本发明属于可穿戴智能运动背心技术领域，具体涉及一种能够检测人体运动姿势的智能运动背心装置及其检测方法。
背景技术：
在生活中，健身运动已经成为人们减肥塑形、增强体质的热门方式之一。健身运动有很多种，例如骑行、举哑铃、臂力器等。正确的健身方式能够增强体质，但是如果错误地健身，就会得到反效果。在现实中，大多数人因为缺乏专业的健身知识，也没有专业人士的指导，所以很容易就会在健身运动时没有按照正确的姿势进行，长久下来，就会养成了错误的健身姿势。错误的健身姿势会造成腰椎、肌肉等的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对生活中人们在健身时不能保持正确姿势的问题，提供一种检测人体运动姿势的智能运动背心装置，同时相应提供其检测方法。
为了实现以上目的，本发明提出的一种检测人体运动姿势的智能运动背心装置，包括运动背心、主控电路板以及第一位置传感器、第二位置传感器、第三位置传感器；所述运动背心包括护肩和护腰；所述第一位置传感器、第二位置传感器分别安装在护肩左右两侧，以分别检测人体的左肩姿势和右肩姿势；第三位置传感器安装在护腰上，以检测人体的腰部姿势；主控电路板上具有微处理器和姿势数据发送模块；所述微处理器分别与所述第一位置传感器、第二位置传感器、第三位置传感器以及姿势数据发送模块通讯连接，以相应接收人体的左肩姿势数据、右肩姿势数据、腰部姿势数据对人体姿势进行识别，并由姿势数据发送模块发送识别结果。
本发明的进一步优选方案中，所述护肩为纤维护肩，所述护腰为纤维护肩。
本发明的进一步优选方案中，第一位置传感器、第二位置传感器通过胶水粘合在所述护肩上；第三位置传感器通过胶水粘合在所述护腰上。
本发明的进一步优选方案中，所述姿势数据发送模块发送识别结果的接收端为手机。
本发明的进一步优选方案中，第一位置传感器、第二位置传感器以及第三位置传感器具体为MPU9250模块，其集成有三轴磁力计、三轴陀螺仪、三轴加速度计、一个可扩展的数字运动处理器以及一个IIC接口。
本发明的进一步优选方案中，所述微处理器为STM32处理器，所述第一位置传感器、第二位置传感器以及第三位置传感器通过IIC接口与所述微处理器通讯连接；所述姿势数据发送模块为CC2540芯片，其与所述微处理器通过串口USART通讯连接。
本发明相应提出的上述检测人体运动姿势的智能运动背心装置的检测方法，包括以下步骤：
a、STM32处理器初始化；
b、三个MPU9250模块分别初始化；
c、STM32处理器将DMP库写入MPU9250模块；
d、STM32处理器通过IIC接口分别读取三个MPU9250模块的加速度、角速度数据，通过计算得到欧拉角数据；
e、以MPU9250模块作为坐标原点作三轴坐标，设以原点为中心，平行重垂线指向上方为坐标轴的Z轴；设以原点为中心，平行地面及两肩膀连成的水平线指向身体右方为坐标轴的Y轴方向；设以原点为中心，垂直身体平面指向身体正前方为坐标轴的X轴方向；
f、采集到的两肩的姿态数据，以两肩上的采集点绕Y轴旋转的角度作差，根据作差结果判断该时刻人体双肩的状态处于双肩平直、双肩上耸、单肩侧偏其中一种姿态；
g、采集到的其中一边肩膀的姿态数据，以此采集点绕Z轴方向旋转的角度作为参照，判断该时刻该边肩膀的状态处于挺肩、单肩前倾、单肩后张其中一种姿态；
h、采集到的两肩的姿态数据，以两肩上的采集点绕X轴旋转的角度为参照，判断该时刻肩膀以上的位置处于垂直、下弯、后仰其中一种姿态；
i、采集到的腰部的姿态数据，以该采集点绕X轴旋转的角度，判断该时刻身体躯干的状体处于弯腰、直立、后仰、驼背其中一种姿态；
j、以腰部采集点绕Z轴旋转的数据与双肩采集点绕Z轴旋转的数据作差，根据作差的结果判断该时刻身体躯干处于直立、左转、右转的状态；
k、结合所述f、g、h、i、j的检测结果，分析出该时刻上半身姿势，通过CC2540芯片发送至手机端；
l、姿势识别结束。
