UJICOBA PENENTUAN
UNSUR-UNSUR ORIENTASI DALAM
KAMERA DIGITAL NON-METRIK DENGAN
METODE PENDEKATAN SEDERHANA
STUDI KASUS :
Kamera Nikon Coolpix 7900
TUGAS AKHIR
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Oleh :
Miim Wijayanti
NIM 15102052
Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
Lembar Pengesahan
Tugas Akhir Sarjana
UJICOBA PENENTUAN UNSUR-UNSUR ORIENTASI DALAM KAMERA DIGITAL NON-METRIK DENGAN METODE
PENDEKATAN SEDERHANA STUDI KASUS :
Kamera Nikon Coolpix 7900
Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya
maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya.
Bandung, Penulis Miim Wijayanti NIM 15102052 Bandung, Pembimbing
Dr. Ir. Bobby Santoso Dipokusumo, M.Sc NIP. 131521844
Mengetahui :
Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Ketua,
Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc NIP. 131690328
ABSTRAK
Kamera non-metrik memiliki desain kamera yang tidak sempurna, sehingga foto yang diperoleh dari proses perekaman mengalami penyimpangan. Penyimpangan ini menyebabkan penentuan posisi pada foto udara menjadi tidak teliti. Namun karakteristik penyimpangan pada lensa kamera dapat diketahui melalui proses kalibrasi kamera. Kalibrasi kamera dilakukan untuk menentukan parameter internal kamera, parameter internal diperlukan untuk menentukan data foto yang akurat, sehingga penentuan posisi pada foto udara teliti. Dewasa ini banyak dikembangkan teknik-teknik kalibrasi kamera baik yang manual maupun digital, namun ada beberapa metode yang memerlukan peralatan kalibrasi khusus yang tepat dan mahal. Pada tugas akhir ini dilakukan serangkaian ujicoba penentuan parameter kalibrasi kamera (panjang fokus dan parameter distorsi radial lensa) dengan metode yang sederhana sebagai alternatif tambahan dari teknik kalibrasi yang sudah ada.
ii ABSTRACT
The non-metric camera has imperfect lens design, so the photo from the recording process deviates. This deviation causes the position determination become not thorough. But the deviation characteristic at the camera lens can be discovered through the process of camera calibration. The camera calibration is used to determine the internal camera parameter. The internal camera parameter is needed to determine the accurate photo data, so the position determination of the aerial photography can be precise. Lately, a lot of camera calibration technique has been developed both manually and digitally, but there are several methods that need an exact and expensive specific calibration tools. On this final assignment, a series of the determination of the camera calibration parameter test has been executed (focal length and the parameter of the radial lens distortion) with the simple method as an alternative addition from the exixting calibration technique.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Alloh SWT, berkat rahmat, hidayah dan karunianya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tugas akhir ini. Penelitian ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan tingkat sarjana di Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian. Pada kesempatan ini penulis megucapkan rasa terimakasih dan penghargaan yang sedalam-dalamnya kepada semua pihak yang telah mendukung dan membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini :
- Dr. Ir. Bobby Santoso Dipokusumo, M.Sc. sebagai Pembimbing, atas segala saran dan bimbingan selama penelitian berlangsung dan selama penulisan tesis ini, serta atas pinjaman kamera Nikon Coolpix 7900. - Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc sebagai ketua program studi Teknik
Geodesi dan Geomatika.
- Prof. Dr. Ir. Ishak Ismulloh, DEA, Dr. Ir. Saptomo H Mertotaroeno, M.Sc, Dr. Ir. Agung Budiharto, M.Eng, Dr. Ir. Deni Suwardhi, MT sebagai penguji dalam ujian sarjana, atas segala masukan yang telah diberikan. - Dr. Agustinus Bambang Setyadji selaku dosen wali, atas bimbingannya
selama kuliah.
- Para Dosen Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika yang telah memberikan pengetahuan selama penulis kuliah di Program Studi Teknik Geodesi ITB.
- Seluruh staf dan karyawan program studi Teknik Geodesi dan Geomatika yang telah banyak membantu penulis dalam kegiatan administrasi.
- Wahyu Dian Prasongko,ST atas dukungan semangatnya yang ga pernah putus..makasih banyak…
iii - Kawan-kawan IMG 2002 atas solidaritasnya.
- Rekan-rekan mahasiswa Geodesi ITB yang tidak bisa disebut satu persatu yang telah membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan memberikan manfaat bagi kita semua. Saran dan kritik membangun sangat penulis harapkan untuk perbaikan dan penyempurnaan Laporan Tugas Akhir ini.
