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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CAMPUS “ARAGÓN”

AUTOLOCALIZACIÓN DE UN ROBOT MÓVIL POR
MEDIO DE VISIÓN COMPUTACIONAL EN
ESPACIOS CERRADOS

T

E

S

I

S

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO

P

R

ISRAEL

E

EN

S

E

COMPUTACIÓN

N

VÁZQUEZ

T

A

:

JIMÉNEZ

ASESOR: Dr. LUIS ALBERTO PINEDA CORTÉSSAN JUAN DE ARAGÓN, ESTADO DE MÉXICO. 2005

Dedico este trabajo a mis tías Hilda, Ma. Antonieta, N. Margarita, Ma. del Carmen,
Marcela, a mi tío Jesús y a mis abuelitos Moisés y Concepción por haber creído en mí, por
demostrarme su cariño día con día, aún cuando, en ocasiones las circunstancias se hayan
tornado adversas. Es imposible plasmar en papel lo agradecido que estoy con ellos portodo
lo que han realizado por mí, por lo que solamente les puedo decir gracias.
También tengo que agradecer a mi hermano Jonathan, por todo el apoyo que me ha
dado y en especial agradezco a mi mamá por el apoyo incondicional y cariño que me
muestra constantemente. Por haberme enseñado que nada es imposible en esta vida, sólo se
requiere de un mayor esfuerzo para alcanzar nuestras metas.Israel Vázquez Jiménez.

Agradezco a la UNAM (ENEP Aragón) por la oportunidad brindada, a mis profesores
por sus enseñanzas y todos los que de alguna manera, con su apoyo y comprensión, me
ayudaron a hacer posible esta tesis.
También, de manera muy especial, le agradezco al Dr. Luis Alberto Pineda Cortés, por
brindarme su confianza al darme la oportunidad de realizar este trabajo deinvestigación.
Al Proyecto NSF/CONACYT 39380-U, DIME-II: Diálogos Inteligentes Multimodales
del Español, bajo la responsabilidad del Dr. Luis Alberto Pineda Cortés.
Israel Vázquez Jiménez.

ÍNDICE GENERAL
PAG.
CAPÍTULO I.
INTRODUCCIÓN.

2

1.1

Planteamiento del problema.

12

1.2

Hipótesis.

12

1.3

Objetivo.

13

1.4

Funciones del sistema.

13

1.5

Condiciones delmodelo.

13

1.6

Organización de la tesis.

15

CAPÍTULO II.
MODELADO DEL SISTEMA.
2.1

2.2

17

El autoposicionamiento como un modelo de clasificación.

19

2.1.1 El problema de la similaridad y la ambigüedad.

30

Especificación del modelo del sistema.

37

CAPÍTULO III.
REPRESENTACIÓN DE LA IMAGEN Y MEDIDA DE SIMILITUD.

51

3.1

Representación de la imagen.52

3.2

Medidas de proximidad vectorial euclidiana.

63

CAPÍTULO IV.
ESTRUCTURA DE DATOS.
4.1

recolección de imágenes.

67
69

4.2

Construcción de la estructura de datos.

75

4.3

Uso de la estructura de datos.

78

CAPÍTULO V.
EXPERIMENTO.

85

5.1

Experimentos preliminares.

85

5.2

Experimento principal.

90

CAPÍTULO VI.
CONCLUSIONES.104

6.1

Discusión de los resultados.

104

6.2

Conclusiones.

107

BIBLIOGRAFÍA.

113

ANEXOS.

116

ÍNDICE DE FIGURAS
PAG.
CAPÍTULO I.
Figura 1.1

Componentes del espacio tridimensional: a) Traslación.
b) Rotación.

4

Figura 1.2

Sistema de referencia coordenado y orientado absoluto.

5

Figura 1.3

Golem.

8

Figura 1.4

Entorno del Robot:Departamento de Ciencias de la
Computación (DCC) del Instituto de Investigaciones en
Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS, UNAM).

9

Figura 1.5

El histograma como representación de una imagen.

11

CAPÍTULO II.
Figura 2.1

Información empleada en la generación del modelo:
Historial de movimiento.

20

Figura 2.2

Información empleada en la generación del modelo:Imágenes recolectadas del entorno en distintas poses.

20

Figura 2.3

Solución al problema de correlación entre el entorno
(espacio físico) y su representación (imágenes).

22

Figura 2.4

Correlación entre el entorno y su representación.

23

Figura 2.5

Información idiotética utilizada como entrada en el modelo:
Odometría.

24

Figura 2.6

Información alotética utilizada...