Pemodelan Objek Menggunakan 3D Scanning
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Seiring dengan berkembangnya teknologi yang semakin maju dan kompetitif
telah membawa dampak bagi bidang ilmu pengetahuan terutama pada bidang
pemindaian objek dengan komputer. Teknologi pemindaian objek ini adalah
teknologi yang menggabungkan kemampuan hardware untuk melihat objek dan
kemampuan software yang digunakan untuk mengolah data yang diterima oleh
hardware tersebut. Sistem pemindaian objek ini akan menerima data gambar dua
dimensi (2D) yang berupa garis tipis yang diterima dari sinar laser, lalu secara
otomatis software akan mengolah garis tipis tersebut dan menjadikannya sebagai
objek tiga dimensi (3D).Scanning 3D adalah proses menangkap informasi digital tentang bentuk objek
dengan peralatan yang menggunakan laser atau cahaya untuk mengukur jarak antara
scanner dan objek. Hal ini dapat digunakan untuk kebutuhan modifikasi, manufaktur,
monitoring yang dibantu komputer, atau hanya menyimpan informasi bentuk objek
untuk kebutuhan di masa depan.Proses manufaktur tradisional meliputi desain, analisis dan uji prototipe. Cara
tradisional ini membutuhkan waktu yang sangat lama dan secara ekonomis mahal.
Jika terjadi kesalahan dalam analisis hasil uji, akan kembali lagi ke proses awal yaitu
desain. Sedangkan dengan cara scanning 3D maka proses desain, analisis dan
simulasi dapat dilakukan secara bersamaan, terintegrasi dan sangat cepat. Kesalahan
yang terjadi dapat langsung terlihat dan diperbaiki, setelah itu dapat dilanjutkan
dengan proses pengujian dan prototipe. 3D scanning juga merupakan salah satu
komponen dalam membangun sistem manufaktur CIM (Computer Integrated
Manufacturing).2 Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dilakukan sebuah penelitian
mengenai pemodelan objek menggunakan 3D scanning untuk memudahkan dalam
memvisualkan objek secara lebih cepat untuk dunia manufaktur.1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari pembuatan alat ini adalah membuat alat yang bisa mengambil
data, menyimpan data, dan mengolah data untuk kebutuhan rekonstruksi atau
memodelkan ulang objek di dunia nyata ke dalam bentuk digital bagi keperluan
industri manufaktur. Tujuan dibuat alat ini adalah: 1.Membuat dan merancang alat scanning objek 3D untuk mempermudah melakukan proses scanning objek 3D untuk kebutuhan prototype (proses pengembangan).
2. Dapat memodelkan objek secara tiga dimensi (3D).
3. Menciptakan sebuah teknologi untuk dunia manufaktur dan grafis.
1.3 Batasan Masalah Agar pembahasan tidak meluas atau menyimpang dari permasalahan yang ada, maka dalam penyusunan skripsi ini dibatasi dalam beberapa hal : 1.
Modul yang digunakan sebagai pengontrol kerja alat adalah Arduino Leonardo yang didalamnya terdapat mikrokontroler ATMEGA32u4.
2. Sensor-sensor yang digunakan pada perancangan alat ini:
a) Sensor laser menggunakan jenis line laser.
b) Sensor kamera menggunakan webcam Logitech 270.
3. Objek yang akan dipindai berupa patung, boneka, vash, guci dan objek bangun ruang.
4. Piringan atau landasan untuk objek berdiameter 19,8 ± 0,3 cm.
5. Posisi benda yang akan dipindai harus berada di tengah platter.
6. Berat benda tidak lebih dari 500 gram dan diameter benda minimal 3cm.
3
7. Percobaan dan pengujian sistem hanya dilakukan di dalam ruangan yang tertutup (tidak adanya cahaya yang masuk dari luar ruangan).
