기술의 발전으로 스마트 선박과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있으며, 기관실을 무인으로 순찰할 수 있는 기관실 순찰 로봇 도 이러한 연구 중의 하나이다. 순찰로봇은 인공지능을 통해 학습된 정보를 기반으로 기관실을 이동하며 기기 정상 유무 및 누수, 누유, 화재 등의 이상 유무를 파악한다. 기관실 순찰로봇에 관한 연구는 인공지능을 이용한 객체 검출에 관한 연구가 주로 진행되고 있으나, 순 찰로봇의 이동 및 제어에 관한 연구는 부족한 상황이다. 이는 순찰로봇이 객체를 검출하더라도 검출한 객체까지 이동할 방법이 없다는 문제를 야기한다. 이에 본 논문에서는 기관실 이상상황 발생 시 빠르게 이상 유무를 파악할 수 있는 기동성을 확보하기 위해, A* 알고리 즘을 적용하여 순찰로봇이 최단경로를 탐색할 수 있는지를 확인하였다. 라이다를 장착한 소형차를 이용하여 선박 기관실을 주행하며 데 이터를 얻어, SLAM으로 매핑하여 지도를 만들었다. 매핑한 지도에서 순찰로봇의 출발 지점과 목표 지점을 설정하고, A* 알고리즘을 적용 하여 출발 지점부터 목표 지점까지 최단 경로를 탐색하는지를 확인하였다. 시뮬레이션 결과 매핑된 지도에서 출발 지점부터 목표 지점까 지의 장애물을 회피하며 최단 경로를 잘 탐색함을 확인 할 수 있었으며, 기관실 순찰로봇에 적용하면 선박안전에 도움이 될 것으로 사료 된다.

2차원 평면에 원형 장애물들이 주어져 있을 때, 주어진 시작점과 끝점을 잇는 최단 경로를 구하는 문제를 다룬다. 이 때, 원형 장애물들은 서로 교차하지 않으며, 반지름이 각기 다르다고 가정한다. 최단 경로를 효율적으로 구하기 위해서, 본 논문에서는 두 가지의 필터를 제안한다. 첫 번째는 타원 필터이고, 두 번째는 컨벡스-헐 필터이다. 장애물들을 피하면서 주어진 두 점을 연결하는 최단 경로를 구하기 위해서는, 주어진 2차원 공간을 탐색하여야 하는데, 위의 두 필터는 최단 경로와 만나지 않게 되는 원형 장애물들을 미리 걸러냄으로써, 탐색 공간을 효율적으로 줄여준다. 또한 보로노이 다이어그램을 이용하면, 장애물들 간의 인접 정보를 효과적으로 활용할 수 있다. 필터링을 한 후에는 다익스트라 알고리즘을 이용하여 최단 거리를 구한다.

We propose a new algorithm for a classical problem in the planer computational geometry: computing a shortest path between two points in the presence of circular obstacles. Proposed algorithm actually computes a path tree that encodes a shortest path between given two points. Types of path are defined as a tangent line segment between circles, between point and circle, or as an arc. Using circle set voronoi diagram, geometric information that is very useful to search circles is obtained. The key of proposed algorithm is the reduction of the number of circles to need for constructing path tree. The main advantages of our algorithm are its robustness, speed, and the simplicity in implementation.