Int ern at i onal  Journ al of Inf orm at ic and  Co m munic at i on  Tec hn olog y (IJ - I CT)   Vo l. 6 ,  No. 3 D ece m ber   201 7 , pp.  139 ~ 145   IS S N:  22 52 - 8776 DOI: 10 .11 591/ijict . v6 i 3 . pp 139 - 145                                       139       Journ al h om e page http: // ia esj ou r nal.co m/ on li ne/in dex .php / IJ ICT   Driver  Dro wsiness D etection S yste m Using S ensors       Kusum a Kum ari BM * 1 Sampad a Set hi 2 R amakant Kum ar  P 3 ,   Ni sha n t Kum ar 4 ,   A tu li t Sh an k ar 5     1 Depa rte m ent of   Com pute Sci en ce ,   Univer si t y   C oll eg of   Scie n c e,   Tumkur Univ ersity ,   Tumakur u,   Karn at ak a   2,3,4,5  Depa rtment   of  Inform ation  Scie nc e and  Eng ine er ing, R. V.   C oll eg of   Engi n e eri ng,   Bang al ore ,   Karn at ak a         Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A ug   1 4 th ,  20 1 7   Re vised  Oct   19 th , 201 7   Accepte Nov   3 th , 201 7       low - cost  and  sim ple   distri buted  sensors   m odel   tha is  par ti cu larl y   sui ta b l e   for  m ea suring  e y b li nk  of  the  drive r,   acci den and  hand  pos it ion  on  a   stee ring  whe el .   The se  sensors   ca be  used  i aut om oti ve  a ct iv sa f e t y   s y stems   tha aim   at   detec t ing  d rive r’ fa t igue,  a   m aj or  issue  to  pre vent   ro ad   ac c ide nts.   Th k e y   point  of  thi appr oac h   is  to  d esign  pro toty p of  sensor   unit s,  so t ha it   c an  serve   as  pl at f orm   for  int egr ati ng  diffe re n kind s of  sensors  int the   st ee ring   whee l.   Sin ce   th sensors   are   att ac hed   to  the   st e eri ng  whee l,  the re for th e y   c an’ b de tache d   b y   th driv er.  I will  a lso  detec dang ero us  st y l ish  drivi ng  which  m a y   le ad  to   fa ta acci den ts.   The   m aj or  dra w bac is  that  the   e y e   bli nk   se nsors   fra m worn  b y   th dr ive r   ca b re m oved   ca using  the   se nsor  non - oper at ion al .   The   ou tcom is  tha the   v ibra tor  at t ac h ed  t e y b li n k   sensor’s   fra m vibra t es  if  the   drive shuts  his  e y es  for  appr o ximate l y   3   sec onds  and  al so  the   LCD  display th re spec t ive   warni ng  m essage .   The  whee is  slowed  or  stopped  d epending   on  the   con dit ion.  Th is  is  a c companie d   b y   the   v ehi c le ’s owner  bei ng  notified  through  the   GS m odule ,   so   the   owner   ca r et ri eve  the  drive r’s  loc a ti o n,   photogr aph  a nd  l ist  of  n earb y   po lic e   stat ions  through   an  andr o id  m obil appl i cation.  The r efo re ,   driv er  c an  b e   al er te du ring  dr ows ine ss   and  th e   owner ca n   be  n oti fie d   sim ult an e ousl y .     Ke yw or d:   A ccel er om et er     A ndr oi d     D r owsiness   E ye  b li nk se nsor     E ye  shut   S ens or   Copyright   ©   201 7   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Ku s um a K um ari B.M   Dep a rtem ent o Com pu te r  Sci ence,   Un i ver sit y C ol le ge  of  Scie nce , T um ku r Un i ve rsity   B.H  R oad, T um aku r u, Ka rn a ta ka  57 2103, I nd ia .   Em a il : ku su m a.kuku @g m ai l. com       1.   