Bandung, 25 Juni 2008 Penulis
DAFTAR ISI
Abstrak ………..i
Abstract……….ii
Kata Pengantar ………iii
Daftar Isi ………..v
Daftar Gambar ………..………….vii
Daftar Tabel ………ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………...1
1.2 Ruang Lingkup Masalah ………..2
1.3 Tujuan Penelitian ……….3
1.4 Manfaat Penelitian ………...3
1.5 Batasan Masalah ………..3
1.6 Metodologi Penelitian ………..4
1.7 Sistematika Penulisan ………..7
BAB II DASAR TEORI 2.1 Kamera………..8
2.2 Lensa Kamera ………10
2.2.1 Karakteristik Lensa ………10
2.2.2 Bidang Fokus Lensa ………..……….12
2.2.3 Penyimpangan bayangan ………...13
2.2.3.1 Aberasi Lensa ……….13
2.2.3.2 Distorsi Lensa ………14
2.3 Kalibrasi Kamera ………...17
vi BAB III UJI KALIBRASI KAMERA
3.1 Spesifikasi Kamera ………21
3.2 Ujicoba Penentuan Koreksi Panjang Fokus …... ………...21
3.3 Percobaan Penentuan Parameter Distorsi Radial ………...24
3.4 Ujicoba Kalibrasi Menggunakan Software Australis ……….31
BAB IV ANALISIS 4.1 Analisis Pengadaan Data ………34
4.2 Analisis Pengolahan Data ………..35
4.3 Analisis Ketelitian Hasil ………38
4.4 Analisis Perbandingan ………...39
BAB V Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan ………41
5.2 Saran ………..41
DAFTAR PUSTAKA……….42
DAFTAR REFERENSI………...………...43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1-1 Diagram alir pelaksanaan penelitian…..………..6
Gambar 2-1 Sifat lensa sesuai prinsip hukum Snellius….………...………….11
Gambar 2-2 Sumbu optik, Jarak fokus, titik pusat dan jari-jari sebuah lensa tipis……….11
Gambar 2-3 (a) Pembentukan bayangan dari objek tak terhingga, (b) Pembentukan bayangan dari objek yang jaraknya relatif dekat dengan lensa ……….….12
Gambar 2-4 Aberasi sferis…………..………13
Gambar 2-5 Astigmatisme ………...14
Gambar 2-6 Aberasi Kromatik………....14
Gambar 2-7 Foto terdistorsi………16
Gambar 2-8 (a) Gabungan lensa dengan sentering sempurna, (b) gabungan lensa dengan sentering yang tidak sempurna…...………...17
Gambar 2-9 Ukuran-ukuran sensor...………..19
Gambar 2-10 Color filter array(CFA)……….20
Gambar 3-1 Pengukuran jarak pada uji panjang fokus………...……22
Gambar 3-2 Perbandingan antara jarak pada CCD dengan jarak pada bidang datar………23
Gambar 3-3 Tahapan ujicoba penentuan parameter distorsi radial lensa……...24
Gambar 3-4 Ukuran titik target ………..24
Gambar 3-5 Penggunaan teodolit untuk penempatan titik target ………...25
Gambar 3-6 Urutan penomoran titik-titik target pada bidang datar …………..26
Gambar 3-7 Posisi kamera pada saat pemotretan titik target ……….26
Gambar 3-8 Titik target hasil digitasi ………27
Gambar 3-9 Transformasi koordinat ………..28
viii Gambar 3-11 Ilustrasi parameter-parameter untuk menentukan nilai koreksi
distorsi radial………..30 Gambar 3-12 Deskripsi titik target pada uji kalibrasi kamera menggunakan
Software Australis ……….32 Gambar 3-13 Posisi pemotretan titik target………32 Gambar 3-14 Proses kalibrasi kamera dengan Software Australis ………33 Gambar 4-1 Variasi distorsi radial lensa terhadap perbedaan panjang fokus …37 Gambar 4-2 Kurva distorsi radial dan koreksi panjang fokus ………...37 Gambar 4-3 Perbedaan koreksi distorsi radial akibat perbedaan panjang fokus
DAFTAR TABEL
Tabel 4-1 Panjang fokus dari 2 kali pengamatan...……….35
Tabel 4-2 Hasil uji statistic………....……….36
Tabel 4-3 Simpangan baku pengamatan panjang fokus……….38
Tabel 4-4 Simpangan baku pengamatan koreksi distorsi radial……….39
Tabel 4-5 Perbedaan panjang fokus hasil ujicoba dan software Australis …….39
Tabel 4-6 Perbedaan parameter distorsi radial hasil ujicoba dan hasil perhitungan dengan software Australis ………..40
