본 논문은 재난 발생 감시 및 정찰을 위한 수상 로봇(USV, Unmanned Surface Vehicle)의 경로계획법을 다룬다. 수상에서 로봇을 운용하기 위해서는 수상 로봇의 자율적인 장애물 회피와 목적지 이동이 보장되어야한다. 본 연구에서 수상 로봇은 자율 주행을 위해 포텐셜 필드(Potential Field)를 사용한다. 포텐셜 필드는 인력과 척력의 합으로 구성된다. 포텐셜 필드는 간단한 수학적 모델로 만들 수 있고 시스템 적용에 용이하다. 하지만 기존의 포텐셜 필드를 이용한 연구는 전역좌표를 기반으로 하기 때문에 로봇이 목적지에 도달하지 못하는 지역 최소점 문제가 발생 할 수 있다. 지역 최소점은 척력 포텐셜 필드가 인력 포텐셜 필드에 영향을 미쳐서 로봇이 목적지에 도착하지 못하게 로봇의 이동을 방해한다. 본 논문에서는 이러한 점을 해결하기 위해 목적지와 주변의 장애물을 로봇을 중심으로 판단하는 지역 좌표계를 사용한다. 제안된 방법은 매트랩 시뮬레이션 환경에서 평가된다.

워터젯이 탑재된 RIB(Rigid Inflatable Boat)형태의 무인수상선을 인한 경유점 추적 제어 알고리즘을 설계하였고, 성능 검증을 위해 실해역 시험을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 RIB형 무인수상선의 경유점 추적제어를 위해서는 방향제어를 위해 버킷각을 제어하여야 한다. 우선, 육상 관제소에 미리 입력된 경유점들의 위경도 등의 위치정보들을 바탕으로, 목표 방향각을 실시간 계산한다. 그리고, 무인수상선에 탑재된 마그네틱 콤파스 등의 센서로부터 받은 선수각 및 선수각속도의 값과 PD 제어기법을 이용하여, 버킷각 명령을 실시간 계산한다. 본 연구에서는, 바람 등의 외력으로 인한 표류각을 보정하기 위해 일정속도 이상에서는 실침로(Course Of Ground, COG)를 사용하였다. 또한, 설계된 경유점 추적 제어 알고리즘을 검증하기 위해 부산 광안대교 근처 해역에서 육상관제소를 설치하고, 실선 시험을 수행하였다. 본 논문에서는, 설계된 무인 경유점 추적 제어 알고리즘의 시험결과를, 유인으로 제어한 결과 및 상용추적제어기로 제어한 결과들과 비교 분석하였다.