Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Optimalisasi Pergerakan dan Algoritma Robot Humanoid sebagai Kiper T1 612010022 BAB II

5 BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini akan dibahas beberapa teori pendukung yang digunakan sebagai acuan

dalam merealisasikan sistem. Teori-teori yang digunakan dalam pembuatan skripsi ini

terdiri dari

2.1. Kajian Pustaka

a. Algoritma Pengambilan Keputusan Pada Kiper Robot Sepak Bola [1]

Pada jurnal ini penulis merancang dan membuat sebuah robot humanoid

yang berfungsi sebagai kiper dengan menggunakan platform Bioloid. Robot ini

menggunakan CM-510 sebagai kontroler dan HaViMo2 sebagai input warna. Robot

kiper ini terdiri dari 16 servo sebagai pengeksekusi program. Algoritma

pengambilan keputusan pada robot ini adalah menggunakan kombinasi dari kedua

sudut pada servo kepala.

Pengujian dilakukan dengan memberikan variasi letak bola sehingga

menghasilkan variasi sudut kepala. Berdasarkan hasil pengujian. Ada 4 kondisi

yang dapat dilakukan robot kiper ini, yaitu robot mengidentifikasi bola, robot jatuh

ke tengah, robot jatuh ke kiri atau jumping kiri dan robot jatuh ke kanan atau

jumping kanan. Hasil pengujian ini juga tergantung pada keadaan cahaya dan

kondisi warna karena kamera HaViMo2 mempunyai kelemahan dalam

mengidentifikasi pola maka faktor cahaya akan sangat menentukan baik tidaknya

kamera ini mengidentifikasi warna.

b. Tim Ichiro Dalam Kontes Robot Sepak Bola Indonesia 2014 [2]

Pada Jurnal ini penulis merancang robot humanoid menggunakan

6

ini adalah deteksi bola menggunakan filter jingga-hijau, deteksi gawang dan

deteksi kawan. Deteksi bola menggunakan filter jingga-hijau ini dimaksudkan

warna jingga bola yang berada di lapangan merupakan warna jingga yang valid,

jadi warna jingga di luar lapangan tidak akan mengganggu dalam pedeteksian

bola pada robot. Deteksi Gawang ini digunakan untuk mengenali gawang yang

berwarna kuning. Dengan metode perpotongan garis vertical dan horizontal

akan menghasilkan titik sudut kanan dan kiri. Semua benda kuning yang

tertangkap kamera yang tidak memiliki perpotongan garis tersebut maka

dianggap bukan gawang. Deteksi kawan ini menggunakan pedeteksian warna

seragam yang digunakan sehingga lebih mudah untuk menjalankan koordinasi.

Riset yang dilakukan oleh penulis telah diaplikasikan ke robot.

Penggunaan riset tersebut sangat berpengaruh terhadap performa permainan.

2.2. Deteksi Bola 2.2.1 Colorspace

Colorspace adalah model abstraksi matematis [3, 4] untuk menggambarkan

representasi warna dalam angka-angka, dan biasanya terdiri dari tiga atau empat unsur

warna, seperti RGB, CMYK, HSV, HSL [5], atau YUV. Masing-masing komponen

dasar dalam colorspace adalah penyusun warna.

1. RGBA colorspace

Media transmisi warna seperti yang digunakan pada televisi dan layar

LCD, membuat gambar menggunakan campuran aditif warna dari warna

utama merah, hijau, dan biru. Selain RGB, RGBAcolorspace menambahkan

elemen lain alpha, yang berisi informasi yang transparan dari pencampuran

7 2. YUV colorspace

YUV colorspace mendefinisikan warna dengan menggunakan elemen

luminance (Y) dan dua elemen atau warna komponen chrominance (UV).

Ini merupakan perbaikan dari informasi warna yang digunakan dalam

televisi hitam putih tua yang hanya menggunakan elemen Y. Y elemen

adalah tingkat kecerahan, dan U dan V komponen informasi warna.

