📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM KOMPUTASI BERBASIS EDGE DEVICE UNTUK PELACAKAN, PENGHITUNGAN, DAN PENCATATAN DATA SAMPAH MENGGUNAKAN DRONE UNMANNED AERIAL VEHICLE (UAV)

Pemantauan distribusi sampah menggunakan UAV secara konvensional mengandalkan analisis video setelah penerbangan selesai, yang membutuhkan waktu jauh lebih lama dari durasi rekaman itu sendiri dan tidak praktis diterapkan pada area pemantauan yang luas. Penelitian kelompok TA252601027 mengembangkan sistem deteksi sampah berbasis komputasi tepi yang mampu beroperasi secara langsung di atas Drone UAV selama penerbangan berlangsung. Tugas akhir ini secara khusus membahas perancangan dan implementasi tiga subsistem yang menjadi tanggung jawab penulis, yaitu subsistem Pelacakan dan Penghitungan Objek, subsistem akuisisi GPS dan integrasi data, serta subsistem antarmuka dasbor web. Subsistem Pelacakan dan Penghitungan Objek berfungsi menerima hasil deteksi dari subsistem deteksi visual, lalu melacak dan menghitung setiap objek sampah secara unik lintas frame video. Subsistem ini dibangun menggunakan kerangka kerja BoT-SORT yang dikombinasikan dengan modul kustom tracker. Antarmuka masukan subsistem ini adalah data bounding box, skor kepercayaan, dan label kelas hasil deteksi dari akselerator Hailo NPU yang sebelumnya dikonversi melalui adaptor perantara agar kompatibel dengan BoT-SORT. Antarmuka keluarannya adalah frame teranotasi beserta jumlah objek per kelas yang diteruskan ke modul integrasi data. Secara perilaku, proses tracking menjalankan dua tahap pemrosesan per frame: tahap pertama membuang deteksi yang tidak valid berdasarkan ambang kepercayaan, ukuran kotak deteksi, dan posisinya terhadap batas frame, lalu mencoba mencocokkan track baru dengan track yang sempat hilang menggunakan mekanisme re-identification berbasis histogram HSV; tahap kedua menerapkan stability gate yang mensyaratkan suatu track muncul secara konsisten selama minimal empat frame berturut-turut sebelum objek dihitung, dan memastikan setiap Track ID hanya dihitung satu kali per kelas untuk mencegah penghitungan ganda. Subsistem akuisisi GPS dan integrasi data berfungsi menyediakan informasi lokasi geografis untuk setiap sesi deteksi dan mengintegrasikan seluruh data hasil deteksi menjadi satu paket terstruktur. Antarmuka masukan subsistem ini adalah aliran data MAVLink dari pengendali penerbangan Pixhawk yang terhubung ke unit komputasi melalui konverter serial USB. Antarmuka keluarannya adalah paket data berisi koordinat GPS, cap waktu, frame teranotasi, dan jumlah sampah per kelas yang dikirimkan ke server backend melalui protokol HTTP. Secara perilaku, pembacaan data GPS dijalankan pada thread latar yang terpisah dari jalur pemrosesan deteksi utama untuk menghindari gangguan terhadap pemrosesan real-time. Thread ini secara kontinu mengurai aliran data MAVLink, memfilter pesan posisi global, mengonversi nilai bilangan bulat mentah ke format koordinat desimal, dan menyimpannya ke variabel bersama. Saat objek sampah pertama kali dikonfirmasi, thread utama membaca koordinat tersebut satu kali untuk keperluan penandaan lokasi sesi. Subsistem antarmuka dasbor web berfungsi menyajikan seluruh data hasil deteksi secara visual kepada pengguna melalui antarmuka berbasis web yang dapat diakses dari mana saja. Antarmuka masukan subsistem ini adalah data sesi dan frame yang diambil dari server backend melalui REST API. Antarmuka keluarannya adalah halaman web interaktif yang menampilkan peta GPS, statistik sesi, dan galeri frame teranotasi. Subsistem ini diimplementasikan dalam dua halaman web: halaman utama yang memuat peta interaktif dengan penanda lokasi per sesi dan statistik ringkasan yang diperbarui secara otomatis, serta halaman detail yang menampilkan informasi sesi lengkap dan galeri frame dengan mekanisme pemuatan bertahap. Evaluasi dilakukan melalui pengujian pelacakan objek, penghitungan objek, integrasi data GPS, dan visualisasi hasil pada web dashboard. Hasil pengujian menunjukkan bahwa algoritma tracking mampu mempertahankan identitas objek secara konsisten sehingga id switching tidak terjadi pada objek sampah yang terdistribusi secara terpisah. Namun, id switching masih dapat terjadi ketika objek berada pada posisi yang sangat berdekatan atau hampir saling bertumpang tindih. Pengujian penghitungan menunjukkan tingkat akurasi sebesar 100% pada seluruh skenario pengujian. Meskipun demikian, akurasi penghitungan pada sistem secara keseluruhan sangat bergantung pada kualitas hasil deteksi, karena kemunculan deteksi salah (false positive) maupun objek yang gagal terdeteksi (false negative) menyebabkan jumlah objek yang dihitung menyimpang dari kondisi sebenarnya. Selain itu, subsistem akuisisi GPS dan integrasi data mampu menghasilkan paket data yang memuat cap waktu, koordinat GPS, jumlah objek pada setiap kelas, serta frame teranotasi, kemudian mengirimkannya ke server backend melalui protokol HTTP untuk ditampilkan secara benar pada web dashboard.