1.4 Metodologi Penelitian Perancangan dalam pembuatan tugas akhir ini dilakukan beberapa tahap, yaitu
1. Studi literature Mengumpulkan bahan yang akan dijadikan tugas akhir dari buku-buku teks, internet, diskusi dengan dosen yang ahli di bidangnya, serta diskusi dengan teman.
2. Observasi lapangan Pada penelitian ini, penulis telah melakukan beberapa survey di lapangan antara lain dengan cara mencari dan mengumpulkan bahan- bahan dan komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem ini.
3. Interview dan eksperimen Mencoba berbagai modul yang telah dipersiapkan dari hasil studi literatur serta mendiskusikan hasil eksperimen dengan dosen pembimbing dan beberapa pakar.
4. Perancangan dan implementasi Mengintegrasikan antar perangkat keras (modul rangkaian elektronik, mekanik dan kamera) dengan perangkat lunak sehingga tersusun sebuah sistem yang dapat memindai objek.
5. Pengujian dan analisa Menguji alat yang dibuat, kemudian mengambil dan menganalisa data dari alat tersebut. Tahapan ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat pemodelan objek ini dapat bekerja dengan baik. Data yang diperoleh selama tahapan ini dapat menggambarkan progress dari penelitian yang dilakukan.
6. Pembuatan laporan dan kesimpulan Metode terakhir dimana pada metode ini akan dibuat laporan dan
kesimpulan dari hasil pengujian alat yang telah dilakukan.
4
1.5 Sitematika Penulisan Adapun sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN Dalam bab ini membahas tentang latar belakang, maksud dan tujuan
penulisan, batasan masalah, metoda penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II. TEORI PENUNJANG Bab ini membahas mengenai teori-teori penunjang yang berhubungan dengan perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang diperoleh dari hasil studi literatur dan studi lapangan yang digunakan untuk merancang sistem.BAB III. PERANCANGAN SISTEM Bab ini membahas mengenai perancangan mekanik, elektronik dan algoritma yang digunakan sistem. BAB IV . HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini membahas mengenai cara kerja sistem dan analisa data hasil pengujian sistem di lapangan. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran saat penelitian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil uji dan analisis beberapa data percobaan terhadap system yang dirancang, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Alat 3D scanning ini mampu merekontruksi objek yang dipindai.
2. Bentuk dan bahan sangat mempengaruhi detail dari permukaan objek yang direkontruksi, bila bahan objek terbuat dari sesuatu yang menyerap cahaya laser maka objek tidak akan terrekontruksi.
3. Sudut penempatan antara webcam dan laser mempengaruhi hasil dari scanning karena pada objek tertentu ada bagian objek yang tidak tertangkap.
4. Dari percobaan yang dilakukan terhadap 11 objek terlihat bahwa objek bangun ruang (tabung, balok, limas segitiga, kerucut, prisma segitiga) yang mempunyai bahan tidak menyerap cahaya menghasilkan pemodelan
3D yang cukup baik terlihat dari hasil pemodelan yang menyerupai objek yang dipindai.
5. x 100% = 63% dan 37% Keberhasilan deteksi objek alat ini adalah objek yang tidak terekontruksi dengan baik.
5.2 Saran Saran untuk penelitian selanjutnya agar lebih baik yaitu :
1. Menggunakan dua buah line laser yang ditempatkan di kiri dan kanan webcam untuk mencegah kehilangan informasi pantulan sinar laser dari objek yang dipindai.