Smartphone Android membuat gambar yang diambil oleh kamera

dalam YUV420 colorspace. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.1 bahwa

YUV420sp colorspace yang berperforma lebih baik dibandingkan RGBA

colorspace. Ketika lampu intensitas berkurang, kinerja deteksi bola dari

kedua colorspace akan terdegradasi, tetapi pada RGBA colorspace ini

mengurangi tingkat akurasi warna[6].

Gambar 2.1 Menggunakan YUV420sp colorspace(kiri) & Menggunakan

RGBA colorspace(kanan)[6]

2.2.2 Segmentasi Warna

Segmentasi warna digunakan untuk memisahkan warna bola oranye dengan

warna lingkungan lainnya. Segmentasi yang dilakukan oleh mengatur batas atas

dan bawah untuk nilai-nilai elemen dalam gambar. Sebagai hasil, citra biner yang

8 2.2.3 Metode Pusat Massa

Pusat massa atau pusat gravitasi pada gambar adalah titik di mana objek

gambar tersebar merata. Setelah segmentasi warna telah dilakukan, pusat gravitasi

pada gambar biner atau grayscale dihitung [7].

2.3. Menghitung Jarak Bola secaraVisual

Mengacu pada segmentasi warna pada deteksi bola, dimana warna bola

oranye akan berubah menjadi citra biner 1 setelah mengatur batas atas dan batas

bawah untuk setiap nilai elemennya. Untuk menghitung jarak bola, maka digunakan

jumlah pixel yang berwarna putih atau citra biner 1. Semakin dekat bola dengan

kamera semakin besar jumlah pixel yang dihasilkan, begitu pula sebaliknya semakin

jauh bola dengan kamera semakin kecil jumlah pixel yang dihasilkan. Dengan ini

kita bisa mengetahui jarak bola dengan kamera dan nantinya akan dipisah-pisahkan

secara diskrit mana bola yang jaraknya jauh, mana bola yang jaraknya dekat dan

mana bola yang jaraknya sedang.

2.4. Menghitung Kecepatan Bola secara Visual

Menghitung kecepatan membutuhkan dua variabel yaitu variabel waktu dan

jarak.Untuk mendapatkan variabel waktu maka penulis mencari waktu yang telah

dibutuhkan obyek dari mulai start (bola bergerak) hingga finish(jarak yang

ditentukan) dengan menghitung banyaknya counter yang berjalan selama bola

bergerak hingga finish. Hal ini dilakukan dengan berbagai batas counter dan batas

jarak yang berbeda beda sesuai dengan jarak bola dengan kamera.

2.5. Penjaga Gawang (Kiper)

Seorang penjaga gawang merupakan suatu hal yang utama dalam permainan

sepakbola. Untuk menjadi seorang penjaga gawang (kiper), ada beberapa hal yang

harus diperhatikan. Pada dasarnya seorang kiper diharuskan memiliki kemampuan

dasar handling, serta refleks yang cukup baik, selain itu ada kemampuan individual

9 1) Daya Jangkau

Kemampuan kiper dalam menjangkau bola sangatlah penting untuk

dikuasai. Kiper harus tahu dimana kemampuan menjangkau bola,

sehingga dapat menentukan kapan bola akan ditangkap, ditinju,

ditangkis, ataupun terbang menyelamatkan gawang.

2) Penempatan Posisi

Semakin baik posisi kiper berada, semakin mudah pula kiper

menghalau serangan lawan. Kiper haruslah paham di mana kedua

kaki harus berpijak. Sejauh apa dari gawang, berada pada sudut

berapa dan di mana kira-kira lawan membidik tendangannya. Titik

ini menjadi awal pengambilan keputusan ketika kiper memutuskan

untuk tetap di tempat atau maju keluar sarang untuk menggagalkan

usaha penyerang lawan. Di sini pula berawal pikiran untuk

memutuskan untuk lompat, terbang, menangkis, menyergap.

