[发明专利]一种压力管道的单线图测绘系统及方法

权利要求书

1.一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，包括测量装置和绘图单元，绘图单元安装于平板电脑中，测量装置上设有平板支架，平板电脑安装于平板支架上，测量装置与平板电脑之间通过串口连接；

绘图单元包括系统管理模块、串口通讯模块、坐标换算模块、单线图数据计算模块和单线图绘制模块，串口通讯模块、坐标换算模块和单线图数据计算模块依次连接，系统管理模块分别与串口通讯模块、单线图数据计算模块和单线图绘制模块连接；

其中，测量装置向绘图单元提供方位角数据、俯仰角数据和距离数据，绘图单元根据方位角数据、俯仰角数据和距离数据，通过CAD软件的二次开发接口在CAD绘图软件中绘图；串口通讯模块用于与测量装置之间进行数据传输；坐标换算模块用于将测量装置获取的距离数据和角度数据转换为当前坐标系下的坐标数据；单线图数据计算模块用于计算绘制单线图所需的长度和方位；单线图绘制模块为CAD绘图软件；系统管理模块主要用于管线绘制参数、管路元素添加以及测量装置获得的各数据的管理。

2.根据权利要求1所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述测量装置包括壳体、测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器、处理器和AHRS分别设于壳体内，壳体底部设有水平调节基座，水平轴编码器通过水平轴与水平调节基座连接，俯仰轴编码器通过俯仰轴与测距仪组件连接，AHRS与测距仪组件连接，测距仪组件、水平轴编码器、俯仰轴编码器和AHRS分别与处理器连接。

3.根据权利要求2所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述测距仪组件包括激光测距仪和测距仪外壳，AHRS设于激光测距仪上，AHRS和激光测距仪设于测距仪外壳内。

4.根据权利要求3所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述测距仪外壳的两侧分别设有固定板，测距仪外壳两侧分别通过俯仰轴与固定板连接，位于测距仪外壳一侧的俯仰轴上设有俯仰轴编码器。

5.根据权利要求2所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述壳体底部通过水平轴与水平调节基座连接，水平轴的端部设有水平轴编码器。

6.根据权利要求2所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述水平轴的旋转角度为0～360°，俯仰轴的俯仰角度为-45～65°。

7.根据权利要求2所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述AHRS为三自由度的姿态航向参考系统，AHRS内设有电子指南针；

所述处理器为STM32微处理器。

8.根据权利要求2所述一种压力管道的单线图测绘系统，其特征在于，所述壳体顶部设有提手；

所述壳体一侧设有测量手柄，测量手柄上设有测量开关。

9.根据权利要求1～8任一项所述系统实现一种压力管道的单线图测绘方法，其特征在于，主要包括三个方面：(1)管路的绘制；(2)管路元素的绘制；(3)管路集合管理；

其中，管路的绘制包括以下步骤：

(1-1)安装测绘系统，并以测绘系统的安装位置为坐标原点，以正东方向为X轴正方向，正北方向为Y轴正方向，正上方为Z轴正方向，在平板电脑上的绘图单元中建立笛卡尔坐标系的测量坐标系；

(1-2)根据管路的分布规则，或根据用户肉眼能否目测管路的方向和终点与起点之间的距离，判断管路的终点是否可以估算；若可以估算，则输入管路的长度及管路的方向，并进入步骤(1-5)；若不可以估算，则进入步骤(1-3)；

(1-3)判断管路的起点是否为估算值；

若是估算值，则目测当前位置能否同时测量到起点和终点；若可以，则启动测绘系统，在当前位置上分别测量起点的坐标数据和终点的坐标数据，进入步骤(1-4)；若不可以，则移动测绘系统，重新进入步骤(1-1)，直至当前位置可以同时测量到起点和终点；

若不是估算值，则在当前位置上测量终点的坐标数据，进入步骤(1-4)；

(1-4)通过起点的坐标数据和终点的坐标数据，计算管路的长度及管路的方向；

(1-5)在CAD软件中生成对应管路的单线图；完成测绘后，进入步骤(2)，开始绘制下一条管路的单线图；

(1-6)在CAD软件中编辑并保存已完成测绘的管路的单线图。

10.根据权利要求9所述一种压力管道的单线图测绘方法，其特征在于，所述管路元素的绘制具体为：

(2-1)根据标准将管路元素绘制成CAD绘图软件的dwg块文件，保存在指定的文件夹；

(2-2)管路元素的添加：通过测量装置测算或者用户目测，获得管路元素在管路中的位置，通过CAD绘图软件界面提供的插入管路元素块名称选项，选择所需的管路元素并插入；

所述管路集合管理具体为：完成管路的绘制及管路元素的绘制之后，将管路及管路元素划分到不同的集合进行管理。