CN107479403A - 基于虚拟现实的环形rgv半实物仿真系统及无空跑调度算法 - Google Patents

Abstract

基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统及无空跑调度算法，采用虚拟现实技术，设计RGV三维动态仿真系统与RGV管理控制系统及调度算法，实现RGV系统的半实物仿真运行。本发明具有下述优点：为研究调度算法，以及新任务的试运行，提供了低成本、高效率有调试手段；无空跑调度算法，实现全局准最优，局部最优，满足实际需求；实现与不同通讯形式的RGV搬运车通讯，具有通用性；调度算法采用开放式设计，预留加载其它算法接口，可以允许加载其它调度算法，可以采用动态库方式实现。

Description

基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统及无空跑调度算法

技术领域

本发明涉及一种半实物仿真系统，具体为一种基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统及无空跑调度算法。

背景技术

在现有技术下RGV系统整体布局以某化工厂的具体任务为原型描述，如1图所示。

系统主要由环形轨道、没轨道运行的各搬运车、取货站、送货站、以及待搬运货物。图中各搬运车1－10从取货站1－6取货，沿轨道运输到送货站7－10。1次搬运任务由1辆搬运车执行，包括空车行走、停车取货、载货行走、停车卸货、空车离开5个环节。由于所有搬运车沿轨道行走，具有不能超车的特点，因而在执行多元搬运任务（多车同时搬运）时，如何分配各个搬运车的搬运任务，直接影响整个系统的运行效率。

由于环形轨道引导车搬运系统具有轨道区域有限、取送货点固定、参与搬运车数量一定的特点，因而多采用集中控制的方式，即：将取（送）货任务、各搬运车位置、状态等数据传给控制中心，由控制中心统一进行控制。常用的调度算法有如下几种。

1. 任务不变式调度算法

在这种调度算法中，搬运任务按就近原则分配，一旦分配，在执行任务过程中，不再发生改变。在这种方式中，经常发生正在执行任务的搬运车影响后续任务的情况，如图2所示，其中P1、P2、P3为取货任务点，V1、V2、V3分别为当前各搬运车位置。

（1）首先P1有任务，将任务分配给最近车V1；

（2）然后P2有任务，只能将任务分配给V2；

（3）V2要等V1取完货，走过点P2后，才能取货，可能要等较长时间。

2. 任务可变式调度算法

在这种方式下，当新搬运任务发生时，若最近的搬运车正在执行任务的行进中，则改变其任务，并将原任务重新分配，如图3所示。

V1下在行进，去执行P2处的搬运任务；

这时P3点有新任务，而最近的车V1下在执行P2点的任务，若分配V2执行P3点的任务，则要等V1取完货并行驶越过Pi+1点后V2才能取货，显然不是最佳选择。按贪婪法原则，这量最有利的方法是将正驶向P1点的V1改为取P2点的货；

同时给P2点的任务重新分配后面的搬运车V2。若V2已来不及分配任务P2，则可能造成V2空跑。

3. 其它优化算法

目前有很多人提出了很多基于优化理论的调度算法，如：改进量子微粒群的优化算法、混合遗传算法、自学习模糊神经网络控制方法等，这些算法在理论上都很完善，但在具体应用时可能存在应对特殊情况或突发事件的能力差，且算法复杂，不易编程和验证等不足，而且有的算法还需要通过在线学习进行完善，影响正常生产。

4. 算法调试的复杂性

综合前面的几种调度算法，可以看出，出了存在算法的不足以外，算法的调试也十分复杂，耗费时间、影响生产。

1)搭建控制系统和各搬运车、取货任务台、送货任务台，以及各部分的控制系统，成本高；

2)设置各种搬运任务，控制各搬运车执行实际搬运任务；

3)由于调度规则的复杂性，也给调试人员正确分析带来困难；

4) 若发生运行错误，可能需要人为的进行复杂处理，如人工卸货、人工复位等，严重时可能发生事故。

5) 如果有实用的仿真方法，对解决以上问题具有重要意义。

5. 仿真效果的现实性

由于在RGV系统中，存在搬运车数量多、搬运任务随机性强等特点，使得系统运行较复杂，给系统调试、维护等带来不便。采用的方法是解决此问题的一种有效手段。然而通常的仿真算法，只能给出每个搬运车执行任务的内容、位置、速度等各种数据、曲线等数学描述。

