BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pesawat tanpa awak atau pesawat nirawak (Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV), adalah sebuah mesin

DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN LEMBAR PERNYATAAN HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR. Abstract. viii BAB I PENDAHULUAN 1

BAB I PENDAHULUAN. 1 Universitas Internasional Batam

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB 1 PENDAHULUAN. Dewasa ini perkembangan teknologi mengubah setiap sendi kehidupan manusia

metode pengontrolan konvensional yaitu suatu metode yang dapat melakukan penalaan secara mandiri (Pogram, 2014). 1.2 Rumusan Masalah Dari latar

BAB I PENDAHULUAN I.1

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Parrot AR. Drone

BAB I PENDAHULUAN Tujuan. Merancang dan merealisasikan pesawat terbang mandiri tanpa awak dengan empat. baling-baling penggerak.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. UAV (Unnmaned Aerial Vehicle) secara umum dapat diartikan sebuah wahana udara

terhadap gravitasi, sehingga vektor gravitasi dapat diestimasi dan didapatkan dari pengukuran. Hasil akselerasi lalu diintregasikan untuk mendapatkan

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1. Letak CoM dan poros putar robot pada sumbu kartesian.

Implementasi Kalman Filter untuk Navigasi Quadrotor Berbasis Sensor Accelerometer

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI LEPAS LANDAS QUADROTOR MENGGUNAKAN PENGENDALI PROPORSIONAL-INTEGRAL-DERIVATIF (PID)

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

PT.LINTAS ANANTARA NUSA DRONE MULTI PURPOSES.

Rancang Bangun Inertial Measurement Unit Untuk Unmanned Aerial Vehicles Quadrotor

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB III TINJAUAN MENGENAI INERTIAL NAVIGATION SYSTEM

BAB I PENDAHULUAN. Kegiatan videografi saat ini sangat dituntut untuk dapat menghasilkan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

SISTEM KENDALI DAN MUATAN QUADCOPTER SEBAGAI SISTEM PENDUKUNG EVAKUASI BENCANA

Gambar 1.1 Skema kontrol helikopter (Sumber: Stepniewski dan Keys (1909: 36))

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Rancang Bangun Inertial Measurement Unit Untuk Unmanned Aerial Vehicles Quadrotor

BAB I PENDAHULUAN. pengendalian. Perkembangan teknologi MEMS (Micro Electro Mechanical System)

PERENCANAAN JALUR TERBANG TANPA PILOT PADA PROSES PENGUMPULAN DATA UNTUK PEMETAAN DENGAN PENERBANGAN TANPA AWAK

EKO TRI WASISTO Dosen Pembimbing 1 Dosen Pembimbing 2

Penerapan Sistem Kendali PID untuk KestabilanTwin- Tiltrotor dengan Metode DCM

BAB 1 PENDAHULUAN. wahana terbang tanpa awak, teknologi tersebut disebut Unmanned Aerial Vehicle

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Indonesia adalah negara yang memiliki wilayah yang sangat luas, kekayaan alam yang

Estimasi Attitude Quadrotor Berbasis Sensor Gyroscope dengan Kalman Filter

I. PENDAHULUAN. Wahana udara tanpa awak (WUT) merupakan alternatif dari pesawat berawak

Studi Perancangan Sistem Kontrol Kinematik Dan Dinamik Non Linier Watanabe Pada Wahana Nirawak Quadrotor

Implementasi Sensor Fusion untuk Peningkatan Akurasi Sensor GPS

BAB 2 LANDASAN TEORI

PERANCANGAN PENGENDALI PID UNTUK GERAKAN PITCH DAN ROLL PADA QUADCOPTER

BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) F-62

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

TUGAS AKHIR - TE

Kolaborasi Kalman Filter dengan Complementary Filter untuk Mengoptimasi Hasil Sensor Gyroscope dan Accelerometer

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. I.1. Sistem Air Traffic Control (ATC)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Rancang Bangun Sistem Takeoff Unmanned Aerial Vehicle Quadrotor Berbasis Sensor Jarak Inframerah

BAB III IMPLEMENTASI ALAT

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENDAHULUAN Latar Belakang Parrot AR.Drone

