perencanaan lintasan dubins-geometri pada kapal tanpa...

Perencanaan Lintasan Dubins-Geometri pada Kapal Tanpa Awak untuk Menghindari Halangan Statis

Jurusan MatematikaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember2013

Sidang Tugas Akhir

Oleh :

Nur Mu’alifah1209 100 706

Dosen Pembimbing :

Subchan, M. Sc., Ph.DDrs. Iis Herisman, M. Si

Daftar IsiSidang Tugas Akhir

ABSTRAK1

PENDAHULUAN

PENUTUP

ANALISA DAN PEMBAHASAN

TINJAUAN PUSTAKA

2

3

4

5

6 DAFTAR PUSTAKA

AbstrakSidang Tugas Akhir

Kapal tanpa awak kurang banyak dikembangkan,salah satu alasannya adalah karena belum ada metodeyang mudah untuk diaplikasikan dalam perencanaanlintasannya

Metode Dubins-Geometri yang banyak dikaji padaPesawat Udara Nir Awak diadopsi guna merencanakanlintasan kapal tanpa awak

Lintasan yang dirancang harus berhasilmenghindari halangan statis yang posisinya telahdiketahui sebelumnya

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Latar BelakangSidang Tugas Akhir

Kendaraan tanpa awak telah mengalamiperkembangan pesat, namun sebagian besarpengembang masih terfokus pada kendaraan darat danbawah laut

Kapal tanpa awak memiliki banyak manfaatsehingga tak kalah penting untuk dikembangkan

Salah satu masalah dalam pengembangan sistemotonomi kapal tanpa awak adalah perencanaan jalurpelayaran

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Rumusan MasalahSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Bagaimana algoritma perencanaan jalur pelayaran kapal tanpa awak untuk menghindari halangan statis

dengan menggunakan metode Dubins-Geometri?

Bagaimana simulasi model perencanaan jalur pelayaran Dubins-Geometri pada kapal tanpa awak

untuk menghindari halangan statis dengan menggunakan perangkat lunak?

ABSTRAK

Batasan MasalahSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Lintasan kapal hanya untuk menghindari halangan statis berupa n pulau dan mengabaikan halangan

bergerak seperti hujan, angin, ombak, kapal dll

Halangan yang dihindari harus berada di bagian garis dari lintasan mula-mula

ABSTRAK

Simulasi dalam Tugas Akhir ini dikerjakan dalam bidang dua dimensi menggunakan perangkat lunak

TujuanSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Membuat algoritma perencanaan jalur

pelayaran kapal tanpa awak untuk

menghindari halangan statis

dengan menggunakan

metode Dubins-Geometri

Membuat simulasi model perencanaan

jalur pelayaran Dubins-Geometri pada kapal tanpa

awak untuk menghindari

halangan statis dengan

menggunakan perangkat lunak

ABSTRAK

ManfaatSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Model lintasan Dubins-Geometri pada kapal tanpa

awak untuk menghindari

halangan statis bisa dijadikan acuan

dalam mengembangkan

lintasan pelayaran dengan berbagai

halangan yang lebih rumit

Hasil simulasi dapat membantu

pengambilan keputusan dalam

penentuan/pemilihan jalur pelayaran

ABSTRAK

Kapal Tanpa Awak(Unmanned Surface Vehicle)

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Perencanaan Lintasan(Path Planning)

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Path Planning adalah perencanaan lintasan pelayaran yangakan dilalui oleh kapal dari posisi awal hingga posisi akhiruntuk mendapatkan lintasan optimal yang paling pendek danbebas dari halangan [6].

dengan :: posisi awal kapal: posisi akhir kapal: koordinat awal dan akhir kapal di sumbu absis: koordinat awal dan akhir kapal di sumbu ordinat: sudut hadap kapal: lintasan yang dihasilkan

ABSTRAK

Lintasan Dubins(Dubins Path)

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Lintasan Dubins merupakan lintasan terpendek dengankelengkungan maksimum yang terikat antara dua titikdengan arah tertentu dalam sebuah bidang baik berupaCLC maupun lintasan CCC, atau himpunan bagiankeduanya, dimana C merupakan circular arc (busurlingkaran) dan L adalah straight-line (garis lurus) yangbersinggungan dengan C [7].

