T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   1 8 ,   No.   3 J une   2020 ,   pp.   1546 ~ 1552   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v1 8 i 3 . 1488 5     1546       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   S in gl e   c am e r a d e p t h   c on t r ol  i n  m ic r o c la ss ROV       S im on   S ire gar ,   M u h a m m ad   I k h s an   S an i ,   S in t o n T u P ar l in d u n gan   S il ala h   Co mp u t er  E n g i n eer i n g   D e p art me n t ,   Facu l t y   o A p p l i e d   Sci en ce,   T e l k o U n i v er s i t y ,   In d o n es i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  S e p   1 ,   2019   R e vis e F e b   4,   2020   Ac c e pted  F e b   23 ,   2020       N av i g a t i o n   i s   o n o t h ma i n   c h al l en g es   i n   a n   u n d er w a t er  v e h i c l e.     To   meas u re  an d   s u s t a i n   t h d ep t h   i n   t h mi cro   c l as s   remo t e l y   o p erat e d   v eh i cl (RO V ro b o t   i s   o n o t h mai n   d eman d s   i n   t h u n d er w at er  ro b o t   co mp e t i t i o n .   T h ere  are  man y   s e n s o rs   t h a t   can   b u s ed   t o   mea s u re     t h d ep t h ;   o n o t h s en s o r s   i s   u s i n g   s i n g l came ra  s en s o r.   In   t h i s   w o r k s ,   camera - b as e d   d e p t h   co n t r o l   i s   d e v el o p e d   an d   ev a l u a t ed   fo mi cro   c l as s   RO V ,   n amel y   as   f i t o p l a n k t o n   SA R O V .   F i t o p l an k t o n   S A RO V   i s   a   mi cr o   RO V   p ro t o t y p w i t h   s i x   t h r u s t ers .   T o   mai n t a i n   t h d ep t h   p o s i t i o n ,   PID   co n t r o l   s y s t em  w i t h   camera - b as e d   d ep t h   s en s o a s   t h i n p u t   o t h s et p o i n t   i s   u s ed .   Mo reo v er,   t h met h o d   fo t h camera  t o   meas u re  t h d i s t a n ce  i s   u s i n g     t h t r i an g l s i mi l ari t y   met h o d .   In   t h i s   p a p er,   t h ex p eri men t al   s ce n ari o   i s   u s i n g   t h rect a n g u l ar  mar k er  t o   mea s u re  t h e   d i s t a n c e,   an d   t h v al u o f     t h d ep t h   i s   p ro ces s i n g   i n   t h g ro u n d   co n t ro l   s t a t i o n   (G CS).   T h G CS  w i l l   s en d   t h t h ru s t er  v al u t o   co n t r o l   t h d e p t h ,   w h i ch   d ep e n d s   o n   t h PID   co n t ro l   s y s t em.   T h e x p er i men t   res u l t s   s h o w   an   a v era g o d e p t h   accu rac y     o 9 5 . 7 4 %   t o   t h d e p t h   s e t p o i n t .   K e y w o r d s :   Ar dus ub   C a mer a - ba s e de pth  c ontr ol   dis tanc e   mea s ur e   R OV   T r iangle   s im il a r it y   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   S im on  S i r e ga r ,   C omput e r   E nginee r ing   De pa r tm e nt,   F a c ult o f   Ap pli e S c ienc e ,   T e lkom   Unive r s it y,   T e lekomunikas S t,   I ndone s ia .   E mail:   s im on. s ir e ga r @tas s . telkomuni ve r s it y . a c . id       1.   I NT RODU C T I ON   ve hicle   that  c a n   maintain   it s   pos it ion  in  r un ning  a n   unde r wa ter   mi s s ion  in   the   S ingapo r e a R oboti c   Ga mes   c ompetit ion  is   a   ne c e s s it y.   S ingapor e   R oboti c   Ga mes   ( S R G)   [ 1]   2019  ha ve   e leve e ve nts   a r e   planne f or   the   ga mes .   One   of   the   c a tegor ies   pl a ye in  thi s   e ve nt   is   the   Unde r wa ter   R obot  C o mpetit ion.     I thi s   c a tegor y,   the  a r e na   is   in   a n   L - s ha pe a qua r ium   tank   with   obs tac le  a nd  goa l   pos [ 2] .   T he   w a ter   tank   de pth  will   be   a r ound  40   c m .   T he   r obot   de s ign  in   t his   c ompetit ion  s hould   be   f it   in   a   c ube   of   30   c m   o f   width ,   30  c o f   length,   a nd   30  c m   of   he ight .   