2. Penempatan webcam dan laser sebaiknya flexible.
3. Disarankan webcam dan laser yang berputar mengelilingi objek untuk
PEMODELAN OBJEK MENGGUNAKAN
3D SCANNING
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
DISUSUN OLEH :
Arrizal Komarayatna
10209100
PEMBIMBING
John Adler, M.Si
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
2015
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAAN ...................................................................................... iii
ABSTRAK ................................................................................................................. iv
ABSTRACT ................................................................................................................ v
KATA PENGANTAR ............................................................................................... vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian ............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................................. 2
1.4 Metodologi Penelitian .......................................................................................... 3
1.5 Sitematika Penulisan ............................................................................................ 4
BAB II TEORI PENUNJANG .................................................................................. 5
2.1
3D Scanning......................................................................................................... 5
2.1.1 White Light Scanning .............................................................................. 7
2.1.2 Photogrammetry ...................................................................................... 7
2.1.3 Machine Vision........................................................................................ 8
2.1.4 Coordinate Measuring Machine ............................................................. 8
2.1.5 Desctructive Slicing ................................................................................ 9
2.1.6
3D CT atau MRI Scanning ...................................................................... 9
2.1.7 Theodolite ................................................................................................ 9
2.1.8 Trackers .................................................................................................. 9
2.1.9
3.1 Objek-objek yang akan dipindai ........................................................................ 21
3.3.3 Pengolahan gambar ............................................................................... 30
3.3.2 Diagram alur image capturing .............................................................. 29
3.3.1 Diagram alur pergerakan stepper .......................................................... 28
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................................... 28
3.2.5 Mikrokontroler ATMEGAa32u4 .......................................................... 26
3.2.4 Line Laser ............................................................................................. 25
3.2.3 Modul Stepper ....................................................................................... 25
3.2.2 Webcam ................................................................................................. 24
3.2.1 Perancangan Blok Sistem ...................................................................... 24
3.2 Perancangan Perangkat Keras........................................................................... 22
2.3.2 Arduino IDE .......................................................................................... 18 2.3.3 3dreshaper ............................................................................................. 19
BAB III PERANCANGAN SISTEM ..................................................................... 21
3D Laser Scanning ................................................................................ 10
2.3.1 Processing ............................................................................................. 17
2.3 Perangkat Lunak ................................................................................................ 17
2.2.4 Motor Stepper ....................................................................................... 17
2.2.3.2 Kamera ........................................................................................... 16
2.2.3.1 Line Laser ...................................................................................... 15
2.2.3 Sensor .................................................................................................... 15
2.2.2.2 Konfigurasi Pin ATMEGA32u4 .................................................... 14
2.2.2.1 Fitur pada Mikrokontroler ATMEGA32u4 ................................... 13
2.2.2 Mikrokontroler ...................................................................................... 12
2.2.1 Catu Daya .............................................................................................. 12
2.2 Perangkat Keras ................................................................................................. 12
3.3.4 Proses mesh ........................................................................................... 32
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA .................................................... 33
4.1 Pengujian Perangkat Keras ................................................................................ 33
4.1.1 Pengujian Webcam ................................................................................ 33
4.1.2 Pengujian Line Laser ............................................................................ 33
4.1.3 Pengujian Stepper.................................................................................. 33
4.1.4 Pengujian Arduino Leonardo ................................................................ 34
4.2 Hasil Kerja Alat ................................................................................................. 34
4.3 Pengujian Hasil Rekontruksi Terhadap Bentuk dan Bahan Objek .................... 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 58
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 58
5.2 Saran .................................................................................................................. 58
DAFTAR PUSTAKA
[1].
