CN112308978B - 一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法及系统，该方法包括确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；按照所述模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；基于所述对应关系，按照所述概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施相应的更新。本发明依据实体变化概率模式对虚拟仿真空间虚拟实体进行动态的监测及更新，且能够依据实体的变化速度调节监测频率，以此达到节约计算资源，提高监测效率的目的。

Description

一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法及系统

技术领域

本发明涉及3D虚拟现实领域，更具体地说，涉及一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法及系统。

背景技术

3D虚拟现实是一类通过计算机图形方式构建的数字化三维仿真空间，目前广泛应用在游戏与其他工业生产领域。随着信息技术与通信技术的发展，目前无论在游戏领域、工业设计领域或生产领域都产生了对大规模现实空间进行3维建模(重建)的需求。例如由Rockstar Games开发的系列动作游戏《GTA》，由Ubisoft Entertainment开发的系列动作游戏《看门狗》等开放式沙盒游戏都需要虚拟出一个完整的真实城市甚至是城市群，用以作为游戏的舞台，并在游戏娱乐界获得巨大成功。最近，微软模拟飞行软件更新了全球的真实地貌与重点城市建筑信息，并且能够按地球大气实际情况在三维虚拟空间中进行实时全球天气仿真，为飞行员提供更加真实的模拟飞行训练环境。另外，现有的3D虚拟化的工业机械零部件为工业设计领域带来极大的便利；3D重建的人体模型也在医学研究诊断与治疗领域发挥作用。

然而，大规模的3D虚拟现实不仅要求更长期更大规模的虚拟实体增量建模，也要求对已存在的3D虚拟实体进行局部的快速高效更新。这是因为真实空间是在不断变化的，因此虚拟空间也需要有对应的更新。例如由四季的变化给城市绿化景观带来的变化，或者，由新建筑的建成给城市天际线带来的变化，又或者，由时尚潮流的变化给市民着装风格带来的变化，当对上述系统进行仿真建模时，与这些真实实体对应的虚拟实体都需要及时得到更新。

作为一个具有及时仿真能力的虚拟空间，需要将真实空间中的实体变化尽可能及时准确地更新到虚拟空间对应实体上。而，当虚拟空间规模越庞大、仿真的精度要求越高时，需要更新的数据量也就越大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对在计算性能与通讯速率受限的情况下，对大规模虚拟空间中的实体进行及时快速更新的技术问题，提供一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法，包括以下步骤：

S1、确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；

S2、按照所述模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；

S3、在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；

S4、基于所述对应关系，按照所述概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施相应的更新。

本发明公开的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新系统，包括以下模块：

模拟粒度计算模块，用于确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；

实体对应模块，用于按照所述模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；

真实实体变化概率计算模块、在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；

虚拟实体更新模块，用于基于所述对应关系，按照所述概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施相应的更新。

实施本发明的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法及系统，具有以下有益效果：

1、本申请设置了一种动态监测真实实体变化的方法，可以对变化较慢的实体，采用相对较低的监测频率，对于变化较快的实体，采用相对较高的监测频率；通过采用不同且动态的监测频率能够有效的节约系统资源；

2、本发明以概率方式给出实体在未来所处状态的可能性分布，并在虚拟实体更新前，预加载可能性最大的状态，这样一旦系统监测到真实实体发生更新并命令虚拟实体开始更新时，虚拟实体都是一种准备好更新的状态，需要更新的信息已经按照概率更新模式求出的概率分布提前加载完成，通过这种方式能够有效的提高更新效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法的实施流程图；

图2是在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式的实施流程图；

图3是对虚拟实体实施更新的实施流程图；

图4是本发明的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新系统的系统结构图；

图5是真实实体变化概率计算模块的结构图；

图6是虚拟实体更新模块的结构图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

请参考图1，其为本发明的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法的实施流程图，包括以下步骤：

S1、确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；其中，模拟粒度是指虚拟空间对真实空间需要仿真的最小空间尺度。基于模拟粒度的取值，可确定的是模拟粒度越小，虚拟空间就越精细，对其进行实体信息更新所需要的计算量也就越大。例如被模拟的目标是现实空间里的一个生物培养基，那么虚拟空间对应的也是一个生物培养基，可以人为定义他们共同的模拟粒度以某微生物的直径为模拟的空间尺度，在这样的尺度上建立两个培养基上所有实体(微生物)的对应关系。同理，若被模拟的目标现实空间是一个城市区域，那么对应的虚拟空间也是一个城市区域，其合适的模拟粒度可以选取在一个普通肉眼可见的小型物件的尺度上，例如一个苹果的直径。