T he   goa ls   i thi s   c ompetit ion   invo lve  picking   up   objec ts /ca r goe s   f r om   the  mi ddle  a r e a   of   the  a qua r ium ,   obs tac le  a void a nc e   f r om  the  a c c e s s or ies   in  the  a qua r ium ,   a nd   dr opping    the  c a r goe s   in  ba s ke ts   a both  e nd s   of   the  tank.   T he   c ha ll e nge   in  thi s   c ompetioni s   to  dir e c the   r obot  to    the  tank   mi ddle   s e c ti on  while   maintaining   the   d e pth  to   a void   other   obs tac les   in   the  tank.   I n   thi s   pa pe r ,     F igur e   s hows   the  pr opos e de s ign  of   f it oplan kton  S AS  r e mot e ly  ope r a ted  ve hicle   ( R OV ) .   I pr e vious   r e s e a r c h,   the  de ve lopm e nt  of   unde r wa ter   R OV   s tar ts   f r om  a   na vigation  s ys tem  ba s e on  a   s mar tphone    c a mer a   [ 3] .   A f ter   that ,   the  r e s e a r c c onti nue s   with  r e s e a r c hing  pr e f e r a ble  wir e les s   da ta  c omm unica ti on  f or   s mall  unde r wa ter   wa ter   R OV   [ 4,   5]   a nd  c onti nue s   with  tethe r e wir e da ta  c omm unica ti on  [ 6] .   M or e ove r ,   powe r dis tr ibut ion  a nd  c ons umpt ion  on   R OV   is   one   of   the   main  r e s e a r c in  pr e vious   r e s e a r c [ 7]   T he   s tudi e s   on  main taining  de pth   is   a c c ompl is he in  s e ve r a l   method  ba s e on   the  a c tuator ,   s uc a s   us ing  thr us ter   [ 8] ,   us ing  e leva tor   [ 9 ]   a nd   us ing   a   bouya nc e ngine  [ 10 ] .   E a c h   methods   ha ve   s upe r i or it a nd   we a kne s s .   T he   main  ga ins   us ing  thr us ter   [ 11]   then  e leva tor   a nd  buoya nc e ngine  is   be tt e r   c ontr ol  r e s pons e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         Singl e   c ame r de pth  c ontr ol  in  mic r c las s   R OV   ( Simon  Sir e gar )   1547   a nd  be tt e r   pr e s s is ion  in  maintain   de pth  but   c ons ume  the  highes e ne r gy.   T he   bouya nc e ngine  [ 12]   ha ve   be tt e r   r e s pons e   th e n   e leva tor   but   c ons ume  mo r e   e ne r gy   then   the   e leva tor   [ 13] .   T he r e   a r e   s e ve r a c ontr ol   s ys tem  s uc a s   pr opor ti ona l,   de r ivative ,   a nd  int e gr a s c he mes   [ 14] ,   L QR   s c he mes   [ 15] ,   f uz z lo gic  [ 16] s li ding  mode  s c he mes   [ 9,   17] .   M os of   thes e   met hods   a r e   us e c omm only  us e to   r e gulate   in  R O V.   T he s e   de pth  c ontr ol   ha s   s e ve r a input   f e e dba c k.   M os c o mm on  s e ns or   to   mea s ur e   the   de pth   is   us ing   pr e s s ur e   s e ns or ,   but  other   s tudi e s   a r e   us ing  s ona r   s e ns or   a nd  c a mer a .   I n   thi s   pa pe r ,   a   c a mer a   is   c hoos e a s   the  main   s e ns or   f or   de pth  c ontr ol  a s   the   lowe s c os s e ns or   f or   s ha ll ow  wa ter   with  s uf f icie nt   a mbi e nc e   li ght .         J o y s t i c k Rem o t el y   O p er a t ed   V eh i c l e   P o w er  S y s t em   P ro p u l s i o n   S y s t em   C o n t ro l   S y s t em   S t ru c t u ra l   F ra m e   M a n i p u l a t o D es i g n   C a me ra   S y s t em W i r el es s   C o m m u n i c a t i o n     F igur e   1 .   Ge ne r a de s ign  o f   R OV   s ys tem  in  S R c ompetit ion       2.   P ROP OS E M I CR ROV  S YST E M     T he   de s ign  of   F i topl a nkton  S AS   R OV   is   ba s e on  de gr e e   of   f r e e dom  ( DO F )   c ontr ol s ur ge   c ontr ol ,   he a ve   c ontr ol,   a nd  ya c ontr ol .   I n   thi s   s tudy,   f it o plankton  S AS  R OV   is   de s igned  ba s e on  DO F   c ontr ol:   s ur ge   c ontr ol,   he a ve   c ontr o l ,   pit c h   c ontr ol,   ya c ontr ol   da r oll   c ontr ol,   us ing   s ix  mot o r   thr us ter .     