## Rancang Bangun Sistem Identifikasi Nomor Kendaraan pada Gerbang Tol menggunakan Metode Pengolahan Citra
Ratna Suryawati Mulyaningsih 1 , Moh. Abdullah Anshori 2 , Martono Dwi Atmadja 3 1,2,3 Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
1 ratnasantoso48@gmail.com@gmail.com, 2 moh.abdullah@polinema.ac.id, 3 martono.dwi@polinema.ac.id
Abstract- The toll ticket payment mechanism still uses e-toll cards by attaching e-toll cards to the reader at the toll gate. This has several drawbacks, including the driver having a difficulty sticking the cards. At present a device has emerged to access the toll road without attaching a card known as the OBU. However, this device has a pretty expensive price. Therefore, an access system in and out of toll roads is made without using a card. With this system, users only need to register license plates in a database and there are applications that will also be used for payment, and as a trip monitoring. By  using  ultrasonic  sensors  and  image  processing  methods,  vehicle  license  plates  that  will  enter  the  toll  road  can  be detected. The test results are known to distance of the camera to the number plate to read correctly as far as 2 - 3 meter and when  the distance of the camera to the number plate as far as  4  m, shows the wrong reading of the license plate. Ultrasonic sensor testing showed no failure in ten attempts. Ultrasonic sensors are used to detect the presence of objects vehicles when vehicles enter or exit the toll road.

## Keyword- application, database, e-toll, image, ultrasonic
Abstrak- Mekanisme pembayaran tiket tol masih menggunakan kartu e-toll dengan menempelkan kartu e-toll pada reader di gerbang tol. Kekurangannya yaitu pengemudi kesulitan untuk menempelkan kartu sehingga tidak sedikit pengemudi yang  harus  menggunakan  bantuan  tongkat.  Saat  ini  sudah  muncul  perangkat  untuk  mengakses  jalan  tol  tanpa menempelkan kartu yang dikenal  dengan OBU (On Board Unit). OBU akan bekerja seperti  repeater sehingga palang akan terbuka tanpa menempelkan kartu pada gerbang. Akan tetapi, perangkat ini memiliki harga cukup mahal, sehingga tidak  semua  orang  ingin  membeli  perangkat  ini.  Oleh  karena  itu,  dibuat  sistem  akses  keluar  masuk  jalan  tol  tanpa menggunakan kartu. Dengan adanya sistem ini, pengguna hanya perlu mendaftarkan plat nomor pada sebuah database dan  terdapat  aplikasi  yang juga  akan  digunakan  untk  pembayaran,  dan juga  sebagai  monitoring  perjalanan.  Dengan menggunakan  sensor  ultrasonik  dan  metode  pengolahan  citra,  plat  nomor  kendaraan  yang  akan  masuk  tol  dapat terdeteksi.  Hasil pengujian diketahui  bahwa  jarak  jangkauan kamera dengan plat nomor untuk terbaca dengan tepat sejauh 2 hingga 3meter dan disaat jarak jangkauan kamera dengan plat nomor sejauh 4 meter, menunjukkan pembacaan plat  nomor  yang  salah.  Pengujian  sensor  ultrasonik  menunjukkan  tidak  ada  kegagalan  dalam  10  percobaan.  Sensor Ultrasonik digunakan sebagai deteksi keberadaan (kendaraan) disaat kendaraan masuk atau keluar dari tol.
Kata kunci- aplikasi, citra, database, e-tol, ultrasonik

