-
i
USULAN PENELITIAN UNGGULAN ITS (TERAPAN MULTIDISIPLIN)
Pengembangan Platform Komputasi Kecerdasan Artificial pada Mobil
Otonom ITS
TIM PENGUSUL
KETUA : Dr. Ir. Djoko Purwanto, M.Eng. ANGGOTA 1 : Subchan,
S.Si, M.Sc, Ph.D. ANGGOTA 2 : Astria Nur Irfansyah, ST, M.Eng.,
Ph.D ANGGOTA 3 : Dr. Tahiyatul Asfihani, S.Si, M.Si
DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN MASYARAKAT
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
MARET 2020
-
ii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
..............................................................................................................................
ii
RINGKASAN
...........................................................................................................................
iii
LATAR BELAKANG
................................................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA
.............................................................................................................
2
Level Otonom
.........................................................................................................................
2
Sistem Presepsi pada Mobil Otonom
......................................................................................
3
Tesla........................................................................................................................................
4
Waymo....................................................................................................................................
5
METODE
...................................................................................................................................
6
Platform Mobil Otonom
.........................................................................................................
6
Platform Komputasi Kecerdasan Artifisial
.............................................................................
6
Organisasi Tim Peneliti
..........................................................................................................
8
BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN
....................................................................................
9
Anggaran Biaya
......................................................................................................................
9
Jadwal Penelitian
....................................................................................................................
9
-
iii
RINGKASAN
Sistem pengemudian otonom (autonomous driving system) merupakan
sistem utama di dalam
mobil otonom (autonomous car). Sistem pengemudian otonom
mengolah informasi yang
diperoleh dari sistem presepsi (perception system) untuk
menghasilkan informasi perencanaan
gerak (motion planning) pada mobil otonom. Sistem presepsi
berfungsi untuk mengenali
lingkungan di sekitar mobil otonom. Perencanaan gerak berfungsi
sebagai acuan untuk
menggerakkan mobil secara otonom di jalan. Platform komputasi
kecerdasan artificial
(artificial intelligence computation platform) yang berupa
perangkat keras (hardware) dan
perangkat lunak (software) memegang peran yang penting untuk
mewujudkan sistem
pengemudian otonom.
Pada penelitian ini, akan dikembangkan platform komputasi
kecerdasan artificial untuk mobil
otonom ITS yang beroperasi di lingkungan kampus ITS. Platform
mobil otonom ITS berbasis
mobil listrik, diintegrasikan dengan platform komputasi
kecerdasan artifisial untuk
mendapatkan untuk kerja pengemudian otonom yang optimal.
Platform komputasi kecerdasan
artifisial disiapkan untuk keperluan pengemudian otonom pada
level 3-5, monitoring, dan
visualisasi. Pengemudian otonom terdiri dari 3 modul yaitu
presepsi (perception), pemetaan
(mapping), dan perencanaan (planning). Lebih lanjut, platform
komputasi kecerdasan artificial
juga berfungsi untuk keperluan evaluasi sistem pengemudian
otonom, pengambilan data untuk
presepsi dan pemetaan, dan pengetesan mobil otonom di jalan.
-
1
LATAR BELAKANG
Mobil otonom (autonomous car) saat ini sedang dikembangkan oleh
berbagai pihak, baik di
perguruan tinggi, lembaga riset, maupun industri. Salah satu
industri otomotif yaitu Tesla telah
meluncurkan produk komersial, sementara itu yang lain sedang
berpacu untuk menuju produksi
komersial dengan berbagai fitur unggulan.
ITS (Institut Teknologi Sepuluh Nopember) sebagai salah satu
perguruan tinggi terkemuka di
Indonesia, berencana untuk merealisasikan mobil otonom yang
beroperasi di lingkungan
kampus ITS. Mobil otonom direncanakan berkapasitas 7 penumpang
dan dipergunakan sebagai
transportasi umum di lingkungan kampus ITS. Mobil otonom akan
melayani permintaan
pengguna untuk pergi dari satu titik pemberhentian ke
pemberhentian yang lain. Mobil otonom
ITS diilustrasikan pada gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Ilustrasi mobil otonom ITS
-
2
TINJAUAN PUSTAKA
Mobil otonom (autonomous car) menarik perhatian banyak pihak
untuk mengembangkannya
dewasa ini. Perusahaan seperti Tesla telah melakukan produksi
dan penjualan, sementara itu
perusahaan lain juga tak berdiam diri untuk turut serta dalam
persaingan di mobil otonom.