有益效果：本发明可在用户进行运动时对用户的身体姿态数据进行采集，采集的数据可与包含正确健身动作的数据库中的数据进行对比，判断该时刻用户的运动姿势是否正确，达到提醒、纠正用户健身动作的目的，使用户可以保持正确的运动姿势。
附图说明
图1是实施例提出的一种检测人体运动姿势的智能运动背心装置结构示意图。
图中：1-第二位置传感器连接线，2-第二位置传感器，3-护肩，4-主控电路板，5-护腰，6-第三位置传感器连接线，7-第三位置传感器，8-第一位置传感器连接线，9-第一位置传感器。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。
请参阅图1，实施例提出的一种检测人体运动姿势的智能运动背心装置，包括运动背心、主控电路板4以及第一位置传感器9、第二位置传感器2、第三位置传感器6。运动背心包括护肩3和护腰5，本实施例中护肩3采用的是纤维护肩，护腰5采用的是纤维护肩。
第一位置传感器9、第二位置传感器2分别安装在护肩3左右两侧，以分别检测人体的左肩姿势和右肩姿势.第三位置传感器7安装在护腰5上，以检测人体的腰部姿势。在具体安装上，第一位置传感器9、第二位置传感器2优选通过胶水粘合在所述护肩3上；同样，第三位置传感器7优选通过胶水粘合在所述护腰5上。
主控电路板4上具有微处理器和姿势数据发送模块；所述微处理器4分别与所述第一位置传感器9、第二位置传感器2、第三位置传感器7以及姿势数据发送模块通讯连接，以相应接收人体的左肩姿势数据、右肩姿势数据、腰部姿势数据对人体姿势进行识别，并由姿势数据发送模块发送识别结果，例如发送到手机的APP上告知用户当前姿势是否正确及作出提醒。
本实施例中，第一位置传感器、第二位置传感器以及第三位置传感器具体可用MPU9250模块实现，该MPU9250模块集成有三轴磁力计、三轴陀螺仪、三轴加速度计、一个可扩展的数字运动处理器DMP(即Digital Motion Processing)以及一个IIC接口。第一位置传感器9、第二位置传感器2以及第三位置传感器7具体通过IIC接口与所述微处理器通讯连接；所述姿势数据发送模块可采用CC2540芯片，其与所述微处理器通过串口USART通讯连接。姿势数据发送模块发送识别结果的接收端为手机等移动终端。
实施例中提出的检测人体运动姿势的智能运动背心装置的检测方法，参考以下步骤：
a、STM32处理器初始化；
b、三个MPU9250模块分别初始化；
c、STM32处理器将DMP库写入MPU9250模块；
d、STM32处理器通过IIC接口分别读取三个MPU9250模块的加速度、角速度数据，通过计算得到欧拉角数据；
e、以MPU9250模块作为坐标原点作三轴坐标，设以原点为中心，平行重垂线指向上方为坐标轴的Z轴；设以原点为中心，平行地面及两肩膀连成的水平线指向身体右方为坐标轴的Y轴方向；设以原点为中心，垂直身体平面指向身体正前方为坐标轴的X轴方向；
f、采集到的两肩的姿态数据，以两肩上的采集点绕Y轴旋转的角度作差，根据作差结果判断该时刻人体双肩的状态处于双肩平直、双肩上耸、单肩侧偏其中一种姿态；
g、采集到的其中一边肩膀的姿态数据，以此采集点绕Z轴方向旋转的角度作为参照，判断该时刻该边肩膀的状态处于挺肩、单肩前倾、单肩后张其中一种姿态；
h、采集到的两肩的姿态数据，以两肩上的采集点绕X轴旋转的角度为参照，判断该时刻肩膀以上的位置处于垂直、下弯、后仰其中一种姿态；
i、采集到的腰部的姿态数据，以该采集点绕X轴旋转的角度，判断该时刻身体躯干的状体处于弯腰、直立、后仰、驼背其中一种姿态；
j、以腰部采集点绕Z轴旋转的数据与双肩采集点绕Z轴旋转的数据作差，根据作差的结果判断该时刻身体躯干处于直立、左转、右转的状态；
k、结合所述f、g、h、i、j的检测结果，分析出该时刻上半身姿势，通过CC2540芯片发送至手机端；
l、姿势识别结束。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。