تُحسب عملية تخطيط المسار مسارًا للروبوت للوصول إلى هدفه. وتأخذ هذه العملية في الاعتبار العوائق، وشكل الروبوت، وتكلفة المسارات المختلفة. وتكون النتيجة سلسلة من نقاط التوقف أو مسارًا متصلًا يمكن للروبوت اتباعه. أما تخطيط الحركة فيضيف عنصري التوقيت والديناميكية. ويركز تخطيط المسار على تحديد المكان، وليس الزمان.

تُعدّ خوارزميتا ديكسترا و A* من الخوارزميات الكلاسيكية. تبحث خوارزمية ديكسترا عن أقصر مسار في الرسم البياني، بينما تُضيف خوارزمية A* طريقةً استدلاليةً لتسريع عملية البحث. على الخرائط الشبكية، تُعتبر خوارزمية A* سريعةً وفعّالة. أما على الخرائط المتصلة، فتستكشف خوارزميات التخطيط القائمة على أخذ العينات، مثل RRT و PRM، المساحة من خلال أخذ عينات عشوائية من التكوينات وربطها.

اعتبارات تخطيط المسار

• أقصر مسار: تقليل المسافة.
• المسار الأكثر أمانًا: زيادة الخلوص من العوائق إلى أقصى حد.
• المسار الأكثر سلاسة: تقليل المنعطفات والتسارع.
• مسار موفر للطاقة: تقليل السفر صعوداً أو استخدام الفرامل.
• العوائق الديناميكية: أعد التخطيط مع تغير البيئة.

قد يكون المسار القصير غير آمن، وقد يكون المسار الآمن طويلاً. يعمل المخطط على تحسين دالة التكلفة التي توازن بين هذه العوامل. في المستودع، قد تكون التكلفة هي الوقت. في الروبوت الجراحي، قد تكون التكلفة هي الانحراف عن المسار المخطط له. في المركبة الجوالة على الكواكب، قد تكون التكلفة هي خطر التعثر. يُعد تخطيط المسار حلقة الوصل بين الخريطة والحركة. فبدونه، يعرف الروبوت وجهته لكنه لا يعرف كيفية الوصول إليها. أما بفضله، فيستطيع الروبوت التنقل في بيئات معقدة دون تدخل بشري.