T c ontr ol   ya a nd   s ur ge   mot ion ,   mot o r   th r us ter   number s   a nd  6   a r e   plac e pa r a ll e to   the  hor izonta a xis .   M e a nwhile,   to   c ontr ol   he a ve ,   pit c h,   a nd   r oll   mo ti on,   mot or   number   1 ,   2,   3 ,   a nd  4   a r e   plac e pa r a ll e to     the  ve r ti c a a xis .   T he   de tail   of   the   pos it ion  thr u s ter   mot or   c a be   s e e in  F igu r e   2.   T he   dim e n s ions   of     the  de s ign  ve hicle   a r e   25  c in  length,   20  c m   in  width  a nd  15  c in  he ight .   T he   c a mer a   pos it ion  on    the  ve hicle   is   plac e in  the  c e nter   of   the  ve hic le.   I is   int e nde that  the  mar ke r   im a ge   to   be   c a ptur e d     by  the  c a mer a   c a a lwa ys   be   c a ptur e d   by  the  c a me r a .       M o t o r   2 M o t o r   4 M o t o 6 R a s p b erry   P i   C a m er a M o t o 5 M o t o r   1 M o t o r   3 T o p   vi e w   F i t o p l a n k t o n   S A S   R O V M o t o r   2 M o t o r   4 M o t o 6 R a s p b erry   P i   C a mera S i d vi ew   F i t o p l a n k t o n   S A S   R O V     F igur e   2 .   P r opos e de s ign  o f   f it oplankton  S A S   R O mec ha nica l     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   3 J une   2020:    1546   -   1552   1548   T he   f it oplankton  S A S   R OV   s ys tem  is   us ing  a   R a s pbe r r P type  B + ,   a   P I XH AW K,   a nd  a   P e r s ona C omput e r .   R a s pbe r r y   P i   is   a   s ingl e - boa r c omput e r   ( S B C )   us e a s   a   c ompanion   c omput e r .   T his   c o mpanion  c omput e r   is   ba s e on  AR DU S UB   c ompanion   c om puter ,   whic f unc ti ons   a s   a   c omm unica ti on   br idge   be twe e n   P I XH AW a nd  T ops ide  C omput e r   f or   tr a ns mi tt in the  tele metr in f or mation   a nd  the  c omm a nd .   T o   mea s ur e   the  de pth  of   the  ve hicle ,   a   c a mer a   that  is   c onne c ted  to  a   r a s pbe r r P i   ( c ompanion  c omput e r ) .   M e a nwhile,   P I XH AW is   a   f li ght   c o ntr oll e r   whic is   us e t a c quir e   da ta  f r om  int e r na l   e mbedde s e ns or s   ( I M a nd   C ompas s ) ,   a nd  e xe c ute  a c ti on   by  s e nding   puls e   width   modul a ti on   ( P W M )   va lues   to   e ve r DC   mot or .     T he   P I XH AW is   a ls us e to  c ontr ol  f ive  DO F   r otational  a nd  tr a ns lational  mot ion .   T he   de s c r i pti on  of     the  e nti r e   s ys tem  block  is   s hown  in   F igur e   3.       M o t o f o c o n t ro l l i n g   H ea v e,  P i t c h   &   R o l l M o t o f o c o n t ro l l i n g   Y a w   a n d   S u rg D ri v er  M o t o 1 - P IX H A W K 2 .8 .4 R a s p b erry   P i   3   B + T o p s i d e   C o mp u t er  J o y s t i c k ROV G r o u n d   C o n t r o l   S ta ti o n W i r ed R a s p b e rr P i   C a me ra D ri v er  M o t o 5 -     F igur e   3 .   P r opos e de s ign  o f   f it oplankton  S A S   R O s ys tem       3.   RE S E AR CH  M E T HO D   3. 1.       Dis t a n c e   m e as u r e m e n t   s ys t e m   S e ve r a s tudi e s   on  the  us e   of   c a mer a s   a s   s e n s or s   to  de tec dis tanc e   ha ve   b e e c a r r ied  out.     T he   number   o f   c a mer a s   us e in   s ome  o f   thes e   s tudi e s   va r ies .   One   s tudy   us e s   a   s ingl e   c a mer a   c a ll e   the  tr iangle   s im il a r it f or   objec t   [ 18 ] / mar ke r   to  di s tanc e   c a mer a   method   [ 19 - 22] .   Othe r   s tudi e s   ha ve   s hown   the  us e   of   mor e   than   one   c a mer a ,   known   a s   a   s ter e c a mer a   [ 23,   24] S e ve r a othe r   s tudi e s   ha ve   s hown    the  us e   of   las e r s   to  tr iangula te  dis tanc e s   us ing  a   s ingl e   c a mer a   [ 25] .   