Az útvonaltervezés kiszámítja az útvonalat, amelyen a robot eléri a célját. Figyelembe veszi az akadályokat, a robot alakját és a különböző útvonalak költségét. A kimenet egy útvonalpont-sorozat vagy egy folyamatos útvonal, amelyet a robot követhet. A mozgástervezés időzítést és dinamikát ad hozzá. Az útvonaltervezés a hollétről szól, nem a mikorról.

A klasszikus algoritmusok a Dijkstra és az A*. A Dijkstra megkeresi a legrövidebb utat egy gráfban. Az A* egy heurisztikát ad hozzá a keresés felgyorsítása érdekében. Egy rácsos térképen az A* gyors és hatékony. Egy folytonos térképen a mintavételen alapuló tervezők, mint például az RRT és a PRM, a teret a konfigurációk véletlenszerű mintavételezésével és összekapcsolásával fedezik fel.

Útvonaltervezési szempontok

• Legrövidebb út: a távolság minimalizálása.
• Legbiztonságosabb útvonal: maximalizálja a távolságot az akadályoktól.
• Legsimább út: minimalizálja a fordulókat és a gyorsulást.
• Energiatakarékos útvonal: minimalizálja az emelkedőn való utazást vagy a fékezést.
• Dinamikus akadályok: tervezd át a folyamatot a környezet változásával.

Egy rövid útvonal veszélyes lehet. Egy biztonságos útvonal hosszú lehet. A tervező optimalizál egy költségfüggvényt, amely súlyozza ezeket a tényezőket. Egy raktárban a költség lehet az idő. Egy sebészeti robotban a költség lehet az eltérés a tervezett pályától. Egy bolygójáróban a költség lehet az elakadás kockázata. Az útvonaltervezés a híd a térkép és a mozgás között. Enélkül a robot tudja, hová akar menni, de nem tudja, hogyan jut el oda. Segítségével a robot emberi beavatkozás nélkül is képes navigálni összetett környezetekben.