[2]. Wetzler, Aaron., Low cost 3D Laser Scanning Unit with application to
Face Recognition. Diakses pada tanggal 19 oktober 2014 dari[3]. Syahrul, 2012, Mikrokontroler AVR ATMEGA8535. Bandung:
Informatika. [4]. Margolis, M., 2012, Arduino cookbook, second edition.O’Reilly Media Inc, USA. [5]. Axelsson, Peter., Processing of laser scanner data —algorithms and applications. Diakses pada tanggal 19 oktober 2014 dari
[6]. Denmead, Ken., 2013, Diy 3D laser scanner using arduino. Diakses pada
tanggal 19 oktober 2014 dari[7]. Yuli, S., Menentukan titik pada system koordinat kartesius. Diakses pada
tanggal 20 oktober 2014 dari
PEMODELAN OBJEK MENGGUNAKAN 3D SCANNING
Arrizal komarayatna , John Adler
Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung [email protected], [email protected]
ABSTRAK
Teknologi pemindaian objek adalah teknologi yang menggabungkan kemampuan hardware untuk melihat objek dan kemampuan software yang digunakan untuk mengolah data yang diterima oleh hardware tersebut. Sistem ini akan menerima data gambar dua dimensi (2D) yang berupa garis tipis, lalu secara otomatis software akan mengolah garis tipis tersebut dan menjadikannya sebagai objek tiga dimensi (3D). Proses manufaktur tradisional meliputi desain, analisis dan uji prototipe membutuhkan waktu yang sangat lama dan secara ekonomis mahal. Sedangkan dengan cara scanning
3D maka proses desain, analisis dan simulasi dapat dilakukan secara bersamaan, terintegrasi dan
sangat cepat. Kesalahan yang terjadi dapat langsung terlihat dan diperbaiki. Pembuatan 3D Scanning ini menggunakan metode triangulasi laser dengan menggunakan perangkat keras webcam, line laser
dan motor stepper. Dimana posisi line laser ditembakan ke arah objek yang berputar dan webcam
berfungsi menangkap pantulan sinar laser. Sedangkan motor stepper berguna untuk menggerakan piringan tempat wadah objek berputar. Kemudian hasil akan diproses oleh program processing yang akan menghasilkan point cloud yang selanjutnya diproses oleh program 3D reshaper untuk proses
meshing (proses mengkuliti permukaan objek). Hasil dari pengujian alat ini akan mampu mengenali
sesuatu objek dengan cukup baik asalkan objek tersebut mempunyai bahan yang tidak bisa memantulkan sinar dari laser dan memiliki tingkat kerumitan yang cukup tinggi, sedangkan pengujian terhadap objek bangun datar menghasilkan pemodelan yang cukup baik. Kata kunci: pemodelan objek, 3D scanning, processing, point cloud, meshing.
I. PENDAHULUAN
Seiring dengan berkembangnya teknologi yang semakin maju dan kompetitif telah membawa dampak bagi bidang ilmu pengetahuan terutama pada bidang pemindaian objek dengan komputer. Teknologi pemindaian objek ini adalah teknologi yang menggabungkan kemampuan hardware untuk melihat objek dan kemampuan software yang digunakan untuk mengolah data yang diterima oleh hardware tersebut. Sistem pemindaian objek ini akan menerima data gambar dua dimensi (2D) yang berupa garis tipis yang diterima dari sinar laser, lalu secara otomatis
software akan mengolah garis tipis tersebut
dan menjadikannya sebagai objek tiga dimensi (3D). Scanning 3D adalah proses menangkap informasi digital tentang bentuk objek dengan peralatan yang menggunakan laser atau cahaya untuk mengukur jarak antara scanner dan objek. Scanning 3D juga dikenal sebagai pencitraan 3D, Laser Scanning. Scanning 3D dapat menangkap data objek yang sangat kecil dibantu komputer, atau hanya menyimpan informasi bentuk objek untuk kebutuhan di masa depan.
II. TEORI PENUNJANG 2.1 3D Scanning
Tujuan dari scanner 3D biasanya untuk membuat point cloud untuk sampel geometris pada permukaan objek . Titik-titik ini kemudian dapat digunakan untuk memperkirakan bentuk objek (proses yang disebut rekonstruksi). Jika informasi warna dikumpulkan pada setiap titik , maka warna pada permukaan objek juga dapat ditentukan. "Gambaran" yang diproduksi oleh scanner 3D menjelaskan jarak ke permukaan di setiap titik dalam gambar. Hal ini memungkinkan posisi tiga dimensi dari setiap titik dalam gambar untuk di identifikasi. Untuk kebanyakan situasi, pemindai secara tunggal tidak akan menghasilkan model yang lengkap dari objek. Beberapa scanning, bahkan ratusan dari berbagai arah yang biasanya diperlukan untuk
scanner 3D. Ada banyak metode yang berbeda
mengukur perangkat yang menggunakan probe yang bergerak. Posisi probe dilacak dengan serangkaian encoders di tiap poros mesin.
