Pertanian presisi (Precision Agriculture/PA) adalah pendekatan sistem pertanian terpadu berbasis pada informasi dan teknologi pada pengelolaan pertanian untuk mengidentifikasi, menganalisis, dan mengelola informasi di spesifik-lokasi untuk mendapatkan keuntungan optimum, berkelanjutan, dan meminimalkan dampak terhadap lingkungan. Perilaku tersebut dilakukan pada semua kegiatan pertanian mulai dari on-farm sampai off-farm. PA dikembangkan dengan menfaatkan teknologi informasi yang memungkinkan untuk melakukan pengukuran dan pengamatan secara spesifik dan presisi sehingga mampu menerapkan kegiatan pertanian berdasarkan basis data, ilmu dan pengetahuan tidak lagi menggunakan kebiasaan, pengalaman dan asumsi semata.
Dalam budidaya tanaman secara terpadu dan intensif didalam lingkungan terkontrol, monitoring pertumbuhan tanaman secara presisi diperlukan untuk memberikan informasi umpan balik pada perlakuan pemberian input yang sesuai. Pengukuran pertumbuhan tanaman secara konvensional bersifat destruktif dan pengaruh human error sangat besar, sehingga diperlukan pengukuran secara otomatis menggunakan computer vision (Jin, 2008). Sistem tersebut menggunakan kamera tunggal yang diletakkan pada sisi atas tanaman untuk mengukur lebar daun pada budidaya tanaman berjenis sayuran dalam menentukan proses pertumbuhan tanaman sehingga sistem ini tidak mampu mengestimasi pertumbuhan ke atas, mendekati kamera dan tidak mampu membedakan antara tanaman budidaya dengan tanaman kanopi atau gulma.
Salah satu upaya untuk mengantisipasi kelemahan dari penggunaan kemera tunggal untuk pengamatan pertumbuhan tanaman adalah menggunakan kamera stereo dengan menerapkan konsep persepsi kedalaman (depth perception) sehingga mampu memperoleh visualisasi secara tiga dimensi dan peta disparitas untuk mengukur jarak suatu objek.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sistem monitoring pertumbuhan tanaman berbasis depth perception menggunakan kamera stereo.
Metodologi Penelitian
Sistem monitoring terdiri dari kamera stereo ELP-1MP2CAM001 USB Camera yang dihubungkan dengan PC yang terinstall Python 3.6 dengan pustaka OpenCV 3.2.4. Tahapan estimasi kedalaman menggunakan kamera stereo ini adalah: kaliberasi kamera stereo, stereo recitifying, konversi ke grayscale, estimasi kedalaman dengan fungsi STEREO_SGBM, filtering, visualisasi dengan color map.
Untuk menentukan persamaan yang mengubah kedalaman ke jarak (cm), dilakukan eksperimen dengan pengaturan ketinggian kamera 79 cm diatas dasar lantai, dan divariasikan ketinggian tanaman dari jarak terjauh (42.8cm) sampai dengan jarak terdekat dengan kamera stereo.
Hasil Penelitian
Berdasarkan dari perancangan sistem monitoring pertumbuhan tanaman berbasis depth perception menggunakan kamera stereo dapat ditarik dua kesimpulan. Pertama, sistem ini dapat berfungsi dengan baik pada jarak 50 – 108 cm. Kedua, performa dari sistem ini akan menurun saat jarak antara kamera dan titik tertinggi tanaman mencapai 47,5 cm kebawah. Beberapa saran yang dapat dilakukan untuk pengembangan dari penelitian ini adalah perlu dilakukan variasi jarak antara kedua kamera yang mungkin dapat mempengaruhi estimasi jarak yang dihasilkan. Selain itu, perlu dilakukan pengukuran jarak antar kamera dan titik tertinggi tanaman lebih dari 108 cm untuk mengetahui batas maksimal dari jarak yang diukur.
Kegiatan selanjutnya adalah validasi dengan menggunakan tanaman yang sesungguhnya untuk melihat kehandalan dari sistem monitoring yang dikembangkan berbasis persepsi kedalaman.
Daftar Pustaka
Uhrweiler, Frederic dan Stéphane Vujasinovic. 2017. Stereo-Vision. Karlsruhe. Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft University of Applied Sciences.
Utama, Anas Maulidi, Djoko Purwanto dan Ronny Mardiyanto. 2016. Rancang Bangun Sistem Pengukuran Posisi Target dengan Kamera Stereo untuk Pengarah Senjata Otomatis. Surabaya. Jurnal Teknik ITS Vol. 5, No. 2.
Syauqie, Muhammad, dan Sri Handayani Mega Putri. 2014. Development of Binocular Vision. Jurnal Kesehatan Andalas. 3(1). hal 8.
Kontributor:
M. Abiyyu Irfan
Penulis saat ini sedang menyelesaikan tugas akhir dengan topik penelitian Perancangan Sistem Monitoring Pertumbuhan Tanaman Berbasis Kamera Stereo di Smart Agriculture Research Group, Laboratorium Energi dan Mesin Pertanian, Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian UGM
