## FOTO UDARA MENGGUNAKAN WAHANA UAV JENIS FIX WING

## AERIAL PHOTOGRAPHY USING FIXED WING UAV
Oghy Octori 1 , Agung Budi Cahyono 1
1 Jurusan Teknik Geomatika – FTSP – Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Email: oghyoctori92@gmail.com 1 , agungbc@geodesy.its.ac.id 2

## Abstrak
Perkembangan  teknologi  yang  semakin  cepat  dan  kebutuhan  masyarakat  akan  informasi  spasial  menjadi sebuah tantangan bagi para penyedia informasi spasial untuk mendapatkan informasi spasial secara cepat. Salah  satu  cara  untuk  mendapatkan  informasi  spasial  adalah  dengan  foto  udara  dengan  menggunakan pesawat tanpa awak atau UAV. Penelitian ini bertujuan untuk merakit sebuah wahana UAV dengan tipe fix wing dengan  estimasi  biaya  yang  murah  dan  memiliki  kemampuan  membuat  peta  foto  udara.  Peta  foto udara  yang  di  dapat  dengan  menggunakan  wahana  ini  akan  di  proses  dengan  menggunakan  metode fotogrametri.  Dari  hasil  penilitian  ini  dihasilkan  sebuah  prototype  UAV Fix  Wing dengan  total  biaya perakitan  sebesar  Rp.12.850.000.  UAV  ini  dapat  melakukan  foto  udara  sesuai dengan  jalur  terbang  yang sudah  di  rencanakan  dan  menghasilkan  sebuah  peta  foto.  Hasil  test  terbang  di  daerah  studi  didapatkan Wahana  yang  dihasilkan  yaitu Phantom  FPV  Flying  Wing  EPO yang  didukung  dengan Propeller  9x6 serta Turnigy 9 XR + Modul cukup stabil melakukan kegiatan pemotretan udara.
Kata kunci : UAV, tipe Fix Wing, Fotogrametri

## Abstract
The  development  of  increasing  technology  and  spatial  information  will  be  a  challenge  for  the  providers  of  spatial information to obtain spatial information swiftly. One way to obtain spatial information is the aerial photograph using drones or UAVs. This study aims to build a vehicle with the type of fixed wing UAV with low cost and has the capability of  aerial  photographs.  Photos  are  be  taken    using  the  UAV  Flying  Wing  Himage  1  will  be  processed  using photogrammetric method that result in the form of maps and have a spatial information. The results of this research produced a prototype of Fix Wing UAV that Flying Wing Himage 1 with autopilot capabilities with total assembly costs is Rp.12.850.000. This UAV can perform an aerial photographs according to the flight path that has been planned and produced a photo map. From flight test on 27 December 2014 in study area obtained RMSE that analyzed from ICP. The result on point 1 (0,299m), point 2  (0,729m), point 3 ( 0,120m), and  point 4 (0,139m).
Keywords : UAV, Fix Wing, Photogrametry

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Saat  ini  perkembangan  teknologi  semakin berkembang  cepat  dan  semakin  memudahkan manusia  untuk  mendapatkan  informasi  secara cepat, dan terpercaya. Kebutuhan untuk mendapatkan  informasi  secara  cepat  dan terpercaya menjadi sebuah tantangan yang harus diselesaikan,  terutama  dalam  bidang  pemetaan fotogrametri  dalam  mendapatkan  informasi spasial berupa foto udara.
Salah  satu  cara  untuk  mendapatkan  informasi spasial  berupa  foto  udara  adalah  dengan menggunakan  sebuah  pesawat  tanpa  awak  atau yang  biasa  disebut  UAV (Unmanned  Aerial Vehicle) fotogrametri.  Dimana  wahana  yang dimaksud dapat mampu terbang sesuai perencanaan  terbang  (autopilot)  dan  dapat melakukan pemotretan foto udara.
Wahana  yang  dimaksud  menggunakan  pesawat tanpa  awak  atau  disebut  UAV  ( Unmanned  Aerial Vehicle ) yang merupakan wahana untuk pengambilan  data  foto  udara  yang  selanjutnya
akan  diproses  secara  fotogrametri.  UAV  ini memungkinkan untuk melakukan pelacakan posisi dan orientasi dari sensor yang diimplementasikan dalam  sistem  lokal  atau  koordinat  global ( Eisenbeiss, 2008 ).
Pada  penelitian  ini,  akan  dilakukan  perakitan sebuah  wahana  UAV  jenis  tipe Fix  Wing yang dapat  melakukan  foto  udara.  Foto  udara  yang dimaksud  adalah  foto  udara  format  kecil  (FUFK) dengan menggunakan sebuah kamera non-metrik dengan  panjang  fokus  35  mm.  Lokasi  uji  terbang hasil  penelitian  dilakukan di  kawasan  perumahan Pakuwon  City,  Surabaya  karena  terdapat  sebuah lapangan yang dapat di gunakan sebagai landasan terbang wahana UAV.

