1663 Jurnal Teknik Informatika dan Sistem Informasi                  ISSN 2407- 4322 Vol. 8, No. 3, September 2021, Hal. 1663-1671 E-ISSN 2503- 2933

## Augmented Reality Transportasi Darat Menggunakan FAST Corner Detection dan Lucas Kanade
Andre Tegar Pratama 1 , Septi Andryana 2 , Ratih Titi Komala Sari 3
1 Jurusan Informatika, Fakultas Teknologi Komunikasi dan Informatika, Universitas Nasional
2,3 Fakultas Teknologi Komunikasi dan Informatika, Universitas Nasional e-mail: 1 andretegarpratama@gmail.com , 2 septi.andryana@civitas.unas.ac.id ,
3 ratih.titi@civitas.unas.ac.id

## Abstrak
Era  digital  membuat  media  pembelajaran  semakin  beragam,  jika  sebelumnya menggunakan media cetak, maka sekarang menggunakan serba elektronik, seperti e-book dan aplikasi pembelajaran. Salah satu teknologi yang dapat digunakan sebagai media pembelajaran dengan  bentuk  objek  secara  real-time  yang  dikenal  dengan  Augmented  Reality  (AR). Perancangan pada aplikasi AR ini bertujuan untuk memperkenalkan transportasi darat kepada anak usia dini. Penelitian ini dikembangkan menggunakan metode Single Marker serta algoritma FAST  Corner  Detection  dan  Lucas  Kanade.  Transportasi  darat  yang  dijadikan  kasus  pada penelitian ini yaitu sepeda, sepeda motor, becak, bajaj, mobil, bus, truk, dan kereta. Informasi mengenai transportasi darat pada aplikasi AR ini dapat menarik minat kepada anak-anak untuk lebih mengetahui macam-macam kendaraan yang dapat digunakan. Hasil dari penelitian device Realme  XT  menunjukkan  tingkat  akurasi  pada  AR  yang  terbaik    dapat  dideteksi  dengan jangkauan jarak maksimum  dengan jarak terbaik, sudut terbaik untuk dibaca pada dan intensitas cahaya Realme XT lebih cepat dalam menangkap respon.
Kata kunci — Augmented Reality, Single Marker, FAST Corner Detection, Lucas Kanade, Transportasi Darat.
The digital age makes learning media more diverse, if previously using print media, then now using all electronics, such as e-books and learning applications. One of the technologies that can  be  used  as  a learning medium  with  the  form  of  objects in  real-time  known as  Augmented Reality (AR). The design of this AR application aims to introduce land transportation to early childhood. The study was developed using the Single Marker method as well as the FAST Corner Detection and Lucas Kanade algorithms. Land transportation that became the case in this study is bicycles, motorcycles, rickshaws, rickshaws, cars, buses, trucks, and trains. Information about land transportation in this AR application can attract children to know more about the various vehicles that  can  be  used. The  results  of the  Realme XT  device  research  showed  the  accuracy level in AR can best be detected with maximum distance range with the best distance, the best angle to read on, and Realme XT light intensity faster in capturing the response.
Keywords — Augmented Reality, Single Marker, FAST Corner Detection, Lucas Kanade, Land Transportation.

