Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Brawijaya
1954
Implementasi Sistem Deteksi Slot Parkir Mobil Menggunakan Metode
Morfologi dan Background Subtraction
Rizqy Maulana1, Hurriyatul Fitriyah2, Esa Prakasa3
1,2Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya 3Pusat Penelitian Informatika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Email: 1[email protected], 2[email protected], 3[email protected]
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 tempat-tempat 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
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
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:
Gambar 3 Diagram alir sistem
Berikut ini merupakan skema penjelasan terkait koordinat baris, koordinat kolom, gariskiri dan gariskanan
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
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
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.
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.
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
