yang terdiri dari library OpenCV, raspbian Jessie dan python IDLE beserta python command line. 2. Metode morfologi dan background subtraction dapat diterapkan dengan baik ke dalam sistem deteksi slot parkir. Hal ini ditunjukkan dengan performa sistem yang dapat mendeteksi jumlah slot parkir dan ketersediaan tiap slot parkir sesuai dengan keadaan tempat parkir sebenarnya. 3. Tingkat akurasi yang didapatkan oleh sistem dalam mendeteksi jumlah slot parkir dan ketersediaan tiap slot parkir adalah sebesar 100% untuk masing-masing fungsi yang diuji pada 2 tempat parkir yang berbeda dengan 5 kondisi slot parkir. DAFTAR PUSTAKA Bing, B.W., Xin, C.Z., Jia, W., & Liquan, Z., 2011. Pedestrian Detection Based on the Combination of HOG and Background Subtraction Method. Das, D., & Saharia, S., 2014.
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer 1959 Implementation and performance evaluation of background subtraction algorithms. Dokur, O., Katkoori, S., & Elmehraz N., 2016. Embedded System Design of a Real-time Parking Guidance System. Pamungkas, M.F.R., 2015. Sistem deteksi slot parkir menggunakan pengolahan citra digital dengan metode thresholding.