## 1. PENDAHULUAN
ada  era  pandemi  Covid-19  ini  aktivitas  di  luar  menjadi  dibatasi  seperti  sekolah  ditiadakan sehingga  proses  belajar  mengajar  anak  menjadi  terhambat,  sulitnya  guru  dan  orang  tua memberikan  pengetahuan  kepada  anak  tentang  transportasi  darat  dikarena  kan  sulit  untuk mendapatkan  buku  transportasi  darat  yang  penjelasannya  mudah  dipahami  untuk  anak. P
Augmented Reality (AR)  dikenal  sebagai  teknologi  yang  menggabungkan  dunia  nyata  dengan virtual. Perkembangan AR sudah merambah ke dunia pendidikan sebagai media pembelajaran. Pengetahuan  yang  diberikan  pada  aplikasi  AR  terintegrasi  dengan  ketertarikan  anak  untuk bermain sambil belajar. Melalui media seperti ini akan menambah rasa ingin tahu terhadap objek yang  dijadikan  kasus  pada  aplikasi  AR  [1].  Pada  jurnal  Pemanfaatan  AR  sebagai  media pengenalan flora dilakukan Diana, menghasilkan beberapa tahap yaitu melakukan perancangang User  Interface,  memasukan  objek  3D  kedalam  Unity,  serta  membuat  marker  dengan menggunakan metode  Single Marker yang dimana hanya menggunakan satu marker untuk satu objek 3D [2].
Interaksi pembelajaran pada transportasi darat menggunakan AR merupakan salah satu solusi untuk  meningkatkan  daya  tarik  terhadap  pengetahuan  baru.  Perancangan  aplikasi  ini mengembangkan metode Single Marker yang digunakan untuk menampilkan hanya satu objek 3D pada marker [3].
Aplikasi AR ini menggunakan dua perbandingan algoritma yaitu FAST Corner Detection dan Lucas Kanade dengan hasil konsekuensi yang berbeda. Algoritma FCD digunakan pada penelitian sebagai perhitungan waktu secara real-time dengan menurunkan akurasi sudut yang terdeteksi. [4]. Sedangkan  Algoritma Lucas Kanade menggunakan pencarian layak gradien di sekitar posisi awal tertentu di atas gambar untuk menemukan patch gambar yang paling optimal yang paling mirip dengan template [5].
Adapun tujuan permasalahan ini agar anak usia dini dapat mengetahui dan memahami tentang transportasi  darat  melalui  aplikasi,  orang  tua  dan  guru  juga  dapat  memberikan  pembelajaran dengan sangat jelas, pada aplikasi ini juga sangat penting dibuat menjadi mudah dipahami dan menarik bagi anak – anak.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Alur Perancangan
Alur  perancangan  ini  untuk  menggambarkan  urutan  yang  ada  pada  perancangan  ini, rancangan ini menyiapkan semua yang harus dibutuhkan dalam perancangan ini seperti marker dan objek untuk di buat dalam 3D.
Gambar 1 Alur Perancangan
Pada  gambar  1  ini  menjelaskan  tentang  alur  perancangan Augmented  Reality mulai  dari menscan marker pada aplikasi menggunakan kamera smartphone, setelah menscan langsung ke proses  pendeteksian marker  kemudian  aplikasi  akan menrendering  objek  3D transportasi darat yang akan di tampilkan objek 3D tersebut .

## 2.2 Augmented Reality
Augmented  Reality (AR)  dapat  mengubah  gambar  awal  yang  berbentuk  2D  menjadi  3D. Sistem  pada  Augmented  Reality  dapat  membangun  ketertarikan  terhadap  pengguna  karena menghasilkan objek seminyata. Variasi objek yang dibangun menggunakan teknologi AR sudah semakin banyak dan telah didistribusikan kepada pengguna. Maka, teknologi ini dapat dijadikan sebagai sarana edukasi terhadap anak-anak yang memiliki rasa ingin tahu rendah [6]. Augmented Reality membuat realistis seperti materi multimedia belajar mengajar digital telah berubah dari buku menjadi media digital [7].

## 2.3 Metode Single Marker
Single marker digunakan pada aplikasi Augmented Reality (AR) sebagai pendeteksi marker untuk mengidentifikasi satu objek saja. objek yang dirancang pada marker dibaca oleh kamera lalu akan dimunculkan sebagai objek 3D sesuai menu yang dipilih [8].

## 2.4 Analisis Kebutuhan Sistem
Dalam proses penelitian dibutuhkan alat untuk menunjang perancangan agar proses dalam mengembangkan  aplikasi  tidak terjadi  hambatan  di  tengah  perjalanan.  Kebutuhan  tersebut ada pada tabel 1 dan 2.
Tabel 1 Perangkat Keras Perangkat Kuantitas Processor Amd A9 – 9425 Radeon R5 Memory (Ram) 4gb GPU Amd Radeon Graphics Processor SSD V-Gen 256gb Tabel 2 Perangkat Lunak Perangkat Lunak Unity Figma Adobe Illustrator Visual Studio 2017