Contoh lintasan CLC dan CCC :

ABSTRAK

Perancangan Lintasan Dubins Menggunakan Geometri Analitik

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Pada lintasan CLC, posisi awal dan akhir terletak di busurlingkaran, jari-jari busur lingkaran didefinisikan oleh jari-jari kelengkungan yang merupakan jari-jari putar kapal,dan pusat busur adalah pusat kelengkungan. Oleh karenaitu, permasalahannya adalah menemukan garis singgungumum antara dua busur lingkaran [7].

dengan :Posisi awal :Posisi akhir :Jari-jari kelengkungan awal :Jari-jari kelengkungan akhir :

dimana : dan

ABSTRAK

Lintasan Dubins : Solusi Garis Singgung Luar

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Lintasan Dubins : Solusi Garis Singgung Luar

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Gambar lintasan Dubins dengan garis singgung luar

ABSTRAK

Lintasan Dubins : Solusi Garis Singgung Dalam

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Lintasan Dubins : Solusi Garis Singgung Dalam

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Gambar lintasan Dubins dengan garis singgung dalam

ABSTRAK

Eksistensi Lintasan DubinsSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Perencanaan lintasan Dubins mencakup pencarian garissinggung titik antara dua busur lingkaran. Jika tidakada garis singgung maka tidak ada lintasan Dubins yangterbangun. Eksistensi lintasan Dubins diperoleh dengankondisi :Garis singgung luar :Garis singgung dalam :

ABSTRAK

Panjang Lintasan DubinsSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Lintasan Dubins merupakan gabungan lintasan yangterbuat dari dua busur lingkaran dan sebuah garis lurussehingga panjang lintasan Dubins merupakanpenjumlahan dari masing-masing panjang lintasantersebut, yakni:

dimana adalah panjang lintasan Dubins, danmasing-masing adalah sudut busur awal dan akhir, dan

.

Dalam geometri analitik bisa dinyatakan sebagai:

ABSTRAK

Navigable Paths dan Feasible PathsSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Navigable paths adalah beberapa lintasan dimana lintasantersebut berada di dalam atau tidak melebihi batasmaksimum kelengkungan.

Feasible paths adalah lintasan yang aman atau tanpahalangan. Jika navigable path harus memenuhi batasanutama kelengkungan maksimum, maka feasible path harusmemenuhi batasan keamanan untuk menghindarihalangan yakni jarak pemisahan minimum dan lintasannon-halangan

ABSTRAK

Lintasan Dubins dengan Halangan StatisSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Pada kasus sederhana seperti sebuah halangan statis yangmemotong bagian garis dari lintasan CLC akan dilakukanpengubahan kelengkungan busur lingkaran lintasan mula-mula. Hal ini dikarenakan manuver kapal di bagian busurlingkaran awal dan akhir pada lintasan CLC tanpa halanganharus dimodifikasi guna menghindari halangan yangdirepresentasikan sebagai busur lingkaran.

ABSTRAK

Analisis Model Lintasan Tanpa HalanganSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAKLintasan Dubins

Lintasan CLCLintasan CCC

RSR LSRRSLLSL

Perbandingan Rumus Umum Lintasan :Koordinat Pusat Lingkaran

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Posisi AwalKanan

Kiri

Posisi AkhirKanan

Kiri

Perbandingan Rumus Umum Lintasan :Eksistensi Lintasan

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAKBentuk Lintasan Eksistensi

RSR dan LSLRSL dan LSR

Perbandingan Rumus Umum Lintasan :Sudut-sudut

Sidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Bentuk Lintasan Sudut Alpha

RSR dan LSL

RSL dan LSR

Sudut RSR LSL RSL LSR

Deteksi Perpotongan GarisSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Dalam perencanaan lintasan Dubins-Geometri pada kapaltanpa awak untuk menghindari halangan statis ini dipilihstudi kasus dimana halangan statis memotong bagian garisdari lintasan CLC awal. Adapun proses yang perludilakukan oleh kapal tanpa awak adalah melakukanperencanaan lintasan ulang dengan mengubahkelengkungannya.

Langkah pertama yang perlu dilakukan sebelummerancang lintasan untuk menghindari halangan statisadalah memastikan terlebih dahulu apakah halangantersebut benar-benar memotong bagian garis dari lintasanCLC awal.

ABSTRAK

Pengubahan KelengkunganSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

Setelah diketahui kepastian bahwa lintasan menabrakhalangan statis, maka selanjutnya perlu dilakukanpengubahan kelengkungan lintasan awal tersebut. Hal inibertujuan untuk menciptakan lintasan baru dengan jari-jari kelengkungan yang bisa tepat menghindari halanganstatis yang sebelumnya telah ditentukan.