## I. PENDAHULUAN
Jalan  tol  menjadi  kebutuhan  yang  sangat  penting  bagi pengguna  terutama  di  kota-kota  besar.  Pada  saat  ini, mekanisme pembayaran tiket tol masih menggunakan kartu e- toll dengan cara menempelkan kartu e-toll pada reader yang ada di  gerbang  tol  [1].  Kartu  inilah  yang  kemudian  dijadikan sebagai bukti perjalanan pengguna. Jumlah yang harus dibayar oleh pengguna pun dihitung berdasarkan kartu ini[2]. Selain itu, penyedia  jasa  tol  juga  menyediakan  kartu  berlangganan  bagi pengguna yang sering menggunakan tol[3].
Hal ini memiliki beberapa kekurangan, di antaranya yaitu pengemudi  sedikit  kesulitan  untuk  menempelkan  kartu sehingga  tidak  sedikit  pengemudi  yang  harus  menggunakan bantuan  tongkat[4].  Saat  ini  sudah  muncul  sutau  perangkat untuk  mengakses  jalan  tol  tanpa  menempelkan  kartu  yang dikenal  dengan  OBU  (On  Board  Unit)[5].  Pengguna  dapat memasang OBU pada depan kendaraan dan memasukkan kartu e-toll  ke  dalamya,  dan  kemudian  OBU  akan  bekerja  seperti repeater  sehingga  palang  akan  terbuka  tanpa  menempelkan kartu  pada  gerbang[6].  Akan  tetapi,  perangkat  ini  memiliki
harga cukup mahal, sehingga tidak semua orang ingin membeli perangkat ini.
Oleh karena itu, dibuat sistem akses keluar masuk jalan tol tanpa menggunakan kartu. Dengan adanya sistem ini, pengguna hanya perlu mendaftarkan plat nomor pada sebuah database dan terdapat aplikasi yang juga akan digunakan untk pembayaran, dan  juga  sebagai  monitoring  perjalanan[7][8].  Dengan menggunakan sensor ultrasonik dan metode pengolahan citra, plat nomor kendaraan yang akan masuk tol dapat terdeteksi[9]- [11].  Apabila  saldo  tidak  mencukupi,  maka  saldo  akan terhitung  minus,  dan  dapat  dibayarkan  ketika  transaksi selanjutnya.  Apabila  tidak  segera  dibayarkan,  maka  akan dikenakan denda yang nominalnya akan terus bertambah sesuai kebijakan  pihak  pelaksana.  Dengan  demikian,  pengguna  tol tidak  perlu  melakukan  pengisian  ulang  di  gerbang  keluar, sehingga  kemacetan  akibat  pengisian  saldo  di  gerbang  keluar dapat diminimalisir.
Pada penelitian ini diusulkan suatu sistem pengkonversian plat nomor kendaraan yang masuk dan keluar pada  tol  kedalam  bentuk  teks  dengan  sensor image secara otomastis  menggunakan  tesseract  OCR  yang  nantinya  akan disamakan dengan plat nomor yang terdaftar  dalam database. Kemudian  terdapat  aplikasi  sebagai  alat  pembayaran  dan monitoring riwayat perjalanan pada gerbang tol yang dilalui
II. METODE
Penelitian  yang  dilakukan  termasuk  dalam  jenis penelitian dan pengembangan yang bertujuan untuk merancang sebuah  sistem  untuk  mendeteksi  kendaraan  pada  gerbang  tol menggunakan kamera dan raspberry pi.

## A. Tahapan Penelitian
Gambar 1. Flowchart rancangan penelitian

## B. Blok Diagram Metode SSV

## Gambar 2. Blok diagram sistem keseluruhan
Gambar  2  menjelaskan  bahwa  perangkat  pendeteksian  terdiri dari Sensor Ultrasonik, Raspberry Pi, Kamera, alarm, Database, dan  aplikasi  smartphone . Setiap  bagian  tersebut  memiliki perannya masing-masing. Keterangan untuk tiap bagian adalah sebagaimana berikut:
1) Sensor Ultrasonik : Sensor ultrasonik berperan sebagai pendeteksi  adanya  kendaraan  di  gerbang  tol,  yang  apabila terdeteksi  adanya  kendaraan,  nantinya  akan  mengaktifkan mengaktifkan kamera
2) Mini PC : Mini pc yang digunakan adalah Raspberry Pi. Rasbpy digunakan sebagai control utama sistem tol ini. Dimana Raspberry melakukan  penglolahan  data  terhadap  masukan yang diterima dari setiap komponen yang dibutuhkan.
3) PC  Camera  USB  2.0  :  PC  camera  USB  2.0  berperan sebagai sebagai media untuk mengcapture atau memfoto object plat  nomor  kendaraan  sehingga  didapat  sebuah  citra  digital yang  dapat  diproses  untuk  merubah  citra  digital  tersebut menjadi bentuk teks.
4) Motor  Power  Window:  Motor  Power  Window digunakan untuk membuka palang ketika data telah dinyatakan cocok dengan database
5) Database  :  Database yang digunakan adalah Firebase, dipilih untuk penyimpanan utama data yang telah didapat dan diolah oleh mikrokontroller.
6) Smartphone:  Smartphone berperan  sebagai  interface dan penampil informasi user.