## 2.5 Flowchart Aplikasi
Flowchart ini di rancang untuk mengurutkan alur rancangan pada aplikasi augmented reality tentang transportasi darat untuk anak usia dini.
Gambar 2 Flowchart Aplikasi
Pada gambar 2 merupakan proses dari aplikasi, ketika aplikasi di buka proses loading akan berjalan  hingga  bar  penuh  maka  akan  menuju  tampilan  menu,  dalam  tampilan  menu  terdapat beberapa tampilan seperti mulai, panduan dan tentang. Pada tampilan mulai user akan menuju tampilan pilih kendaraan kemudian user dapat memilih kendaraan yang akan di scan, jika marker kendaraan terdeteksi akan muncul objek 3D beserta keterangan dan jika tidak terdeteksi objek 3D user akan  di  alihkan  balik  menuju  tampilan  pilih  kendaraan.  Pada  tampilan  panduan  akan ditampilkan isi keterangan panduan dan dapat mengunduh marker, pada tampilan tentang akan ditampilkan isi keterangan tentang aplikasi ini

## 2.6 Marker
Marker  digunakan  sebagai  penanda  khusus  seperti barcode .  Metode  ini  memiliki  dua pengenalan yaitu marker dan markerless [9]. Perancangan ini menggunakan single marker yang dimana  dalam  satu  marker  gambar  dua  dimensi  hanya  terdapat  satu  objek  tiga  dimensi  yang berlawanan dengan multiple - marker .
Tabel 3 Marker Pada Vuforia Marker Object Type Rating Sepeda Single Marker Sepeda Motor Single Marker Becak Single Marker
Bajaj Single Marker Mobil Single Marker Bus Single Marker Truk Single Marker Kereta Single Marker Pada marker dibutuhkan Vuforia Qualcom , yaitu merupakan sebuah pengembang perangkat lunak Augmented Reality yang  berfungsi  mempermudah  proses Augmented Reality [8].  Pada Vuforia rating bintang berfungsi sebagai penilaian pada gambar yang dimasukan ke aplikasi ini, hasil Augmented Reality tergantung penilaian bintang dengan angka 0 sampai 5, semakin tinggi angka bintang semakin cepat terbaca. Berikut marker transportasi darat yang ada dalam database Vuforia SDK.

## 2.7 FAST (Features from Accelerated Segment Test) Corner Detection
Algoritma FCD dikenal sebagai penentu titik sudut [6]. Algoritma FCD ini didesain untuk meningkatkan kecepatan waktu perhitungan secara real-time dengan menurunkan taraf akurasi pendeteksian sudut [4].
FCD diawali dengan penentuan pixel p pada koordinat (Xp, Yp) yang dikelilingi 16 piksel. Selanjutnya, membandingkan  4  koordinat  piksel  dengan  masing-masing  radius  3  piksel  dalam mencari titik sudut [10]. Setidaknya tiga titik nilai intensitas di titip p telah memenuhi nilai yaitu lebih  besar  atau  lebih  kecil  dengan  ditambah  intensitas  ambang  batas,  maka  titik  p  dapat dinyatakan sebagai titik sudut yang dicari.
Gambar 3 Kerja Citra dan Titik Letak P

## 2.8 Lucas Kanade
Algoritma Lucas  Kanade menggunakan  pencarian  layak  gradien  di  sekitar  posisi  awal tertentu di atas gambar untuk menemukan patch gambar yang paling optimal yang paling mirip dengan template [5].
Algoritma Lucas Kanade cocok untuk aliran optik yang padat, kita hanya perlu informasi lokal dari jendela kecil di sekitar setiap titik yang menarik. Dalam video, pola perubahan abu – abu setiap pixel sangat kompleks. Secara umum, user dapat menggunakan fungsi tiga variabel I xyt (, ,) untuk mewakili urutan gambar .Di mana x dan y mewakili koordinat piksel, t mewakili variabel waktu [11].

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Implementasi Graphical User Interface (GUI)
Graphical User Interface pada  perancangan  ini  yaitu  Transportasi  Darat.  Berikut  ini merupakan tampilan aplikasi augmented reality transportasi darat tersebut.
Tabel 4 Tampilan pada Aplikasi Tampilan Penjelasan Di  tampilan Loading  Screen,  user
menunggu hingga bar terisi sampai penuh  kemudian  akan  menuju  ke Menu Utama.
Pada  Menu  Utama  berisi  beberapa Menu pilihan, yaitu; Mulai, Panduan dan Tentang. Pada Menu Panduan berisi tentang tata cara menggunakan aplikasi ini. Selain  itu,  tersedia  juga  tombol untuk mengunduh marker di bagian panduan.
Pada  Menu  Tentang  berisi  tentang tujuan dari aplikasi ini dibuat. Pada Menu Mulai terdapat beberapa pilihan transportasi, diantaranya; sepeda, sepeda motor, becak,  bajaj,  mobil,  bus,  truk,
kereta.
Pada  tampilan  sepeda,  kamera  di arahkan  ke  marker  agar  dapat menampilkan objek 3D.
Pada  Menu  Marker  berisi  gambar transportasi darat yang telah
terintegrasi pada aplikasi.

