Le problème n'est pas bien défini.
Si tu considères bêtement la piste comme un graphe (non orienté) avec comme noeuds les jonctions de pistes, alors tu vas avoir un paquet de solutions qui ne sont pas ce que tu veux : dans ton exemple, la "première à droite" après le point en bleu pourrait parfaitement être orientée dans l'autre sens, puisque tu n'interdis pas à la piste de faire des angles aigus...
Donc il faut préciser un peu, par exemple en tenant compte de la géométrie de la piste : par exemple deux bouts de pistes qui font un angle de plus de 135° doivent être orientés, l'un arrivant vers le noeud, l'autre partant du noeud. Mais ça reste des hacks un peu crades, surtout que dans un truc comme F-Zero c'est plutôt des tiles organisées de façon géométrique (donc par exemple avec des virages à 90°, ce qui est très ambigu). Donc à moins d'imposer des contraintes un peu grotesques sur tes pistes, tu ne vas pas y arriver.
Moi ce que je comptais faire, pour Formula 0, c'est que l'IA soit pré-calculée sur PC par recherche exhaustive (oui c'est bourrin

), en cherchant tout simplement le mouvement qui minimise le temps jusqu'à l'arrivée (qui, elle, est formée d'une ligne de tiles avec une orientation). A partir de là, on peut orienter la piste facilement en comparant les temps nécessaires jusqu'à l'arrivée... On peut aussi s'en servir pour faire une évaluation de la progression sur la piste ^^
Je ne sais pas comment tu fais ton IA, mais ça me paraît une bonne solution pour avoir une IA un peu "intelligente"... (quitte après à rajouter qques heuristiques on-calc histoire de gérer les chocs, et pour que les données pré-calculées n'aient pas à être stockées en précision maximale)
En fait la méthode de l'IA a l'avantage de tenir compte à la fois des angles entre les pistes et de la distance des arcs du graphe, ce que ne fait pas du tout la méthode que tu proposais ou que tu proposais de chercher...