INTROD U CTION     Dr i ver   fati gue  is  sig nificant   facto in   an   a m ple  of   ve hicle   acci den ts Re cent  sta ti sti cs  est i m at that  annuall 1,2 00  deaths   an 76, 000  i nju ries  a r case  of f at igu e   relat ed  c ra sh es  al ove th w or ld T her e fore,  a   te chnolo gy  to  pr e ve nt  an de te ct   dr ive dro wsin ess   is  m ajor  c halle nge  in  the  fiel of  acci den a vo i da nce  syst e m s.  Since  the  drow si nes presents  ha zard   on  the   r oad,  the refo re  counteract ive   m et ho ds   nee to  be   dev el op e t de al   with  it ef f ect s.  The   ai m   of   t his  proj e ct   is  to  de velo a   prototy pe  f or  drowsi ness   det ect ion  syst e m   wh ic helps   preve nt  ro a acci den ts   on  la r ge  scal e.  T he  f oc us   i on  desig ning   syst em   that  will   accuratel m o nitor   t he  du rati on   of  ope or  cl os ed  sta te   of  the  dri ve r’ e ye in  real - ti m e.  By   m on it or i ng   t he   ey es,  the   dri ve ca be  al e rted  well   in  ad va nce  t a vo i ac ci den ts  a nd  t his  is  po s sible  if   longer   ey blin ks   a re   detect ed.   T he  analy sis  of   fac i m ages  is  r esearch  a rea  w it fo ll owin f eat ur es  a nd   a ppli cat ion as  vi rtual   too ls  fa ce  re cogniti on,  a nd  hum an  ide ntific at ion   sec ur it syst e m s   bu t his  pr oj ect   fo c us es   on   IR   transm ittanceand   rece ption   by   ey blink   se ns or  a nd   t he  s yst e m   is  design ed  t dete rm i ne  w hethe the   ey es  of  the drive a re  opene d o cl os e d du e  to fat ig ue  foll ow e d by  acci den detect ion .  [1]   To  acc omm od at each  a nd  e ver obj ect   w hi ch  exists  i th is  wo rld   or  li ke ly   to  exist  in  the  com ing  fu t ur e,   the   I nt ern et   of  T hing is  the   ex pa nsi on  of  t he  c urren In te rn et   s erv ic es   w hich   const it utes  this T his   repor f oc us es  on   the  per s pec ti ves,   chall en ge and   opportu niti es  beh in a   fu tu re  inter net  that  fu ll su pport s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   139     145   140   the  “t hin gs” al ong  with  ho these  things  can  help  in  the  de sign   of  m or synerg ist ic   f uture  In te r net.  There   are  thin gs   wh i ch  f or m   par of  inter net  of  th ing ha ving  id entit ie and   vir tual  per s onal it ie operati ng  in   sm art   sp aces   us i ng  i ntell igent  inte r fac es  t c onne ct   an c omm un ic at within  s ocial e nv i ronm ental an us er   con te xts. [2]       2.   LIT ERATUR E REVIE W   Ther a re  var i ou ways  to  carry  out  detect ion   but  few   are  m entioned   unde this  sect ion   su c as:   sensing  of  ph ysi olo gical   ch aracte risti cs,  sensing  of  dr iv er’ ey es,  ve hi cl resp onse  and   m on it or i ng  the   respo ns of  dri ver   at   any  m om ent.  These  te chn iq ues  ca be  i m ple m ent ed  in  two  w a ys:   by  accuratel or   pr act ic al ly   m e asur i ng   c hang es  in  ph ysi ologica sign al s,  su c as  ey blink in g;  and   r eal   tim m eas ur i ng  ph ysi cal   c hanges  s uc as   le anin of  the   dri ver’s  hea an the   ope n/ cl os ed  sta te of  the  ey es.   