需要说明的是，以上两个例子并未暗示不同仿真场景必须选取一个相近空间尺度作为模拟粒度，当硬件条件允许且具有相应需求时，城市区域也可以选取以微生物直径为粒度的空间尺度进行高精度仿真。虚拟空间的仿真粒度只与仿真的需求有关。

S2、按照所述模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；以下分为两种实际情况：

1、虚拟现实空间的建模是严格依据真实空间在特定粒度上的仿真得来；

2、虚拟现实空间的建模是部分依据真实空间在特定粒度上的仿真得来；

对于情况1，若模拟的粒度不变，则无需额外建立现实与虚拟空间实体的对应关系，若模拟的粒度比建模式要求更加精细，则按照情况2进行处理。

对于情况2，可以建立索引ID等方式进一步确定虚拟实体与真实实体的对应关系，这种对应关系可以是一一对应关系，也可以是批量的关系，但无论哪种对应关系，建立的索引ID都需要确保虚拟实体与真实实体之间的明确对应。例如，真实空间中一栋建筑得到翻新，导致建筑外观发生变化，虚拟现实空间中对应的建筑因为与真实空间的这栋大楼之间建立了一一对应关系，则需要将更新后的外观赋予给虚拟空间中的建筑实体。再例如，真实空间到达秋季，城市部分绿化树木树叶变为黄色且开始脱落，虚拟城市中的同种树木与现实城市的同种树木建立了批量对应关系，则标记为相同品种的所有树木为一个集合，以一次性更新的方式进行批量化的颜色与形态的更新。

需要说明的是，当实体间的对应关系未全部建立时，虚拟实体的更新仍可以进行，只是更新的覆盖面会受到影响。

S3、在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；需要说明的是，由于真实空间中实体随时间而变化，变化是任何实体都具有的共性特征，本步骤的核心原理是在真实空间中提取各个实体变化的概率模式。并按概率模式对虚拟空间中对应的实体实施相应的更新。由于，工业领域对虚拟空间的仿真时效性是有较高要求的，在一个模拟粒度确定且实体对应关系已经建立的虚拟空间中，各虚拟实体需要参照真实实体进行及时更新，才能在时间维度上实现对真实空间的对应。而一个虚拟空间通常具有极其庞大的实体信息，并且不同实体包含的数据类型与格式也各不相同，本步骤旨在对不同实体的数据类型与格式进行统一，并给出真实实体信息变化模式的抽取方法。具体的执行步骤可参考图2：

S31、基于现有经验规则和/或真实实体的历史变化时间尺度，确定不同真实实体的真实变化时间尺度，并基于不同真实实体的真实变化时间尺度确定统一的时间变化尺度；具体的执行步骤包括：

S311、获取实体的历史变化数据，确定历史事件下，每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数；

S312、将每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数带入公式(2)，进行不同真实实体的真实变化时间尺度计算：

其中，T_k表示第k个真实实体的真实变化时间尺度，n表示真实实体在观测期下的变化次数，t_i和t_i+1分别表示真实实体在第i个稳定期以及第i+1个稳定期下的起点时间；

S313、基于不同真实实体的变化时间尺度，采用公式(3)进行统一的时间变化尺度的计算：

F≥max(T₁,T₂,...,T_k)； (3)

其中，F表示真实空间的统一时间尺度；需要说明的是，由于同一个真实空间中的不同实体具备不同的变化时间尺度。例如将北京这座城市作为真实空间，其树木的发芽与落叶，太阳的升起与落下，商场里的人流高峰，十字路口的堵车都具备各自的变化时间尺度。而真实空间只有包含最大变化时间尺度时，才能确保空间中所有实体的考察周期都被包含在统一的时间尺度内。

