EDSGN 100 Project 2 ­ Automobile Biometrics 

Section 10 Team 8 

 

Submitted By: Chetan Supanekar, Mitchell Ross, Nikhil Reddy, Steven Lee 

Submitted To: Xinli Wu 

Date of Submission: December 17th, 2014 

Website: www.team8project2.weebly.com 

 

 

Abstract 

Automobile accidents are still a large problem throughout the world. In order to alleviate 

this problem, Penn State is working with Delphi Automotive to create a future with zero 

accidents, zero injuries, and zero fatalities in the automotive environment. 

 

Table of Contents:  

 

Abstract i cfs173@psu.edu 

 

Introduction 1 cfs173@psu.edu 

 

Description of Design Task 1 msr5321@psu.edu 

 

Design Approach 2 nkr5054@psu.edu 

 

Final Design and Prototype 9 swl5570@psu.edu 

 

Engineering Analysis 12 swl5570@psu.edu 

 

Conclusions 15 msr5321@psu.edu 

 

 

 

Introduction 

Although cars have gone a long way since their creation, there are still a startling number 

of car accidents everyday. People can be injured or killed from drunk driving, distracted driving, 

underage driving, recklessness, and more. Many companies like Delphi Automotive have been 

testing and implementing features in their products in order to prevent accidents from happening 

and lessening the threat of accidents when they occur. Examples include sensors, alerts, airbag 

controls, and human machine interfaces. 

Delphi Automotive and Pennsylvania State University are working together in order to 

produce an innovation or technology which can improve the automobile experience. These 

improvements are separated into three sections, safety, green (environmentally­safe), and 

connectivity. Team 8 will focus on the safety scope of the project in order to further Delphi's 

vision of zero accidents, zero injuries, and zero fatalities. 

 

Description of Design Task 

Problem Statement: Millions of people die each year in car accidents which can be prevented by 

making cars safer with different technologies. 

Mission Statement: Identify technologies and opportunities to make cars and trucks safer 

Design Specifications:  

­Create technology or opportunities which will make zero fatalities, zero injuries, and zero 

accidents in the automobile environment 

­Choose to modify an existing feature/function or create a new technology 

­Provide an example of user experience 

 

­Approximate cost of the new or improved feature 

­Life cycle analysis of the proposed device 

­Provide the feasibility of adoption by automakers 

Design Approach: 

­Gaant Chart 

Concept Generation:  

­Sensors on Top of Car: Sensors on top of the car, the sensors will avoid damage when an 

accident occurs. 

 

 

­Night Vision Windshield: A tinted windshield that will allow drivers to see better in the dark. 

 

­Lighter and Stronger Material: There are available materials that are lighter, stronger, and 

cheaper that can improve the cost and durability of a car. 

 

 

­Blind Spot Cameras: Cameras are placed on side view mirrors to allow drivers to see their  

blind spot without looking sideways 

 

 

­Biometrics: Technology in car will allow the car to identify physical traits of the driver and 

passengers 

 

 

 

Design Selection Matrix: 

 

Description of Best Design Selected:  

Although some of the concepts were usable, such as the sensor and the night­vision windshield, 

there are a number of companies that are already experimenting or even implementing the 

features in their cars. Using a design selection matrix, it was determined that biometrics was the 

best choice because of its versatility and due to the fact that the field is new to automobiles.  

 

Prototype: 

Design Drawings: 

Fingerprint Steering Wheel 

 

Rear View Mirror Camera

 

Prototype Images:  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Design Features:  

Fingerprint scanner on the steering wheel allows driver recognition. Camera on the rear view 

mirror detects passengers and their health. Notifies paramedics when an accident occurs relaying 

passenger health information. 

 

Analysis: 

Rationale:  

Biometrics allow the car to detect, monitor, and analyze the physical trait of its passengers. This 

allows for many uses such as identification, personalization, anti­theft, and safety. 

Concept of Operations: 

 The goal of the biometrics system is to prevent accidents and lessen the impact of accidents after 

they occur. By doing so, less accidents and fatalities will occur, improving the safety features of 

automobiles. 

The biometrics system will be actively monitoring the health of the passengers primarily by 

analyzing the facial traits of the passengers. When certain or drastic changes are detected, such 

as closed eyes, the system will choose the proper action.  