Dr i ver’s   op e rati on  a nd  veh ic le   be hav i our  ca be  im plem ented  in  f ollow i ng  ways by  m on it ori ng  the   ste eri ng  wh eel   m ov e m ents,  acce le ro m et er  or   br a ke  patt ern s ve hicle s peed,  la te r al   acce le rati on   cause a nd  la te ral   disp la cem ents  her e The   final   te chn iq ue  is  by   m on it or in t he  res ponse   of   the  dri ve r.   T he   dr i ver   requir es  to  consi ste ntly  sen d t he res ponse  but eve ntua ll y t his b ec om es  ti reso m e and a nnoyin g for th e driver . [3]       3.   METHO DOL OGY   The  se ns in of  dro wsi ness,   warnin the  dr ow sy  dr i ver   t hro ugh  vibrat or   w hich  ca be  fit  in  th e   seat /st eering   a nd   se nd i ng  det ai ls  to  the  ow ne are  the  m os essenti al   go al s,  howe ver   the   per f orm ance  of   the   syst e m  u nd e r r eal  tim e con str ai nts m us t   al so  b e ac hiev ed . [4]     3.1.    S ys te m Ar chitecture   Drowsy   dr i ver  detect ion   syst e m   is  deco m p os e into  s ub - syst e m and   these  s ub   syst e m s   pr ovide   so m relat ed  serv ic es The  identific at ion   of   the  m ajo com po ne nts  of  the  syst em   and   c omm un ic at ions   betwee the se  c om po ne nts is  consi der e d u nder th is.   The  syst em   ar chite ct ur belo portr ay the   blo c ks   re qu i r ed  f or   the  im ple m ented  syst em .   Fig ure .1   ou tl ines  the  sy stem   arch it ectu re The  se nso rs  nee to  det ect   resp ect ive  par am et ers  and   pass  t he  sig nals  to   m ic ro co ntro ll e r.   T he  outp uts   from   SST  m i cro c ontrolle a re  us e as  in puts  by  va rio us  ou t pu dev ic e to  con t ro l t he  s pe ed  a nd d is play   the m essages.  [ 5]           Figure  1.  Syst em  A rch it ect ur e       4.   IMPLEME N TATION  AN D RESULT   The  pr opos e ideol og in volv es  set ti ng   up  syst e m   fo pre ve ntin on   ro a ve hicle   acci de nts  cause du t dri ve dro wsin es s.  Keil   com plier  is  us ed  f or  the  fun ct ion in of   the   syst e m An dr oid   a pp li cat io helps   no ti fy t he own er  wh e ne ver  a n ac ci den t  o cc urs w it h t he dri ve r’ s  locati on a nd ph otogra ph.  [6]       Fi gure   depi ct the  schem at ic   diagr am   of   the  SST  m icr o - co ntr oller,  c on sist in of  ports,  ti m ers  and PCA     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       Driver  Dro wsi ness Dete ct ion  System  U si ng  Sensors   ( Kus uma  Ku mari B. M )   141       Figure  2 P 89V 51 R D2 S c hem at ic           Figure  3 P DI P 40 p i C onfig urat ion       4 . 1.   T as k  Imp le mentatio n      Im ple m entation   pr ocedur e   of   this  syst e m   is   sp li into  va ri ou s   ste ps.  Eac ste is  neces sary  in  or der  to  achie ve  t he  end  res ult. Steps  a re  i nterd e pe nd e nt o eac oth e r.  Step - wise  ap proac gi ves  a   bette r   cl arit for   dev el op m ent a nd im ple m enta ti on   a.   Sens i ng   I nfo r m at ion Wh en  the  veh ic le   m o ves,   the  sen sor would  ta ke  the  input  from   t he  ey blink  rate  of   the  dr i ver,  the  sp ee of   the  veh ic le   and   a ny  shock /vibr at io cau s ed  due  to  acci den t.  