T he   r e s e a r c that  ha s   be e c a r r ied  out   a c c or ding  to  the  method  c a r r ied  out  in  thi s   pa pe r   is   to  us e   a im a ge   mar ke r   s uc a s   a   c a r   plate   to  mea s ur e     the  dis tanc e   of   a   c a r   [ 26 ,   27 ] .   Us ing  the  tr iangul a te  dis tanc e   pr inciple,   the  pa r a mete r   f ,     whic is   a   f oc a l   length  of   the  c a mer a   lens ,   the  pa r a mete r   r ,   the  r a dius   of   the  mar ke r   in  the   im a ge   plane ,   a nd   the  pa r a mete r   R ,   the  r a dius   of   the  mar ke r   in   the  objec t   plane   a nd   pa r a mete r   d ,   whic h   is   the  dis tanc e   f r om  the  c a mer a   to     the  objec t.   T he   dis tanc e   mea s ur e ment  f r om  the  c a mer a   a nd  the  objec c a be   e va lu a ted  us ing   in   ( 1 - 3 )   F igur e   s hows   how  the   wor king   pr inciple  o f   thi s   method ;     =   ( 1)     = ×        ( 2)     = ×     ( 3)     M or e ove r ,   F igur e   5   s hows   the  f lowc ha r of   thi s   m e thod.   T his   f lowc ha r t   is   r unning  in   gr ound  c ont r ol   s tation  ( GC S )   to   mea s ur e   the  de pth  a nd  us e im a ge   s tr e a mi ng  f r om   the  r a s pbe r r y   pi  c a mer a   in  c o mpanion  c omput e r   to   s e nd  im a ge s   f r om   the  R OV   to  GC S .   T he   dis tanc e   de tec ti on  a ppli c a ti on   to  mea s ur e   the   dis tanc e   be twe e the  objec to  the   ve hicle   is   de s c r ibed  a s   f o ll ows :     T he   li ve   im a ge   f r om   R a s pbe r r P i   c a mer a   is   c a p tur e in   c ompanion  c omput e r   in   R OV   is   s tr e a mi ng  to   Gr ound  C ontr ol  S tation  via   Gs tr e a mer   a ppli c a ti on.     I nit ialize   is   the  f ir s p r oc e s s   to  s tar the  s ys tem  a nd   a ll   li b r a r in f or mation .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         Singl e   c ame r de pth  c ontr ol  in  mic r c las s   R OV   ( Simon  Sir e gar )   1549     Af ter   in it ialize ,   a   c a li br a ti on   method   is   us e to   c a li br a te  the   c ur r e ntl known   pa r a mete r   with     the  e nvir onment   pa r a mete r .   I n   thi s   e xpe r im e nt ,   t he   known   im a ge   pictur e ,   dis tanc e ,   a nd   dim e ns ion  a r e   ins e r ted  a nd  pr oc e s s e to  know  the  f oc a length.     F ind  I mage   mar ke r   is   the  ne xt  s tep  in  thi s   a lgor it h m.   T he   f indi ng  of   the  im a ge   mar ke r   pr oc e s s   c ons i s ts   of   c onve r the  im a ge   to  gr a ys c a le  a nd  a pply  e dge   de tec ti on.   W it thi s   pr oc e s s ,   the  c ontour   ( outl in e )   of     the  im a ge   will   r e ve a l.     Af ter   the  c ontour   is   r e ve a led,   the   ne xt  pr oc e s s   is   de ter mi ning  the  lar ge s a r e a .   C ontour   a ppr ox im a ti o c a be   a ppli e to   the   a lgor i thm .   S ome   other   r e s e a r c is   uti l ize c olor   mar ke r ,   ke ypoint   de te c ti on,     loca invar iant  de s c r ipt or ,   a nd   ke ypoint   matc hing  t make   the  s ys tem  r obus t.       T h e n   t h i s   a l g o r i t h m   w i l l   m e a s u r e   t h e   p o s i t i o n   i n   x - y   c o o r d i n a t e s   a n d   t h e   w i d t h   a n d   h e i g h t   o f   t h e   l a r g e s t   a r e a .     Ne xt  pr oc e s s   is   e xe c ute   a   f unc ti on   whic h   us e s   the   t r iangle   s im il a r i ty   in   ( 1 - 3 )   that   c omput e s   the   dis tan c e   to  a objec t.     