Version where the process for HLT and vdrift on DAQ are off(Raphaelle)
[u/mrichter/AliRoot.git] / PMD / PMDSurveyToAlignment_v1.C
1 void PMDSurveyToAlignment_v1(){
2
3   // Macro to convert survey data into alignment data. 
4   // The position of four fiducial marks, sticked on the 
5   // preshower plane of PMD is converted into the 
6   // global position. 
7   
8   if(!gGeoManager) AliGeomManager::LoadGeometry("geometry.root");
9   
10   TClonesArray *array = new TClonesArray("AliAlignObjMatrix",10);
11   TClonesArray &mobj = *array;
12   
13   Double_t l_vect[3]={0.,0.,0.}; // a local vector (the origin)
14   
15   Double_t g_vect_1[3];    // vector corresp. to it in global RS for sector-1
16   Double_t g_vect_2[3];    // vector corresp. to it in global RS for sector-2
17   Double_t g_vect_3[3];    // vector corresp. to it in global RS for sector-3
18   Double_t g_vect_4[3];    // vector corresp. to it in global RS for sector-4
19   
20   //**************** get global matrix *******************
21   
22   TGeoHMatrix *g3_1 = AliGeomManager::GetMatrix("PMD/Sector1");
23   TGeoNode* n3_1 = gGeoManager->GetCurrentNode();
24   TGeoHMatrix* l3_1 = n3_1->GetMatrix();// to get local matrix  
25   g3_1->LocalToMaster(l_vect,g_vect_1); // point coordinates in the global RS
26   
27   cout<<endl<<"Origin of sector-1 in the global RS: "<<
28     g_vect_1[0]<<" "<<g_vect_1[1]<<" "<<g_vect_1[2]<<" "<<endl;
29
30
31   TGeoHMatrix *g3_2 = AliGeomManager::GetMatrix("PMD/Sector2");
32   TGeoNode* n3_2 = gGeoManager->GetCurrentNode();
33   TGeoHMatrix* l3_2 = n3_2->GetMatrix(); 
34   g3_2->LocalToMaster(l_vect,g_vect_2);
35   
36   cout<<endl<<"Origin of sector-2 in the global RS: "<<
37     g_vect_2[0]<<" "<<g_vect_2[1]<<" "<<g_vect_2[2]<<" "<<endl;
38
39
40   TGeoHMatrix *g3_3 = AliGeomManager::GetMatrix("PMD/Sector3");
41   TGeoNode* n3_3 = gGeoManager->GetCurrentNode();
42   TGeoHMatrix* l3_3 = n3_3->GetMatrix(); 
43   g3_3->LocalToMaster(l_vect,g_vect_3);
44   
45   cout<<endl<<"Origin of the sector-3 in the global RS: "<<
46     g_vect_3[0]<<" "<<g_vect_3[1]<<" "<<g_vect_3[2]<<" "<<endl;
47   
48
49   TGeoHMatrix *g3_4 = AliGeomManager::GetMatrix("PMD/Sector4");
50   TGeoNode* n3_4 = gGeoManager->GetCurrentNode();
51   TGeoHMatrix* l3_4 = n3_4->GetMatrix();
52   g3_4->LocalToMaster(l_vect,g_vect_4);
53     
54   cout<<endl<<"Origin of the sector-4 in the global RS: "<<
55     g_vect_4[0]<<" "<<g_vect_4[1]<<" "<<g_vect_4[2]<<" "<<endl;
56   
57          
58   // From the coordinates of fiducial marks derive back the
59   // new global position of the surveyed volume.                    
60   // What follows is the actual survey-to-alignment procedure which assumes,
61   // 4 fiducial marks at the corners of a rectangle lying on a plane parallel
62   // to a  surface of the detector at a certain offset and with x and y sides
63   // parallel to the detector's x and y axes.
64   // It needs as input of four points and the offset from the origin (zdepth).
65   // The algorithm can be easily modified for different placement and/or
66   // cardinality of the fiducial marks.
67   
68   // Now specify the path of the module to be misaligned
69   // as followed for the PMD geometry in Geant.
70   
71   /*
72                                 Y|
73                                  |
74      _____________           D(3)|_____________C(2)
75     |    |        |              |             |
76     | 1  |   3    |              |             |
77     |    |________|              |             |
78     |____|___|    |              |             |
79     |        | 2  |              |             |
80     |   4    |    |              |_____________|_______
81     |________|____|          A(0)              B(1)     X
82     
83     //
84     // Misalignment Matrix is set  for sector-1, sector-2, sector-3 and 
85     // sector-4 even though  sectors 1 and 4  and  sectors 2 and 3
86     // will be mounted on the same steel plate. 
87     */
88   
89 // All the units are in milimeter in survey data file.