至此，基于步骤S311-步骤S313通过限定真实空间模拟粒度与计算实体的变化时间尺度，在时间上对真实空间进行了限定。

S32、基于统一的时间变化尺度，由公式(1)定义真实实体变化的概率模式：

其中，P′(t＝k)表示真实实体的变化概率模式；元素λ_ab(i)表示在i时刻，实体从状态a变化到状态b时的概率影响因子，a＝1,2；b＝1,2；由元素λ_ab(i)构成的矩阵

表示时序更新矩阵，时序更新矩阵中每项元素分别表示在时刻i时实体发生的变化对其变化概率所带来的影响，而这种影响可以是减弱的，也可以是增强的。其减弱或增强的方式可以根据具体任务人为来定义，但概率影响因子λ_ab(i)≥0的具体设计需要满足如下所有条件：

条件1：令λ_ab(i)≥0；

条件2：令0≤p·λ_ab(i)≤1；

条件3：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1弱时，令λ_ab(i)＞1；

条件4：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1强时，令0≤λ_ab(i)＜1；

条件5：当真实实体稳在时刻i的稳定性与在时刻i-1时无变化，令λ_ab(i)＝1。

另外，公式(1)中，p表示实体初始时刻下的变化概率，二阶矩阵

中的i行j列元素代表实体从稳定态i变化到稳定态j的概率；k表示经历的时间点个数；

表示实体经过k个时间点后，仍保持最初状态的概率；

表示实体经过k个时间点后，发生变化的概率。

需要说明的是，当实体处于初始时刻时，其初始变化概率由初始的变化概率p决定，若在以后的时间段内，实体未受到任何外界干预，则可以推算出经历任意时刻k后的变化概率演变状态P(t＝k)：

但是现实世界是千变万化的，通常实体很难不受到外界影响，因此每一个时刻，都需要对实体的变化概率分布施加一次时序更新矩阵，而时序更新矩阵中的元素即概率影响因子λ_ab(i)会对各个时刻的变化概率施加影响。且，当真实实体的稳定性下降时，变化概率将在大于1的λ_ab(i)作用下增大；当真实实体的稳定性上升时，变化概率在小于1的λ_ab(i)作用下减小。即实体变化概率模式P′(t＝k)由一个二维行向量

来定义，其中，对于变化较快的真实实体(反映在

相对较小，

相对较大)，采取相对较高的监测频率；对于变化较慢的实体(反映在

相对较大，

相对较小)，采用相对较低的监测频率。当前实施例下通过对真实空间所有的真实实体采用不同且动态的监测策略，由此节约系统的资硬件资源。

S4、基于实体间的对应关系，按照概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施相应的更新。需要说明的是，实体的变化是指实体从一个稳定态到达另一个稳定态的现象，虽然各个实体所包含的信息类型不同(反映在数据格式不同上)，但是变化却是所有实体共有的特征。本步骤的目的是通过建立一种动态的概率分布模型描述实体变化的模式(规律)，具体的执行步骤请参考图3：

S41、定义虚拟实体的概率更新模式，所述概率更新模式定义为：

其中，U(t＝k)表示实体处于k时刻下的概率更新模式；u_i(0)表示实体在初始时刻处于第i个稳定态的概率，其由初始时刻实体所处的稳定态向量确定，因此初始时刻稳定态向量通常是单位向量，即[u₁(0) u₂(0) … u_n(0)]中只有一个元素为1，其余元素全为0；右乘的N阶矩阵表示为稳定态矩阵，稳定态矩阵中的每个元素p_ij表示真实实体从稳定态i变化到稳定态j的变化概率，需要说明的是，稳定态矩阵的不同行列标对应了实体某种可能所处的稳定状态，这种稳定状态通常需要被定义成具体的，并且根据以往经验可以确定的状态，并在最后给出一个抽象的其他新状态标记，用以吸收以往不存在的新稳定态；[u₁(k) u₂(k)… u_n(k)]表示为根据概率更新模式U(t＝k)求出的任意远端时刻k下的稳定态概率分布；在实体监测阶段，变化概率只描述实体变与不变两个状态，并不记录每个状态的具体内容，这两个状态都是抽象的。而当前步骤进入了实体更新阶段，所以需要根据以往经验预加载一些确定的具体稳定态，并设置一个抽象的为新增预留的稳定态；例如，在更新森林树木3维模型的变化时，可以设置树木稳定态为：绿叶，枯黄，落叶，其他稳定态。其中，前三项属于常见状态，可以预先将相应的更新模型素材进行加载，待需要时直接更新。而第四项维抽象的预留状态，当侦测到真实实体发生不属于前三项已知稳定态变化时，可以直接对预留状态赋值。例如由于天气干燥，发生了森林大火，树木进入烧焦状态。

