ITS/AliITSClusterFinderSDD.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 #include <TFile.h>
  17
  18 #include "AliITSClusterFinderSDD.h"
  19 #include "AliITSMapA1.h"
  20 #include "AliITS.h"
  21 #include "AliITSdigit.h"
  22 #include "AliITSRawCluster.h"
  23 #include "AliITSRecPoint.h"
  24 #include "AliITSsegmentation.h"
  25 #include "AliITSresponse.h"
  26 #include "AliRun.h"
  27
  28
  29
  30 ClassImp(AliITSClusterFinderSDD)
  31
  32 //----------------------------------------------------------
  33 AliITSClusterFinderSDD::AliITSClusterFinderSDD
  34 (AliITSsegmentation *seg, AliITSresponse *response, TClonesArray *digits, TClonesArray *recp)
  35 {
  36   // constructor
  37
  38     fSegmentation=seg;
  39     fResponse=response;
  40     fDigits=digits;
  41     fClusters=recp;
  42     fNclusters= fClusters->GetEntriesFast();
  43     SetCutAmplitude();
  44     SetDAnode();
  45     SetDTime();
  46     SetMinPeak();
  47     SetMinNCells();
  48     SetMaxNCells();
  49     SetTimeCorr();
  50     fMap=new AliITSMapA1(fSegmentation,fDigits,fCutAmplitude);
  51
  52 }
  53
  54 //_____________________________________________________________________________
  55 AliITSClusterFinderSDD::AliITSClusterFinderSDD()
  56 {
  57   // constructor
  58     fSegmentation=0;
  59     fResponse=0;
  60     fDigits=0;
  61     fClusters=0;
  62     fNclusters=0;
  63     fMap=0;
  64     SetCutAmplitude();
  65     SetDAnode();
  66     SetDTime();
  67     SetMinPeak();
  68     SetMinNCells();
  69     SetMaxNCells();
  70     SetTimeCorr();
  71
  72 }
  73
  74 //_____________________________________________________________________________
  75 AliITSClusterFinderSDD::~AliITSClusterFinderSDD()
  76 {
  77     // destructor
  78
  79     if(fMap) delete fMap;
  80
  81 }
  82 //__________________________________________________________________________
  83 AliITSClusterFinderSDD::AliITSClusterFinderSDD(const AliITSClusterFinderSDD &source){
  84   //     Copy Constructor
  85   if(&source == this) return;
  86   this->fClusters = source.fClusters ;
  87   this->fNclusters = source.fNclusters ;
  88   this->fMap = source.fMap ;
  89   this->fCutAmplitude = source.fCutAmplitude ;
  90   this->fDAnode = source.fDAnode ;
  91   this->fDTime = source.fDTime ;
  92   this->fTimeCorr = source.fTimeCorr ;
  93   this->fMinPeak = source.fMinPeak ;
  94   this->fMinNCells = source.fMinNCells ;
  95   this->fMaxNCells = source.fMaxNCells ;
  96   return;
  97 }
  98
  99 //_________________________________________________________________________
 100 AliITSClusterFinderSDD&
 101   AliITSClusterFinderSDD::operator=(const AliITSClusterFinderSDD &source) {
 102   //    Assignment operator
 103   if(&source == this) return *this;
 104   this->fClusters = source.fClusters ;
 105   this->fNclusters = source.fNclusters ;
 106   this->fMap = source.fMap ;
 107   this->fCutAmplitude = source.fCutAmplitude ;
 108   this->fDAnode = source.fDAnode ;
 109   this->fDTime = source.fDTime ;
 110   this->fTimeCorr = source.fTimeCorr ;
 111   this->fMinPeak = source.fMinPeak ;
 112   this->fMinNCells = source.fMinNCells ;
 113   this->fMaxNCells = source.fMaxNCells ;
 114   return *this;
 115 }
 116
 117
 118 //_____________________________________________________________________________
 119
 120 void AliITSClusterFinderSDD::Find1DClusters()
 121 {
 122   // find 1D clusters
 123
 124     AliITS *iTS=(AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 125
 126    // retrieve the parameters
 127    Int_t fNofMaps = fSegmentation->Npz();
 128    Int_t fMaxNofSamples = fSegmentation->Npx();
 129    Int_t fNofAnodes = fNofMaps/2;
 130    Int_t dummy=0;
 131    Float_t fTimeStep = fSegmentation->Dpx(dummy);
 132    Float_t fSddLength = fSegmentation->Dx();
 133    Float_t fDriftSpeed = fResponse->DriftSpeed();
