[发明专利]一种压力管道的单线图测绘系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力管道的测量及绘图技术领域，特别涉及一种压力管道的单线图测绘系统及方法。 

背景技术

压力管道是工业生产及日常生活当中广泛使用的一种特种承压设备，快速、准确、详细地测绘出压力管道单线图，对压力管道整个行业(包括设计单位、安装单位、使用单位、监察机构和检验机构)都是很有帮助的，既能产生良好的社会效益，又能产生良好的经济效益。 

在管道安装和检验等阶段，传统的测绘方法是：先在现场测量并通过手工绘制压力管道单线图，然后在电脑上用CAD等软件绘制电子版，最后打印出图使用。该测绘方法中，对人员的专业素质要求很高，劳动强度较大而且绘制速度非常慢，效率低下。同时，由于采用人工测绘，其测绘精度较低，容易造成错漏，不利于施工及检验。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用方便、测绘速度较快且测量精度较高的压力管道的单线图测绘系统。 

本发明的另一目的在于通过上述系统实现一种压力管道的单线图测绘方法。 

本发明的技术方案为：一种压力管道的单线图测绘系统，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。其中，CAD绘图软件，主要包括管线绘制、管路元素绘制、管路集合管理等功能模块；管路元素是指GB/T 6567.1～5-2008《技术制图》标准中所描述的管件、阀门、控制元件和传感元件等；单线图数据计算模块计算出来的长度和方向(以东、西、南、北、上、下表示方向)主要用于在CAD绘图软件中绘制直线，然后确定管路元素的位置，再向指定位置添加以CAD块文件表示的管路元素。 

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。 

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。 

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。固定板的作用主要是用于安装俯仰轴编码器和处理器，方便其固定。激光测距仪上下俯仰时，测距仪外壳也随着摆动，此时俯仰轴转动，俯仰轴编码器通过测量俯仰轴的转动角度，从而得到测距仪组件的俯仰角度。 

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。使用时，整个测绘系统通过水平轴相对于水平调节基座转动，水平轴编码器测量的水平轴转动角度，即为测距仪组件的水平旋转角度。 

所述水平轴的旋转角度为0～360°，俯仰轴的俯仰角度为-45～65°(以水平方向为0°)。 

所述AHRS为三自由度的姿态航向参考系统(Attitude and Heading Reference System)，AHRS内设有电子指南针；AHRS可以测量水平方位角和俯仰角度，在测绘系统使用前，通过AHRS获取水平方位角校正水平轴编码器的零度，通过AHRS获取俯仰角度校正俯仰轴编码器的零度。在测量过程中使用水平轴编码器的角度和俯仰轴编码器的角度分别作为激光测距仪的水平旋转角度和俯仰角度，从而避免了测量过程环境对AHRS干扰而带来的误差；