本发明涉及雷达，更具体地，本发明涉及一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法、系统、介质和计算设备。
背景技术：
1、在雷达技术领域，尤其是毫米波雷达系统，多目标检测与分离是关键技术之一。现有的雷达系统通常采用传统的天线阵列设计，这些系统在处理多个目标时可能会遇到分辨率限制和信号干扰问题。由于物理天线的数量和布局限制，这些系统在角度分辨率和多目标分辨能力上存在不足。此外，现有技术在信号处理方面也面临挑战，尤其是在提取目标的距离和角度信息时，需要更高效的算法来提高信号处理的速度和准确性。
2、在实现本发明实施例过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题或缺陷：首先，传统的雷达系统在多目标环境下容易受到相互干扰，导致目标分离不准确；其次，物理天线阵列的固定布局限制了角度分辨率的提升，难以满足高精度探测的需求；再者，现有的信号处理方法在处理复杂环境下的多目标信号时，
3、效率不高，且容易受到噪声的干扰，影响目标参数的准确提取。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法、系统、介质和计算设备。
2、在本发明的第一方面中，提供了一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，包括：
3、基于毫米波雷达平台，构建集中式mimo雷达虚拟天线阵列，所述虚拟天线阵列由两个物理发射天线和四个物理接收阵元组成；
4、配置所述虚拟天线阵列以实现时分复用tdm发射模式，在时分复用tdm发射模式下，物理发射天线在不同扫频周期内交替发射调频信号，实现物理接收阵元的虚拟拓展，形成八个接收天线，分别接收目标的反射回波信号；
5、通过虚拟拓展技术，通过所述八个接收天线形成具有不同相位差的相邻接收单元，其中，所述相位差依据入射角度变化而变化，以提高角度分辨率；其中，所述集中式mimo雷达虚拟天线阵列采用2×4配置，利用微带天线技术实现两发四收布局，基于所属两发四收布局实现接收通道的虚拟拓展，以提高角度分辨率；
6、基于所述集中式mimo雷达虚拟天线阵列和时分复用tdm发射模式，生成波束方向图，通过观察接收阵元数量增加导致的波束宽度缩窄，获取角度分辨率，利用所述角度分辨率实现多目标的有效分离。
7、进一步地，所述方法还包括：
8、对所述集中式mimo雷达虚拟天线阵列接收到的目标的反射回波信号进行信号处理，以提取目标的距离和角度信息；
9、在所述时分复用tdm发射模式下，通过虚拟拓展技术，对所述反射回波信号进行空间谱处理，以增强反射回波信号的空间分辨能力；
10、通过信号处理算法，对所述空间谱进行分析，以识别和分离多个目标的信号；
11、通过nystrom方法对信号的协方差矩阵进行分解，以提高信号处理效率。
12、进一步地，所述提取目标的距离和角度信息包括：
13、利用2d-fft算法对接收到的反射回波信号进行距离和角度的快速傅里叶变换，以构建距离-角度矩阵；
14、对所述距离-角度矩阵进行降噪处理，采用奇异值分解技术对距离-角度矩阵进行去噪，以增强目标的特征并降低噪声干扰；
15、应用中值滤波算法对降噪后的距离-角度矩阵进行噪声消除处理，以消除剩余的尖锐噪声并保留目标的结构特征；
16、对中值滤波后的距离-角度矩阵进行二值化处理，确定目标的初始估计区间。
17、进一步地，所述方法还包括：
18、利用2d-fft算法对中值滤波后的距离-角度矩阵进行快速傅里叶变换，以精确提取目标的距离和角度信息；
19、对利用2d-fft算法处理后的结果进行峰值检测，以识别距离-角度矩阵中的显著峰值，每个显著峰值对应一个独立目标的参数估计；
20、基于随机子空间算法对显著峰值进行分析，以区分和定位多个目标。
21、进一步地，所述时分复用tdm发射模式包括：
22、调整发射天线交替发射调频信号的时间间隔，以适应不同目标的反射特性，提高信号的分辨能力和信号处理的准确性。
23、进一步地，配置所述时分复用tdm发射模式包括：
24、动态调整发射天线的发射功率和频率，以补偿不同距离目标的路径损耗，确保信号的有效覆盖；
25、根据目标的距离和角度信息，实时调整tdm模式下的信号发射策略，以实现对目标的精确照射。
26、进一步地，所述毫米波雷达平台包括：iwr1642毫米波雷达平台。
27、在本发明的第二方面中，提供了一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离系统，包括：
28、天线阵列构建模块，用于基于毫米波雷达平台构建集中式mimo雷达虚拟天线阵列，包括两个物理发射天线和四个物理接收阵元；
29、时分复用tdm配置模块，用于实现时分复用tdm发射模式，使物理发射天线交替发射调频信号，实现接收阵元的虚拟拓展；
30、虚拟拓展技术模块，用于通过所述接收天线形成具有不同相位差的相邻接收单元，以提高角度分辨率；
31、信号处理模块，用于执行2d-fft算法和svd技术，对接收到的反射回波信号进行距离和角度的快速傅里叶变换及降噪处理；
32、峰值检测与目标识别模块，用于对处理后的信号进行峰值检测，识别距离-角度矩阵中的显著峰值，并分析显著峰值对应的独立目标参数；
33、参数精细化与目标分离模块，用于基于随机子空间算法对显著峰值进行分析，区分和定位多个目标；
34、控制与优化模块，用于根据目标的距离和角度信息，实时调整tdm模式下的信号发射策略，优化信号处理参数，提高信号分辨能力和处理准确性。
35、在本发明的第三方面中，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器、存储器和输入输出单元；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述存储器中存储的计算机程序来执行第一方面中任一项所述的方法。
36、在本发明的第四方面中，提供了一种计算机可读存储介质，其包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面中任一项所述的方法。
37、根据本发明的上述实施例至少具有以下有益效果：本发明可以实现物理接收阵元的虚拟拓展，从而提高雷达系统的角度分辨率。通过时分复用tdm发射模式，物理发射天线交替发射调频信号，进一步增强系统的多目标分辨能力。此外，利用虚拟拓展技术和2d-fft算法，本发明能够快速准确地提取目标的距离和角度信息，并通过svd技术和中值滤波算法降低噪声干扰，提高信号处理的准确性和可靠性。进一步地，本发明通过nystrom方法对信号的协方差矩阵进行分解，以及应用随机子空间算法对显著峰值进行分析，可以实现对多个目标的精细化识别和分离。这些技术的结合不仅可以提升雷达系统在复杂环境下的多目标检测性能，还可以优化信号处理流程，提高系统的处理效率。同时，本发明还提供了一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离系统，该系统包括多个功能模块，能够实现从信号接收到目标分离的全流程自动化处理，为用户提供一种高效、准确的多目标检测解决方案。
1.一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，所述提取目标的距离和角度信息包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，所述时分复用tdm发射模式包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，配置所述时分复用tdm发射模式包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离方法，其特征在于，所述毫米波雷达平台包括：iwr1642毫米波雷达平台。
8.一种基于mimo虚拟天线扩展的多目标分离系统，其特征在于，该系统包括：
9.一种电子设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