 134
 135    Float_t anodePitch = fSegmentation->Dpz(dummy);
 136    // map the signal
 137    fMap->SetThreshold(fCutAmplitude);
 138    fMap->FillMap();
 139
 140    Float_t noise;
 141    Float_t baseline;
 142    fResponse->GetNoiseParam(noise,baseline);
 143
 144    Float_t maxadc = fResponse->MaxAdc();
 145    Float_t topValue = fResponse->MagicValue();
 146    Float_t norm = maxadc/topValue;
 147
 148    Int_t nofFoundClusters = 0;
 149    Int_t i;
 150    Float_t **dfadc = new Float_t*[fNofAnodes];
 151    for(i=0;i<fNofAnodes;i++) dfadc[i] = new Float_t[fMaxNofSamples];
 152    Float_t fadc, fadc1, fadc2;
 153    Int_t j,k,idx,l,m;
 154    for(j=0;j<2;j++) {
 155      for(k=0;k<fNofAnodes;k++) {
 156        idx = j*fNofAnodes+k;
 157        // signal (fadc) & derivative (dfadc)
 158        for(l=0; l<fMaxNofSamples; l++) {
 159          fadc2=(Float_t)fMap->GetSignal(idx,l);
 160          if(l>0) fadc1=(Float_t)fMap->GetSignal(idx,l-1);
 161          if(l>0) dfadc[k][l-1] = fadc2-fadc1;
 162        } // samples
 163      } // anodes
 164
 165      for(k=0;k<fNofAnodes;k++) {
 166        //cout << "Anode: " << k+1 << ", Wing: " << j+1 << endl;
 167        idx = j*fNofAnodes+k;
 168
 169        Int_t imax = 0;
 170        Int_t imaxd = 0;
 171        Int_t it=0;
 172        while(it <= fMaxNofSamples-3) {
 173
 174          imax = it;
 175          imaxd = it;
 176          // maximum of signal
 177
 178          Float_t fadcmax = 0.;
 179          Float_t dfadcmax = 0.;
 180          Int_t lthrmina = 1;
 181          //     if(it >= 60) lthrmina = 2;
 182          //      if(it >= 100) lthrmina = 3;
 183          Int_t lthrmint = 2;
 184          //if(it >= 60) lthrmint = 3;
 185          //if(it >= 100) lthrmint = 4;
 186
 187          Int_t lthra = 1;
 188          Int_t lthrt = 0;
 189
 190          for(m=0;m<20;m++) {
 191            Int_t id = it+m;
 192            if(id>=fMaxNofSamples) break;
 193            fadc=(float)fMap->GetSignal(idx,id);
 194            if(fadc > fadcmax) { fadcmax = fadc; imax = id;}
 195            if(fadc > (float)fCutAmplitude) {
 196              lthrt++;
 197            }
 198
 199            if(dfadc[k][id] > dfadcmax) {
 200              dfadcmax = dfadc[k][id];
 201              imaxd = id;
 202            }
 203          }
 204          it = imaxd;
 205
 206          if(fMap->TestHit(idx,imax) == kEmpty) {it++; continue;}
 207
 208          // cluster charge
 209          Int_t tstart = it-1;
 210
 211          Bool_t ilcl = 0;
 212          if(lthrt >= lthrmint && lthra >= lthrmina) ilcl = 1;
 213          //printf("ilcl %d\n",ilcl);
 214
 215          Float_t b,n;
 216          fResponse->GetNoiseParam(n,b);
 217
 218          if(ilcl) {
 219            nofFoundClusters++;
 220            Int_t tstop = tstart;
 221            Float_t dfadcmin = 10000.;
 222            Int_t ij;
 223            for(ij=0; ij<20; ij++) {
 224              if(dfadc[k][it+ij] < dfadcmin) {
 225                tstop = it+ij+1;
 226                dfadcmin = dfadc[k][it+ij];
 227              }
 228            }
 229
 230            Float_t clusterCharge = 0.;
 231            Float_t clusterAnode = k+0.5;
 232            Float_t clusterTime = 0.;
 233            Float_t clusterMult = 0.;
 234            Float_t clusterPeakAmplitude = 0.;
 235            Int_t its,peakpos=-1;
 236            Float_t n, baseline;
 237            fResponse->GetNoiseParam(n,baseline);
 238            for(its=tstart; its<=tstop; its++) {
 239              fadc=(float)fMap->GetSignal(idx,its);
 240              if(fadc>baseline)
 241                fadc-=baseline;
 242              else
 243                fadc=0.;
 244              clusterCharge += fadc;
 245              // as a matter of fact we should take the peak pos before FFT
 246              // to get the list of tracks !!!