本发明则在虚拟现实环境构建现实场景，以3维动画的方式展示整个系统的运行状态，真实、直观。本发明将控制器(实物)与在计算机上实现的控制对象的仿真模型(见数学仿真)联接在一起进行试验的技术，控制器的动态特性、静态特性和非线性因素等都能真实地反映出来，因此它是一种更接近实际的仿真试验技术。这种仿真技术可用于修改控制器设计（即在控制器尚未安装到真实系统中之前，通过半实物仿真来验证控制器的设计性能，若系统性能指标不满足设计要求，则可调整控制器的参数，或修改控制器的设计），同时也广泛用于产品的修改定型、产品改型和出厂检验等方面。半实物仿真的特点是：①只能是实时仿真，即仿真模型的时间标尺和自然时间标尺相同。②需要解决控制器与仿真计算机之间的接口问题。例如，在进行飞行器控制系统的半实物仿真时，在仿真计算机上解算得出的飞机姿态角、飞行高度、飞行速度等飞行动力学参数会被飞行控制器的传感器所感受，因而必须有信号接口或变换装置。这些装置是三自由度飞行仿真转台、动压－静压仿真器、负载力仿真器等。③半实物仿真的实验结果比数学仿真更接近实际。

发明内容

本发明公开了一种基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统及无空跑调度算法，采用虚拟现实技术，设计RGV三维动态仿真系统与RGV管理控制系统及调度算法，实现RGV系统的半实物仿真运行。

一种基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，包括RGV管理系统、RGV控制系统及调度算法、以及基于虚拟现实的RGV动态仿真系统；其特征在于, RGV动态仿真系统包括虚实转换模块、搬运车模块、取货站模块、送货站模块、环形轨道模块、货物模块和虚拟现实模块；所述虚拟现实模块采用OpenGL技术，初始化虚拟三维场景，场景按整个RGV系统规模进行初始化，分别调用以上各模块中的VR显示功能，建立完整的RGV系统，采用数据驱动技术，在虚拟场景中显示的各部分，随整体的仿真运行数据进行动态更新，实现3维动态效果。

进一步地，所述RGV管理系统可以指定搬运任务的取、送货站的匹配关系，将取的货物善类到指定的送货站。

进一步地，所述RGV控制系统包括RGV控制软件、调度算法、VR显示和命令收发。

进一步地，所述虚实转换模块一方面接收控制系统的调度指令，并将其转换成仿真系统的仿真数据表达；另一方面，将仿真系统中，各搬运任务数据、搬运车状态、位置、速度、以及货物数据向控制系统上传。

进一步地，所述环形轨道模块采用轨道周长与规定起点的方式进行描述，沿运行方向为正。

进一步地，在所述环形轨道模块中，在建立空间坐标系的基础上，增加时间坐标，取系统开始时时间为零，然后设定统一时钟，确定搬运车、取货站、送货站及货物的运行状态。

进一步地，在所述环形轨道模块中，设置一定时间间隔（如10ms）作为环形轨道模块计算周期，每个周期计算一次各部分的当前状态。

一种无空跑调度算法，采用贪婪算法为原则，采用一系列准则表示，每当有新任务发生，或运行中有意外情况时，就起动调度算法，重新分配任务；其特征在于，当有新搬运任务时，先按任务不变的调度算法分配搬运车，然后再次按效率优先原则对各搬运任务重新分配调度准则；所述调度准则包括避碰准则、清路准则、就近准则、排队准则、剥夺准则、让行准则和待命准则，上述调度准则按顺序优先级递减。

