PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PEMINDAI BIOMETRIK DENGAN SENSOR KINECT BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO.
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PEMINDAI BIOMETRIK
DENGAN SENSOR KINECT BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
LAPORAN TUGAS AKHIR
MEILISA PRILISIA
0910453064
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PEMINDAI BIOMETRIK
MENGGUNAKAN SENSOR KINECT BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO
Oleh
Meilisa Prilisia
0910453064
Biometrik merupakan salah satu identifikasi karakteristik fisiologis seseorang. Tinggi
dan berat badan dapat digunakan untuk pengukuran biometrik. Kedua variabel
tersebut dapat diakumulasikan untuk mengidentifikasi BMI (Body Mass Index)
seseorang.
Citra objek yang telah berhasil dicapture oleh Kinect terdiri dari depth image serta
titik-titik joint. Depth image dari sebuah citra akan diekstraksi sehingga dihasilkan
citra berupa gambar latar belakang (background) dengan warna hitam putih dan titiktitik joint objek akan terlihat dan bisa diproses untuk perhitungan tinggi. Depth sensor
akan memetakan objek yang ditangkapnya berdasarkan jarak yang telah ditentukan.
Gambar tersebut akan dibandingkan dengan data hasil training sebelumnya. Data
training tersebut dibuat oleh para peneliti dengan menggunakan 100.000 frame
gambar objek manusia yang diambil dengan posisi yang berbeda–beda.
Sensor Kinect diposisikan di depan objek yang diatur dengan jarak 180 cm. Untuk
memastikan jarak sensor Kinect tidak berubah, maka sensor ultrasonik diletakkan di
depan sensor Kinect agar sistem dapat menyesuaikan posisinya tidak kurang atau
lebih dari jarak yang telah ditentukan.
Pada pengukuran tersebut diperoleh data tinggi yang dapat diinputkan bersamaan
dengan berat badan objek sehingga dapat dihitung BMI seseorang. Setelah dilakukan
8 kali pengujian pada objek dengan tinggi antara 154 – 180 cm diperoleh rata-rata
error sebesar 1,35% dari tinggi yang sebenarnya.
Kata kunci: Biometrik, Kinect, BMI, depth image, sensor ultrasonik.
ABSTRACT
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF BIOMETRIC SCANNER SYSTEM
USING KINECT BASED ON MICROCONTROLLER ARDUINO
By :
Meilisa Prilisia
0910453064
Biometrics is one of identification a person's physiological characteristics. Height and
weight can be used for biometric measurements. Both of these variables can be
accumulated to identify the BMI (Body Mass Index) of a person.
Image of an object that has been successfully captured by the Kinect consists of depth
image and joint points. Depth image then extracted to form black and white
background image with point joints. Depth sensors will map the object captured by a
predetermined distance. The image will be compared with data from previous
training. The training data were made by researchers using human object 100,000
image frames taken with different positions.
Kinect sensor is positioned in front of the object which is set at a distance of 180 cm.
To ensure the Kinect sensor distance fix with object. The ultrasonic sensor is placed
in front of the Kinect sensor to adjust its position not less or more than a
predetermined distance.
The obtained height data along with manual measurement weight are used to
calculated a person’s BMI. The results show from 8 differents objects vary with
1,35% average error from actual object height.
Keywords: Biometrics, Kinect, BMI, depth image, the ultrasonic sensors.
KATA PENGANTAR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada orang dewasa tinggi dan berat badan merupakan suatu hal yang sangat
penting untuk menunjang penampilan dan menggambarkan bagaimana kesehatan
mereka. Dengan tinggi dan berat badan, bisa diketahui BMI (Body Mass Index)
seseorang. BMI merupakan salah satu cara untuk menganalisa bagaimana kondisi
berat badan serta apakah memiliki risiko terhadap penyakit. Dengan BMI, diperoleh
informasi apakah seseorang berada pada kondisi kurus, normal, gemuk maupun
obesitas. Jika seseorang tersebut berada pada keadaan yang tidak baik, maka tindakan
preventif dapat dengan cepat dilakukan[1].
