目前,手绘草图识别技术已经成为一个热点课题,基于手绘草图识别的相关应用已经逐渐被开发出来,特别是手写文字识别,技术已经相当成熟,在平板电脑和手机上应用十分广泛。然而在工程制图方面的研究还非常少,现存的大多数二维制图、三维建模软件都还属于传统的CAD系统。制约手绘识别技术在工程上应用的主要原因是其不规则性与随意性。本文以化工管道管段建模为背景,开发了一套可以实现三维建模、二维图输出、预制材料表输出等功能的原型系统。手绘草图的来源既可以是鼠标或Android设备输入,也可以直接从磁盘上读取已经绘制好的图形文件。在预处理阶段对采样点集进行了精简、平滑、归一化处理；在手绘识别阶段,本文分为三个模块进行处理——手绘管路识别、手绘管件识别和手绘命令识别。手绘管路识别中研究了笔划分割算法,解决了轴测方向上单笔划多折点管段的识别；引入辅助点的概念解决了非轴测方向上管段的识别；根据手绘草图的尺寸与事先设置好的比例系数自动为管段添加默认尺寸；根据节点处管道的方向与管件特性实现了部分管件的自动识别。手绘管件识别与手绘命令识别的算法都是随机森林算法。本文基于离散傅里叶变换、长宽比、首尾距、转角函数值等提取了67个特征值,通过改进随机森林算法实现了预测结果按可能性排序。手绘命令识别中,结合时间间隔和空间间隔实现了连续手写尺寸的识别。最后通过手绘化工管道管段建模原型系统验证了本文算法,结果证明：随机森林算法利用本文提取的67个特征值训练后,具有较强的分类能力,改进后的算法实现了按可能结果排序,大大提高了用户的输入效率。改进后的算法以及程序开发过程中所用到的一些关键技术对于其它相关领域同样具有借鉴意义。