무인 수상정(USV)의 안전한 항행을 위해 충돌 회피는 필수적이다. 본 논문은 충돌 위험을 평가하고 최적 회피 궤적을 생성하기 위해 쿼터니언 선박 도메인(quaternion ship domain, QSD)과 충돌 위험 지수(collision risk index, CRI)를 통합하는 다선박 충돌 회피 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 CRI 값으로 표적선(target ship, TS)을 평가하고, QSD에 기반하여 선박 도메인을 적응적으로 조정하며, 속도 장애물(velocity obstacle, VO) 방법을 사용하여 국제해상충돌예방규칙(International Regulations for Preventing Collisions at Sea, COLREGs)을 준수하는 한편 실현 가능한 회피 경로를 결정하도록 설계되었다. 단일선박, 양 선박, 그리고 예기치 못한 TS 기동을 포함한 다선박 조우 등 14개의 시뮬레이션 시나리오를 통해, 본 알고리즘이 복잡한 해상 교통 환경에서 안전 이격거리를 유지할 수 있음을 보여주었다. CRI 기반 접근은 실시간 위험 평가 및 적응적 시간 조절을 가능하게 하며, QSD는 선박 속도와 조우 조건에 따라 동적으로 조정되어 불필요한 기동을 최소화한다. QSD, CRI, VO의 통합은 COLREGs를 준수하는 항행, 효율적인 경로 이탈 관리, 그리고 향상된 안전성을 보장하며, 지능형 USV 항법 시스템 개발에 기여한다.

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