Untuk pengukuran berat badan biasanya dapat digunakan timbangan berat
badan digital maupun analog. Alat ini tergolong sederhana dalam penggunaannya,
yakni dengan langsung menginjak timbangan dan berdiri tegap agar dapat dilakukan
pengukuran. Sedangkan untuk pengukuran tinggi (dilakukan pada dewasa dan anakanak yang sudah bisa berdiri) dapat diukur dengan menggunakan mikrotoise
staturmeter. Alat ini memiliki kapasitas ukur 2 m dan ketelitian 0,1 cm. Pemasangan
alat ini cukup sederhana, yaitu dengan menggunakan bandul benang untuk membantu
memasang mikrotoise staturmeter di dinding agar tegak lurus [1].
Walaupun dirasa mudah, kedua alat ini memiliki kekurangan sehingga tidak
efisien dalam melakukan pengukuran. Kekurangan tersebut antara lain, memerlukan
permukaan yang rata dan datar serta seringnya dilakukan pengukuran yang berulang.
Namun saat ini terdapat teknologi yang memungkinkan dilakukannya pengukuran
tinggi secara efisien sehingga bisa diakumulasikan dengan pengukuran berat yang
akan menghasilkan BMI. Teknologi tersebut berupa penggunaan mikrokontroler
Arduino dan sensor Kinect serta sensor ultrasonik secara bersamaan untuk
menghasilkan output berupa tinggi dan berat badan.
Berdasarkan hal yang telah diuraikan di atas, maka dengan demikian penulis
merancang Tugas Akhir yang berjudul ”Perancangan Dan Pembuatan Sistem
Pemindai Biometrik Dengan Sensor Kinect Berbasis Mikrokontroler Arduino”.
1.2 Perumusan Masalah
Berikut adalah rumusan masalah pada penyusunan tugas akhir ini :
1. Bagaimana perancangan alat pendeteksi jarak dengan mengimplementasikan
mikrokontroler Arduino.
2. Bagaimana pengolahan citra dapat dijadikan sebagai instrumen dalam
pengukuran tinggi badan.
3. Bagaimana data berat badan dan tinggi dapat diolah menjadi data biometrik.
1.3 Batasan Masalah
Adapun pembatasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :
1. Penggunaan sensor Kinect yang dihubungkan dengan mikrokontroler Arduino
dan sensor ultrasonik untuk memperoleh informasi tinggi badan.
2. Metode Kinect Body Tracking yang digunakan untuk pengukuran tinggi
badan.
3. Berat badan diukur dengan menggunakan timbangan berat badan.
4. Perolehan tinggi dan berat badan yang akan menjadi data biometrik untuk
dianalisa hasilnya dan digambarkan sebagai data BMI (Body Mass Index).
1.4 Tujuan Penelitian
1. Perancangan dan pengimplementasian mikrokontroler Arduino dan sensor
Kinect menjadi pemindai biometrik.
2. Memperoleh data objek mengenai tinggi dan berat badan secara akurat dan
terperinci yang dapat dianalisa hasil BMI seseorang sehingga menjadi sebuah
data biometrik.
1.5 Sistematika Penulisan
Secara garis besar, tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab. Adapun bab
tersebut:
BAB I PENDAHULUAN
: Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan
masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI : Bab ini menguraikan teori dasar yang mendukung
pembuatan tugas akhir ini.
BAB III METODE PENELITIAN : Bab ini berisi tentang metode penelitian yang
digunakan dalam proses perancangan pemindai biometrik berbasis mikrokontoler
Arduino dan sensor Kinect.
BAB IV HASIL DAN ANALISA : Bab ini berisi analisis terhadap hasil kerja dari
perancangan dan keluaran dari pengujian alat.
BAB V PENUTUP
: Bab ini berisi simpulan dari hasil penelitian dan saran yang
disampaikan penulis berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dari penelitian.