## METODOLOGI PENELITIAN
Data dan Peralatan
- Data
1. Titik  Kontrol Tanah  dari  hasil  pengukuran GPS Geodetik.
2. Citra  Google  Earth  Perumahan  Pakuwon City.
- Peralatan
1. Phantom FPV Flying Wing EPO Airplane 1550mm (PNF) V2
2. Autopilot MyFlyDream
3. Canon IXUS 140 HS
4. Turnigy 9xr
5. Apm Planner 2.0
6. Komputer yang terdiri dari 1 buah Laptop dan 1 buah PC.
7. Perangkat aplikasi seperti : Software Permodelan 3D, CAD, Software Mission Planner

## Metode Penelitian Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  di  lakukan  di  laboratorium HobbyTech serta test flight di  daerah Perumahan Pakuwon City.

## Tahap Pengolahan Data
Tahapan  yang  dilakukan  dalam  pengolahan  data pada penelitian ini adalah :
1. Tahap Perakitan dan Uji Terbang Pada  tahap  ini  dilakukan  perakitan  dan  uji terbang  wahana  UAV  dengan  membaca
literatur,  diskusi  serta  sharing  dengan  pakar serta grup aeromodeling.
2. Tahap Pengambilan Data
Pada tahap pengambilan data ini direncanakan dua kegiatan, yaitu: a. Kalibrasi Kamera Kegiatan ini dilakukan untuk mendapatkan  data  parameter  kalibrasi kamera yang digunakan.
b. Pengukuran  titik  kontrol  tanah  dengan GPS  Geodetik.  Kegiatan  ini  dilakukan untuk  mendapatkan  data  berupa  GCP dan ICP.
c. Pemotretan Foto Udara Kegiatan ini dilakukan dengan menerbangkan  UAV  sesuai  dengan perencanaan jalur yang telah ditentukan, menentukan parameter ketinggian, jumlah foto, kecepatan serta timelaps kamera.
3. Tahap Pengolahan Data Pada  tahapan  ini  dilakukan  pengolahan  dari data berupa foto yang telah dihimpun untuk selanjutnya diproses menjadi peta foto.
4. Tahap Analisa dan Hasil Tahap  ini  dilakukan  untuk  mengetahui, menganalisa  dan  mengevaluasi  apakah wahana telah berjalan sesuai yang diinginkan serta  seberapakah  ketelitian  hasil  peta  foto yang dihasilkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Tahap Kalibrasi Kamera
Sebelum  digunakan  kamera  yang  digunkan  perlu dikalibrasi.  Kalibrasi  kamera  adalah  proses menentukan Interior Orientation Parameter (IOP). Dari  hasil  kalibrasi  kamera  menggunakan perangkat  lunak  PhotoModeler  2013  dengan menggunakan    jenis  kamera  Canon  Ixus  140  HS dengan  spesifikasi:  panjang  fokus  4  mm,  ukuran sensor  6.17x4.55  mm,  tipe  sensor  BSI-CMOS, resolusi maksimal 4000x3000 piksel.
Tabel 1. Hasil Kalibrasi Kamera Canon Ixus 140 HS
Parameter Nilai f 5.150457 mm x0 3.119608 mm y0 2.382292 mm K1 0.0009539 K2 -0.000005422
K3 0.000 P1 -0.0007506 P2 0.0007901

## Tahap Perakitan Pesawat
Perakitan  wahana  UAV  Flying  Wing  Himage  1 membutuhkan  waktu  3  bulan,  mulai  dari pemesanan  komponen  sampai  selesai  proses perakitan.  Komponen  dan  harga  barang  yang  di gunakan adalah sebagai berikut:

## Tabel 2. Komponen UAV Flying Wing Himage 1
Nama Barang Jumlah Harga Phantom FPV Flying Wing EPO Airplane 1550mm 1 Rp. 1.500.000 Autopilot MyFlyDream 1 Rp. 3.500.000 Turnigy 9 XR + Modul 1 Rp. 1.800.000 Lipo Tx 1 Rp. 250.000 Esc 40 Amper 1 Rp. 475.000 Propeller 9x6 1 Rp. 50.000 Landing Gear 1 Rp. 150.000 Nose Gear 1 Rp. 200.000 Telemetry 1 Rp. 850.000 Baterai Lippo 4s 2800 2 Rp. 1.000.000 Charger B6 ACDC 1 Rp. 775.000 Kamera Canon lxus 140 HS 1 Rp. 1.600.000 Canon Remote Switch 1 Rp. 300.000 Hobbytec 900 ky 400 watt 1 Rp. 400.000 Total Rp. 12.850.000

## Gambar 3. Hasil perakitan UAV Flying Wing Himage 1

## Tahap Pembuatan Jalur Terbang
Pembuatan jalur terbang adalah proses merencanakan  jalur  terbang  untuk  mendapatkan foto  yang  diinginkan  dari  foto  udara.  Pembuatan jalur  terbang  menggunakan  perangkat  lunak
Mission  Planner  yang  sudah  terhubung  dengan autopilot. Luas Area : 100.054 m 2 Tinggi Terbang : 135 m Overlap : 70% Sidelap : 20% Jarak Antar Garis : 98.28 m Pengambilan Photo : 3 second/Photo Kecepatan Pesawat : 13 m/s Jumlah foto : 42
Dimana  jumlah  42  foto  diatas  adalah  perkiraan hasil  aplikasi  Mission  Planner  dengan  2  jalur terbang.
Gambar 4. Jalur Terbang UAV Flying Wing Himage-1

## Tahap Pengambilan Data GPS
Pengambilan  data  kordinat  yang  diperuntukan untuk GCP foto  dan  titik  kontrol  pengukuran teristrial menggunakan alat gps Geodetik dan RTK (Real  Time  Kinematik) dengan  menggunakan metode absolut. Terdapat 3 GCP dan 4 ICP.