T hese   inputs are  the n sent to  SS T  m i cro c ontrolle r .   b.   SST  m ic ro co nt ro ll er:    The   m i cro c ontrolle r   ta kes  var i ous  in pu ts   thr ough  ports  a nd   passes   the  si gn al s   to the o utput  ports s t hat  nec essary act io ns   cou l d be ca rr ie d ou t.   c.   Ou t pu ts:   The  ou t pu is  received  th rou gh   t he  SST  po rts  and   se nt  to  LCD,  GS m od ule  an the   vibrat or. T he f ollow i ng g i ves  an  acc ount  of  the outp uts:    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   139     145   142   Step  1:  The   G SM  m od u le   al erts  the  owne of   t he  veh ic le   by  gi ving  op ti on s   as  loc at ion,  ph otogra ph   view  a nd   detai ls  to  be  recei ve in  owne r’ m ai l.  The  neare st  po li ce  sta ti on   is  al erte a the  sam e   tim e.   Step  2:  The  drow sy  dri ve is  al erted  thr ough   vib rato w he re  in  the  vibr a ti on   is  sent  to  the  glass  of  the eye  b li nk s ens or .   Step  3:  The   D m oto at ta c hed  to  outp ut  port  is  slo we dow wh e ne ver   t he  value  receive by   acce le ro m et er ex ceed s the  th r esh old   value .   d.   Disp la y:     Every   war ni ng   m es sage  ge ner at e du to  any  ca us al it caused   by  the  dr i ver   dro wsin es is   disp la ye d o t he  LCD sc ree n.   e.   Perfo rm ance  Evaluati on:    The  perform a nce  of   t he  al gorithm   is  evaluated  by  co ns ide rin th e   eff ect ive ness  and   c orrect nes of   c om par ison   with  the   thres hold  valu es.  The  decisi on   m akin capab il it y of t he   al gorithm  is evaluate f or a ccur acy  a nd re li abili ty . [ 7]     4.2.  Resul t   a.   The  Use I nte rf ace:   The  fo ll ow i ng   a re  the   resu lt obta in ed  f or   the  us e i nterf ace  m od ule  of   ou syst e m :   1.   The UI  is  on a a ndr oid  a pp  wh ic ca n be l oad e i nto  a ny  andr oid   phone.     2.   The UI  g i ves  a  good l ook  a nd  f eel  to  the  pro je ct   3.   The use e nters  the  owne r’ s  phone  num ber  in  the  app.     4.   The  m ai app li cat ion   is  in  owne r’ ph one   fo pur po se  of   ret rievin phot ogra ph,  li st   of   nearby  po li ce s ta ti on s,  l ocati on a nd trac king.   b.   The Dr owsy  Driver   Detect io n Sy ste m :  Th r esults o btaine d by  run ning the  m od ule are  as  fo ll ows:   1.   The o wn e r’ s  phone  receives   an  a ud i o war ni ng m essage.   2.   The o wn e ca n retrie ve  the  lo cat ion   of the  dr iver by c hoos i ng the “l ocati on”  op ti on.   3.   The  owne ca al so  g et   a   li st of  dri ve r ’s   ne a rb y p olice   sta ti on s . W it this,  the p hoto gr a ph   of   the drive ca n be se nt to  ow ne r’ s  em ail ad dr ess as s pecifie in  the clam ped   phone.   4.   The  wh eel /m oto is  st oppe as  soo as  a acci den occur s,  the  vibrat or   in  the  ey blink  sens or   fram e v ibrates a nd d is play s a m essage on  the  LCD .   5.   Wh e t he  dri ve fall asl eep the  vibrat or  vibrat es  an t he  LC dis pl ay the  m essa ge.  Along wit h t hi s,  the  sp ee d o f t he  ve hicle  is  r edu ce d.   6.   Wh e the  a cce le ro m et er  is  til te ra ndom ly t hat  act as  the  ste ering,  m es sage  is  dis play ed   on the  LCD t he  sp ee d of t he vehicl e is  re duced.   