DENGAN SENSOR KINECT BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
LAPORAN TUGAS AKHIR
MEILISA PRILISIA
0910453064
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PEMINDAI BIOMETRIK
MENGGUNAKAN SENSOR KINECT BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO
Oleh
Meilisa Prilisia
0910453064
Biometrik merupakan salah satu identifikasi karakteristik fisiologis seseorang. Tinggi
dan berat badan dapat digunakan untuk pengukuran biometrik. Kedua variabel
tersebut dapat diakumulasikan untuk mengidentifikasi BMI (Body Mass Index)
seseorang.
Citra objek yang telah berhasil dicapture oleh Kinect terdiri dari depth image serta
titik-titik joint. Depth image dari sebuah citra akan diekstraksi sehingga dihasilkan
citra berupa gambar latar belakang (background) dengan warna hitam putih dan titiktitik joint objek akan terlihat dan bisa diproses untuk perhitungan tinggi. Depth sensor
akan memetakan objek yang ditangkapnya berdasarkan jarak yang telah ditentukan.
Gambar tersebut akan dibandingkan dengan data hasil training sebelumnya. Data
training tersebut dibuat oleh para peneliti dengan menggunakan 100.000 frame
gambar objek manusia yang diambil dengan posisi yang berbeda–beda.
Sensor Kinect diposisikan di depan objek yang diatur dengan jarak 180 cm. Untuk
memastikan jarak sensor Kinect tidak berubah, maka sensor ultrasonik diletakkan di
depan sensor Kinect agar sistem dapat menyesuaikan posisinya tidak kurang atau
lebih dari jarak yang telah ditentukan.
Pada pengukuran tersebut diperoleh data tinggi yang dapat diinputkan bersamaan
dengan berat badan objek sehingga dapat dihitung BMI seseorang. Setelah dilakukan
8 kali pengujian pada objek dengan tinggi antara 154 – 180 cm diperoleh rata-rata
error sebesar 1,35% dari tinggi yang sebenarnya.
Kata kunci: Biometrik, Kinect, BMI, depth image, sensor ultrasonik.
ABSTRACT
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF BIOMETRIC SCANNER SYSTEM
USING KINECT BASED ON MICROCONTROLLER ARDUINO
By :
Meilisa Prilisia
0910453064
Biometrics is one of identification a person's physiological characteristics. Height and
weight can be used for biometric measurements. Both of these variables can be
accumulated to identify the BMI (Body Mass Index) of a person.
Image of an object that has been successfully captured by the Kinect consists of depth
image and joint points. Depth image then extracted to form black and white
background image with point joints. Depth sensors will map the object captured by a
predetermined distance. The image will be compared with data from previous
training. The training data were made by researchers using human object 100,000
image frames taken with different positions.
Kinect sensor is positioned in front of the object which is set at a distance of 180 cm.
To ensure the Kinect sensor distance fix with object. The ultrasonic sensor is placed
in front of the Kinect sensor to adjust its position not less or more than a
predetermined distance.
The obtained height data along with manual measurement weight are used to
calculated a person’s BMI. The results show from 8 differents objects vary with
1,35% average error from actual object height.
Keywords: Biometrics, Kinect, BMI, depth image, the ultrasonic sensors.
KATA PENGANTAR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada orang dewasa tinggi dan berat badan merupakan suatu hal yang sangat
penting untuk menunjang penampilan dan menggambarkan bagaimana kesehatan
mereka. Dengan tinggi dan berat badan, bisa diketahui BMI (Body Mass Index)
seseorang. BMI merupakan salah satu cara untuk menganalisa bagaimana kondisi
berat badan serta apakah memiliki risiko terhadap penyakit. Dengan BMI, diperoleh
informasi apakah seseorang berada pada kondisi kurus, normal, gemuk maupun
obesitas. Jika seseorang tersebut berada pada keadaan yang tidak baik, maka tindakan
preventif dapat dengan cepat dilakukan[1].