需要说明的是，更新模式U(t＝k)的合理性在于巧妙利用了随机过程无后效性原理，即实体下一时刻的稳定状态只与当前时刻所处的稳定状态有关，而与之前时刻所处状态无关。由于实体变化具有随机性与时序性特征，在无外界干预的情况下，可以根据更新模式U(t＝k)求出任意远端时刻k的稳定态概率分布[u₁(k) u₂(k) … u_n(k)]。而，对于虚拟实体而言，其外界唯一的干预来自系统按真实实体的监测结果对其进行的更新，在两次更新之间的时间段内，虚拟实体不受任何外界干预，其稳定态概率分布完全依照更新模式U(t＝k)的演变，因此，可将实体每次更新后的时间点设为初始时刻，按更新模式的计算方法计算在下一次更新前的稳定态概率分布。

S42、根据历史统计由频率近似得到初始时刻稳定态向量。

S43、令k＝1，计算U(t＝1)。

S44、按照U(t＝1)的分布，判断实体处在哪个稳定态的概率最大，预加载概率最大的前x个稳定态对应的信息。

S45、检查虚拟实体是否更新；若有更新，则令k＝1，并执行步骤S46；若未更新，则返回到步骤S43，并令k＝2。

S46、循环执行步骤S43-步骤S45，直到完成虚拟实体的更新后，输出k，并结束对虚拟实体的更新。

通过步骤S44可以发现虚拟实体每次准备更新前(不一定会实施更新)，都会预加载可能性最大的状态，这样一旦系统监测到真实实体发生更新并命令虚拟实体开始更新时，虚拟实体都是一种准备好的状态，需要更新的信息已经按更新模式求出的概率分布提前加载完成。这种依概率分布预加载的方式能够显著提高虚拟空间中实体的更新效率。需要注意的是，并非所有稳定状态都能预加载，当预留的其他稳定态处于最高概率时，由于先前没有相应的状态信息，所有新状态信息输入由真实实体首次更新执行，因此无法进行预加载。

本发明的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法，设置了一种动态监测真实实体变化的方法，可以对变化较慢的实体，采用相对较低的监测频率，对于变化较快的实体，采用相对较高的监测频率；通过采用不同且动态的监测频率能够有效的节约系统资源；且，以概率方式给出实体在未来所处状态的可能性分布，并在虚拟实体更新前，预加载可能性最大的状态，这样一旦系统监测到真实实体发生更新并命令虚拟实体开始更新时，虚拟实体都是一种准备好更新的状态，需要更新的信息已经按照概率更新模式求出的概率分布提前加载完成，通过这种方式能够有效的提高更新效率。

请参考图4，其为本发明公开的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新系统的系统结构图，包括模拟粒度计算模块L1、实体关系对应模块L2、真实实体变化概率计算模块L3和虚拟实体更新模块L4：

模拟粒度计算模块L1用于确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；

实体关系对应模块L2用于按照模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；

真实实体变化概率计算模块L3用于在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；其中，真实实体变化概率计算模块L3下包括了统一时间变化尺度模块L31和变化概率计算模块L32(具体请参考图5)：

统一时间变化尺度模块L31用于基于现有经验规则和/或真实实体的历史变化时间尺度，确定不同真实实体的真实变化时间尺度，并基于不同真实实体的真实变化时间尺度确定统一的时间变化尺度；其中，统一时间变化尺度模块L31包括历史数据获取模块、变化时间尺度计算模块和数据统一模块：

(1)历史数据获取模块用于获取实体的历史变化数据，确定历史事件下，每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数；