## Gambar 5. Titik GCP dan ICP
Titik  GCP  dan  ICP  hasil  pengukuran  GPS  tertera pada tabel dibawah ini :
Tabel 3. Koordinat GCP
GCP X (m) Y (m) Point 1 699742.416000 9196248.797000
Point 5 699842.035000 9196189.720000 Point 8 700021.428000 9196350.107000 Tabel 4. Koordinat ICP ICP X (m) Y (m) Point 2 699915.164000 9196290.228000 Point 3 699967.392000 9196258.912000 Point 6 699795.783000 9196230.409000 Point 7 699961.707000 9196364.343000

## Hasil Foto Udara
Dari  hasil  pemotretan  dengan  di  dapatkan  foto sebanyak  65  foto.  Hal  ini  berbeda  dengan perkirakan  karena  autopilot  belum  bekerja dengan  baik,  sehingga  jalur  terbang  serta  tinggi terbang  tidak  sesuai  dengan  yang  direncanakan. Hasil  tsb kemudian  di  olah  dengan  menggunakan perangkat  lunak Permodelan  3D sehingga menghasilkan sebuah mosaik foto pada gambar di bawah ini.
Gambar 6. Mozaik Foto
Gambar 7. Posisi pesawat saat pengambilan foto

## Gambar 8. Hasil Peta Foto

## Analisa
Dari  hasil  terbang  wahana  Phantom  FPV  Flying Wing  EPO  yang  didukung  dengan  Propeller  9x6 serta  Turnigy  9  XR  +  Modul  cukup  stabil melakukan penerbangan.
Penggunaan  Autopilot  MyFlyDream  masih  perlu dipelajari lebih lanjut hal ini dikarenkan beberapa kali  mengalami lost-control yuang  menyebabkan wahana keluar dari jalur terbang.
Dan  dari  hasil  mosaik  foto  tersebut  dapat  di analisa  tingkat  ketelitian  koordinat  GCP  dan  ICP seperti pada tabel di bawah.

## Tabel 5. Analisa RMSE
Titik Residu RMSE Easting Northing ICP 2 699915,164 9196290,228 0,299 ICP 3 699967,392 9196258,912 0,729 ICP 6 699795,783 9196230,409 0,120 ICP 7 699961,707 9196364,343 0,139

## PENUTUP

## Kesimpulan
Kesimpulan dari hasil penelitian ini adalah : 1. Telah  berhasil  dirakit  sebuah  prototype  UAV bertipe Fixed  Wing dengan  spesifikasi  lebar sayap 1,550m , dan kemampuan autopilot yang mampu  terbang  selama  20  menit  dengan maksimal  interval  pengambilan  foto  3s/foto dengan  perkiraan  biaya  sebesar  +/-  Rp. 12.850.000.
2. Wahana  yang  dihasilkan  yaitu  Phantom  FPV Flying  Wing  EPO  yang  didukung  dengan Propeller  9x6  serta  Turnigy  9  XR  +  Modul
cukup  stabil  melakukan  penerbangan.  Dimana Autopilot  MyFlyDream  masih  perlu  dipelajari lebih  lanjut  hal  ini  dikarenakan  beberapa  kali mengalami lost-control yuang  menyebabkan wahana keluar dari jalur terbang sehingga hasil foto  lebih  banyak  daripada  jumlah  foto  pada saat perencanaan.
3. UAV  dengan  tipe Fixed  Wing yang  dihasilkan dalam  uji  coba  tahap  awal  ini  mampu melakukan  pemotretan  udara  dengan  RMSE ICP rerata 0, 5 meter.

## Saran
Diperlukan  studi  lanjut  tentang  uji  coba  lebih dengan  parameter  seperti  tinggi  terbang  yang berbeda, ketahanan baterai serta kekuatan sinyal transmitter  untuk  bisa  menghasilkan  cakupan peta yang lebih luas.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Hobbytech  Surabaya  dan  tim  Aeromodeling Pakuwon  yang  telah  bersedia  memberikan dukungan  alat  serta  memberikan  saran  dan informasi  selama  perakitan  wahana UAV  Flying Wing Himage 1.

## DAFTAR PUSTAKA
Eisenbeiss, H, 2009. UAV Photogrammetry . Zürich. ETH Zürich. Hobbytech  Surabaya,  2014.  Perakitan  Pesawat.
www.hobbytecmodel.com/. Surabaya. Manual,
2009. RTF Phantom FX-61.
http://www.hobbytech.com.my/ .