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I CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI DECLARATION Nous

I CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI DECLARATION Nous, NOUBISSI NEGUEM Wilfried Brice et AGEUKENG Clorine étudiants a l’Institut Supérieur d’études Scientifiques, Technologiques et Managériales (ISESTMA) avec les matricules 19I985 et 19I986 déclarons que ce travail a été fait par nous et est le fruit de nos recherches sous la supervision de M. MEDZO Charles. Jury 1: M. NKUETE TAGO Brilland Jury 2 : M. MEDZO Charles Signature………………………… Signature :………………………….. Président du Jury: Dr. Ing. TINDO Gilbert Signature:…………………….. Date : ………/…………/…………… II CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI DEDICACE Ce travail est dédié à tous les victimes d’accidents de circulation III CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI REMERCIEMENTS Ce rapport est le fruit d’un long parcours composé de hauts et de bas et qui voit ainsi le jour grâce a des soutiens dont nous ne manquerons ici de souligner. Nous pensons ici a :  M. TAGO NKUETE Brilland, Directeur d’ISESTMA et son staff pour nous avoir donné cette chance d’étudier dans cette école majestueuse.  Nous exprimons notre profonde gratitude à notre encadreur M. MEDZO Charles, pour sa disponibilité et dévouement pour la réussite de ce travail.  Tous le personnel enseignant d’ISESTMA pour les efforts qu’ils ne cessent de ménager pour épanouissement et la réussite de chacun de leur étudiant  Tous ceux qui d’une manière ou d’une autre ont contribué à l’accomplissement de ce travail IV CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI TABLES DES MATIERES DECLARATION ..................................................................................................................................................... i DEDICACE ............................................................................................................................................................ ii REMERCIEMENTS ............................................................................................................................................ iii TABLES DES MATIERES .................................................................................................................................. iv AVANT-PROPOS ................................................................................................................................................. vi LISTES DES FIGURES ....................................................................................................................................... vi LISTE DES ABREVIATIONS ........................................................................................................................... vii RESUME ............................................................................................................................................................. viii ABSTRAT .............................................................................................................................................................. ix INTRODUCTION GENERALE ......................................................................................................................... 1 CHAPITRE I ......................................................................................................................................................... 3 GENERALITES SUR LA VISION PAR ORDINATEUR ................................................................................ 3 I - Qu’est-ce que la vision par ordinateur ? ......................................................................................................... 3 1- Traitements de bas niveau ........................................................................................................................... 3 2- Traitements de haut niveau ......................................................................................................................... 5 II - Quels sont les défis liés à la vision par ordinateur ? ...................................................................................... 6 III - Quels sont les cas d’usage de la Computer Vision ? .................................................................................... 6 CHAPITRE II ....................................................................................................................................................... 9 CONCEPTION DU SYSTEME ........................................................................................................................... 9 I- Synoptique ................................................................................................................................................. 9 II- Choix Et Description Des Composants ........................................................................................................ 10 1- Le Raspberry Pi 3 model B+ ..................................................................................................................... 10 2- La webcam ................................................................................................................................................ 13 3- Le Buzzer .................................................................................................................................................. 13 III- Cahier De Charge ........................................................................................................................................ 14 1-Périmètre .................................................................................................................................................... 14 2- Fonctionnement ........................................................................................................................................ 14 CHAPITRE III .................................................................................................................................................... 15 IMPLEMENTATION, RESULTATS ET PERSPECTIVES .......................................................................... 15 I-Présentation Des Logiciels ............................................................................................................................. 15 1- Python ....................................................................................................................................................... 15 2- Open-CV ................................................................................................................................................... 16 4- Visual Studio Code ................................................................................................................................... 17 II - Description du Code .................................................................................................................................... 18 III – ALGORITHME DU DETECTEUR DE SOMNOLENCE ....................................................................... 29 IV- RESULTATS ............................................................................................................................................. 30 V CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI 1- Montage fonctionnel ............................................................................................................................ 30 2- EAR supérieur au EYE_AR_TRESH : Pas d’alarme .................................................................... 32 3- EAR inférieur au EYE_AR_TRESH : alarme activée « DROWSINESS ALERT !» ....................... 33 V- PERSPECTIVES ......................................................................................................................................... 34 CONCLUSION GENERALE ............................................................................................................................ 