进一步地，当取货点比小车多时，每个小车都在取货点上待命，若小车数量多时，每个取货点处都有一个小车在待命。

进一步地，所述避碰准则为：行驶的小车遇到前面的小车时，都要减速，甚至停车，防止发生撞车，直到前面的小车行驶时，才能根据规则继续前进或停止。

进一步地，所述清路准则为：当执行任务的小车前往卸货点时，所经路段上的所有空车和待全职小车均应提前驶出该路段，给动货小车放行，避免每次小车驶到前面的空车后部时先停止，再起动。

进一步地，所述剥夺准则为：若Pi+1点有任务，而最近的车V1在执行Pi+1点后面的任务，若分配V2执行Pi+1点的任务，则要等V1取完货并行驶越过Pi+1点后V2才能取货，显然不是最佳选择，按贪婪法原则，最有利的方法是将正驶向Pi点的V1变为取Pi+1点的货，同时给Pi点重新分配小车V2，因这种情况下原分配给Pi点小车V1被Pi+1点给剥夺，所以称为剥夺准则；其中，Pi与Pi+1为取货点，V1与V2均为取货小车。

进一步地，在给被剥夺小车的任务Pi重新分配小车时，可以按新任务一样分配，根据情况使用就近准则、排队准则，甚至嵌套剥夺。

进一步地，所述让行准则为：当有执行任务的小车行驶时，前面的空车也必须行驶，以给执行任务的小车让路，这时可能导致小车出现空跑，但这是必须的。

进一步地，所述待命准则为：对于未分配任务的空车，除了给后面的车让行外，应停车待命，为了提高接任务的反应速度，各小车应在接货点待命，期规则是，小车行驶到取货工位时，若后面有跟随，同时下一取货点无车，则继续前进到下一个取货点，否则停在当前点待命。

本发明具有下述优点。

1.在RGV调度与控制问题上，采用半实物仿真技术，其中控制系统采用实际控制系统，而RGV环节采用仿真实现。为研究调度算法，以及新任务的试运行，提供了低成本、高效率有调试手段。

2.RGV仿真系统上，采用虚拟现实技术，能够在虚拟场景中真实再现RGV系统的运行情况。结合各环节的数学模型与运行数据，实现RGV系统的三维动画仿真。

3.无空跑调度算法，实现全局准最优，局部最优，满足实际需求。

4. 软件采用开放式结构设计，在与RGV搬运车通讯方面，采用2级方式，第1 级是控制软件先以WebAccess标准（或其它标准协议）进行命令与数据的收发；第2 级实现数据格式转换，将标准协议数据转换成RGV搬运车所能接收的通讯数据格式。第2级可以按具体搬运车的通讯形式设计，以此方式实现与不同通讯形式的RGV搬运车通讯，具有通用性。

在RGV控制软件设计上，调度算法采用开放式设计，预留加载其它算法接口，可以允许加载其它调度算法，可以采用动态库方式实现。

附图说明

图1为RGV半实物仿真系统布局示意图；

图2为任务不变式调度中的等待情况示意图；

图3为任务可变时的任务变更情况示意图；

图4为RGV半实物仿真系统示意图；

图5为控制系统开放式结构示意图；

图6为RGV仿真系统运行流程示意图；

图7为就近准则示意图；

图8为排队准则示意图；

图9为剥夺准则示意图；

图10为让行准则示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

本发明采用虚拟现实技术，设计RGV三维动态仿真系统（虚拟部分）与RGV管理控制系统及调度算法（现实部分），实现RGV系统的半实物仿真运行。在仿真运行时，RGV管理控制系统是实际控制系统，RGV三维动态仿真系统是虚拟的被控对象。在实际运行时，将RGV管理控制系统的控制（反馈）信号切换到真实的RGV运行系统上，这时RGV管理控制系统与RGV运行系统均是真正的系统，执行生产中的货物搬运任务。

如图4所示，一种基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统包括基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统包括RGV管理系统、RGV控制系统及调度算法、以及基于虚拟现实的RGV动态仿真系统、以及其中无线通讯等环节；不包括环形轨道、搬运车、取货站、送货站等的设计。