90   
91 // Retrieval of real survey data from ALICE Survey Data Depot : 
92   
93   AliSurveyObj *so = new AliSurveyObj();
94   //so->FillFromLocalFile("Survey_Points_PMD01.txt");//this file will be given 
95   //by the surveyer after the installation of PMD.
96   
97   so->FillFromLocalFile("PMDGenSurveyPoints_v1.txt");//This file can be generated by the user.
98
99   Int_t size = so->GetEntries();
100   Printf("Title: \"%s\"", so->GetReportTitle().Data());
101   Printf("Date: \"%s\"", so->GetReportDate().Data());
102   Printf("Detector: \"%s\"", so->GetDetector().Data());
103   Printf("URL: \"%s\"", so->GetURL().Data());
104   Printf("Number: \"%d\"", so->GetReportNumber());
105   Printf("Version: \"%d\"", so->GetReportVersion());
106   Printf("Observations: \"%s\"", so->GetObservations().Data());
107   Printf("Coordinate System: \"%s\"", so->GetCoordSys().Data());
108   Printf("Measurement Units: \"%s\"", so->GetUnits().Data());
109   Printf("Nr Columns: \"%d\" \n", so->GetNrColumns());
110   
111   TObjArray *colNames = so->GetColumnNames();
112   TObjArray   *points = so->GetData();
113   
114   Printf("Relevant points to be used for alignment procedure (in mm):"); 
115   printf("%d \n",points->GetEntries());
116   
117   Float_t surveyFidX[28];
118   Float_t surveyFidY[28];
119   Float_t surveyFidZ[28];
120   
121   for (Int_t i = 0; i < points->GetEntries(); ++i)
122     {
123       
124       surveyFidX[i] = (((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetX());
125       surveyFidY[i] = (((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetY());
126       surveyFidZ[i] = (((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetZ());
127     }
128
129   for (Int_t i=0; i < 28; i++)
130     {
131       // printf("%f %f %f\n",surveyFidX[i],surveyFidY[i],surveyFidZ[i]);
132
133     }
134   
135   const Int_t kNDIM1 = 3;
136   const Int_t kNDIM2 = 4;
137   const Double_t kIdealOrig[kNDIM1] = {0., 0., 3645.}; // Geant values
138   
139   Int_t i;
140   
141   Double_t s1;
142   Double_t ab1[kNDIM1], bc1[kNDIM1], nn1[kNDIM1], plane1[kNDIM1]; 
143   Double_t nga1[kNDIM2][kNDIM1];
144   
145   Double_t s2;
146   Double_t ab2[kNDIM1], bc2[kNDIM1], nn2[kNDIM1], plane2[kNDIM1];
147   Double_t nga2[kNDIM2][kNDIM1];
148  
149   Double_t s3;
150   Double_t ab3[kNDIM1], bc3[kNDIM1], nn3[kNDIM1], plane3[kNDIM1];
151   Double_t nga3[kNDIM2][kNDIM1];
152   
153   Double_t s4;
154   Double_t ab4[kNDIM1], bc4[kNDIM1], nn4[kNDIM1], plane4[kNDIM1];
155   Double_t nga4[kNDIM2][kNDIM1];
156   
157   // These are the sequence of fiducial marks for sector-1,2,3 & 4 - to be 
158   // given by the user.
159   
160   Int_t surseq1[kNDIM2] = {19, 20, 18, 17};
161   Int_t surseq2[kNDIM2] = {15, 16, 14, 13};
162   Int_t surseq3[kNDIM2] = {11, 12, 06, 05};
163   Int_t surseq4[kNDIM2] = {27, 28, 22, 21};
164   
165   for (i = 0; i < 28; i++)
166     {
167       for (Int_t j = 0; j < 4; j++)
168         {
169           if (surseq1[j] == i+1)
170             {
171               nga1[j][0] = surveyFidX[i];
172               nga1[j][1] = surveyFidY[i];
173               nga1[j][2] = surveyFidZ[i];
174             }
175           else if (surseq2[j] == i+1)
176             {
177               nga2[j][0] = surveyFidX[i];
178               nga2[j][1] = surveyFidY[i];
179               nga2[j][2] = surveyFidZ[i];
180             }
181           else if (surseq3[j] == i+1)
182             {
183               nga3[j][0] = surveyFidX[i];
184               nga3[j][1] = surveyFidY[i];
185               nga3[j][2] = surveyFidZ[i];
186             }
187           else if (surseq4[j] == i+1)
188             {
189               nga4[j][0] = surveyFidX[i];
190               nga4[j][1] = surveyFidY[i];
191               nga4[j][2] = surveyFidZ[i];
192             }
193         }
194       
195     }
196   
197   // First vector on the plane of the fiducial marks.
