-p-formation-control/BAB1/bab1.tex

%-----------------------------------------------------------------------------%
\chapter{\babSatu}
%-----------------------------------------------------------------------------%
%% \todo{tambahkan kata-kata pengantar bab 1 disini}


%-----------------------------------------------------------------------------%
\section{Latar Belakang}
%-----------------------------------------------------------------------------%

Kendali formasi adalah topik penelitian kendali multi-robot untuk memecahkan permasalahan
koordinasi pergerakan. Kendali formasi bertujuan untuk mengendalikan sekelompok robot
dalam mencapai formasi tertentu dan dapat mempertahankan formasi tersebut ketika
bermanuver menuju arah yang diinginkan. Penjabaran oleh Guanghua (Guanghua et al.,
2013), pengembangan kendali formasi dilakukan dari beberapa algoritma strategi. Seperti
yang dikembangkan oleh Wang (\kutip{wang2014}) menggunakan strategi leader-follower,
menggunakan Fuzzy-Logic sebagai tingkah laku robot oleh Ferik (\kutip{ELFERIK2016117}) dan
menggunakan struktur virtual dimana sekelompok robot memiliki titik referensi sebagai satu
robot oleh Xuen-ren (Li et al., 2015).

Penjabaran oleh Kwang-Kyo (\kutip{OH2015424}), bahwa dari berbagai pengembangan kendali
formasi dapat ambil garis besar menjadi tiga bagian, yaitu berdasarkan posisi, perpindahan,
dan jarak. Ketiga bagian tersebut tertuju pada jawaban dari pertanyaan, "variabel apa yang
digunakan sebagai sensor" dan "variabel apa yang aktif dikendalikan oleh sistem multi-robot
untuk mencapai formasi yang diinginkan". Kendali formasi berdasarkan posisi adalah metode
kendali formasi dimana robot diharuskan memiliki kemampuan untuk mengetahui kordinatnya
sendiri berdasarkan koordinat global. Kerena itu kendali berdasarkan posisi membutuhkan
sensor posisi seperti GPS. Kendali formasi berdasarkan perpindahan adalah kendali formasi
dimana setiap robot tidak mengetahui koordinatnya berdasarkan koordinat global dikarenakan
variabel yang digunakan sebagai sensor adalah kecepatan terhadap tetangganya. Metode
berdasarkan posisi, robot membutuhkan kemampuan penyesuaian orientasi koordinat global
sehingga setiap robot dibutuhkan sensor kompas untuk menyearahkannya. Formasi
berdasarkan jarak adalah kendali formasi dimana variabel yang dikendalikan adalah variabel
jarak antar robot yang terhubung sehingga koordinat yang digunakan tidak mengacu pada
koordinat global. Penerapan formasi berdasarkan jarak menggunakan sensor yang lebih sedikit
dibanding dengan posisi dan perpindahan. Namun pembahasan model yang lebih nyata untuk
diterapakan kendali formasi berdasarkan jarak masih sedikit. Pengembangan formasi
berdasarkan jarak telah dikembangkan menggunakan teori graph dengan model single dan
double integrator sederhana oleh Kwang-Kyo (\kutip{Oh2014}), menggunakan informasi
jarak untuk mengendalikan model sederhana double integrator oleh Xiaoyu (\kutip{Cai2014}),
 menggunakan konsensus antara robot untuk mencapai bentuk formasi
dengan model single integrator sederhana oleh Deghat (\kutip{deghat2016}),
mengendalikan bentuk formasi menggunakan adaptive control untuk mengestimasi kecepatan
tetangga dari model robot yang sederhana oleh Sung-Mo (\kutip{kang2014}),
menggabungkan kendali formasi berdasarkan jarak dan perpindahan untuk mengendalikan
model robot yang sederhana oleh Myoung-Chul (\kutip{park2015}), dan menggunakan
kendali Proportional-Integral (PI) untuk mengendalikan jarak setiap model robot yang
sederhana oleh Rozenheck (\kutip{Rozenheck2015}).