35 REFERENCES .................................................................................................................................................... 36 ANNEXES ............................................................................................................................................................ 37 VI CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI AVANT-PROPOS Le gouvernement a apporté certaines réformes qui font apparaître sur son territoire de multiples universités parmi lesquelles l’université de DSCHANG qui assure le parrainage de plusieurs institutions parmi lesquels l’Institut Supérieur d’Études Scientifiques, Technologiques et Managériales (ISESTMA) située à Yaoundé plus précisément à Nkoabang. Crée par l’arrêté N012/0666/MINESUP/SG/DDES du 23/11/2012, ISESTMA a pour but d’offrir aux bacheliers de diverses spécialités une formation professionnel afin qu’ils soient mieux préparés pour affronter le monde socio-professionnel. Elle forme des techniciens et des ingénieurs dans les trois (02) cursus suivants : BTS (Brevet de Technicien Supérieur) où l’entrée se fait sur étude du dossier puis entretien avec le candidat.  Électrotechnique (ELT) ;  Maintenance Après-Vente Automobile (MAVA) ;  Informatique Industrielle  Électronique (EL) ;  Maintenance des Systèmes Informatiques(MSI) ;  Gestion Logistique et Transport (GLT) ;  Communication d’Entreprise(CE) ;  Génie Informatique (GI)  Banque (BQ) ;  Télécommunication et Réseaux (TR) ;  Gestion des Ressources Humaines ;  Finance et Comptabilité Licence technologique dans les filières suivantes :  Finance-Comptabilité ;  Gestion des Ressources Humaines(GRH) ;  Transport et logistique (TL) ;  Banque-Assurance ;  Marketing ;  Génie Informatique ;  Génie Electrique ;  Génie des Télécommunications et Réseaux (GTR). VI CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI LISTES DES FIGURES Figure1 : Illustration d’une image filtrée, (a) filtre médian, (b) le filtre moyenne, (c) le filtre gaussien ...................................................................................................................................... 4 Figure 2 : synoptique de la détection de somnolence ................................................................ 9 Figure 3 : Diagramme bloc du détecteur de somnolence ........................................................ 10 Figure 4 : Schéma descriptif du Raspberry pi ......................................................................... 11 Figure 5 : webcam de marque Logitech ................................................................................. 13 Figure 6 : Buzzer passif ........................................................................................................... 14 Figure 8 : importation des packages nécessaires ................................................................... 18 Figure 9 : jouer un son d’alarme ............................................................................................. 19 Figure 10 : calcul des rapports de distances ........................................................................... 20 Figure 12 : construction l’argument d’analyse et l’analyseur d’arguments ........................... 22 Figure 13 : constante pour le rapport hauteur/largeur des yeux ............................................ 23 Figure 14 : création du prédicateur de repères faciaux .......................................................... 24 Figure 15 : Visualisation des 68 coordonnées du point de repère facial ................................ 24 Figure 16 : repérage des index des repères faciaux ................................................................ 24 Figure 17 : démarrage du flux vidéo ....................................................................................... 25 Figure18 : détermination et conversions des cordonnées du repère facial ............................. 26 Figure 19 : calcul de la coque convexe des yeux ..................................................................... 26 Figure 20 : vérification du rapport hauteur / largeur des yeux ............................................... 27 Figure 21 : Sortie de boucle. .................................................................................................... 28 Figure 22 : algorithme du détecteur de somnolence ................................................................ 29 VII CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI LISTE DES ABREVIATIONS Sigles Significations EAR Eyes Aspect Ratio BSD Berkeley Software Distribution USB Universal Serial Bus OpenCV Open Computer Vision ISESTMA Institut Supérieur d’Etudes Scientifiques Technologiques et Managériales ARM Advanced RISC Machines RISC Reduced Instruction Set Computer GPIO General Purpose Input/Output HDMI High Definition Multimedia Interface RAM Random Access Memory API Applications Programming Interface HOG Histogram of Oriented Gradients-based HTML HyperText Markup Language CSS Cascading Style Sheets VS Code Visual Studio Code OCR Optical Character Recognition VIII CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI RESUME La somnolence est l'une des principales causes des accidents de la route et peut entraîner de graves blessures physiques, la perte de vies humaines, dommages à la propriété et perte d'argent. Il faut donc mettre en place un système fiable de détection de la somnolence du conducteur, ce qui pourrait alertez le conducteur avant que quelque chose indésirable ne survienne. Dans cet article, conception et mise en œuvre de « Driver Somnolence Détection Système avec avertissement audio-visuel » sera discuté. Ce système doit être développé pour le conducteur de voiture, mais la portée de ce système est bien plus que cela. Il peut être utilisé dans toutes les situations où la somnolence d’une personne doit être surveillée. Le système proposé utilisera une caméra qui prend des images du visage du conducteur et surveille les yeux du conducteur afin de détecter la somnolence du conducteur. Quand la fatigue est détectée, l'alarme sera utilisée pour alerter le conducteur. Le système proposé fonctionnera en trois étapes principales, dans la première étape le visage du conducteur est détecté et suivi. Dans la deuxième étape, les traits du visage sont extraits pour un traitement ultérieur. En dernier stade, l’état de l’œil est surveillé. Dans cette dernière étape, il est déterminé que les yeux sont fermés ou ouverts. Sur la base de cela résultat, l'avertissement est envoyé au conducteur. Pour ce Raspberry pi avec le système d'exploitation Raspbian (Linux) est utilisé. La caméra sera connectée via le port USB de Raspberry pi. Le traitement d'image se fera à l'aide d'Open-CV, et le code en langage python. IX CONCEPTION D’UN DETECTEUR DE SOMNOLENCE AVEC LE RASPBERRY PI ABSTRAT Driver drowsiness is one of the major causes of road accidents and it can lead to serious physical injuries, loss of human life, damage to property and loss of money. So a reliable driver drowsiness detection system is needed to be implemented, which could alert the driver before anything undesired happens. In this work, design and implementation of ‘Driver Drowsiness Detection System with Audio-Visual Warning’ will be discussed. This system is to be developed for car driver, but the scope of this system is far more than it. It can be used in any situation where a person’s drowsiness is needed to be monitored. The proposed system will use a camera that takes images of driver’s face and monitors the driver’s eyes in order to detectdrowsiness of driver. When fatigue is detected, the alarm will be used to alert the driver. The proposed system will work in three main stages, in first stage the face of the driver is detected and tracked. In the second stage the facial features are extracted for further processing. In uploads/Philosophie/ projet-tutore-sur-la-detection-de-somnolence-avec-le-raspberry-pi.pdf