## C. Flowchart Sistem Konversi Gambar ke Text
Gambar 3. Diagram alir perancangan sistem konversi gambar ke teks

## D. Flowchart Database
Gambar 4. Flowchart Database
E. Flowchart Keseluruhan Sistem
Gambar 5. Flowchart keseluruhan sistem III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Implementasi Hardware
Hasil implementasi hardware akan menjelaskan mengenai tampilan hardware yang  akan  digunakan  sebagai  sistem pendeteksi  plat  nomor  kendaraan  menggunakan  raspberry  pi dan  kamera.  Dalam  sistem  ini  terdapat  3  gerbang,  berikut tampilan  salah  satu  gate  yang  digunakan  ditunjukkan  pada Gambar 6.
Gambar 6. Tampilan keseluruhan hardware

## B. Hasil Implementaasi Software
(a) (b) (c) (d)
Gambar 7 (a) tampilan desain awal aplikasi (b) tampilan saldo terpotong 1 (c) tampilan saldo terpotong 2 (d) tampilan saldo terpotong 3
Gambar  7  menunjukkan  gambar  tampilan  aplikasi  android dimana  pada  gambar  (a)  menunjukkan  tampilan  desain  awal aplikasi,  gambar  (b)  menunjukkan  tampilan  saldo  terpotong dari  gate  A  ke  gate  B  dengan  tarif  4  ribu,  gambar  (c) menunjukkan tampilan saldo  terpotong  dari  gate A ke gate B dan gate C dengan tarif 11 ribu, dan gambar (d) menunjukkan tampilan saldo terpotong dari gate A ke gate C dengan tarif 7 ribu.

## C. Implementasi Sistem Konversi Gambar ke Teks
Gambar 8. Hasil implementasi sistem konversi gambar ke teks

## D. Pengujian Sensor
Pengujian sensor dilakukan untuk mengetahui bahwa sensor yang digunakan pada penelitian ini dapat bekerja dengan baik atau tidak, ditunjukkan Tabel 1.
T ABEL I H ASIL P ENGUJIAN S ENSOR U LTRASONIK Percobaan ke- Hasil Deteksi Sensor Ultrasonik 1 Terdeteksi 2 Terdeteksi 3 Terdeteksi 4 Terdeteksi 5 Terdeteksi 6 Terdeteksi 7 Terdeteksi 8 Terdeteksi 9 Terdeteksi 10 Terdeteksi
Pada  tabel  I  menunjukkan  bahwa  setelah  dilakukan pengujian sebanyak 10 kali percobaan tidak terjadi kegagalan deteksi keberadaan objek .
E. Pengujian Ketepatan Konversi Gambar Plat Nomor ke Teks
Pengujian ketepatan konversi gambar plat nomor ke teks bertujuan  untuk  mengetahui  apakah  sistem  yang  telah  dibuat mampu  mengubah  gambar  menjadi  teks  dengan  tepat  atau tidak.  Pengujian  dilakukan  dengan  cara  membandingkan gambar  plat  nomor  yang  diperoleh  dari  hasil  pengambilan gambar oleh kamera dengan hasil teks konversi gambar. Hasil pengujian ketepatan konversi  gambar plat nomor ditunjukkan pada Tabel II.
Coverage jangkauan kamera merupakan cakupan  yang dapat dijangkau oleh kamera berdasarkan jarak objek, sehingga gambar  dideteksi  dengan  tepat.  Berikut  merupakan  tabel coverage kamera usb 2.0
T ABEL II
P ENGUJIAN JANGKAUAN SUDUT KAMERA Jarak Gambar Hasil 1 meter 2 meter 3 meter 4 meter
Dari hasil pengujian di atas, terlihat bahwa pada jarak 1  meter  dengan  tinggi  palang  1,35m,  kamera  tidak  dapat menjangkau  plat  nomor,  sedangkan  pada  jarak  2 m  dan  3  m, gambar dapar dikonversi dengan baik. Dan pada jarak 4 meter sistem tidak dapat  mengkonversi  gambar karena objek terlalu jauh.