Sebuah perangkat Theodolite adalah sebuah teleskop yang dipasang pada dua buah sumbu yang berputar. Sudut suatu benda dipindai dan dengan mengambil pengukuran sudut dari berbagai lokasi, jarak ke objek dapat diperoleh. Theodolites modern dikendalikan secara otomatis oleh komputer untuk mengukur target.
2.1.7 Theodolite
3D dari objek dan berisi semua pengukuran fisik.
dalam perangkat lunak. Hal ini biasanya dilakukan dengan tepat untuk mengontrol langkah-langkah di setiap CT sectional scan atau MRI. Data yang dihasilkan adalah model
Resonance Imaging) scan pada satu sama lain
3D CT atau MRI scan diperoleh dengan menumpukan serangkaian CT (computed tomography) atau MRI (Magnetic
2.1.6 3D CT Atau Mri Scanning
Desctructive slicing adalah sebuah proses dimana beberapa gambar yang diambil dari sebuah objek di lokasi yang tetap atau irisan tipis dari objek yang dihapus di antara masing-masing gambar. Jarak ke objek dikontrol secara tepat, sehingga skala masing- masing gambar diketahui. Setelah mengiris semua jalan yang dilalui objek, gambar akan menumpuk dalam software capture yang akan menghasilkan model 3D objek.
2.1.5 Desctructive Slicing
karena dapat melacak gerakan pengukuran probe sampai ukuran nanometer.
Encoders ini, disebut sebagai pita ukur digital
Measuring Machine System) berfungsi untuk
untuk menangkap pengukuran 3D dari segi komponen yang di gunakan dan dengan demikian, ada beberapa jenis scanner yaitu:
sering disebut sebagai CMMS(Coordinate
2.1.4 Coordinate Measuring Machine Coordinate Measuring Machine lebih
untuk mendeteksi dua dimensi informasi, seperti barcode untuk memilah paket. Di mana sepasang sensor ditempatkan pada jarak yang diketahui dari objek untuk mengambil dua korespondensi antara gambar. Pergeseran posisi dari pencocokan poin dikenal sebagai perbedaan posisi dan dengan menghitung perbedaan dari setiap titik dari dua gambar tersebut pengukuran 3D dari seluruh bagian dapat dibuat.
2.1.3 Machine Vision Machine Vision umumnya digunakan
3D dari unsur-unsur yang diinginkan dari objek.
berbasis pada standar fotografi dan geometri proyektif. Prinsip photogrammetri adalah mengambil beberapa gambar dari objek secara manual atau otomatis. Poin dapat ditambahkan secara otomatis atau manual untuk membuat pengukuran
2.1.2 Photogrammetry Photogrammetri adalah teknologi
Pada gambar 1 dijelaskan bagaimana cara kerja sistem structured light scanning sebuah cahaya di tembakan pada layar projector yang berpola dan akan menghasilkan bayangan yang berpola juga yang selanjutnya akan di tangkap oleh sebuah camera dan baseline adalah jarak konstan antara projector dan camera.
scanning
Gambar 1. Diagram sistem structured light
menggambarkan berbagai perangkat pemindaian 3D. Teknik dasarnya adalah untuk memproyeksikan pola yang dikenali oleh cahaya (biasanya putih) dan menggunakan sensor (kamera biasanya charge coupled device) untuk menangkap gambar dari objek.
2.1.1 White Light Scanning White Light Scanning (Structured Light Scanning) digunakan untuk
2.1.8 Trackers Beberapa teknik digunakan untuk memindai termasuk laser, posisi magnet dan posisi optik. Berbagai metode untuk memindai posisi dari perangkat 3D scanning, merekam posisi setiap kali pemindaian diambil baik dengan menyentuh objek atau dengan menggunakan teknologi pemindaian non-kontak.