其中RGV管理系统、RGV控制系统及调度算法是实际系统，由控制计算机、专用软件、网络通讯等构成；RGV动态仿真系统是采用虚拟现实技术开发的虚拟部分；两部分仿真系统中的“虚拟－现实”转换模块相联。

1. RGV管理系统

RGV管理系统包含图4中RGV管理软件及数据库，这部分可以与RGV控制系统软件运行在同一台计算机上，也可以运行在专门的服务器上，主要负责生产任务管理、下发、统计、查询等工作。运行记录、任务数据等信息记录在数据库中，是RGV系统运行时的管理系统。

在搬运任务管理上，通常不区分各取货站、送货站的货物类型，以效率优，即搬运车从某取货站取到货物，以效率优先的原则，送到任一送货站。而本系统最显著的特征是可以指定搬运任务的取、送货站的匹配关系，将取的货物善类到指定的送货站。

2. RGV控制系统

主要包括图4中的RGV控制软件、调度算法、VR显示、命令收发等。其中调度算法、VR显示、命令收发等模块均是RGV控制软件的组成部分，软件采用VC开发，运行于windows平台，其功能是直接采集所有搬运任务的发生及执行情况，以及各搬运车的位置、状态等数据，根据调度算法合理分析，得出给各搬运车的控制指令，协调所有搬运车完成搬运任务。

如图5所示，RGV控制系统采用开放式结构，其中（1）RGV参数配置、（2）RGV调度算法、（3）具体通讯接口及通讯协议、（4）基于虚拟现实的RGV三维仿真系统及RGV运行系统均为对用户开放部分。具体的,（1）RGV参数配置，用户可以按指定规则定制系统规模、布局、特征参数，适用于控制不同结构的RGV系统。（2）RGV调度算法，调度算法模块对用户开放，用户可以选择现有的调度算法，也可以设置自己特有的调度算法。运行时，可以选择合适的调度算法。（3）具体通讯接口及通讯协议，在命令与数据收发方面，采用WebAccess标准，配合具体的通讯转换程序，可以实现与任意格式的搬运车进行通讯，具有通用（能兼容任意标准协议的搬运车）；在具体通讯方式上，因搬运车是移动的，因而一般采用无线通讯方式。（4）基于虚拟现实的RGV三维仿真系统及RGV运行系统，在实际运行时，控制系统可以控制实际RGV系统完成搬运任务。其中搬运车可以用户自行设计或采购，使本系统具有通用性；在半实物仿真时，可以控制基于虚拟现实的RGV三维仿真系统运行，模拟实际系统的运行情况。

3. RGV仿真系统

采用虚拟现实技术与数据驱动技术，其中虚拟现实技术实现仿真系统的三维动态效果，数据驱动技术使系统仿真实际系统的运行情况；二者结合，在虚拟现实环境中展示RGV系统的实际运行情况。这部分主要包括：虚实转换模块、搬运车模块、取（送）货站模块、环形轨道模块、货物模块、虚拟现实模块等。

（1）虚实转换模块

虚实转换模块要实现RGV仿真系统（虚）与RGV控制系统（实）进行命令与数据交换的功能：一方面，通过以太网（或数据端口）接收控制系统的调度指令，并将其转换成仿真系统的仿真数据表达；另一方面，将仿真系统中，各搬运任务数据、搬运车状态、位置、速度、以及货物等数据向控制系统上传。是住半实物仿真中，仿真部分与实物部分的连接通道。

（2）环形轨道模块

环形轨道在RGV系统中，贯穿始终，所有的取（送）货站、各搬运车的位置，都要相对轨道定位。在仿真系统中，决定着整个系统的坐标系，所有RGV系统的组成部分的数学模型，均以轨道所确定的坐标系构建。由于在实际系统中，环形轨道可以是任意形状，只要首尾连接形成封闭曲线，且满足搬运车转弯要求，可以根据生产情况任意布置。因而在数学模型上，可以采用轨道周长与规定起点的方式进行描述，沿运行方向为正。