Perusahaan besar seperti Google saat ini juga mengembangkan
mobil otonom dengan platform
yang dikenal dengan nama Waymo.
Untuk merealisasikan sistem navigasi cerdas pada mobil otonom,
beberapa perusahaan terkenal
di bidang perangkat lunak (software) seperti Microsoft, Google,
Amazon, Facebook, dll.,
bersaing menyediakan platform perangkat lunak kecerdasan
artifisial (artificial intelligence)
agar bisa secara luas dipergunakan di mobil otonom. Demikian
pula dengan perusahaan
terkenal di bidang perangkat keras (hardware) seperti Intel dan
Nvidia, saat ini tengah bersaing
agar platform buatannya dipergunakan secara luas di mobil
otonom.
Level Otonom
Di dalam konsep mobil otonom, terdapat 5 level pengemudian mobil
secara otonom seperti
diperlihatkan pada gambar 2. Pada level 0-2, monitor lingkungan
pengemudian masih
dilakukan oleh manusia. Selanjutnya, pada level 3-5, monitor
lingkungan pengemudian sudah
dilakukan oleh sistem otonom. Namun demikian, pada level 3-4,
intervensi oleh manusia masih
dimungkinkan. Level otonom penuh adalah level 5, tidak ada
intervensi manusia di dalam
pengemudian mobil.
Gambar 2. Level pengemudian otonom
-
3
Sistem Presepsi pada Mobil Otonom
Sistem persepsi (perception system) pada mobil otonom berfungsi
untuk mengenali kondisi
lingkungan sekitar. Sistem persepsi berdasar pada fusi informasi
dari bebeberapa jenis sensor
yang dipasang pada mobil otonom. Jenis sensor yang lazim
dipergunakan antara lain adalah
kamera, lidar, radar, ultrasonic, odometri, dan GPS. Gambar 3
menunjukkan jenis sensor pada
sistem presepsi mobil otonom.
Gambar 3. Jenis sensor pada sistem presepsi mobil otonom
Setiap jenis sensor pada mobil otonom mempunyai kegunaan yang
spesifik. Sensor kamera
digunakan untuk mendeteksi dan mengenali obyek yang ada di
sekitar mobil otonom seperti
mobil lain, pejalan kaki, rambu lalu lintas. Sensor lidar dan
radar digunakan untuk mendeteksi
obyek di sekitar mobil otonom dengan struktur informasi yang
berbeda dengan kamera. Sensor
ultrasonik digunakan untuk deteksi obyek dekat di sekitar mobil
otonom. Sensor odometri
mempunyai kegunaan untuk mengetahui posisi dan kecepatan mobil
otonom di dalam ruang
kerjanya. GPS mempunyai kegunaan untuk mengetahui posisi global
mobil otonom dalam peta
dunia. Ilustrasi fungsi sensor-sensor pada mobil otonom
ditunjukkan pada gambar 4.
-
4
Gambar 4. Ilustrasi fungsi tiap sensor pada mobil otonom
Tesla
Tesla adalah industri mobil listrik yang telah menerapkan fungsi
otonom dalam operasi
pengemudian mobil. Untuk mendukung fungsi otonom, Tesla
menggunakan sensor kamera
dengan kemampuan sudut pandang sebesar 360 derajat, sensor radar
dengan jarak pandang 160
meter, dan sensor ultrasonik untuk mendeteksi obyek di sekitar
Tesla. Gambar 5 menunjukkan
Tesla Model S. Jangkauan kerja dari sensor-sensor yang dipasang
pada Tesla diperlihatkan pada
gambar 6.
