Perpustakaan Digital ITB

Estimasi pose berbasis penanda ArUco banyak digunakan pada aplikasi robotika karena mampu memberikan informasi posisi dan orientasi secara real-time dengan biaya implementasi yang relatif rendah. Meskipun demikian, estimasi pose tersebut dapat mengalami fluktuasi temporal dan outlier akibat noise pengukuran, ketidakpastian deteksi sudut marker, maupun perubahan pencahayaan, meskipun rata-rata akurasi yang diperoleh sudah relatif baik. Penelitian ini bertujuan meningkatkan akurasi dan kepresisian estimasi pose penanda ArUco tunggal melalui pengembangan metode mitigasi outlier temporal dan penerapan Kalman filter. Mitigasi outlier temporal dilakukan dengan mendeteksi penyimpangan estimasi orientasi menggunakan geodesic rotation error terhadap threshold, kemudian menggantikan frame yang terklasifikasi outlier dengan referensi temporal berbasis exponential moving average. Pose terkoreksi tersebut selanjutnya diproses menggunakan Kalman filter untuk mereduksi noise pengukuran residual. Metode diuji pada enam skenario statis dengan variasi jarak 1–2 meter dan sudut pengamatan 0–20 derajat, serta satu skenario dinamis. Hasil pengujian menunjukkan peningkatan akurasi dan kepresisian yang konsisten pada komponen orientasi Roll dan Pitch, dengan rata-rata peningkatan akurasi masing-masing sebesar 30,65% dan 18,55% serta peningkatan kepresisian sebesar 34,85% dan 29,19%, memenuhi target spesifikasi sistem yaitu penurunan MAE minimal 10% dan peningkatan kepresisian minimal 20%. Komponen translasi X, Y, dan orientasi Yaw tidak menunjukkan peningkatan signifikan karena error yang dimiliki bersifat bias sistematis, bukan noise temporal. Pada kondisi dinamis, metode tetap efektif meningkatkan akurasi sebesar 36,90% dan 28,28% serta kepresisian sebesar 41,03% dan 31,55% masing-masing pada orientasi Roll dan Pitch, dengan tambahan waktu komputasi yang kecil, yaitu 0,27 ms sehingga sistem tetap dapat beroperasi mendekati kecepatan real-time sekitar 30 FPS. Metode yang diusulkan terbukti mampu meningkatkan kualitas estimasi pose penanda ArUco, khususnya pada komponen orientasi, tanpa mengurangi kemampuan pemrosesan secara real-time.