REKONSTRUKSI 3D PADA PATUNG PURBAKALA DENGAN SCANNER BERBASIS OPTIK

Fendik Eko P2210205019

Pembimbing:Dr. I ketut Edy Purnama. MTProf. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng

PROGRAM PASCA SARJANABIDANG KEAHLIAN JARINGAN CERDAS MULTIMEDIAJURUSAN TEKNIK ELEKTROINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2012

Outline:1. PENDAHULUAN2 KAJIAN PUSTAKA3. METODOLOGI PENELITIAN4. HASIL DAN ANALISIS5. KESIMPULAN DAN SARAN

1. PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang

Benda purbakala adalah warisan budaya yang keberadaannya tidak bisa dipisahkan dari perkembaganbangsa Indonesia

Berbagai upaya dalam pendokumentasian dan juga mencegah pemalsuan benda purbakala

3D laser scanner merupakan salah satu cara untuk pendokumentasian

Berbagai permasalahan dalam 3D laser scanner

Penelitian Terkait

Janne Heikkilla and Olli silven. A four-step Calibration procedure with Implicit Image Correction, Infotech Oulu and Departement Electrical of Enginerring University of Oulu (1997). Finland

Tsioukas, P.Patias, P.F. Jacobs. A Novel System For The 3d Reconstruction Of Small Archaeological Objects. Mississippi State University, Cobb Institute of Archaeology

Ana S. Ferreira. A. Paulo Moreira Paulo G. Costa. Low-Cost System for Object PositioningThrough Laser-Camera Triangulation. University of Porto Department of Electrical and Computer Engineering Porto –Portugal

1.2. PermasalahanDalam kalibrasi yang menggunakan papan siku digunakan untuk mencari parameter eksternal kamera. Dengan adanya chessboard sebagai kalibrasi pada papan siku tersebut sangat mengganggu garis laser yang ditangkap kamera.

1.3. Tujuan Penelitian memperbaiki posisi cheesboard dengan merubah letaknya

berada dibawah sehingga papan siku dapat maksimal memantulkan sinar laser.

1.4. Manfaat Penelitian

Pengembangan 3D laser Scanner Penelitia n 3D laser scanner di Indonesia

1.5. Kontribusi State Of The Artmemaksimalkan pantulan sinar laser dengan merubah papan siku menjadi polos dan menggunakan chessboard pada bidang dasar sebagai kalibrasi eksternal kamera dengan metode plate calibration.

2. KAJIAN PUSTAKA

2.1 Kamera Model

Principal Axis

Image PlaneCamera Center

Z

XX

Y

CP

Y

Xx

2.3 Kalibrasi Kamera2.3.1 Kalibrasi Internal

2.3.2 Kalibrasi Ekternal

=

i

i

ii

i

yx

zf

v

u

~

~

2.4 Benda PurbakalaMonumenten Ordonnantie Stbl. No. 238 tahun 1931.Benda berumur >50th, masa langgam >50th. Penting bagi sejarahBenda penting menurut paleoanthopologiSitus sejarah.

3. METODOLOGI PENELITIAN3.1 Geometri Sistem

citra

Pusat kamera P0

grs obyek

Z

X

Y

Laser

Bidang Laser

U

V

3.2 Metodologi

Citra Laser

Bidang Siku

Kalibrasi Kamera

Garis Obyek

Bidang Laser

Perpotongan Garis Obyek ke Bidang Laser

3D Obyek

Z

X

Y

citra

Pusat kamera P0

Laser obyek

Pers grs obyek

3D word koordinat

YX

Z

N(0,0,1)

N(1,0,0)N(0,1,0)

Z

X

Y

citra

Pusat kamera P0

Bidang Laser Pers grs laser

Vektor normal

citra

Pusat kamera P0

grs obyek

Z

X

Y

Laser

Bidang Laser

U

V

3. 3 Kalibrasi Kamera3. 3.1 Kalibrasi Internal Kamera

3. 3.2 Kalibrasi Eksternal Kamera

3.4 Citra Laser

2.5 Garis Obyek

Z

X

Y

citra

Pusat kamera P0

Laser obyek

Pers grs obyek

P obyek

P0

Persamaan garis

Persamaan Bidang

3.6 Bidang Siku Pada Koordinat Dunia

3D word koordinat

YX

Z

N(0,0,1)