## 3.2 Pengujian Aplikasi
Tahap  pengujian  aplikasi  menggunakan  beberapa device android  dengan  versi  yang berbeda.  Pengujian  dilakukan  menggunakan  kamera  yang  ada  pada device di  Tabel  5  untuk pendeteksi marker.
Tabel 5 Device Pengujian Perangkat Versi Android Oppo F7 10 Realme XT 11 Samsung M20 9

## 3.3 Hasil Pengujian Aplikasi
Untuk  mendapatkan  hasil  yang  sesuai  buat  para  pengguna,  dilakukanlah  pengujian terhadap device android yang berbeda antara lain: 3.3.1. Hasil Pengujian Jarak Tabel 6 Hasil Pengujian Jarak Perangkat Jarak Minimum Jarak Maksimum Oppo F7 ± 6 cm ± 50 cm Realme XT ± 5 cm ± 60 cm Samsung M20 ± 5 cm ± 40 cm
Setelah  mendapatkan  hasil  pengujian  jarak  dari  3  device  yang  berbeda.  Hasil yang didapatkan yaitu device Oppo F7 memiliki jarak minimum 6 cm dan memiliki jarak maksimum 50 cm, device Realme XT memiliki jarak minimum 5 cm dan memiliki jarak maksimum  60  cm,  terakhir  device  Samsung  M20  memiliki  jarak  minimum  5  cm  dan memiliki jarak maksimum 40 cm.

## 3.3.2. Hasil Pengujian Intensitas Cahaya
Tabel 7 Hasil Pengujian Respon Objek Perangkat Redup Normal Terang Oppo F7 Terdeteksi ± 1,7 detik ± 2,2 detik Realme XT Terdeteksi ± 1,4 detik ± 2 detik
Samsung M20 Tidak Terdeteksi ± 1,8 detik ± 2,5 detik
Setelah  mendapatkan  hasil  pengujian  intensitas  cahaya  dari  3  device  berbeda. Hasil yang didapatkan itu berbeda antara waktu di ketiga device tersebut, faktor cahaya sangat  mempengaruhi  dalam  aplikasi  ini  maka  dalam  menggunakan  aplikasi  ini  di butuhkan cahaya yang cukup agar memunculkan objek 3D tersebut.

## 3.3.3. Hasil Pengujian Kemiringan Sudut
Tabel 8 Hasil Pengujian Kemiringan Sudut Perangkat < 15 º Keterangan 20º - 60º 61º - 90º Oppo F7 Tidak Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Realme XT Tidak Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Samsung M20 Tidak Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi
Setelah mendapatkan hasil pengujian sudut dari 3 device berbeda, menunjukan hasil di kemiringan sudut <15º tidak terdeteksi pada ketiga device , hasil yang di dapat pada  kemiringan  sudut  20º  sampai  60º  itu  terdeteksi  pada  ketiga device dan  pada kemiringan sudut 61º sampai 90º hasil yang di dapat itu terdeteksi pada ketiga device .