7.   W it al of   t he  ab ove  m e ntion e d,   t he  a ndr oid   a pp li ca ti on se nd   a nd  recei ves  det ai ls   si m ultaneou sly .     4.3.  Ti lted  A c cel erometer           Figure  4 .   Til te d Accel er om eter       Fig ure   s hows  that wh en  the  ste ering  is ti lt e ra ndom ly the v ibrat or  v i brat es and  the wheel spee is   slow e d d own.  LCD  disp la ys  a m essage “SL EEPI NG”.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       Driver  Dro wsi ness Dete ct ion  System  U si ng  Sensors   ( Kus uma  Ku mari B. M )   143   4.4.  E ye  is  S h ut           Figure  5 .   Ey e is shut       Fig ure   sho ws   that  wh e t he  ey es  are  cl os e the the   vib rat or  vi br at es   an the  s pee of  t he  wheel   is  decr ease d. T he  LCD dis play s a “SLEE PING ” m essage.      4.5.  Owner ’s   Pho n e Andr oi d Appli ca tion           Figure  6 .   O w ne r’ s  Pho ne A ndr oid A ppli cat i on       Fig ure   sho w the  andro i app li cat io on   t he  owne r’ phon e The  ow ne can  ch oose  f ro m   a m on var i ou s   op ti on an retrie ve   the  re qu ire inf or m at ion   f r om   the  cl am p ed  phone.   Be f or e   this,   the   owne r’ s   phone  play s a  warnin a udio  m essage whe n no ti fie d by the  GS M m od ul e   of the syst em .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJECE    V ol.  6 ,   No.  3 ,   Decem ber   20 1 7   :   139     145   144   4.6.   Clam ped   P ho n e’s  A c tiv ity  S creen           Figure  7 .   Cl a m ped ph on e ’s  ac ti vity  scr een       Fig ure   s how the  act ivit screen   of  cl a m ped   phone  wh e re  t he  detai ls  of   t he  owner   are  t be   entere d.  T he  e m ai l add ress  is entere d her e s that t he p ho t ogra ph could  be sent t the  own e r’ s  em ai l - id.     4.7.  Ph otog r aph sen t to ow ner’s  e mail - id           Figure  8 .   P ho t ogra ph sen t t o owne r’ em ail - id       Figure   De picts  the  photog raph  recei ved   in  the  em ail  of   the  ow ner   w hen   t he  ow ner  chooses  th e   photog raph  opti on .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       Driver  Dro wsi ness Dete ct ion  System  U si ng  Sensors   ( Kus uma  Ku mari B. M )   145   5.   CONCL US I O N   Accor ding  to   a   stu dy,  20%  of  the  c ras hes  a r due  t t he  dri ver   dro wsin e s s.  T her e f or e,   de velo pm ent   of   syst em   fo dr i ver   dro wsine ss  detect io is  not  only   le gitim a te   bu al so  it   is  ver nec essary.  T he  propo s e syst e m   deals  to   al ert  the slee py   dr i ver  w it the h el of  the  v ib rator  an th LCD w il dis play   sle epin g. Also ,  2   andr oid   phone with  di f fer e nt  an droid   ap plica ti on a re  create d,   one  wh e re  the   ow ner   has  t acc ess  the   dr i ver’s  locat i on   a nd  the  ot her   is  in  t he  c ar  w hich  is  use to  detect   th locat ion   of   t he  car  a nd  cl ic the  pictures  of   t he  dr i ver T he  ne arb poli ce  sta ti on can  be  ac cessed  a nd   th picture  of   t he  dr i ver   ca be  c li cked  and  sen to ow ner’s  em ai ad dr ess I the   ha rdwar e p a rt  the   fo ll owin se nsors s uch   as ey blink  sen sor w it a   fr am wh ic th dri ve has  t wear  w hile  dri ving,  it   detect s   blin king  of  th ey an i ntim at es  the  dr iv er  with   the  hel of  the   vibrat or,  a ac cel ero m et er  w hich  is   at ta che to   the   ste erin wh ic helps   to  detect   if   the   dr i ver   is  dr ivi ng  ras hl y.  