1 PENDAHULUAN. minum, sarana olahraga, sebagai jalur trasportasi, dan sebagai tempat PLTA

SISTEM KENDALI POSISI DAN KETINGGIAN TERBANG PESAWAT QUADCOPTER A S R U L P

PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENDETEKSI SUDUT DAN POSISI MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ATMEGA 32

Perancangan Sistem Lepas Landas Pada Quadrotor UAV Menggunakan Pengenalan Wajah Pemilik

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONTROLER FUZZY PREDIKTIF UNTUK TRACKING KETINGGIAN AKTUAL PADA UAV (UNMANNED AERIAL VEHICLE)

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir dilaksanakan mulai Agustus 2015

2 TINJAUAN PUSTAKA. Unmanned Surface Vehicle (USV) atau Autonomous Surface Vehicle (ASV)

Unmanned Aerial Vehicle (UAV)

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1. UAV Shadow 200B (Thuvesson, Petersson, 2013)

PENERAPAN MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) PADA DESAIN PENGENDALIAN ROBOT MOBIL BERODA EMPAT

PERANCANGAN KONTROL NON-LINIER UNTUK KESTABILAN HOVER PADA UAV TRICOPTER DENGAN SLIDING MODE CONTROL

PEMANTAUAN PERTAMA PUNCAK MERAPI SETELAH ERUPSI 2010 MENGGUNAKAN PESAWAT NIR AWAK

PERANCANGAN STRUKTUR FRAME QUADROTOR

Artikel. Pemanfaatan Pesawat Nir-Awak untuk Pemetaan Garis Pantai. Kerjasama BIG dan LAPAN

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

I. PENDAHULUAN. Akhmad (2000) diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat zat asing

RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI QUADROTOR UNTUK KESETIMBANGAN POSISI DENGAN PID

Diterima 18 Maret 2015, Direvisi 17 April 2015, Disetujui 21 April 2015 ABSTRACT

Pendaratan Otomatis Quadcopter AR Drone Menggunakan Metode Linear Quadratic Regulator (LQR)

Estimasi Attitude Quadcopter menggunakan Algoritma Complementary Filter

BAB I PENDAHULUAN. Sebuah smartphone pada dasarnya adalah sebuah telepon yang kemudian

BAB II SISTEM KENDALI GERAK SEGWAY

BAB I PENDAHULUAN. satunya adalah UAV atau sering kita sebut dengan Drone. menyebutnya dengan Drone adalah pesawat tanpa awak di dalamnya, UAV ini

Rancang Bangun Prototipe Alat Pemetaan Topografi Tanah Menggunakan Sensor IMU 10 DOF

3. Perancangan Alat Perancangan alat yaitu mendesain konsep yang sudah dibuat, meliputi perancangan mekanis robot, elektronis robot dan pemrograman

PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENDETEKSI SUDUT DAN POSISI MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ATMEGA 32

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

UNIVERSITAS INDONESIA PERANCANGAN DAN SIMULASI PENGENDALIAN SISTEM GERAK ROTASI QUADROTOR MENGGUNAKAN QUADRATIC GAUSSIAN (LQG) TESIS

BAB I PENDAHULUAN. negara-negara berkembang seperti Indonesia. Teknologi elektronik digunakan

BAB I PENDAHULUAN. Robot dapat didefenisikan sebagai mesin yang terlihat seperti manusia dan

BAB I PENDAHULUAN. mampu membantu manusia menyelesaikan pekerjaannya. Selain itu, robot otomatis juga dapat

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Aplikasi Sensor Accelerometer Pada Deteksi Posisi

(LAPAN) LEMBAGA PENERBANGAN DAN ANTARIKSA NASIONAL

Transkripsi:

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Unmanned aerial vehicles (UAVs) atau wahana tanpa awak merupakan wahana terbang tanpa ada yang mengendalikan penerbangan wahana tersebut. Sebuah UAV dapat berupa pesawat terbang yang dikendalikan dari jarak jauh atau pesawat yang terbang secara autonomous atau pesawat dengan sistem otomatis yang lebih dinamis dan kompleks. Saat ini pengembangan UAVs menjadi semakin luas. Walaupun pengembangan UAVs yang terbesar masih pada bidang militer akan tetapi tidak menutup kemungkinan untuk mengembangkan UAVs dibidang lainya seperti pertanian, pemetaan suatu wilayah, kesehatan dan lain sebagainya. Salah satu jenis UAVs yang banyak mendapat perhatian adalah quadrotor yang merupakan wahana yang terdiri dari empat buah rotor non-coaxial. Pada quadrotor gaya angkat yang dihasilkan oleh keempat buah rotornya lebih seragam sehingga membuat attitude quadrotor menjadi lebih stabil [1]. Dibandingkan dengan wahana tanpa awak dengan sayap tetap, wahana dengan multirotor mempunyai banyak kelebihan diantaranya kemampuan bermanuver yang lebih lihai seperti kemampuan untuk lepas landas dan mendarat secara vertikal (vertical take off and landing), kemampuan untuk melakukan hovering 1, sideslip 2, pirouette 3, dan lain sebagainya [2]. Kemampuan-kemampuan ini membuat quadrotor yang dapat digunakan baik di ruang terbuka maupun di ruang tertutup sehingga membuat pengembangan quadrotor dalam hal pengawasan maupun eksplorasi menjadi semakin luas. Untuk dapat mengeksplorasi daerah-daerah yang sulit terjangkau manusia atau daerah yang berbahaya, sebuah quadrotor memerlukan sebuah sistem navigasi sehingga dapat bergerak secara autonomous. Sebelum quadrotor bergerak menuju 1 Kemampuan quadrotor untuk melayang disuatu tempat. 2 Bergerak secara menyamping atau menggelincir 3 Gerakan berputar 1

tempat tujuan, quadrotor tersebut terlebih dahulu harus mengetahui posisi dan sudut orientasinya. Kemampuan ini disebut sebagai localization. Teknik yang umum digunakan untuk menentukan posisi sebuah quadrotor adalah dengan menggunakan global positioning system (GPS) [3,4]. Penggunaan GPS dalam sistem navigasi quadrotor memang dapat memberikan pengukuran posisi yang akurat sehingga dalam penerapannya penggunaan GPS dapat memaksimal kemampuan navigasi quadrotor. Namun, penggunaan GPS dalam pengukuran posisi pesawat mempunyai kelemahan yaitu ketika pesawat melakukan penerbangan di dalam ruangan karena sinyal GPS yang lemah atau bahkan hilang saat berada diruangan dan juga ketika quadrotor akan digunakan pada daerah yang tidak terjangkau oleh sinyal GPS. Salah satu pendekatan agar quadrotor dapat melakukan localization ketika sinyal GPS tidak tersedia adalah dengan penggunaan sensor inertial measurement unit (IMU) yang terdiri dari accelerometer dan gyroscope. Sensor IMU yang berbasis microelectromechanical system (MEMS) mempunyai kelebihan antara lain mempunyai ukuran yang kecil, ringan, dan konsumsi daya yang kecil. Kelebihankelebihan ini membuat sensor tersebut sangat cocok digunakan pada quadrotor. Namun, jenis sensor ini memiki kelemahan pada data sensor yang mempunyai banyak noise [5,6], sehingga dalam penggunaannya diperlukan tapis (filter) yang dapat menghilangkan noise tersebut. Ada berbagai macam metode yang dapat digunakan untuk menangani noise pada sensor accelerometer dan sensor gyroscope antara lain low pass filter [7], particle filter [8,9], fuzzy logic [10,11], complementary filter [12], serta Kalman filter [13,14]. Penanganan noise dengan menggunakan low pass filter memiliki kelebihan komputasi yang ringan, akan tetapi low pass filter tidak mampu menangani drift gyroscope dan noise accelerometer. Particle filter memang dapat menangani karakteristik sensor yang berubah-ubah serta menangani distribusi noise, akan tetapi metode ini memiliki komputasi yang sangat berat. Selain memiliki komputasi yang cukup berat, fuzzy logic memiliki kekurangan yaitu sulitnya dalam penentuan rule- 2