## 4. KESIMPULAN
Setelah dilakukan perancangan dalam pembuatan aplikasi augmented reality transportasi darat dapat disimpulkan antara lain:
1) Pembuatan  aplikasi augmented reality transportasi  darat  ini  dibuat  untuk memberikan pengetahuan tentang transportasi darat untuk anak usia dini.
2) Peneliti menggunakan metode single marker yaitu setiap satu marker mempunyai satu  objek  3D,  juga  dengan  meggunakan  algoritma FAST  Corner  Detection berguna  membaca  sudut  tepi  dan Lucas  Kanade membuat  sebuah  aplikasi  yang semakin baik.
3) Dalam  tahap  pengujian  aplikasi  peneliti  menggunakan  3 device android  yang berbeda  versi  androidnya  yaitu  Oppo  F7,  Realme  XT  dan  Samsung  M20. Dilakukan beberapa tahap pengujian seperti pengujian jarak, pengujian intensitas cahaya dan pengujian kemiringan sudut.
4) Hasil dari pengujian jarak Realme XT lebih baik dalam jangkauan jarak maksimum ±  60  cm,  pengujian  intensitas  cahaya  Realme  XT  juga  lebih  cepat  dalam menangkap respon intensitas cahaya, dan dalam pengujian kemiringan sudut ketiga device android  ini  di  sudut  20º  sampai  60º  serta  61º  sampai  90º  dapat  terbaca dengan baik.

## 5. SARAN
Saran untuk penelitian Augmented Reality ini agar aplikasi dapat di kembangkan seperti memperbanyak objek 3D dengan tema yang berbeda agar semakin menarik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] E.  Y.  Anjayani,  E.  Wahyuningtyas,  and  B.  Y.  .  Nasution,  “Pengenalan  Interaksi  Alat Transportasi  Umum  Dengan  Tempat  Pemberhentian  Pada  Anak  Usia  Dini  4-6  Tahun Menggunakan Augmented Reality,” Inf. Technol. , vol. 2, pp. 2442–4293, 2016.
[2] D. Diana, A. D. Rama, and R. F. Asa, “Pemanfaatan Augmented Reality Sebagai Media Pengenalan  Flora  Khas  Bengkulu  Dengan  Metode  Single  Marker  Berbasis  Android,” Pseudocode , vol. 7, no. 1, pp. 51–58, 2020, doi: 10.33369/pseudocode.7.1.51-58.
[3] A.  K.  Hidayah  and  A.  N.  Amalah,  “Pemanfaatan  Augmented  Reality  Sebagai  Media Pengenalan  Tabot  Di  Provinsi  Bengkulu  Dengan  Metode  Single  Marker  Berbasis Android,” Pseudocode , vol. 7, no. 1, pp. 59–68, 2020, doi: 10.33369/pseudocode.7.1.59- 68.
[4] M.  E.  Apriyani  and  A.  Febriansyah,  “Augmented  Reality  Pengenalan  Jenis  Hewan Herbivora dengan Objek Animasi Hewan 3D Menggunakan Metode Single Marker,” J. Tek. Inform. Politek. Negeri Batam , vol. 13, no. 3, pp. 1576–1580, 2015.
[5] E. Rosten and T. Drummond, Machine learning for high-speed corner detection . .
[6] M. R. Saing and S. G. Zain, “Aplikasi Augmented Reality Pengenalan Transportasi Darat ,  Laut  Dan  Udara  Berbasis  Android,” Semin.  Nas.  Lemb.  Penelit.  UNM ,  pp.  587–589, 2017.
[7] M. C. Hsieh, “Teachers’ and students’ perceptions toward augmented reality materials,” 2016  Int.  Conf.  Appl.  Syst.  Innov.  IEEE  ICASI  2016 ,  vol.  5,  pp.  7–8,  2016,  doi: 10.1109/ICASI.2016.7539773.
[8] M. E. Apriyani and R. Gustianto, “Augmented Reality sebagai Alat Pengenalan Hewan Purbakala  dengan  Animasi  3D  menggunakan  Metode  Single  Marker,” J.  INFOTEL  - Inform. Telekomun. Elektron. , vol. 7, no. 1, p. 47, 2015, doi: 10.20895/infotel.v7i1.29.
[9] N. Saurina, “Pengembangan Media Pembelajaran Untuk Anak Usia Dini Menggunakan Augmented Reality,” J. IPTEK , vol. 20, no. 1, p. 95, 2016, doi:
10.31284/j.iptek.2016.v20i1.27.
[10] E. Rosten and T. Drummond, Fusing Points and Lines for High Performance Tracking . .
[11] Z.  Zhao,  Y.  Wang,  and  S.  Fu,  “Head  movement  recognition  based  on  lucas-kanade algorithm,” Proc. - 2012 Int. Conf. Comput. Sci. Serv. Syst. CSSS 2012 , no. 1, pp. 2303– 2306, 2012, doi: 10.1109/CSSS.2012.571.