To prevent sleeping on the wheel, the system will run the following algorithm: 

1. The cameras focus on the driver's eyes to see if they are shut for a prolonged period of time 

2. The cameras notify the system that the driver is sleeping 

3. The system will control the car, driving straight forwards while applying the brakes 

4. The camera will check for other passengers, if so, the system will alert the passengers to wake 

the driver 

 

5. If no passengers are detected, the system will either play a message for the driver to wake up 

or an alarm 

6. The message/alarm will repeat and increase in volume until the camera confirms the driver is 

awake, evident by movement, open eyes, increased heartbeat, etc.  

 

When an accident occurs, the system will run the following algorithm: 

1. The cameras search for the driver and passengers and will look for any signs of movement, 

irregular heartbeats, etc. 

2. If the passengers are concluded to be injured or they are motionless, the system will start its 

emergency state 

3. The system will gather preexisting information of all passengers in the car, as well as its 

diagnosis after the crash 

4. The system will detect nearby hospitals or contacts via GPS and send a message to the nearest 

hospital 

5. The message will notify the hospital of the crash, the passenger's names and information, and 

the location of the crash 

6. If there are any irregularities in the system due to the crash, the system will ask the driver if 

medical assistance is needed, if no response is detected, a message will be sent to the nearest 

hospital 

Life Cycle Analysis:  

 

Input: The system will mostly run on the battery of the car for power, a thermographic camera is 

needed as well as fingerprint scanners on the steering wheel. The system will be active as long as 

the car is running, although the system may run when the car is off. 

Output: Because the system is running on the battery of the car, there will not be significant 

waste produced. 

Life Cycle: The system should be able to run as long as the system is not damaged by any severe 

crashes. 

Aspects of System:  

­Identify the driver to personalize music, seat/wheel/mirror positions, and more 

­Input and save medical information of any regular driver and passenger such as weight, height, 

health issues, etc. 

­Can prevent unrecognized or specified people from driving the car, preventing theft 

­Detect and evaluate driver's conditions to driver, such as drowsiness, intoxication, etc. 

­Monitor the health of all passengers and alert when an issue occurs, such as a heart attack, panic 

attack, seizures, etc. 

­Send information of the victim(s) and the accident to nearby hospitals to be prepared to send 

proper care faster 

­If anyone is accidentally left in the car, the camera will detect the passenger's face, turn on the 

car to prevent heat stroke, and alert the owner via text message 

­Biometrics is a new innovation to automobiles, and there are very few companies that have 

models which use biometrics 

­May be implemented in cars, as well as buses, taxis, trains, etc. 

 

Economic Viability:  

Because biometrics In automobiles is a relatively new, there is no way to accurately calculate the 

cost to make and install the system. The system will most likely be expensive to produce and 

install, ranging around $7,000. The system may be connected to an interface that is already 

installed to a car, in order to reduce cost. Because this product is new and experimental, it is best 

to implement the biometrics system into higher­end cars which have the technology to support 

the system.  

 

 

Conclusions:  

Because the project relied on various aspects of automobiles (safety, environmental, 

connectivity), there were many choices to make. The most difficult part of the project was 

creating something that was not already implemented by other companies. For example, although 

sensors would be a great feature for safety, there are several companies that have already created, 

designed, and polished sensors on automobiles. 

 

Another challenge was understanding the anatomy of the car in order to create a better­suited 

product. An average car has several features and parts to it. Anytime a new concept was created, 

the design of the car had to be kept in mind, and the product must not impede on the car's other 

functions. 

 

 

Biometrics is a relatively new field to automobiles, and has many applications. There are many 

features of biometrics that are available, but are not implemented in cars, such as fingerprint 

scanners on smartphones. One of the most important applications of the biometrics system is 

safety, as it can monitor the health of those inside the car. Biometrics is also a field that is 

improving everyday, with the creation of many applications such as the heart rate camera and 

facial recognition. 

 

Of course, biometrics is not entirely perfect, and there are many limitations. Because biometrics 

are not a well­developed feature for automobiles, it might be difficult for companies to 

implement biometrics in their cars. This also means that products will cost more to make and 

improve. 

References: 

1. Cardiio Inc. "Cardiio." Touchless Heart Rate Monitor for Cardio Health and Fitness. N.p., 2014. Web. 2 Dec. 2014. <http://www.cardiio.com/>. 2. FLIR. "FLIR Thermography Thermal Imagers & Infrared Cameras." FLIR Thermography Thermal Imagers & Infrared Cameras. N.p., 2014. Web. 1 Dec. 2014. <http://www.flir.com/thermography/americas/us/>.