based yang sesuai. Complementary filter memiliki kelebihan dengan komputasinya ringan namun, dalam penerapannya metode ini belum sepenuhnya mampu menangani noise. Dalam penelitian ini digunakan adalah Kalman filter, selain memiliki komputasi yang ringan, filter ini memiliki kemampuan yang bagus dalam menangani noise. 1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Keterbatasan sinyal GPS dalam menjangkau tempat-tempat tertentu sehingga diperlukan sensor yang dapat menggantikan fungsi GPS dalam menentukan posisi quadrotor saat sinyal GPS tidak tersedia. 2. Data sensor accelerometer dan sensor gyroscope yang memiliki banyak noise sehingga penggunaan secara langsung data sensor tersebut dapat menyebabkan kesalahan dalam estimasi posisi quadrotor. 1.3 Pembatasan Masalah Penelitian ini membahas pengembangan Kalman filter dalam penanganan noise sensor IMU sehingga diperoleh estimasi posisi quadrotor yang lebih akurat. Quadrotor yang digunakan adalah Parrot AR Drone 2.0 keluaran Parrot Inc. Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Sensor IMU yang digunakan adalah sensor IMU 3000 yang ada pada quadrotor Parrot AR Drone 2.0. 2. Noise pada accelerometer dan gyroscope dianggap merupakan white noise dengan zero mean. 3. Tapis digital yang digunakan adalah Kalman filter. 4. Pengujian localization pada bidang 2D (X-Y) sedangkan pengujian perpindahan hanya diuji pada 1 sumbu saja pada 1 waktu. 3

1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan Kalman filter untuk sistem navigasi pada Parrot AR Drone 2.0 sehingga filter tersebut dapat menapis noise yang ada pada data sensor accelerometer dan data sensor gyroscope serta dengan filter tersebut dapat diperoleh hasil estimasi posisi quadrotor yang lebih akurat. 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini berorientasi pada pengembangan sistem navigasi pada quadrotor saat tidak tersedia sinyal GPS. Dengan penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Membuat penggunaan sensor IMU pada sistem navigasi quadrotor menjadi lebih maksimal. 2. Mengurangi pengeluaran biaya dalam penggunaan sensor karena sensor IMU memiliki harga yang murah. 3. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan masukan dalam pengembangan ilmu pengetahuan dibidang rekayasa teknik khususnya dalam pengembangan sistem navigasi pada UAV dengan mengunakan sensor IMU. 4. Memberikan masukan bagi pengembangan sistem navigasi quadrotor yang digunakan sebagai alat bantu dalam penanganan bencana nasional seperti gunung meletus, gempa bumi, longsor dan lain sebagainya. 1.6 Sistematika Penulisan Untuk memberikan gambaran dan memudahkan pemahaman mengenai penelitian yang dilakukan, sistematika penulisan dibagi menjadi 5 bab. Kelima bab tersebut meliputi, Pendahuluan, Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori, Metodologi, Hasil dan Pembahasan, serta yang terakhir Kesimpulan dan Saran. Bab Pendahuluan berisi Pendahuluan, Perumusan Masalah, Pembatasan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian, dan Sistematika Penulisan. Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori yang berisi tentang Model Nonlinear 4

Quadrotor, Parrot AR Drone 2.0, Inertial measurement unit, Transformasi Koordinat, Teknik Penentuan Posisi, dan Kalman Filter diberikan pada bab kedua Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori. Bab yang ketiga berisi Alat dan Bahan serta Jalannya Penelitian yang terdiri dari Perancangan Kompensator Gravitasi, Desain zero velocity compensator, Desain Kalman filter, Pengujian, dan Analisis dan Pembahasan Hasil. Bab Hasil dan Pembahasan menceritakan hasil dan pembahasan dari pengujian yang telah dilakukan. Pengujian-pengujian yang dilakukan adalah Pengujian Keadaan Diam, Pengujian Perubahan Perubahan Matriks Q dan R, Pengujian Perubahan Waktu Cuplik, serta yang terakhir adalah Pengujian Perpindahan Linear. Bab yang terakhir berisi Kesimpulan dan Saran terhadap penelitian yang dilakukan. 5