2.1.1 3D Laser Scanning
scanner
Webcam berfungsi sebagai penerima dari
Gambar 5 . Blok diagram sistem Dari gambar 5 di atas, modul laser berperan untuk menandai objek yang akan di capture oleh webcam, sedangkan mikrokontroler bertugas untuk memberikan perintah kepada motor stepper yang berfungsi untuk menggerakan piringan tempat wadah objek berputar. Kemudian komputer akan mengolah informasi yang telah di hasilkan oleh webcam.
Perancangan sistem merupakan rancangan bagaimana alat dapat bekerja dengan sistematis.
III. PERANCANGAN SISTEM
laser scanner
Gambar 4. Diagram sistem Pergeseran fasa
Pergeseran fasa laser scanner bekerja dengan membandingkan pergeseran fasa pantulan sinar laser ke fasa standar, yang juga ditangkap untuk di bandingkan. Hal ini mirip dengan teknik Time of flight kecuali bahwa fasa sinar laser yang dipantulkan dapat memperhalus jarak deteksi, mirip dengan vernier scale pada sebuah caliper.
Gambar 3. Diagram sistem Time of flight laser
3D Laser Scanning atau Laser Scanner 3D umumnya dapat dikategorikan
pulsa cahaya laser yang terpantul dari objek yang akan dipindai. Refleksi yang dihasilkan dideteksi dengan sensor dan waktu yang berlalu antara pancaran dan deteksi menghasilkan jarak ke objek sejak kecepatan sinar laser terdeteksi.
Time of flight laser scanner memancarkan
Gambar 2. Diagram sistem triangulasi laser Pada gambar 2 dijelaskan bagaimana cara kerja sistem triangulasi laser sebuah laser ditembakan pada permukaan objek yang selanjutnya akan ditangkap oleh sebuah kamera, laser berfungsi untuk menandai permukaan objek dan memanfaatkan kamera untuk mencari lokasi dan kedalaman titik laser sedangkan baseline adalah jarak konstan antara projector dan kamera.
garis laser atau titik ke sebuah objek dan kemudian menangkap refleksinya dengan sensor yang terletak pada jarak yang dikenal dari sumber laser.
Laser dilakukan dengan memproyeksikan
pergeseran fasa. Selain itu ada berbagai teknologi laser scanning lain yang hybrid atau kombinasi dari teknologi pemindaian 3D lainnya seperti accordion fringe interferometry atau conoscopic holography. Triangulasi
laser, Time of flight laser scanner dan
menjadi tiga kategori utama yaitu triangulasi
sistem ini, webcam diletakan berhadapan dengan objek yang akan dipindai.
(platter), modul penggerak terdiri dari motor
stepper unipolar 4 phase, ic driver tipe uln2803.
Gambar 6. Skematik modul penggerak
Modul Laser berfungsi sebagai sumber
cahaya yang berperan untuk menandai objek yang akan dicapture oleh webcam.
Gambar 7. Flowchart pergerakan stepper
Mikrokontroler ATMEGA32u4 berfungsi
sebagai pengolah data serta mengontrol
Diagram alur image capturing ini pada webcam dan stepper.
awalnya akan memberikan input berupa step per revolution yang akan digunakan, nilai step Tabel 1. Penggunaan pin I/O ATMEGA32u4 per revolution ini akan menentukan banyaknya jumlah gambar yang dihasilkan.
No Fungsi Keterangan pin
8 I/O Kendali gerak stepper
9 I/O Kendali gerak stepper
10 I/O Kendali gerak stepper
11 I/O Kendali gerak stepper Perancangan perangkat lunak pada
pembuatan alat ini sistem akan memindai objek menggunakan laser, pemindaian dilakukan dengan memutar objek sebesar 360o. Proses pemindaian setiap derajatnya akan ditangkap dan hasilnya akan disimpan di dalam komputer, proses pemindaian akan menggunakan program bernama processing. Setelah seluruh gambar tersimpan maka akan dilakukan pemrosesan gambar oleh
3Dreshaper, kemudian gambar akan direkonstruksi menjadi bentuk objek tiga dimensi.