在建立空间坐标系的基础上，增加时间坐标，取系统开始时时间为零，然后设定统一时钟，确定搬运车、各取（送）货站及货物的运行状态。可以设置合适的计算周期，如在本系统中，可以设置10ms作为计算周期，每个周期计算一次各部分的当前状态。

（3）搬运车模块

搬运车是RGV系统的重要组成部分，搬运车模块仿真实际搬运车的所在运行情况，其数学模型基于轨道坐标系构建，主要参数与动作有：

a) 描述参数：长、宽、高、颜色、围栏等参数，按实际搬运车设置

b) 状态参数：运行、停止、空车、载货、待命、等待等，初始化后，描述仿真运行时，各搬运车的当前状态。

c) 运行参数：当前位置、目标位置、速度、装（卸）货开始（完成）、定位情况、前后间距、开始时间、当前时间等。

d) 主要动作：命令（数据）收发、起动、停止、装（卸）载过程、定位等，按坐标规定的统一时间周期，计算各搬运车的运行参数与状态参数。

e)VR显示：在给定的虚拟现实场景中，以上参数显示本搬运车的三维状态。

f)在程序实现上，设计1个独立程序模块（如C++类），实现参数、动作的描述，采用一系列成员变量描述各参数、一系列成员函数描述各动作与计算。

（4）取（送）货站模块

取（送）货站较搬运车简单，分别仿真实际取货站、送货站的搬运任务，以及与搬运车装、卸货物的过程，其数学模型基于轨道坐标系构建，主要参数与动作有：

a)描述参数：长、宽、高、颜色、围栏、位置等参数，按实货站设置。

b) 状态参数：货物有无等，初始化后，描述仿真运行时，各搬运车的当前状态。

c) 运行参数：任务申请状态、分配搬运车序号、装（卸）货开始（完成）、开始时间、当前时间等

d) 主要动作：搬运任务申请、分配车确认、装（卸）载过程。

e) VR显示：在给定的虚拟现实场景中，以上参数显示本货站的三维状态。

在程序实现上，设计1个独立程序模块（如C++类），实现参数、动作的描述，采用一系列成员变量描述各参数、一系列成员函数描述各动作与计算。

（5）货物模块

货物在RGV系统中没有任何主动动作，也没有控制器，只是随传取货站、搬运车及送货站移动，因而模型十分简单，只需数据描述即可，主要有：

a)描述参数：几何形状及尺寸、颜色、ID号、位置等参。

b)VR显示：在给定的虚拟现实场景中，按以上参数三维图形。

c) 更多货物信息，可以在数管理软件中设置与管理，与仿真系统无关。

（6）虚拟现实模块

虚拟现实模块是仿真系统中的一个重要模块，主要功能是实现RGV系统在虚拟场景中的三维重现。其主要特点为：

a) 采用OpenGL技术，初始化虚拟三维场景，场景按整个RGV系统规模进行初始化。

b)VR显示，分别调用以上各模块中的VR显示功能，建立完整的RGV系统，包括地面、轨道、各取送货站、各搬运车、待搬运货物等。

c) 采用数据驱动技术，在虚拟场景中显示的各部分，随整体的仿真运行数据进行动态更新，实现3维动态效果。

（7）RGV仿真系统中在关键流程

如图6所示，在RGV系统中，搬运任务来自取货站的任务请求，经控制系统，根据一定的调度算法将该任务根本给指定的搬运车执行，最后送到指定的送货站，这是系统的主要运行流程。

4. 无空跑调度算法

本发明中的调度算法，通过制定更合理的调度规则，实现搬运车无空跑调度。其技术关键是：当有新搬运任务时，先按任务不变的调度算法分配搬运车；然后再次按效率优先原则对各搬运任务重新分配。在重新分配时，由于搬运车与搬运任务数量相同，因而从原理上就是无空跑现象发生的。