T he   L a s pr oc e s s   is   to  s e nd  the  va lue  of   thr us ter   ba s e on  the  c a lcula ti on  of   the  P I c ontr ol   s ys tem  to    the  c ompanion  c omput e r   in  R OV   a nd  e xe c uted  by   P I XH AW K.       Fo c a l   l en g th   ( f ) D i s t a n c ( d ) Im a g C a p tu r e d   ( r ) Rea l   Im a g ( R )     F igur e   4 .   P r opos e dis tanc e   mea s ur e ment  method   f or   f it oplankton  S A S   R OV       In i t i a l i z e C a l i b ra t i o n   w i t h   k n o w n   i ma g ( t o   mea s u re  f o c a l   l en g t h ) F i n d   Ima g e ( c o n v ert   i ma g t o   g ra y s c a l e,  b l u r,  d e t ec t   e d g e s ) F i n d   c o n t o u rs   a n d   k ee p   t h l a rg es t   o n e R et u rn   x ,y   C o o rd i n a t es   w i t h   w i d t h   a n d   h e i g h t   o f   t h e   b o x C o mp u t t h o b j ec t   d i s t a n c t o   c a mera R e t u rn   t h e   v a l u e   o f   t h e   d i s t a n c D ep t h   M ea s u remen t T ri a n g u l a r P ID   C o n t ro l   S y s t em L i ve   i m a g e   s t re a m i n g   f ro R O V   t o   G C S V a l u T h ru s t er  v i a   P yM a vl i n k P IX H A W K   -   C o mp a n i o n ( C o n t ro l     i ma g c a p t u red ) R O V G ro u n d   C o n t ro l   S t a t i o n   ( G C S ) G s t r ea m er M a v l i n k G r o u n d   C o n t r o l   S ta ti o n   ( G C S)     F igur e   5 .   P r opos e dis tanc e   mea s ur e ment  method   f or   f it oplankton  S A S   R OV       3. 2.   De p t h   c on t r ol  s ys t e m   Af ter   a s s e mbl ing  the  de s ign  of   the  f it oplank  R OV ,   the  ve hicl e   tes ted  it s   a bil it y   to  c ontr o   he a ve   to  maintain  the   de pth.   T he   a ppli c a ti on   o f     P I D   c ont r ol  s ys tem  is   r unning   in  g r ound   c ontr ol   s tation   c omput e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   3 J une   2020:    1546   -   1552   1550   T he   va lues   of   e a c pa r a mete r   Kp ,   Kd,   a nd  Ki  is   us ing  the  va lues   in  our   p r e vious   r e s e a r c h   [ 3] ,   whic a r e   s e to  15,   6,   a nd  6 ,   c ons e c uti ve ly.   T he   p r opos e c ontr ol  s ys tem  in  thi s   r e s e a r c is   s hown  in   F igur e   6.             F igur e   6.   P r opos e dis tanc e   mea s ur e ment  f i topl a nkton  S AS  R OV       4.   RE S UL T S   AN AN AL YSI S   4. 1.      As s e m b ly  p r op os e d   d e s ign   Af ter   de s igni ng  the   hull ,   F igur e   s hows   the  r e s ult s   of   the  a s s e mbl of   the  S AS   R OV   P hytopl a nkton   de s ign.   T he   hull   mate r ial   us e in   the   S AS   R OV   P hytopl a nkton  is   a   wa ter pr oof   plas ti c   c ontaine r ,     while  the  f r a me  o f   the   mot or   a nd  p r op e ll e r   thr us ter   holder   is   p r int e us ing  a   3D  p r int e r .   F igur e   8   on   the  lef t   s hows   the  ve hicle ' s   view   f r om  the  s ide,   the  c e nter   s hows   the  R OV ' s   view   f r om  the  top,   a nd  the  r ig ht  s hows     the  R OV 's   view   f r om  the   bott om   s ide.   At  the  bott om  of   the  ve hicle ,   the r e   is   a   t r a ns pa r e nt  pa r that  i s   us e to  plac e   the  c a mer a .               F igur e   7.   M e c ha nica a s s e mbl of   f it oplankton   S A S   R OV       4. 2.   E xp e r im e n t   s c e n ar io   I thi s   s tudy,   the  ve hicle   wa s   tes ted  by  plac ing  a   ve hicle   in  a a qua r ium   with  a   de pth  of   40  c m.   T e s ti ng  is   done   by   pr ogr a mm ing   the  de pth   s e p oint   on  the   c ompanion  c omput e r .   T he   P I XH AW f li ght   mode  will   s e to   S T AB I L I Z E   M OD E .   I thi s   mo de ,   the  P I XH AW wil maintain  the  pi tch  a nd  c ontr ol  of     the  R OV   to   leve l.   