Implementasi tapis Kalman pada tongkat adaptif untuk deteksi objek disabilitas netra berbasis LiDAR

Tata Supriyadi; Ridwan Solihin; T. B. Utomo; Baisrum Baisrum; Sofian  Yahya; Budi  Setiadi

doi:10.35313/jitel.v3.i3.2023.255-264

Authors

Tata Supriyadi Politeknik Negeri Bandung
Ridwan Solihin Politeknik Negeri Bandung
T. B. Utomo Politeknik Negeri Bandung
Baisrum Baisrum Politeknik Negeri Bandung
Sofian Yahya Politeknik Negeri Bandung
Budi Setiadi Politeknik Negeri Bandung

DOI:

https://doi.org/10.35313/jitel.v3.i3.2023.255-264

Keywords:

tongkat adaptif, tapis Kalman, LiDAR, disabilitas netra

Abstract

Akurasi perhitungan pembacaan jarak terhadap objek ditentukan oleh faktor pantulan dari bidang, sudut kemiringan, bahan, dan jenis sensornya. Pada penelitian ini, dibuat tongkat adaptif pendeteksi objek untuk disabilitas netra berbasis sensor LiDAR. Tapis Kalman digunakan untuk meminimalisir kesalahan hasil pembacaan sensor LiDAR pada saat menentukan perhitungan jarak. Data hasil pembacaan sensor dilakukan proses perbaikan menggunakan tapis Kalman sebelum dikeluarkan menjadi nilai jarak. Tahapan tapis Kalman terdiri dari proses prediksi dan koreksi. Pada proses prediksi, data mentah pembacaan jarak dihitung varian kesalahannya dengan mengatur matriks Q. Selanjutnya dilakukan perbaikan dengan menentukan penguatan Kalman. Hasil perbaikan dapat dilakukan dengan mengatur nilai R. Hasil pengujian pada jarak 50 cm sampai 400 cm, penggunaan Kalman menghasilkan rata-rata selisih sekitar 0,7% lebih baik dibandingkan dengan tanpa tapis Kalman.

References

Pertuni, “Siaran Pers: Peran Strategis Pertuni Dalam Memberdayakan Tunanetra Di Indonesia,” Persatuan Tunanetra Indonesia.

M. Schimmack, B. Haus, and P. Mercorelli, “An Extended Kalman Filter as an Observer in a Control Structure for Health Monitoring of a Metal-Polymer Hybrid Soft Actuator,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 23, no. 3, pp. 1477–1487, 2018.

W. Song, “An integrated GPS/vision UAV navigation system based on Kalman filter,” Proc. 2020 IEEE Int. Conf. Artif. Intell. Inf. Syst. ICAIIS 2020, pp. 376–380, 2020.

W. P. Nwadiugwu, S. H. Kim, and D. S. Kim, “Precise-point-positioning estimations for recreational drones using optimized cubature-extended kalman filtering,” IEEE Access, vol. 9, pp. 134369–134383.

X. Liu, X. Liu, W. Zhang, and Y. Yang, “Interacting Multiple Model UAV Navigation Algorithm Based on a Robust Cubature Kalman Filter,” IEEE Access, vol. 8, pp. 81034–81044, 2020.

G. Ariante, U. Papa, S. Ponte, and G. Del Core, “UAS for positioning and field mapping using LIDAR and IMU sensors data: Kalman filtering and integration,” 2019 IEEE 5th Int. Work. Metrol. Aerosp., no. July, pp. 522–527, 2019.

A. I. N. Alshbatat, “Automated mobility and orientation system for blind or partially sighted people,” Int. J. Smart Sens. Intell. Syst., vol. 6, no. 2, pp. 568–582, 2013.

Andreas and W. Wendanto, “Tongkat Bantu Tunanetra Pendeteksi Halangan Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler Arduino,” Ilm. Go Infotech, vol. 22, no. 1, pp. 24–30, 2016.

A. Kurniawan, “Alat Bantu Jalan Sensorik bagi Tunanetra,” Inklusi, vol. 6, no. 2, p. 285, 2019.

G. Li, Z. Tian, G. Gao, L. Zhang, M. Fu, and Y. Chen, “A Shoelace Antenna for the Application of Collision Avoidance for the Blind Person,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 65, no. 9, pp. 4941–4946, 2017.

T. O. M. Bouazizi, C. Ye, “2-D LIDAR-Based Approach for Activity Identification and Fall Detection,” IEEE Internet Things J., vol. 09, no. 13, pp. 10872–10890, 2022.

F. Bu, T. Le, X. Du, R. Vasudevan, and M. Johnson-Roberson, “Pedestrian Planar LiDAR Pose (PPLP) Network for Oriented Pedestrian Detection Based on Planar LiDAR and Monocular Images,” IEEE Robot. Autom. Lett., vol. 5, no. 2, pp. 1626–1633, 2020.

A. A. Ashari, E. Setiawan, and D. Syauqi, “Sistem Navigasi Waypoint Pada Robot Beroda Berdasarkan Global Positioning System Dan Filter Kalman,” vol. 4, no. 7, pp. 2075–2082, 2020.

Y. Xu, K. Xu, J. Wan, Z. Xiong, and Y. Li, “Research on Particle Filter Tracking Method Based on Kalman Filter,” Proc. 2018 2nd IEEE Adv. Inf. Manag. Commun. Electron. Autom. Control Conf. IMCEC 2018, no. Imcec, pp. 1564–1568, 2018.

R. E. Kalman, “A new approach to linear filtering and prediction problems,” 1960.