The  DC  m oto slo ws  dow w he the  se ns ors  detect   th at   the  dr i ver   is   sle epin an s top i f   the  vi br at io s ens or   dete ct a ny  acci de nt  w hich  has  occ urred.  Sim ultaneou sly t he  LC in   the  ca disp la y s   appr opriat e w a rn i ng m essages.       6.   LIMITATI O NS   OF THE   DROWS Y D RIV E R DET ECTION  S YST EM   The follo wing  are the  lim it a tio ns o t he dr owsy  drive r det ect ion  syst em   a.   The dri ver has   to w ea t he  ey e  b li nk se nsor  fr a m e w hile d riv ing .   b.   On ly   on e  D C   m oto has bee n use d wh ic h re pr ese nts  only  one  wh eel   of the  v e hicle .         7.   FUTU RE E N HANCE MEN TS   The  f ollow i ng   can  be  re garde as  the  fu tu re   enh a ncem ents  to  increase  the  viabili ty   of   t he  pro posed   syst e m :   a.   Four   DC m otors s hould  be us ed wh ic h rep re sent fo ur whee l of the ca   b.   Dr i ver   w on’t  ha ve  to  w ea t he  eye  b li nk se nsor  fram e d ur in g dr i ving       REFERE NCE S     [1]   Nikola os  P,  “Vision - based  Det ec t ion  of  Dr iv e Fat igue ,   Proc.   IE EE   Interna ti onal   Conf ere n ce   on  I ntelli g en Tra nsporta ti on,   pp. 45 - 60,   2000.   [2]   Zut ao   Zha ng ;   Ji ashu  Zha ng ,   “A   New  Re al - Tim E ye  Tr ack ing   for  Dr iv er   Fatigue  De tecti on ,   Proc. 2006  6t h   Inte rna ti ona Co nfe re n c on   ITS  Te l ec om m unic ations,  pp. 8 - 11,   20 06.   [3]   Grac e;   R ic har d ,   et   al.  " drows drive detec t ion  syste for  heav y   ve hi cl es. " Dig ita Avionic S y st e m Confer enc e,   1998.   Proce edi n gs,  17th  DA SC .   The   AIA A/IE EE/SA E.   Vol.   2.   IE EE ,   pp. 50 - 70 ,   19 98.   [4]   Murata Aps ua ;   Yasutaka   Hir amatsu.   "Ev alua ti o of  drows ine ss   by  HRV  m easures - basic  study  f or  drows driver  det e ct ion . "   Proc ee dings  of  4th  Inte rna ti ona W orkshop  on  Co mput at ion al   Int el l i genc Appli c at ions.  Hiroshim a Hiroshim Univer sit y ,   2008,   pp.   38 - 45.   [5]   Ito,   T ake hiro ,   e t   al .   " Dr iv er  bl in measur eme nt  by  the   motion  p i ct ure  proce ss ing   and  it appli ca t ion  to  drows ine s s   de tecti on . "   In te l l ige nt   Tra nsport a ti on  S y s te m s,  P roc ee d ings.  The  IEEE  5th   Int er nat io n al   Conf er enc e   on.   IEEE,   pp. 30 - 35 ,   2002 .   [6]   Ji  Qiang;   Zh iwe Zhu;   Pe il in  Lan.  "Rea l - ti m no nint rusive  m onitoring  and  pre d iction  of  driv er  fa t igue . "   Vehic u la r   Te chno log y ,   IE EE   Tr ansacti ons   on53. 4 1052 - 1 06 8,   pp . 80 - 90 ,   2 004 .   [7]   Vural ,   Esra ,   e t al .   "A utomate d   dr ows ine ss   det ecti on  for  impr oved   drivi ng  saf ety . "p p. 48 - 60 ,   2008 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.