Diagram alur pergerakan stepper Algoritma
ini akan melakukan pengecekan pada komunikasi serial di mikrokontroler, apabila ada data di komunikasi serial dan nilai nya 78
ASCII
(‘N’) maka mikrokontroler akan memberikan nilai high untuk menggerakan Gambar 8. Flowchart image capture stepper dan apabila data serial bernilai 70
ASCII Pengolahan gambar ini akan membuat foto
(‘F’) maka mikrokontroler akan terang disetiap baris maka program akan
IV. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
mencari jarak antara tengah gambar dan pixel
4.1 Hasil Kerja Alat
yang terang disetiap baris yang akan Alat 3D scanning ini menggunakan menghasilkan koordinat polar dan selanjutnya stepper unipolar yang menghasilkan sudut o koordinat polar tersebut akan di konversi ke 3,75 per step nya, sehingga untuk memindai o dalam koordinat kartesian XYZ untuk di objek secara keseluruhan (360 ) dibutuhkan simpan sebagai point cloud file ASC.
= 96 step untuk memindai objek.
4.2 Data Hasil Percobaan
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan Proses pemindaian objek dapat terpengaruh oleh sumber cahaya lain selain laser, oleh karena itu, proses pemindaian harus dilakukan di ruangan yang gelap tanpa adanya cahaya yang kasat mata atau dapat juga dilakukan di ruangan yang terang (ada sumber cahaya) tetapi sistem laser scanner harus ditutupi oleh kotak pelindung (chamber) untuk mencegah cahaya ruangan mengganggu proses pemindaian. Cahaya yang mendekati atau melampaui intensitas cahaya laser akan menimbulkan noise yang merusak hasil rekontruksi objek.
4.2.1 Pengujian Hasil Rekontruksi Terhadap Bentuk Dan Bahan Objek
Pengujian berikut membandingkan kualitas hasil rekontruksi terhadap bentuk objek yang akan dipindai. Gambar 9. Flowchart pengolahan gambar
Objek 1 (Tabung) Proses mesh adalah proses membuat point cloud (titik koordinat) menjadi terlihat solid
dengan membuat point cloud mempunyai kulit, proses mesh di mulai dengan mengurangi noise yang terjadi pada saat proses scanning dan selanjutnya tinggal melakukan proses point cloud to mesh, bila sudah objek akan terlihat telah memiliki kulit tapi masih terlihat kasar maka dilakukanlah proses smoothing.
Dari hasil pengamatan tabung di atas terlihat bahwa Objek yang dipindai ini berbahan aluminium, objek ini dapat dipindai dengan cukup baik karena permukaan objek dapat memantulkan sinar laser dengan baik (a), proses saat scanning dan foto sesudah menjadi siluet (b-c).
Pengaruh bentuk dan bahan objek tidak terlalu menghasilkan perbedaan yang signifikan terhadap hasil rekontruksi. Hal ini dapat dilihat dari hasil rekontruksi yang cukup baik karena point cloud dapat membentuk objek tabung (d).
Permukaan objek yang berada di atas sedikit mengalami perubahan karena posisi sinar laser terlihat tidak datar pada saat proses scanning (e).
Objek 4 (Bebek plastik)
Gambar 12. Objek bebek Dari hasil pengamatan bebek plastik di atas terlihat bahwa
Objek yang dipindai ini berbahan plastic solid, objek ini dapat dipindai dengan cukup baik karena permukaan objek dapat memantulkan sinar laser dengan baik (a), Pengaruh bentuk objek cukup mempengaruhi hasil rekontruksi. Hal ini dapat dilihat dari hasil rekontruksi yang kurang baik (d).
Permukaan objek yang berada di atas tidak terkena sinar laser karena sudut penempatan laser yang tidak dapat menjangkau bagian atas objek bebek sehingga pada saat rekontruksi permukaan bagian atas tidak terrekontruksi dengan baik (e).