Gambar 5. Tesla model S
-
5
Gambar 6. Jenis dan jangkauan kerja sensor-sensor pada mobil
Tesla
Waymo
Waymo adalah proyek mobil otonom yang dimiliki oleh Google.
Waymo memasang 1 sensor
lidar dengan jangkauan menengah, 4 sensor lidar dengan jangkauan
pendek, dan 5 buah kamera
untuk mengetahui obyek di sisi depan dan samping. Gambar 7
menunjukkan tampak depan
mobil Waymo.
Gambar 7. Mobil Waymo
-
6
METODE
Penelitian ini tergabung dalam tim penelitian bersama dengan
tema mobil listrik otonom ITS.
Di bawah ini akan dijelaskan tentang platform mobil otonom dan
platform komputasi
kecerdasan artifisial.
Platform Mobil Otonom
Gambar 8 menunjukkan rancangan platform mobil otonom ITS.
Rancngan platform berupa
mobil listrik dengan kapasitas 7 penumpang. Mobil otonom ITS
akan digunakan sebagai
transportasi umum di lingkungan kampus ITS. Mobil otonom
berjalan menjemput dan
mengantarkan penumpang dari halte yang satu ke halte yang
lain.
Gambar 8. Mobil otonom ITS
Platform Komputasi Kecerdasan Artifisial
Platform komputasi kecerdasan artifisial disiapkan untuk
keperluan pengemudian otonom pada
level 3-5, monitoring, dan visualisasi. Pengemudian otonom
terdiri dari 3 modul yaitu presepsi
(perception) terhadap lingkungan, pemetaan (mapping) posisi
mobil dalam peta, dan
perencanaan (planning) gerak berikutnya. Lebih lanjut, platform
komputasi kecerdasan
artificial juga berfungsi untuk keperluan evaluasi sistem
pengemudian otonom, pengambilan
data untuk presepsi dan pemetaan, dan pengetesan mobil otonom di
jalan.
-
7
Di bawah ini adalah gambaran tentang bagian-bagian pada platform
komputasi kecerdasan
artifisial. Di beberapa bagian digunakan konsep kecerdasan
artifisial yang salah satu
diantaranya adalah Deep Neural Network (DNN). Ilustrasi dari
persepsi, pemetaan, dan
perencanaan diperlihatkan pada gambar 9.
Autonomous Driving
Perception
Obstacle Perception
Semantic Motion Segmentation
Obstacle Detection and Tracking
Free Space Detection
Path Perception
Path Detection
Wait Conditions Perception
Traffic Light Classification
Traffic Sign Classification
Intersection Detection
Mapping
Localization
Planning
Lane
Route
Behaviour
Monitoring
Visualization
-
8
Gambar 9. Urut dari atas ke bawah, ilustrasi tentang presepsi
(perception), pemetaan (mapping),
dan perencanaan (planning)
Organisasi Tim Peneliti
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan oleh ketua peneliti Dr. Ir.
Djoko Purwanto, M.Eng. dan 3
orang anggota peneliti.
-
9
BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN
Anggaran Biaya
Ringkasan anggaran biaya kegiatan penelitian tahun 2020
ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya
No Jenis Pengeluaran Biaya yang Diusulkan
1 Honor tim peneliti 0,-
2 Peralatan penunjang penelitian 110.000.000,-
Jumlah 110.000.000,-
Jadwal Penelitian
Jadwal kegiatan penelitian tahun 2020 ditampilkan pada tabel 2
di bawah ini.
Tabel 2. Jadwal kegiatan
No Kegiatan Bulan
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Rancang bangun platform ▪ ▪ ▪ ▪
2 Uji coba platform untuk persepsi ▪ ▪ ▪ ▪
3 Uji coba platform untuk pemetaan ▪ ▪ ▪ ▪
4 Uji coba platform untuk perencanaan ▪ ▪ ▪ ▪
5 Uji coba platform dalam mobil otonom ▪ ▪ ▪
6 Evaluasi unjuk kerja platform ▪ ▪ ▪
7 Penulisan laporan ▪