(2)变化时间尺度计算模块用于将每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数带入到公式(2)，进行不同真实实体的真实变化时间尺度计算：

其中，T_k表示第k个真实实体的真实变化时间尺度，n表示真实实体在观测期下的变化次数，t_i和t_i+1分别表示真实实体在第i个稳定期以及第i+1个稳定期下的起点时间；

(3)数据统一模块用于基于不同真实实体的变化时间尺度，采用公式(3)进行统一的时间变化尺度的计算：

F≥max(T₁,T₂,...,T_k)； (3)

其中，F表示真实空间的统一时间尺度。

变化概率计算模块L32用于基于统一的时间变化尺度，由公式(1)定义真实实体变化的概率模式：

其中，P′(t＝k)表示真实实体的变化概率模式；元素λ_ab(i)表示在i时刻，真实实体从状态a变化到状态b时的概率影响因子，a＝1,2；b＝1,2；由元素λ_ab(i)构成的矩阵

表示时序更新矩阵，时序更新矩阵中每项元素分别表示在时刻i时实体发生的真实变化对其变化概率所带来的影响；p表示真实实体初始时刻下的变化概率，k表示经历的时间点个数；

表示真实实体经过k个时间点后，仍然保持原始状态的概率；

表示真实实体经过k个时间点后，发生变化的概率。需要说明的是，变化概率计算模块L32中，概率影响因子的定义满足以下所有条件：

条件1：令λ_ab(i)≥0；

条件2：令0≤p·λ_ab(i)≤1；

条件3：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1弱时，令λ_ab(i)＞1；

条件4：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1强时，令0≤λ_ab(i)＜1；

条件5：当真实实体稳在时刻i的稳定性与在时刻i-1时无变化，令λ_ab(i)＝1。

虚拟实体更新模块L4用于基于实体间的对应关系，按照所概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施相应的更新。虚拟实体更新模块L4包括概率更新模式定义模块L41、初始时刻稳定态向量计算模块L42、初始化模块L43、预加载模块L44、虚拟实体更新确认模块L45和数据输出模块L46(具体请参考图6)：

概率更新模式定义模块L41用于定义虚拟实体的概率更新模式，概率更新模式定义为：

其中，U(t＝k)表示实体处于k时刻下的概率更新模式；u_i(0)表示实体在初始时刻处于第i个稳定态的概率，其由初始时刻实体所处的稳定态向量确定；右乘的N阶矩阵表示为稳定态矩阵，所述稳定态矩阵中的每个元素p_ij表示实体从稳定态i变化到稳定态j的变化概率；[u₁(k) u₂(k) … u_n(k)]表示为根据概率更新模式U(t＝k)求出的任意远端时刻k下的稳定态概率分布；

初始时刻稳定态向量计算模块L42用于根据历史统计由频率近似得到初始时刻稳定态向量；需要说明的是，前述的频率的计算是通过对真实实体历史变化情况进行统计，通过统计出其状态转移的频率(例如，5次统计路口堵塞情况，发现堵塞2次，状态转移为：从通畅到堵塞，频率为2/5)。

初始化模块L43用于令k＝1，计算U(t＝1)；

预加载模块L44用于按照U(t＝1)的分布，判断实体处在哪个稳定态的概率最大，预加载概率最大的前x个稳定态对应的信息；需要说明的是，稳定态对应的信息具体为对应的虚拟实体在对应状态下的信息，例如预测树叶接下来会变红，提前加载虚拟树叶变红需要的素材，时间一到立即更新；参数x的取值是根据具体任务进行具体的定义；

虚拟实体更新确认模块L45用于检查虚拟实体是否更新；若有更新，则令k＝1，并触发数据输出模块；若未更新，则并令k＝2，并触发预加载模块；

数据输出模块L46用于在完成对虚拟实体的更新后，输出k，并结束对虚拟实体的更新。

本发明公开的一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新系统，能够依据实体的变化速度调节监测变化频率，以此达到节约计算资源，提高监测效率的目的。且，在实体更新阶段，基于随机过程无后效性原则构建了一种实体更新模式，虚拟实体依据更新模式在时间点上都会对最有变化可能性的信息进行预加载并等待更新，当监测端的更新命令发出时能够迅速执行虚拟实体的更新。这种基于概率模式的监测与更新方式能够适用于包含大量实体的仿真空间信息更新，为具有时效性的大规模虚拟现实任务提供技术支持。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；