T he   va lue  of   the   s e tpoi nt  us e i s   c m   dif f e r e nc e   f r om   35   to   10  c m ,   a nd  the   ti me   int e r va l   be twe e s e tpoi nt  de pths   is   10  s e c onds ,   with  the  s ize   of   the  im a ge   mar ke r   in  thi s   s c e na r io  is   c m.     F igur e   s h ows   a ove r v iew   of   the  de pth  leve l   tes ti ng  f r om   the  s ide  ( lef t)   a nd  f r om  the   uppe r   s ide  ( r ig ht) .       M a rk er   Ima g e M o t o r   2 M o t o r   4 M o t o 6 R a s p b erry   P i   C a mera M a rk er  Im a g e M o to r   2 M o to r   4 M o to r   6 R a s p b er r y   P i   C a m e r a M o to r   5 M o to r   1 M o to r   3 0 - 4 0   c m   d e p th   t es t i n g     F igur e   8 .   M e c ha nica a s s e mbl of   f it oplankton   S A S   R OV     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         Singl e   c ame r de pth  c ontr ol  in  mic r c las s   R OV   ( Simon  Sir e gar )   1551   4. 3.     E xp e r im e n t   r e s u lt   an d   an alys is   Af ter   s e t   the   va lues   of   the   c ontr ol   s ys tem  pa r a me ter s   ( Kp,   Kd ,   a nd  Ki )   in  the  P I D   c ontr ol   s ys tem   the  R OV   tes ted  int the  de s ignate s c e na r io.   T he   de pth  is   s e by  us ing  a   pr ogr a m   f or   60  s e c onds .   I one   loop   pr ogr a mm e ,   e ve r 10   s e c onds ,   it   will   c ha nge   the  s e tpoi nt  va lue  to   the  s pe c if ied  de pth.   T he   R OV   r e s pons e   in  the  e xpe r im e nt  to  the   given  s e tpoi nt  a r e   s hown  in   F igur e   9.   T he   g r a ph  s hows   the  R OV 's   a bil it to  r e s pons e   on   the  given  s e tpoi nt .     Due   to   the  s e ns or   s e ns it ivi ty   of   the   R a s pbe r r pi   c a mer a   to   e nvir on m e nt  li gh ti ng  a nd     the  e r r or   of   di mens ion  mea s ur e ment  due   to  r ol l   a nd  pit c e f f e c of   the  R OV ,   the  R OV   mode  is   s e to  S T AB I L I Z E   M ode ,   a nd   the   e xpe r im e nt   is   c o nduc ted  only   in   da yli ght   ti me .   M or e ove r ,   the   dis tanc e   mea s ur e ment  va lue  is   ge ne r a ted   on   a ve r a ge   in  1 00  s a mpl e s   of   a n   im a ge   to   r e duc e   the   s pike  o f   dis tanc e   mea s ur e ment  e r r or .   T he   va lue   of   100   s a mpl e s   is   s e ba s e on   the   r e s pons e   ti me  a nd   a c c ur a c o f   dis tanc e   mea s ur e d.   T he   a ve r a ge   e r r or   a f ter   im a ge   pr oc e s s ing  a nd  c ontr ol   s ys tem  on  the  s pe c if ied  s e tpoi nt  i s   95 . 74% .           F igur e   9 .   E xpe r im e nt  r e s ult   of   d is tanc e   mea s ur e me nt  F it oplankton   S AS  R OV       5.   CONC L USI ON   T his   pa pe r   pr e s e nted  a   mi c r o   c las s   R OV   with   the   a bil it y   to   maintain   de pth   with   a   s ingl e   c a mer a   us ing  the  tr iangle   s im il a r it y   a lgor it hm .   T he   leve of   a c c ur a c of   de pth   by  us ing  thi s   s e ns or   is   be tt e r   than  in   our   pr e vious   s tudi e s   us ing  pr oxim it s e ns or s .   F or   f ur ther   de ve lopm e nt,   s e ve r a other   s e ns or s   c a be   e xplor e to  be   us e to  mea s ur e   the   de pth  a nd  a lt it ude   of   the  ve hicle ,   s uc a s us ing  a   s ona r - ba s e s e ns or .       AC KNOWL E DGE M E NT S   T his   r e s e a r c a nd  e xpe r im e nt  we r e   s pons or s hip  by  R is e De s e ntr a li s a s i - P e ne li ti a T e r a pa Unggula P e r gur ua T ingg ( P T UPT )   f r om  T he   M ini s tr of   R e s e a r c h,   T e c hnology,   a nd  Highe r   E duc a ti on,   I ndone s ia.   M or e ove r ,   thi s   wor wa s   a ls a s s is tanc e   a nd  c onduc ted  in  E NS  R e s e a r c L a bor a tor a nd   ba c ke by  R oboti c   S AS  membe r ,   F a c ult o f   Applied  S c ienc e ,   T e lkom   Unive r s it y.       