本调度算法，得到的解是“全局准最优、局部最优”，但在调度规则上符合人们的直觉，且易理解，实用性强。

调度算法采用贪婪算法为原则，在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。通过制定合理的贪心规则，实现“全局准最优、局部最优”。算法采用一系列准则表示，每当有新任务发生，或运行中有意外情况时，就起动调度算法，重新分配任务。

以下调度准则，按顺序优先级递减，如其中准则1是安全性准则，即一切调度及运行，均以安全为前提。

（1）避碰准则

行驶的小车遇到前面的小车时，都要减速，甚至停车，防止发生撞车，直到前面的小车行驶时，才能根据规则继续前进或停止。

（2）清路准则

当执行任务的小车前往卸货点时，所经路段上的所有空车和待全职小车均应提前驶出该路段，给载货小车让行，避免每次小车驶到前面的空车后部时先停止，再起动。

（3）就近准则

如图7所示，选取最近的搬运车执行搬运任务，代价最小，如当Pi有任务时，若后面最近的小车V1无任务，则调取V1执行任务。

（4）排队准则

如图8所示，若Pi-1点有任务，而最近的车V1下在执行Pi-1点更前面的任务，则分配V2执行Pi-1点的任务，如图8所示,因这种情况小车的按排队顺序分配任务的，称为排队准则。

（5）剥夺准则

如图9所示，若Pi+1点有任务，而最近的车V1下在执行Pi+1点后面的任务，若分配V2执行Pi+1点的任务，则要等V1取完货并行驶越过Pi+1点后V2才能取货，显然不是最佳选择，按贪婪法原则，这量最有利的方法是将正驶向Pi点的V1必为取Pi+1点的货，同时给Pi点重新根本小车V2，如图9所示，因这种情况下原分配给Pi点小车V1被Pi+1点给剥夺，所以称为剥夺准则。

其执行过程相当于：

第1步： Pi－V1，Pi+1—V2；

第2步：重新分配，V1与V2任务互换，即：Pi－V2，Pi+1—V1；

这条准则实现了调度任务的可变性，同时防止出现空跑现象。

在给被剥夺小车的任务Pi重新分配小车时，可以按新任务一样分配，根据情况使用就近准则、排队准则，甚至嵌套剥夺；但应注意使用多层嵌套剥夺时要限制剥夺层数，防止出现循环嵌套（在环行路上发生多圈循环剥夺，即发生死递归调用）。

（6）让行准则

如图10所示，当有执行任务的小车行驶时，小车V2，前面的空车V1也必须行驶，以给V2让路，这时可能导致小车出现空跑，但这是必须的。

（7）待命准则

对于无任务的空车，除了给后面的车让行外，应停车待命，为了提高接任务的反应速度，各小车应在接货点待命，期规则是，小车行驶到取货工位时，若后面有跟随，同时下一取货点无车，则继续前进到下一个取货点，否则停在当前点待命。

最后，当取货点比小车多时，每个小车都在取货点上待命，若小车数量多时，每个取货点处都有一个小车在待命。

本发明主要解决了以下问题：

1.RGV搬运车调度问题，设计合理的搬运调度算法，搬运车在执行任务过程中，基本无空跑、无等待，提高系统的搬运效率和运行效率。

2. 采用基于虚拟现实的三维动态仿真系统，模拟RGV系统的运行状态，并在虚拟场景中展示出来，为研究调度算法提供便利。

3. 采用半实物仿真方式， RGV管理与控制系统，既是仿真运行的控制系统，也是实际运行的控制系统。仿真运行时，RGV仿真系统直接接收控制系统的控制指令，并反馈仿真状态，直接仿真运行实际生产中的搬运任务；调试无误后，切换到实际系统中运行，避免直接运行时可能造成的损失和危险，缩短调试时间。

Claims (15)

1. 基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，包括RGV管理系统、RGV控制系统及调度算法、以及基于虚拟现实的RGV动态仿真系统；其特征在于， RGV动态仿真系统包括虚实转换模块、搬运车模块、取货站模块、送货站模块、环形轨道模块、货物模块和虚拟现实模块；所述虚拟现实模块采用OpenGL技术，初始化虚拟三维场景，场景按整个RGV系统规模进行初始化，分别调用以上各模块中的VR显示功能，建立完整的RGV系统，采用数据驱动技术，在虚拟场景中显示的各部分，随整体的仿真运行数据进行动态更新，实现3维动态效果。