S2、按照所述模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；

S3、在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；

S4、基于所述对应关系，按照所述概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施更新；

步骤S4中，所述基于所述对应关系，按照所述概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施更新具体为：

S41、定义虚拟实体的概率更新模式，所述概率更新模式定义为：

其中，U(t＝k)表示实体处于k时刻下的概率更新模式；u_i(0)表示实体在初始时刻处于第i个稳定态的概率，其由初始时刻实体所处的稳定态向量确定；右乘的N阶矩阵表示为稳定态矩阵，所述稳定态矩阵中的每个元素p_ij表示真实实体从稳定态i变化到稳定态j的变化概率；[u₁(k) u₂(k) ... u_n(k)]表示为根据概率更新模式U(t＝k)求出的任意远端时刻k下的稳定态概率分布；

S42、根据历史统计由频率近似得到初始时刻稳定态向量；

S43、令k＝1，计算U(t＝1)；

S44、按照U(t＝1)的分布，判断实体处在哪个稳定态的概率最大，预加载概率最大的前x个稳定态对应的信息；

S45、检查虚拟实体是否更新；若有更新，则令k＝1，并执行步骤S46；若未更新，则返回到步骤S43，并令k＝2；

S46、循环执行步骤S43-步骤S45，直到完成虚拟实体的更新后，输出k，并结束对虚拟实体的更新。

2.根据权利要求1所述的动态更新方法，其特征在于，步骤S3中，所述在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式具体为：

S31、基于现有经验规则和/或真实实体的历史变化时间尺度，确定不同真实实体的真实变化时间尺度，并基于所述不同真实实体的真实变化时间尺度确定统一的时间变化尺度；

S32、基于所述统一的时间变化尺度，由公式(1)定义真实实体变化的概率模式：

其中，P′(t＝k)表示真实实体的变化概率模式；元素λ_ab(i)表示在i时刻，实体从状态a变化到状态b时的概率影响因子，a＝1,2；b＝1,2；由元素λ_ab(i)构成的矩阵

表示时序更新矩阵，所述时序更新矩阵中每项元素分别表示在时刻i时实体发生的变化对其变化概率所带来的影响；p表示实体初始时刻下的变化概率，k表示经历的时间点个数；

表示实体经过k个时间点后，仍保持最初状态的概率；

表示实体经过k个时间点后，发生变化的概率。

3.根据权利要求2所述的动态更新方法，其特征在于，步骤S31中，所述基于真实实体的历史变化时间尺度确定不同真实实体的真实变化时间尺度，并基于所述不同真实实体的真实变化时间尺度确定统一的时间变化尺度具体为：

S311、获取实体的历史变化数据，确定历史事件下，每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数；

S312、将所述每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数带入公式(2)，进行不同真实实体的真实变化时间尺度计算：

其中，T_k表示第k个真实实体的真实变化时间尺度，n表示真实实体在观测期下的变化次数，t_i和t_i+1分别表示真实实体在第i个稳定期以及第i+1个稳定期下的起点时间；

S313、基于所述不同真实实体的变化时间尺度，采用公式(3)进行统一的时间变化尺度的计算：

F≥max(T₁,T₂,...,T_k)； (3)