Objek 7 (Prisma segienam)
Gambar 13. Objek prisma segienam Dari hasil pengamatan prisma segienam di atas terlihat bahwa
Objek yang dipindai ini berbahan plastik yang tembus pandang, objek ini tidak dapat dipindai dengan cukup baik karena bahan objek tidak dapat memantulkan sinar laser dengan baik (a), proses saat scanning dan foto sesudah menjadi siluet (b-c).
Pengaruh bahan objek sangat mempengaruhi hasil rekontruksi. Hal ini dapat dilihat dari hasil rekontruksi yang buruk (d).
webcam dan laser yang berputar mengelilingi
VI. DAFTAR PUSTAKA
Objek 8 (Prisma segitiga)
Gambar 14. Objek prisma segitiga Dari hasil pengamatan prisma segitiga di atas terlihat bahwa
[2]. Low cost 3D Laser Scanning Unit with application to Face Recognition
[1]. GSVideo library , diakses 19 oktober 2013
Dari percobaan yang dilakukan terhadap 11 objek dipindai dipilih 4 objek yang mewakili bahan dan bentuk dari 7 objek yang lain. Alat 3D scanning ini mampu merekontruksi objek yang dipindai. Bentuk dan bahan sangat mempengaruhi detail dari permukaan objek yang direkontruksi, bila bahan objek terbuat dari sesuatu yang menyerap cahaya laser maka objek tidak akan terrekontruksi. Sudut penempatan antara webcam dan laser mempengaruhi hasil dari scanning karena pada objek tertentu ada bagian objek yang tidak tertangkap.
5.2 Saran
Untuk pengembangan alat ini disarankan untuk menggunakan webcam dua sisi untuk mencegah kehilangan informasi pantulan sinar laser, penempatan webcam dan
laser sebaiknya flexible, menggunakan metode
3D scanning yang lebih baik dan disarankan
Permukaan objek tidak memantulkan cahaya laser sebaliknya permukaan objek menyerap cahaya laser (e).
objek untuk menghasilkan point cloud yang lebih sempurna.
- , diakses pada 19 oktober 2014 [3]. Syahrul, 2012, Mikrokontroler AVR ATMEGA8535. Bandung: Informatika.
Pengaruh bentuk dan bahan objek tidak terlalu menghasilkan perbedaan yang signifikan terhadap hasil rekontruksi. Hal ini dapat dilihat dari hasil rekontruksi yang cukup baik (e-g), karena point cloud dapat membentuk objek prisma segitiga (d).
Objek yang dipindai ini berbahan plastic solid, objek ini dapat dipindai dengan cukup baik karena permukaan objek dapat memantulkan sinar laser dengan baik (a), proses saat scanning dan foto sesudah menjadi siluet (b-c).
[4]. Margolis,M,(2012).Arduino cookbook, second edition.
O’Reilly Media Inc, USA.
[5] iakses 19 0ktober 2014
[6]. diakses 19 oktober 2014
[7].
V. KESIMPULAN DAN SARAN
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT, Pencipta dan Pemelihara alam semesta,
shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, beserta keluarga
dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.Atas rahmat Allah SWT, ahirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas
akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana
tanpa batuan banyak pihak yang tak mungkin Penulis sebutkan satu persatu,
namun dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih kepada
1.Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan motivasi dan doa untuk kelancaran pembuatan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Dr.Wendi Zarman,M.Si selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer dan selaku wali kelas 09 TK 03 jurusan teknik komputer yang banyak memberikan masukan saat berkuliah di Universitas ini..
3. Bapak John Adler,M.Si selaku pembimbing yang selalu memberikan masukan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
4. Bapak dan ibu staff dosen jurusan teknik kompoter yang telah mengajarkan penulis ilmu yang bermanfaat.
5. Teman - teman 09 Tekom 03 yang selalu memberikan semangat dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih
yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin
keilmuan yang Penulis dalami.Bandung,5 maret 2015 Penulis