Untuk pengukuran berat badan biasanya dapat digunakan timbangan berat
badan digital maupun analog. Alat ini tergolong sederhana dalam penggunaannya,
yakni dengan langsung menginjak timbangan dan berdiri tegap agar dapat dilakukan
pengukuran. Sedangkan untuk pengukuran tinggi (dilakukan pada dewasa dan anakanak yang sudah bisa berdiri) dapat diukur dengan menggunakan mikrotoise
staturmeter. Alat ini memiliki kapasitas ukur 2 m dan ketelitian 0,1 cm. Pemasangan
alat ini cukup sederhana, yaitu dengan menggunakan bandul benang untuk membantu
memasang mikrotoise staturmeter di dinding agar tegak lurus [1].
Walaupun dirasa mudah, kedua alat ini memiliki kekurangan sehingga tidak
efisien dalam melakukan pengukuran. Kekurangan tersebut antara lain, memerlukan
permukaan yang rata dan datar serta seringnya dilakukan pengukuran yang berulang.
Namun saat ini terdapat teknologi yang memungkinkan dilakukannya pengukuran
tinggi secara efisien sehingga bisa diakumulasikan dengan pengukuran berat yang
akan menghasilkan BMI. Teknologi tersebut berupa penggunaan mikrokontroler
Arduino dan sensor Kinect serta sensor ultrasonik secara bersamaan untuk
menghasilkan output berupa tinggi dan berat badan.
Berdasarkan hal yang telah diuraikan di atas, maka dengan demikian penulis
merancang Tugas Akhir yang berjudul ”Perancangan Dan Pembuatan Sistem
Pemindai Biometrik Dengan Sensor Kinect Berbasis Mikrokontroler Arduino”.
1.2 Perumusan Masalah
Berikut adalah rumusan masalah pada penyusunan tugas akhir ini :
1. Bagaimana perancangan alat pendeteksi jarak dengan mengimplementasikan
mikrokontroler Arduino.
2. Bagaimana pengolahan citra dapat dijadikan sebagai instrumen dalam
pengukuran tinggi badan.
3. Bagaimana data berat badan dan tinggi dapat diolah menjadi data biometrik.
1.3 Batasan Masalah
Adapun pembatasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :
1. Penggunaan sensor Kinect yang dihubungkan dengan mikrokontroler Arduino
dan sensor ultrasonik untuk memperoleh informasi tinggi badan.
2. Metode Kinect Body Tracking yang digunakan untuk pengukuran tinggi
badan.
3. Berat badan diukur dengan menggunakan timbangan berat badan.
4. Perolehan tinggi dan berat badan yang akan menjadi data biometrik untuk
dianalisa hasilnya dan digambarkan sebagai data BMI (Body Mass Index).
1.4 Tujuan Penelitian
1. Perancangan dan pengimplementasian mikrokontroler Arduino dan sensor
Kinect menjadi pemindai biometrik.
2. Memperoleh data objek mengenai tinggi dan berat badan secara akurat dan
terperinci yang dapat dianalisa hasil BMI seseorang sehingga menjadi sebuah
data biometrik.
1.5 Sistematika Penulisan
Secara garis besar, tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab. Adapun bab
tersebut:
BAB I PENDAHULUAN
: Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan
masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI : Bab ini menguraikan teori dasar yang mendukung
pembuatan tugas akhir ini.
BAB III METODE PENELITIAN : Bab ini berisi tentang metode penelitian yang
digunakan dalam proses perancangan pemindai biometrik berbasis mikrokontoler
Arduino dan sensor Kinect.
BAB IV HASIL DAN ANALISA : Bab ini berisi analisis terhadap hasil kerja dari
perancangan dan keluaran dari pengujian alat.
BAB V PENUTUP
: Bab ini berisi simpulan dari hasil penelitian dan saran yang
disampaikan penulis berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dari penelitian.