RE F E RE NC E S   [1 ]   W an g   D . ,   " Rep o rt   o n   ro b o t i c s   an d   a u t o mat i o n   ac t i v i t i e s   i n   S i n g ap o re :   Reg i o n al ,"   IE E E   R o b o t   A u t o m   M a g ,   v o l .   17 ,   n o .   1 ,     p p .   1 1 8 1 1 9 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   2 0 1 8   SRG .   U n d e r wa t er   R o b o t   C o m p et i t i o n ,   p p .   37 41 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   San i   M I . et   al . ,   " N av i g a t i o n   s y s t em  fo s mart p h o n e - b as e d   au t o n o mo u s   u n d er w at er  v e h i c l e , "   In t Co n f   S m a r Ci t i es ,   A u t o m   In t el l   Co m p u t   S y s t   IC O N - S O NICS ,   p p .   24 29 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   San i   M I . et   al . ,   " 2 . 4   G H w i rel e s s   d at ac q u i s i t i o n   s y s t em  fo FI T o p l a n k t o n   RO V , "   6 t h   In t .   Co n f .   In f .   Co m m u n Tech n o l .,   p p .   1 8 9 - 1 9 3 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   San i   M I . et   al . ,   " FIT o p l a n k t o n :   W i re l es s   co n t r o l l ed   remo t e l y - o p era t ed   u n d erw a t er  v eh i cl (R O V f o s h a l l o w   w at er  ex p l o rat i o n ,"   In t   E l ect r   Co m p u t   E n g ,   v o l .   8 ,   n o .   5 ,   p p .   3 3 2 5 - 3 3 3 2 ,   2 0 1 8 .   [6 ]   Si reg ar   S . et   a l . ,   " L o w - co s t   c o mmu n i ca t i o n   s y s t em   f o ex p l o rer - cl a s s   u n d erw a t er  rem o t e l y   o p era t ed   v eh i cl e , "   T E LKO M NIK A   Te l ec o m m u n i c a t i o n ,   Co m p u t i n g ,   E l ect r o n i cs   a n d   Co n t r o l ,   v o l .   17 n o .   2 ,   p p .   5 9 3 - 6 0 0 ,   2 0 1 9 .   [ 7 ]   S a n i   M I . e t   a l . ,   " A n   e l e c t r i c a l   p o w e c o n t r o l   s y s t e f o e x p l o r er - c l a s s   r em o t e l y   o p e ra t e d   u n d e r w a t er  v e h i c l ( R O V ) , "   T E LK O M NI K A   T e l e c o m m u n i c a t i o n ,   C o m p u t i n g ,   E l ec t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   17 n o .   2 ,   p p .   928 - 936 ,   2 0 1 9 .   [8 ]   Ch ri s t   R D . an d   W ern l i   R L . ,   " T h RO V   man u a l :   A   u s er  g u i d fo rem o t e l y   o p era t ed   v eh i cl e s , "   B u t t e r wo r t h - H ei n em a n 2 0 1 3.   [9 ]   H o n g   E .   Y . ,   So o n   H .   G . ,   an d   Ch i t re   M . ,   " D ep t h   c o n t r o l   o a n   au t o n o m o u s   u n d er w at er  v e h i c l e, "   S TA R F I S H ,     p p .   1 - 6 ,   2 0 1 0 .   [1 0 ]   U l l ah   B . et   al . ,   " U n d er w at er  g l i d er s   co n t ro l   s t rat e g i e s :   A   rev i e w ,"   A s i a n   C o n t r o l   Co n f e r en c e,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   3 J une   2020:    1546   -   1552   1552   [1 1 ]   Cru z   N A . , " A u t o n o mo u s   u n d er w at e v eh i cl es , "   In t ec h O p e n ,   2 0 1 1 .   [1 2 ]   San ap   M . et   al . ,   " H Y D RO B O T :   A n   u n d er w at er  s u r v ei l l a n ce  s w i mmi n g   r o b o t ,"   In t Co n f Co m m u n In f Co m p u t .   Tech n o l ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 8 .   [1 3 ]   J en k i n s   S A . an d   D ’S p ai n   G . , " A u t o n o mo u s   u n d erw a t e g l i d ers ,"   S p r i n g e r   H a n d b   O ce a n   E n g ,   p p .   3 0 1 - 3 2 1 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   N o h   M M . ,   A rs h ad   M R . an d   Mo k h t ar   R M . ,   " D ep t h   an d   p i t c h   co n t ro l   o U SM  u n d er w at er  g l i d er :   Perfo rma n ce   co mp ar i s o n   PID   v s   L Q R ,"   In d i a n   M a r   S ci ,   v o l .   