2.如权利要求1所述的基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，其特征在于，RGV管理系统可以指定搬运任务的取、送货站的匹配关系，将取的货物善类到指定的送货站。

3.如权利要求1所述的基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，其特征在于，所述RGV控制系统包括RGV控制软件、调度算法、VR显示和命令收发。

4.如权利要求1所述的基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，其特征在于，所述虚实转换模块一方面接收控制系统的调度指令，并将其转换成仿真系统的仿真数据表达；另一方面，将仿真系统中，各搬运任务数据、搬运车状态、位置、速度、以及货物数据向控制系统上传。

5.如上述任一权利要求所述的基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，其特征在于，所述环形轨道模块采用轨道周长与规定起点的方式进行描述，沿运行方向为正。

6.如权利要求5所述的基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，其特征在于，在所述环形轨道模块中，在建立空间坐标系的基础上，增加时间坐标，取系统开始时时间为零，然后设定统一时钟，确定搬运车、取货站、送货站及货物的运行状态。

7.如权利要求6所述的基于虚拟现实的环形RGV半实物仿真系统，其特征在于，在所述环形轨道模块中，设置一定时间间隔（如10ms）作为环形轨道模块计算周期，每个周期计算一次各部分的当前状态。

8.一种无空跑调度算法，采用贪婪算法为原则，采用一系列准则表示，每当有新任务发生，或运行中有意外情况时，就起动调度算法，重新分配任务；其特征在于，当有新搬运任务时，先按任务不变的调度算法分配搬运车，然后再次按效率优先原则对各搬运任务重新分配调度准则；所述调度准则包括避碰准则、清路准则、就近准则、排队准则、剥夺准则、让行准则和待命准则，上述调度准则按顺序优先级递减。

9.如权利要求8所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，当取货点比小车多时，每个小车都在取货点上待命，若小车数量多时，每个取货点处都有一个小车在待命。

10.如权利要求8或9所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，所述避碰准则为：行驶的小车遇到前面的小车时，都要减速，甚至停车，防止发生撞车，直到前面的小车行驶时，才能根据规则继续前进或停止。

11.如权利要求8或9所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，所述清路准则为：当执行任务的小车前往卸货点时，所经路段上的所有空车和待全职小车均应提前驶出该路段，给动货小车放行，避免每次小车驶到前面的空车后部时先停止，再起动。

12.如权利要求8或9所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，所述剥夺准则为：若Pi+1点有任务，而最近的车V1在执行Pi+1点后面的任务，若分配V2执行Pi+1点的任务，则要等V1取完货并行驶越过Pi+1点后V2才能取货，显然不是最佳选择，按贪婪法原则，最有利的方法是将正驶向Pi点的V1变为取Pi+1点的货，同时给Pi点重新分配小车V2，因这种情况下原分配给Pi点小车V1被Pi+1点给剥夺，所以称为剥夺准则；其中，Pi与Pi+1为取货点，V1与V2均为取货小车。

13.如权利要求8或9所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，在给被剥夺小车的任务Pi重新分配小车时，可以按新任务一样分配，根据情况使用就近准则、排队准则，甚至嵌套剥夺。

14.如权利要求8或9所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，所述让行准则为：当有执行任务的小车行驶时，前面的空车也必须行驶，以给执行任务的小车让路，这时可能导致小车出现短时间空跑，但这是必须的。

15.如权利要求8或9所述的一种无空跑调度算法，其特征在于，所述待命准则为：对于无任务的空车，除了给后面的车让行外，应停车待命，为了提高接任务的反应速度，各小车应在接货点待命，期规则是，小车行驶到取货工位时，若后面有跟随，同时下一取货点无车，则继续前进到下一个取货点，否则停在当前点待命。