3) Refleks

Poin penting untuk seorang kiper. Kecepatan bereaksi terhadap bola

yang sering berubah arah. Karena apabila seorang kiper tidak

memiliki refleks yang bagus, ia akan selalu terlambat dalam

menangkis ataupun menghalau bola yang datang.

4) Konsentrasi

Seorang kiper, secara kasat mata seolah tidak selalu bekerja setiap

menitnya. Ketika bola berada di area pertahanan lawan, kiper akan

cenderung diam. Namun sebenarnya, ketika dalam situasi seperti ini,

seorang kiper akan lebih baik jika berkonsentrasi penuh dalam

permainan. Konsentrasi sejak serangan lawan belum dibangun akan

10 2.6 Aturan Pertandingan

Aturan main dalam KRSBI divisi KidSize Humanoid League ini diadopsi

sepenuhnya dari RoboCup Soccer Humanoid League Rules and Setup. Robot

dalam divisi KidSize ini berukuran antara 30 hingga 60 cm. Secara umum setiap

pertandingan antara dua tim yang berhadap-hadapan dilaksanakan dalam 2 x 5

(atau 10) menit dengan masa istirahat di paruh pertandingan selama maksimal 5

menit. Setiap tim terdiri dari maksimal lima robot humanoid yang salah satunya

harus diprogram sebagai penjaga gawang dengan robot lainnya sebagai pemain

penyerang atau bertahan[9]. Untuk aturan-aturan yang lebih detail yaitu :

1. Setup Lapangan

1.1Konstruksi Lapangan

Lapangan sepak bola memiliki ukuran luas karpet dengan panjang 10,4

meter dan lebar 7,4 meter. Dimensi lapangan ditunjukan pada gambar

11

Gambar 2.2 Dimensi lapangan[9]

Untuk dimensi gawang adalah sebagai berikut :

Gambar 2.3 Dimensi gawang tampak atas[9]

12

Tiang gawang terbuat dari silinder kuning dengan diameter 10cm. Untuk

net memilki tinggi 80cm, berwarna putih, abu-abu atau hitam dan

berlubang dengan lubang yang memiliki diameter lebih kecil dari bola.

1.2Warna Lapangan

Gambar 2.5 Layout dan warna lapangan [9]

Lapangan berwarna hijau dengan garis lapangan berwarna putih. Untuk

gawang keduanya berwarna kuning dan bola berwarna oranye.

2. Robot

Sebuah pertandingan dimainkan oleh 2 tim dengan masing-masing tim

terdiri dari tidak lebih dari 5 robot pemain. Dengan salah satu robot pemain

berfungsi sebagai kiper dan robot yang lain sebagai pemain penyerang atau

bertahan. Robot yang berpartisipasi dalam kompetisi harus memiliki tubuh

mirip manusia, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.6 Mereka harus

terdiri dari dua kaki, dua tangan, dan satu kepala, yang melekat pada batang.

13

mereka. Semua tindakan dari robot harus kinematik setara dengan gerakan

humanoid.

Gambar 2.6 Contoh tubuh robot humanoid (kiri) dan berdiri tegak (kanan)[9].

Untuk kategori KidSize, tinggi robot memiliki range 40cm ≤ H ≤

90cm dan memiliki luas permukaan telapak kakisebesar (2,2 x H)2/32.

3. Struktur pertandingan

Sebuah pertandingan terdiri dari 3 bagian, yaitu babak pertama,

istirahat dan babak kedua. Setiap babak berlangsung selama 5menit, begitu

juga untuk istirahat 5 menit. Pada saat istirahat, tim diperbolehkan untuk

mengganti robot, mengganti program atau melakukan hal yang bisa

dilakukan selama waktu yang diberikan. Setelah istirahat, kedua tim akan