 247              if(fadc > clusterPeakAmplitude) {
 248                clusterPeakAmplitude = fadc;
 249                //peakpos=fMap->GetHitIndex(idx,its);
 250                Int_t shift=(int)(fTimeCorr/fTimeStep);
 251                if(its>shift && its<(fMaxNofSamples-shift)) peakpos=fMap->GetHitIndex(idx,its+shift);
 252                else peakpos=fMap->GetHitIndex(idx,its);
 253                if(peakpos<0) peakpos=fMap->GetHitIndex(idx,its);
 254              }
 255              clusterTime += fadc*its;
 256              clusterMult++;
 257              if(its == tstop) {
 258                // charge from ADC back to nA
 259                //clusterCharge /= norm;
 260                if(clusterCharge <= 0.) printf("clusterCharge %f norm %f\n",clusterCharge,norm);
 261                clusterTime /= (clusterCharge/fTimeStep);   // ns
 262                clusterCharge *= (fTimeStep/160.);          // keV
 263                if(clusterTime > fTimeCorr) clusterTime -= fTimeCorr;   // ns
 264              }
 265            }
 266            // cout << "Anode: " << k << ", tstart: " << tstart << ", tstop: " << tstop << ", Charge: " << clusterCharge << endl;
 267
 268            Float_t clusteranodePath = (clusterAnode - fNofAnodes/2)*anodePitch;
 269            Float_t clusterDriftPath = clusterTime*fDriftSpeed;
 270            clusterDriftPath = fSddLength-clusterDriftPath;
 271
 272            if(clusterCharge <= 0.) break;
 273
 274            AliITSRawClusterSDD *clust = new AliITSRawClusterSDD(j+1,clusterAnode,clusterTime,clusterCharge,clusterPeakAmplitude,peakpos,0.,0.,clusterDriftPath,clusteranodePath,clusterMult);
 275            iTS->AddCluster(1,clust);
 276            it = tstop;
 277         } // ilcl
 278
 279         it++;
 280
 281       } // while (samples)
 282     } // anodes
 283   } // detectors (2)
 284
 285
 286    //fMap->ClearMap();
 287
 288   for(i=0;i<fNofAnodes;i++) delete[] dfadc[i];
 289   delete [] dfadc;
 290
 291   return;
 292
 293 }
 294
 295 //_____________________________________________________________________________
 296 void  AliITSClusterFinderSDD::GroupClusters()
 297 {
 298   // group clusters
 299   Int_t dummy=0;
 300   Float_t fTimeStep = fSegmentation->Dpx(dummy);
 301
 302
 303   // get number of clusters for this module
 304   Int_t nofClusters = fClusters->GetEntriesFast();
 305   nofClusters -= fNclusters;
 306
 307   AliITSRawClusterSDD *clusterI;
 308   AliITSRawClusterSDD *clusterJ;
 309
 310   Int_t *label = new Int_t [nofClusters];
 311   Int_t i,j;
 312   for(i=0; i<nofClusters; i++) label[i] = 0;
 313   for(i=0; i<nofClusters; i++) {
 314     if(label[i] != 0) continue;
 315     for(j=i+1; j<nofClusters; j++) {
 316       if(label[j] != 0) continue;
 317       clusterI = (AliITSRawClusterSDD*) fClusters->At(i);
 318       clusterJ = (AliITSRawClusterSDD*) fClusters->At(j);
 319       // 1.3 good
 320       if(clusterI->T() < fTimeStep*60) fDAnode = 3.2;
 321       if(clusterI->T() < fTimeStep*10) fDAnode = 1.2;
 322       Bool_t pair = clusterI->Brother(clusterJ,fDAnode,fDTime);
 323       if(!pair) continue;
 324       //      clusterI->PrintInfo();
 325       //      clusterJ->PrintInfo();
 326       clusterI->Add(clusterJ);
 327       label[j] = 1;
 328       fClusters->RemoveAt(j);
 329     } // J clusters
 330     label[i] = 1;
 331   } // I clusters
 332   fClusters->Compress();
 333
 334   delete [] label;
 335   return;
 336
 337 }
 338
 339 //_____________________________________________________________________________