40 n o .   2 ,   p p .   2 0 0 - 2 0 6 ,   2 0 1 1 .   [1 5 ]   U p a d h y ay   V . et   al . ,   " D es i g n   an d   mo t i o n   co n t ro l   o f   au t o n o mo u s   u n d er w at er  v eh i cl e,   amo g h ,"   I E E E   U n d er w   Tech n o l ,   p p .   1 - 9 ,   2 0 1 5 .   [1 6 ]   N ag   A . ,   Pat e l   S S . an d   A k b ar   S A . ,   " Fu zzy   l o g i b a s ed   d e p t h   co n t r o l   o an   a u t o n o mo u s   u n d erw a t er  v e h i c le , "     In t   M u t l i - C o n f er e n ce  A u t o m   Co m p u t   C o m m u n   Co n t r o l   Co m p r es s   S e ns ,   p p .   1 1 7 - 1 2 3 ,   2 0 1 3 .   [1 7 ]   Is a   K . ,   A r s h a d   M R . an d   I s h a k   S . ,   " A   h y b r i d - d ri v en   u n d erw a t er  g l i d er  mo d el ,   h y d ro d y n ami c s   es t i ma t i o n ,   an d     an   an al y s i s   o t h m o t i o n   co n t ro l ,"   O cea n   E n g ,   v o l .   81 ,   p p .   1 1 1 - 1 2 9 ,   2 0 1 4 .   [1 8 ]   Cao   Y T . et   al . ,   " Ci rcl mark er  b as ed   d i s t an ce  meas u re men t   u s i n g   s i n g l camer a ,"   Lect   No t es   S o f t E n g ,   v o l .   1 n o .   4 .   p p .   3 7 6 - 3 8 0 ,   2 0 1 3 .   [1 9 ]   P.   A l i za d eh ,   " O b j ec t   d i s t a n ce  meas u reme n t   u s i n g   s i n g l camera  fo ro b o t i a p p l i ca t i o n s ,"   Ph D   T h e s i s .   L au ren t i a n   U n i v er s i t y   o S u d b u r y ,   v o l .   1 2 6 ,   2 0 1 5 .   [2 0 ]   J aw a d   H M . an d   Hu s a i n   T A . ,   " Meas u r i n g   o b j ec t   d i me n s i o n s   an d   i t s   d i s t a n ces   b as e d   o n   i ma g p r o ces s i n g   t ech n i q u b y   an a l y s i s   t h i mag u s i n g   s o n y   cam era , "   E u r a s i a n   S c i   E n g ,   v o l .   3 ,   n o .   2 ,   2 0 1 8 .   [2 1 ]   H art ma n n   J . et   al . ,   " T arg e t   d e t ect i o n   u s i n g   i ma g p ro ce s s i n g   t ec h n i q u es ,"   A IA A   In f o t ech @   A e r o s p a ce ,   2 0 1 5 .     [2 2 ]   Rah man   A . ,   " An  i mag b as e d   ap p r o ach   t o   c o mp u t o b j ect   d i s t an ce ,"   In t er n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   Co m p u t a t i o n a l   In t e l l i g e n ce  S ys t em s ,     v o l .   1 ,   p p .   3 0 4 - 3 1 2 ,   2 0 0 8 .   [2 3 ]   G ö k çe   F . ,   et   al .,   " V i s i o n - b as e d   d e t ec t i o n   an d   d i s t a n ce   es t i ma t i o n   o mi cr o   u n ma n n e d   aeri al   v e h i c l es , "   S en s o r s   v o l .   15 n o .   9 ,   p p .   2 3 8 0 5 2 3 8 4 6 ,   2 0 1 5 .   [2 4 ]   K o l l mi t zer   C . ,   " Mu l t i med i co mmu n i cat i o n s ,   s er v i ce s   an d   s ec u ri t y , "   S p r i n g e r   In t er n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 1 0 7 .   [2 5 ]   Barret o   S V F . San t A n n a   R E . ,   an d   Fei t o s a   M A F . ,   " A   met h o d   fo i mag p ro ce s s i n g   an d   d i s t an ce  mea s u r i n g   b as e d   o n   l as er  d i s t an ce  t ri a n g u l a t i o n ,"   P r o IE E E   In t   Co n f   E l ect r o n   Ci r cu i t s ,   S ys t ,   p p .   6 9 5 6 9 8 ,   2 0 1 3 .   [2 6 ]   Ph el a w an   J ,   K i t t i s u t   P . an d   Po r n s u w a n ch ar o en   N . ,   " n ew   t ech n i q u fo d i s t a n ce  meas u reme n t   o b et w een   v eh i cl e s   t o   v eh i cl e s   b y   p l a t car  u s i n g   i mag p ro ce s s i n g ,"   P r o ced i a   E n g ,   v o l .   32 ,   p p .   3 4 8 - 3 5 3 ,   2 0 1 2 .   [2 7 ]   D es h mu k h   P D . ,   " A n al y s i s   o d i s t an ce  meas u remen t   s y s t em  o l ea d i n g   v e h i c l e ,"   In t   In s t r u m   Co n t r o l   S ys t ,   v o l .   2 n o .   1 ,   pp.   11 23 ,   2 0 1 2 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.