其中，F表示真实空间的统一时间尺度。

4.根据权利要求2所述的动态更新方法，其特征在于，步骤S32中，所述概率影响因子的定义满足以下所有条件：

条件1：令λ_ab(i)≥0；

条件2：令0≤p·λ_ab(i)≤1；

条件3：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1弱时，令λ_ab(i)＞1；

条件4：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1强时，令0≤λ_ab(i)＜1；

条件5：当真实实体稳在时刻i的稳定性与在时刻i-1时无变化，令λ_ab(i)＝1。

5.一种对虚拟仿真空间虚拟实体的动态更新系统，其特征在于，包括以下模块：

模拟粒度计算模块，用于确定待模拟的真实空间与对应虚拟空间的模拟粒度；

实体关系对应模块，用于按照所述模拟粒度，定义真实实体与虚拟实体之间的对应关系；

真实实体变化概率计算模块，用于在真实空间中提取各个真实实体变化的概率模式；

虚拟实体更新模块，用于基于所述对应关系，按照所述概率模式对虚拟空间中对应的虚拟实体实施更新；

所述虚拟实体更新模块包括以下模块：

概率更新模式定义模块，用于定义虚拟实体的概率更新模式，所述概率更新模式定义为：

其中，U(t＝k)表示实体处于k时刻下的概率更新模式；u_i(0)表示实体在初始时刻处于第i个稳定态的概率，其由初始时刻实体所处的稳定态向量确定；右乘的N阶矩阵表示为稳定态矩阵，所述稳定态矩阵中的每个元素p_ij表示实体从稳定态i变化到稳定态j的变化概率；[u₁(k) u₂(k) ... u_n(k)]表示为根据概率更新模式U(t＝k)求出的任意远端时刻k下的稳定态概率分布；

初始时刻稳定态向量计算模块，用于根据历史统计由频率近似得到初始时刻稳定态向量；

初始化模块，用于令k＝1，计算U(t＝1)；

预加载模块，用于按照U(t＝1)的分布，判断实体处在哪个稳定态的概率最大，预加载概率最大的前x个稳定态对应的信息；

虚拟实体更新确认模块，用于检查虚拟实体是否更新；若有更新，则令k＝1，并触发数据输出模块；若未更新，则并令k＝2，并触发预加载模块；

数据输出模块，用于在完成对虚拟实体的更新后，输出k，并结束对虚拟实体的更新。

6.根据权利要求5所述的动态更新系统，其特征在于，所述真实实体变化概率计算模块包括以下模块：

统一时间变化尺度模块，用于基于现有经验规则和/或真实实体的历史变化时间尺度，确定不同真实实体的真实变化时间尺度，并基于所述不同真实实体的真实变化时间尺度确定统一的时间变化尺度；

变化概率计算模块，用于基于所述统一的时间变化尺度，由公式(1)定义真实实体变化的概率模式：

其中，P′(t＝k)表示真实实体的变化概率模式；元素λ_ab(i)表示在i时刻，真实实体从状态a变化到状态b时的概率影响因子，a＝1,2；b＝1,2；由元素λ_ab(i)构成的矩阵

表示时序更新矩阵，所述时序更新矩阵中每项元素分别表示在时刻i时实体发生的真实变化对其变化概率所带来的影响；p表示真实实体初始时刻下的变化概率，k表示经历的时间点个数；

表示真实实体经过k个时间点后，仍然保持原始状态的概率；

表示真实实体经过k个时间点后，发生变化的概率。

7.根据权利要求6所述的动态更新系统，其特征在于，所述统一时间变化尺度模块包括以下模块：

历史数据获取模块，用于获取实体的历史变化数据，确定历史事件下，每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数；

变化时间尺度计算模块，用于将所述每个实体处于不同稳定期下对应的起点时间以及变化次数带入到公式(2)，进行不同真实实体的真实变化时间尺度计算：

其中，T_k表示第k个真实实体的真实变化时间尺度，n表示真实实体在观测期下的变化次数，t_i和t_i+1分别表示真实实体在第i个稳定期以及第i+1个稳定期下的起点时间；

数据统一模块，用于基于所述不同真实实体的变化时间尺度，采用公式(3)进行统一的时间变化尺度的计算：

F≥max(T₁,T₂,...,T_k)； (3)

其中，F表示真实空间的统一时间尺度。

8.根据权利要求6所述的动态更新系统，其特征在于，所述变化概率计算模块中，所述概率影响因子的定义满足以下所有条件：

条件1：令λ_ab(i)≥0；

条件2：令0≤p·λ_ab(i)≤1；

条件3：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1弱时，令λ_ab(i)＞1；

条件4：当真实实体稳在时刻i的稳定性比在时刻i-1强时，令0≤λ_ab(i)＜1；

条件5：当真实实体稳在时刻i的稳定性与在时刻i-1时无变化，令λ_ab(i)＝1。

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