Kendali PI pada penelitian oleh Rozenheck (\kutip{Rozenheck2015}) tidak dapat langsung
diterapkan menggunakan sensor jarak karena kendali tersebut mengambil informasi jarak
menggunakan selisih dari koordinat kartesian global setiap robot. Sedangkan dalam praktiknya
robot hanya bisa mengukur jarak dan tidak mengetahui koordinat dari robot tetangganya.
Sudah umum penelitian dibidang lokalisasi menggunakan sensor jara seperti yang dibahas
oleh Kexing (\kutip{guo2020}) yang menggantikan sensor berbasis vision untuk
mendapatkan koordinat dari beberapa robot, penelitian oleh Qiang (\kutip{qiang2017}) 
membutuhkan beberapa sensor jarak yang terpasang statis digunakan untuk mengetahui
koordinat sekelompok robot dan mengendalikannya secara terpusat, dan pengembangan oleh
Qiang (\kutip{qiang2018}) dengan memasang dua sensor jarak di salah satu dari 
sekelompok robot, lalu mendistribusikan koordinat ke robot tetangganya. Lokalisasi
menggunakan dua sensor jarak tersebut memanfaatkan rumus segitiga untuk mendapatkan
koordinat robot tetangganya. Penelitian ini akan mengadopsi rumus segitiga dan
menggantikan salah satu dari dua sensor dengan algoritma cosinus sehingga tidak
mengharuskan salah satu robot memiliki dua sensor. Penelitian oleh Rozenheck (\kutip{Rozenheck2015})
 mengembangkan kendali formasi menggunakan model holonomic sederhana
dimana robot bergerak ke suatu arah tidak bergantung dari kondisi awal arah robot dan juga
model sederhana tidak mempertimbangkan parameter fisik pada modelnya. Percobaan akan
menggunakan tiga model robot holonomic dengan harapan menjadi langkah awal untuk
mengembangkan kendali formasi berdasarkan jarak menggunakan model robot yang lebih
nyata.

%-----------------------------------------------------------------------------%
\section{Identifikasi dan Perumusan Masalah}
%-----------------------------------------------------------------------------%

Berikut adalah potensi permasalahan sebagai identifikasi masalah :
\begin{enumerate}
    \item Kendali formasi berdasarkan jarak tidak dapat langsung diterapkan menggunakan sensor jarak
     karena kendali formasi mengambil informasi jarak menggunakan selisih dari koordinat kartesian global setiap robot.
     \item Kendali formasi berdasarkan jarak diperlukan pengembangan penarapan pada model yang lebih nyata.
\end{enumerate}

Dalam penelitian ini akan digunakan batasan-batasan permasalahan sebagai berikut :
\begin{enumerate}
\item Kendali formasi berdsarkan jarak akan menggunakan tiga robot yang dijalankan secara simulasi.
\item Sensor jarak bekerja secara ideal.
\end{enumerate}

Berikut adalah beberapa point permasalahan yang ditujukan pada penelitian ini, yaitu:
\begin{enumerate}
\item Bagaimanakan strategi untuk kendali formasi apabila variabel yang dikendalikan adalah jarak antar robot?.
\item Bagaimanakah pergerakan kendali formasi berdasarkan jarak apabila model yang digunakan adalah \textit{holonomic} mobile robot ?.
\end{enumerate}

%-----------------------------------------------------------------------------%
\section{Tujuan dan Manfaat}
%-----------------------------------------------------------------------------%
%% \todo{tulis tujuan sebagai jawaban pertanyaan permasalahan}
Tujuan dari penelitian ini adalah
\begin{enumerate}
\item Mengetahui strategi untuk kendali formasi apabila variabel yang dikendalikan adalah jarak antar robot.
\item Mengetahui pergerakan kendali formasi berdasarkan jarak apabila model yang digunakan adalah holonomic mobile robot.
\end{enumerate}

Manfaat dari penelitian ini adalah
\begin{enumerate}
\item Memberikan referensi untuk permasalahan kendali multi-robot, kususnya pada permasalhaan kendali formasi, terhadap model yang lebih nyata.
\item Membuka peluang penelitian dibidang kendali mengenai kendali formasi pada kendali multi-robot dilingkungan Fakultas Teknik Elektro, Universitas Brawijaya.
\end{enumerate}