N(1,0,0)N(0,1,0)

persamaan bidang siku sebelah kiri (bidang xz)

persamaan bidang siku sebelah kanan (bidang yz) n=(1,0,0)

n=(0,1,0)

3.7 Bidang laser Pada Dunia• Pd1-Pd2=V1• Pd3-Pd4=V2

• n bidang= cross(V1,V2)

Z

X

Y

citra

Pusat kamera P0

Bidang Laser Pers grs laser

Vektor normal

3.9 Dimensi Obyek

Dari hasil perpotongan garis obyek dan bidang laser membentuk titik-titik koordinat yang dapat dimasukkan kedalam program pembuat gambar 3 dimensi dalam penelitian ini kami menggunakan Auto Cadd untuk visualisasi obyek 3 dimensi.

4. HASIL DAN ANALISIS4.1 Kalibrasi KameraFocal length = [699.76730, 699.76730],Principal point = [319.50000, 239.50000]vektor translasi = [1.468876, -35.883830, 773.602890], matrik rotasi = [-0.585690 0.803143 -0.109218, 0.540070 0.286216 -

0.791458, -0.604394 -0.522534 -0.601387].

4. 2 Preprocessing Citra Preprocessing diambil komponen merah

Proses mendapatkan koordinat secara manual

4.3 Perhitungan Garis ObyekDiambil satu point dari titik obyek (345,178)

Pers garis obyek

4.4 Penentuan Bidang Siku Pada Dunia(K1 untuk bidang ZX)

(K1 untuk bidang ZY)

4.5 Penentuan Bidang Laser Pada Dunia

Vektor normal bidang laser

4.6 Perpotongan Garis Obyek Kebidang Laser

4.7 3D Obyek

Scanning obyek 1

Scanning obyek 2

Scanning obyek 3

Scanning obyek 4

Scanning obyek 5

Scanning obyek 1,2,3,4,5

Scanning obyek patung

4.8 AnalisisPerbandingan radius dengan obyek sebenarnya (radius 35mm)

Scanning obyek 1center point, X= -58.9606 Y= 25.1523 Z= -9.2157radius 39.9975 Error =0,143 %Scanning obyek 2center point, X= -60.5267 Y= 22.8884 Z= 16.7871radius 39.8043 Error =0,137 %Scanning Obyek 3center point, X= -57.2586 Y= 25.0102 Z= 57.1150radius 37.5437 Error = 0,073 %Scanning obyek 4center point, X= -50.8770 Y= 24.7694 Z= 82.3121radius 41.1458 Error = 0,176 %Scanning obyek 5center point, X= -63.7050 Y= 19.0756 Z= 94.3303radius 40.4389 Error = 0,155 %

Rata – rata error =0,1368%

5.KESIMPULAN DAN SARAN5.1Kesimpulan

• Dari hasil perhitungan kalibrasi internal dan internal kameramenghasilkan f (699.76730; 699.76730) , cc(319.50000;239.50000). T[1.468876, -35.883830, 773.602890], dan matrikrotasi = [-0.585690 0.803143 -0.109218, 0.540070 0.286216 -0.791458, -0.604394 -0.522534 -0.601387].

• Bidang laser yang terletak pada dunia diketahui denganpersamaan pada hasil perpotongan garis obyek dengan bidanglaser terbentuk point cloud antara (-44.9355,10.4598,58.6796)sampai dengan (-81.9846,48.9698,60.3199 ) dalam koordinatdunia.

• Error radius scanning rata – rata 0,1368%

5.2 SaranPenelitian ini masih terdapat kelamahan pada pengambilan preposesingdalam mengolah koordinat sehingga koordinat yang dihasilkan belummenyerupai obyek dengan baik, mungkin bisa diperbaiki dalampenelitian selanjutnya.