Visual Servoing pada Ball-on-Plate dengan Kendali PID dan Filter Kalman

Abstract

Ball-on-plate merupakan sebuah sistem yang dapat menyeimbangkan sebuah bola di atas papan datar pada titik tertentu. Sistem ini merupakan bagian dari ilmu visual servo control yang menggunakan sensor kamera sebagai umpan balik sistem. Penelitian ini bertujuan menggunakan kendali PID untuk menyeimbangkan bola di atas papan dan sensor kamera dengan filter Kalman untuk mendeteksi objek. Proses membaca gerakan bola menggunakan algoritma pendeteksi objek berdasarkan filter Kalman, kemudian pendeteksian objek menghasilkan koordinat kartesian X dan Y. Koordinat tersebut merupakan umpan balik sistem pada kendali ball-on-plate. Sistem ini memiliki masukan berupa koordinat X dan Y, masukan tersebut akan dibandingkan dengan umpan balik sehingga didapatkan error posisi bola. Kendali PID mendapatkan masukan berupa nilai error posisi, kemudian akan menghasilkan nilai PWM untuk menggerakan servo sumbu X dan sumbu Y. Seluruh proses pendeteksian dan pengendalian dilakukan dengan embedded system menggunakan minicomputer. Hasil penelitian menunjukkan filter Kalman dapat bekerja dengan baik dengan parameter Q_frame sebesar 0,001, Q_rate sebesar 0,003, dan R sebesar 0,001. Sistem kendali PID dapat mengendalikan posisi bola dengan membutuhkan waktu 21,31 detik untuk mencapai setpoint.