ABSTRAK

sehingga :

Algoritma Perencanaan LintasanSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Proses mencari jari-jari

kelengkungan baru

Mulai

Input posisi halangan statis :- Koordinat pusat halangan- Jari-jari kelengkungan

Input : - Koord awal & akhir kapal- Sudut hadap kapal- Jari-jari kelengkungan

Proses menghitung lintasan(RSR, LSL, RSL, LSR)

Proses membandingkan panjang lintasan dan memilih lintasan terpendek (optimal)

Plot kurva lintasan terpendek beserta posisi halangan

Bertabrakan?

Selesai

Tidak

Simulasi dan EvaluasiSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Posisi halangan dalam bidang Kartesius :

Rute pelayaran dalam bidang Kartesius :


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Translasi :

Jari-jari minimun :


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Dengan menginputkan , terbentuklah lintasanyang dapat menghindari halangan statis sepertiditunjukkan oleh gambar di bawah ini :


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP




PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Translasi :

Jari-jari minimun :


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Pada percobaan ini, nilai hanya kita inputkansebagai jari-jari kelengkungan busur lingkaran awaldikarenakan posisi halangan statis lebih dekat denganposisi awal. Sementara jari-jari kelengkungan akhirmemiliki nilai tetap yakni 1.


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP




PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Translasi :Sumbu absis

Sumbu ordinat

Jari-jari minimun :


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Karena posisi halangan statis lebih dekat dengan posisibusur lingkaran awal, maka hanya kelengkunganlingkaran awal lah yang kita ubah dengan nilai .


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP




PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK Translasi :Sumbu absis

Sumbu ordinat

Jari-jari minimun :


PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Saat nilai kita inputkan sebagai pengganti jari-jari kelengkungan busur lingkaran akhir sebelumnya,ternyata hasil simulasi yang diperoleh masihmenunjukkan adanya tabrakan sehingga kita naikkanmenjadi .

KesimpulanSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

Lintasan Dubins-Geometri merupakan lintasan yang dinamis untuk semua sudut di sebarang kuadran sehingga mudah dalam perencanaannya

Lintasan Dubins-Geometri merupakan lintasan yang tidak membutuhkan banyak waktu dalam perencanaannya sehingga lebih optimal dan efisien

SaranSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAKPenghindaran halangan bisa disempurnakan dengan mempertimbangkan keberadaan sudut-sudut tertentu sehingga dapat diperoleh jari-jari kelengkungan baru yang dapat tepat mengindari halangan

Perencanaan lintasan Dubins-Geometri dapat dikembangkan dengan menambah jumlah halangan statis

Daftar PustakaSidang Tugas Akhir

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA


DAFTAR PUSTAKA

PENUTUP

ABSTRAK

[1] Campbell, S., Naeem, W., dan Irwin, G. W., 2012, “A review on improving theautonomy of unmanned surface vehicles through intelligent collision avoidancemanoeuvres”, Queen’s University Belfast.[2] Casalino, G., Turetta, A., dan Simetti, E., 2009, “A Three-Layered Architecture forReal Time Path Planning and Obstacle Avoidance for Surveillance USVs Operating inHarbour Fields”, University of Genoa.[3] Zeng, Xiao-ming., Ito, M., dan Shimizu, E., 2000, “Collision Avoidance of MovingObstacles for Ship with Genetic Algorithm”, Tokyo University of Mercantile Marine.[4] Siswandi, B., Santoso, H. A., dan Musriyadi, T. B., 2012, “Perencanaan UnmannedSurface Vehicle (USV) Ukuran 3 Meter Tipe Serbu Cepat”, Institut Teknologi SepuluhNopember.[5] Kockums, 2010, “PIRAYA USV Group Control of Unmanned Surface Vehicles”,ThyssenKrupp Marine Systems.[6] Dewi, N. K., 2010, “Perencanaan Lintasan Menggunakan Dubins Geometry padaPesawat Udara Nir Awak (PUNA)”, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.[7] Tsourdos, A., White, B. A., dan Shanmugavel, M., 2011, “Cooperative Path Planningof Unmanned Aerial Vehicles”, Cranfield University.

Sekian&

Terima Kasih

Sidang Tugas Akhir

perencanaan lintasan dubins-geometri pada kapal tanpa...

Documents