 340
 341 void AliITSClusterFinderSDD::SelectClusters()
 342 {
 343   // get number of clusters for this module
 344   Int_t nofClusters = fClusters->GetEntriesFast();
 345   nofClusters -= fNclusters;
 346
 347   Int_t i;
 348   for(i=0; i<nofClusters; i++) {
 349     AliITSRawClusterSDD *clusterI = (AliITSRawClusterSDD*) fClusters->At(i);
 350     Int_t rmflg = 0;
 351     Float_t wy = 0.;
 352     if(clusterI->Anodes() != 0.) {
 353       wy = ((Float_t) clusterI->Samples())/clusterI->Anodes();
 354     }
 355     Float_t amp = clusterI->PeakAmpl();
 356     if(amp < fMinPeak) rmflg = 1;
 357     if(wy < fMinNCells) rmflg = 1;
 358     //if(wy > fMaxNCells) rmflg = 1;
 359     if(rmflg) fClusters->RemoveAt(i);
 360   } // I clusters
 361   fClusters->Compress();
 362   return;
 363
 364 }
 365
 366 //_____________________________________________________________________________
 367
 368 void AliITSClusterFinderSDD::GetRecPoints()
 369 {
 370   // get rec points
 371
 372   AliITS *iTS=(AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 373
 374   // get number of clusters for this module
 375   Int_t nofClusters = fClusters->GetEntriesFast();
 376   nofClusters -= fNclusters;
 377
 378   const Float_t kconvGeV = 1.e-6; // GeV -> KeV
 379   const Float_t kconv = 1.0e-4;
 380   const Float_t kRMSx = 38.0*kconv; // microns->cm ITS TDR Table 1.3
 381   const Float_t kRMSz = 28.0*kconv; // microns->cm ITS TDR Table 1.3
 382
 383
 384   Int_t i;
 385   Int_t ix, iz, idx=-1;
 386   AliITSdigitSDD *dig=0;
 387 //  Int_t maxt=fSegmentation->Npx();
 388   Int_t ndigits=fDigits->GetEntriesFast();
 389   for(i=0; i<nofClusters; i++) {
 390     AliITSRawClusterSDD *clusterI = (AliITSRawClusterSDD*)fClusters->At(i);
 391     if(!clusterI) Error("SDD: GetRecPoints","i clusterI ",i,clusterI);
 392     if(clusterI) idx=clusterI->PeakPos();
 393     if(idx>ndigits) Error("SDD: GetRecPoints","idx ndigits",idx,ndigits);
 394     // try peak neighbours - to be done
 395     if(idx && idx <= ndigits) dig = (AliITSdigitSDD*)fDigits->UncheckedAt(idx);
 396     if(!dig) {
 397         // try cog
 398         fSegmentation->GetPadIxz(clusterI->X(),clusterI->Z(),ix,iz);
 399         dig = (AliITSdigitSDD*)fMap->GetHit(iz-1,ix-1);
 400         // if null try neighbours
 401         if (!dig) dig = (AliITSdigitSDD*)fMap->GetHit(iz-1,ix);
 402         if (!dig) dig = (AliITSdigitSDD*)fMap->GetHit(iz-1,ix+1);
 403         if (!dig) printf("SDD: cannot assign the track number!\n");
 404     }
 405
 406     AliITSRecPoint rnew;
 407     rnew.SetX(clusterI->X());
 408     rnew.SetZ(clusterI->Z());
 409     rnew.SetQ(clusterI->Q());   // in KeV - should be ADC
 410     rnew.SetdEdX(kconvGeV*clusterI->Q());
 411     rnew.SetSigmaX2(kRMSx*kRMSx);
 412     rnew.SetSigmaZ2(kRMSz*kRMSz);
 413     if(dig) rnew.fTracks[0]=dig->fTracks[0];
 414     if(dig) rnew.fTracks[1]=dig->fTracks[1];
 415     if(dig) rnew.fTracks[2]=dig->fTracks[2];
 416     //printf("SDD: i %d track1 track2 track3 %d %d %d x y %f %f\n",i,rnew.fTracks[0],rnew.fTracks[1],rnew.fTracks[2],clusterI->X(),clusterI->Z());
 417     iTS->AddRecPoint(rnew);
 418   } // I clusters
 419
 420   fMap->ClearMap();
 421 }
 422
 423 //_____________________________________________________________________________
 424
 425 void AliITSClusterFinderSDD::FindRawClusters()
 426 {
 427   // find raw clusters
 428     Find1DClusters();
 429     GroupClusters();
 430     SelectClusters();
 431     GetRecPoints();
 432 }