Perpustakaan Digital ITB

Seiring dengan meningkatnya laju perdagangan di dunia, tren otomasi di pelabuhan bongkar muat sedang gencar dikembangkan untuk mengimbangi peningkatan aktivitas proses bongkar muat di pelabuhan, salah satunya adalah pengembangan sistem gantry crane. Selama ini pengoperasian gantry crane di pelabuhan masih mengandalkan operator manusia yang memiliki keterampilan beragam. Hal tersebut mempengaruhi konsistensi produktivitas dari aktivitas bongkar muat, namun pada era kini sudah mulai dikembangkan sistem gantry crane yang perlahan mengurangi intervensi dari operator manusia. Pada penelitian ini dikembangkan sebuah metode pengontrolan gantry crane dengan visi komputer, kemudian metode tersebut diterapkan pada sebuah purwarupa gantry crane berskala lab yang memiliki fitur pengangkatan, pemindahan, dan peletakan beban serta mekanisme penguncian beban meniru semirip mungkin dengan perangkat gantry crane asli. Metode komunikasi data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Robot Operating System (ROS) dan pengontrol mikro, sehingga metode yang diajukan dapat memberikan alternatif pada perkembangan sistem gantry crane yang sudah ada. Pada penelitian ini langkah pertama yang dilakukan adalah pemodelan sistem kontrol gantry crane dengan pendekatan dua dimensi. Sistem kontrol gantry crane memiliki dua variabel keluaran yaitu posisi troli terhadap lintasan dan sudut ayun beban terhadap troli serta satu variabel masukan berupa posisi troli yang dikehendaki. Sistem dilengkapi dengan dua pengontrol untuk proses pemindahan beban, PID untuk posisi troli dan PD untuk sudut ayun beban. Kedua pengontrol ditala dengan menggunakan algoritma optimisasi Particle Swarm Optimization (PSO), Stochastic Fractal Search (SFS), dan Flower Pollination Algorithm (FPA). Dari hasil simulasi diperoleh bahwa dari segi kecepatan konvergensi penalaan FPA dan SFS memiliki performansi terbaik, namun PSO memiliki keunggulan dalam perihal kecepatan komputasi per iterasi. Umpan balik posisi dan sudut ayun menjadi bagian yang penting dalam sistem ini, maka dari itu diusulkan sebuah sistem deteksi objek kontainer berbasis SSDMobileNetV2 yang dapat memberikan kotak pembatas dan titik tengah objek, sehingga dapat digunakan sebagai masukan sistem kontrol pada purwarupa. Hasil pengujian dengan purwarupa yang dirancang telah menghasilkan sistem deteksi objek sebagai masukan setpoint dengan interval kepercayaan 95% galat posisi sebesar 0,21 ± 1,71 mm berdasarkan pembacaan rotary encoder dan -3,30 ± 4,10 mm berdasarkan perhitungan pada objek secara langsung. Pengukuran sudut ayun diperoleh dari pemrosesan citra digital pada bagian lengan pengangkut yang di permukannya terdapat sebuah marka warna untuk dilacak pergeseran posisinya terhadap kamera dan dilakukan konversi ke dalam bentuk sudut dengan persamaan geometri proyeksi. Berdasarkan hasil akhir pengujian, penalaan dengan FPA memberikan galat fungsi rugi-rugi simulasi yang terbaik dengan nilai 0,00043 dan PSO memberikan galat fungsi rugi-rugi pada implementasi purwarupa yang terbaik dengan nilai 0,00357. Dari keseluruhan pengujian diperoleh bahwa purwarupa sudah berfungsi dengan baik menggunakan sistem kontrol berbasis visi komputer yang telah didesain, dibuktikan dengan respons purwarupa sudah mendekati respons hasil simulasi.