## F. Pengujian Jangkauan Kamera pada Malam Hari
Pengujian  jangkauan  kamera  tehadap  akurasi  konversi gambar bertujuan untuk mengetahui sampai pada jarak berapa kamera dapat mengambil gambar yag dapat di konversi dengan benar  dan  tepa.  Berikut  adalah  hasil  pengujian  jangkauan kamera  terhadap  akurasi  konversi  gambar  ditampilkan  pada table III
T ABEL III P ENGUJIAN JANGKAUAN KAMERA P ADA MALAM HARI
Jarak Gambar Hasil 1 m 2 m 3 m 4 m
Dari hasil pengujian di atas, terlihat bahwa pada jarak 1  meter  dengan  tinggi  palang  1,35m,  kamera  tidak  dapat menjangkau  plat  nomor,  sedangkan  pada  jarak  2 m  dan  3  m, gambar dapar dikonversi dengan baik. Dan pada jarak 4 meter sistem tidak dapat  mengkonversi  gambar karena objek terlalu jauh, ditunjukkan pada Tabel III.

## IV. KESIMPULAN
Jarak  objek  terhadap  kamera  paling  dekat  adalah  2  meter dikarenakan jangkauan kamera, dan paling jauh adalah 4 meter dikarenakan  kemampuan  lensa.  Syarat  pencahayaan  pada gerbang tol yang mampu ditangkap oleh kamera adalah 1100 lux  yang  didapat  dari  hasil  pengamatan.  Sistem  aplikasi android yang  dibuat  sesuai  dengan  yang  direncanakan  yaitu dapat memunculkan riwayat perjalanan atau gerbang tol yang
dilalui  pengguna,  serta  memunculkan  tarif  dan  sisa  saldo pengguna.

## REFERENSI
[1] G.  Udayana  and  I.  Darmawiguna,  “Pengembangan Prototipe  Portal  Otomatis  Dengan  Pendeteksian  Plat Nomor Kendaraan Berbasis Raspberry Pi,” Karmapati , vol. 5, no. 2, 2016.
[2] D. A. Irawati, “Pengembangan aplikasi pengenalan plat nomor  kendaraan  roda  dua  pada  area  parkir,” Semin.
Nas. Sains dan Teknol. 2015 , no. November, pp. 1–11,
2015. [3] S.  Aulia  and  P.  Maria,  “Aplikasi  Pendeteksi  Plat Nomor Kendaraan Berbasis Raspberry Pi Menggunakan  Website  Untuk  Pelanggaran  Lalu Lintas,” vol. 11, pp. 84–89, 2019. [4] C.  Raspberry,  P.  I.  Dalam,  and  P.  Sistem, “Implementasi  Mikrokontroler  Arduino  Uno  Dan
Mini- Gerbang Tol Cerdas,” vol. 8, no. 1, pp. 101–109, 2019.
[5] N. D. W. I. Cahyo, “Pengenalan Nomor Plat Kendaraan Dengan  Metode  Optical  Character  Recognition,”  vol. 2, pp. 75–84, 2019.
[6] Noprizal  and  Feri  Candra,  “Aplikasi  Pengenalan Plat Nomor Kendaraan Di Universitas Riau,” J. Fasilkom , vol. 9, no. 3, pp. 47–52, 2019.
[7] R. Akbar, M. Silvana, and A. F. Alizar, “Perancangan Aplikasi  Pembayaran  Non  Tunai  untuk  Pengelolaan Bisnis  Pencucian  Mobil  dengan  Memanfaatkan Teknologi QR Code (Studi Kasus : Oto Pro Car Wash
& Detailling Padang ),” p. 3, 2019.
[8] A.  Hardiyanto,  P.  Studi,  J.  Telekomunikasi,  J.  T. Elektro,  and  P.  N.  Malang,  “Sistem  Manajemen Ticketing  Pada  Penyelenggara  Pertandingan  Liga Sepakbola Berbasis Near Field Communication ( Nfc ) Yang,” pp. 22–29, 2017.
[9] L. A. Sandy, R. J. Akbar, and R. R. Hariadi, “Rancang Bangun Aplikasi Chat pada Platform Android dengan Media  Input  Berupa  Canvas  dan  Shareable  Canvas untuk  Bekerja  dalam  Satu  Canvas  Secara  Online,” J. Tek. ITS , vol. 6, no. 2, 2017.
[10] C.  Patel,  A.  Patel,  and  D.  Patel,  “Optical  Character Recognition  by  Open  source  OCR  Tool  Tesseract:  A Case Study,” Int. J. Comput. Appl. , vol. 55, no. 10, pp. 50–56, 2012.
[11] A.  D.  Kemal  Anshari  Elmizan,  David  Alfa  Sunarna, Benni  Bangun,  “Optical  Character  Recognition  (Ocr) Menggunakan  Tesseract  Dan  Penerapannya  Pada Industri Digital Di Indonesia,” 2018. .
.