Ο σχεδιασμός διαδρομής υπολογίζει μια διαδρομή για ένα ρομπότ για να φτάσει σε έναν στόχο. Λαμβάνει υπόψη τα εμπόδια, το σχήμα του ρομπότ και το κόστος διαφορετικών διαδρομών. Το αποτέλεσμα είναι μια ακολουθία σημείων αναφοράς ή μια συνεχής διαδρομή που μπορεί να ακολουθήσει το ρομπότ. Ο σχεδιασμός κίνησης προσθέτει χρονισμό και δυναμική. Ο σχεδιασμός διαδρομής αφορά το πού, όχι το πότε.

Οι κλασικοί αλγόριθμοι είναι οι Dijkstra και A*. Ο Dijkstra βρίσκει τη συντομότερη διαδρομή σε ένα γράφημα. Ο A* προσθέτει μια ευρετική για να επιταχύνει την αναζήτηση. Σε έναν χάρτη πλέγματος, ο A* είναι γρήγορος και αποτελεσματικός. Σε έναν συνεχή χάρτη, οι σχεδιαστές που βασίζονται σε δειγματοληψία, όπως οι RRT και PRM, εξερευνούν τον χώρο δειγματοληπτώντας τυχαία διαμορφώσεις και συνδέοντάς τες.

Σκέψεις σχεδιασμού μονοπατιού

• Συντομότερη διαδρομή: ελαχιστοποίηση απόστασης.
• Ασφαλέστερη διαδρομή: μεγιστοποιήστε την απόσταση από εμπόδια.
• Ομαλότερη διαδρομή: ελαχιστοποιήστε τις στροφές και την επιτάχυνση.
• Ενεργειακά αποδοτική διαδρομή: ελαχιστοποιήστε την ανηφόρα ή το φρενάρισμα.
• Δυναμικά εμπόδια: επανασχεδιασμός καθώς αλλάζει το περιβάλλον.

Μια σύντομη διαδρομή μπορεί να μην είναι ασφαλής. Μια ασφαλής διαδρομή μπορεί να είναι μεγάλη. Ο σχεδιαστής βελτιστοποιεί μια συνάρτηση κόστους που σταθμίζει αυτούς τους παράγοντες. Σε μια αποθήκη, το κόστος μπορεί να είναι ο χρόνος. Σε ένα χειρουργικό ρομπότ, το κόστος μπορεί να είναι η απόκλιση από μια σχεδιασμένη τροχιά. Σε ένα πλανητικό ρόβερ, το κόστος μπορεί να είναι ο κίνδυνος να κολλήσει κανείς. Ο σχεδιασμός διαδρομής είναι η γέφυρα μεταξύ ενός χάρτη και μιας κίνησης. Χωρίς αυτόν, το ρομπότ γνωρίζει πού θέλει να πάει, αλλά όχι πώς να φτάσει εκεί. Με αυτόν, το ρομπότ μπορεί να πλοηγηθεί σε πολύπλοκα περιβάλλοντα χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.