198   
199   for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
200     {
201       ab1[i] = nga1[1][i] - nga1[0][i];
202       ab2[i] = nga2[1][i] - nga2[0][i];
203       ab3[i] = nga3[1][i] - nga3[0][i];
204       ab4[i] = nga4[1][i] - nga4[0][i];
205     }
206   
207   // Second vector on the plane of the fiducial marks.
208   
209   for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
210     {
211       bc1[i] = nga1[2][i] - nga1[1][i];
212       bc2[i] = nga2[2][i] - nga2[1][i];
213       bc3[i] = nga3[2][i] - nga3[1][i];
214       bc4[i] = nga4[2][i] - nga4[1][i];
215     }
216   
217   // Vector normal to the plane of the fiducial marks obtained
218   // as cross product of the two vectors on the sector-1,2,3 and 4.
219   
220   // Vector normal to the sector-1.
221   
222   nn1[0] = ab1[1] * bc1[2] - ab1[2] * bc1[1];
223   nn1[1] = ab1[2] * bc1[0] - ab1[0] * bc1[2];
224   nn1[2] = ab1[0] * bc1[1] - ab1[1] * bc1[0];
225   
226   // Vector normal to the sector-2.
227   
228   nn2[0] = ab2[1] * bc2[2] - ab2[2] * bc2[1];
229   nn2[1] = ab2[2] * bc2[0] - ab2[0] * bc2[2];
230   nn2[2] = ab2[0] * bc2[1] - ab2[1] * bc2[0];
231   
232   // Vector normal to the sector-3.
233   
234   nn3[0] = ab3[1] * bc3[2] - ab3[2] * bc3[1];
235   nn3[1] = ab3[2] * bc3[0] - ab3[0] * bc3[2];
236   nn3[2] = ab3[0] * bc3[1] - ab3[1] * bc3[0];
237   
238   // Vector normal to the sector-4.
239   
240   nn4[0] = ab4[1] * bc4[2] - ab4[2] * bc4[1];
241   nn4[1] = ab4[2] * bc4[0] - ab4[0] * bc4[2];
242   nn4[2] = ab4[0] * bc4[1] - ab4[1] * bc4[0];
243   
244   Double_t sizen1 = TMath::Sqrt( nn1[0]*nn1[0] + nn1[1]*nn1[1] +
245                                  nn1[2]*nn1[2] );
246   Double_t sizen2 = TMath::Sqrt( nn2[0]*nn2[0] + nn2[1]*nn2[1] +
247                                  nn2[2]*nn2[2] );
248   Double_t sizen3 = TMath::Sqrt( nn3[0]*nn3[0] + nn3[1]*nn3[1] +
249                                  nn3[2]*nn3[2] );
250   Double_t sizen4 = TMath::Sqrt( nn4[0]*nn4[0] + nn4[1]*nn4[1] +
251                                  nn4[2]*nn4[2] );
252   
253   if(sizen1 > 1.e-8)
254     {
255       s1 = Double_t(1.)/sizen1 ; //normalization factor
256     }
257   else
258     {
259       return 0;
260     }
261   
262   if(sizen2 > 1.e-8)
263     {
264       s2 = Double_t(1.)/sizen2 ; //normalization factor
265     }
266   else
267     {
268       return 0;
269     }
270   
271   if(sizen3 > 1.e-8)
272     {
273       s3 = Double_t(1.)/sizen3 ; //normalization factor
274     }
275   else
276     {
277       return 0;
278     }
279   
280   if(sizen4 > 1.e-8)
281     {
282       s4 = Double_t(1.)/sizen4 ; //normalization factor
283     }
284   else
285     {
286       return 0;
287     }
288   
289   // Plane expressed in the hessian normal form, see:
290   // http://mathworld.wolfram.com/HessianNormalForm.html
291   
292   for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
293     {
294       plane1[i] = nn1[i] * s1;
295       plane2[i] = nn2[i] * s2;
296       plane3[i] = nn3[i] * s3;
297       plane4[i] = nn4[i] * s4;
298     }
299   
300   cout<<"Unit vector normal to sector-1 : "<<plane1[0]
301       <<" "<<plane1[1]<<" "<<plane1[2]<<endl;
302   cout<<"Unit vector normal to sector-2 : "<<plane2[0]
303       <<" "<<plane2[1]<<" "<<plane2[2]<<endl;
304   cout<<"Unit vector normal to sector-3 : "<<plane3[0]
305       <<" "<<plane3[1]<<" "<<plane3[2]<<endl;
306   cout<<"Unit vector normal to sector-4 : "<<plane4[0]
307       <<" "<<plane4[1]<<" "<<plane4[2]<<endl;
308   
309   // The center of the sector with fiducial marks as corners,
310   // is the middle point of one diagonal. 
311   
312   Double_t orig1[kNDIM1], md1[kNDIM1];
313   Double_t orig2[kNDIM1], md2[kNDIM1];
314   Double_t orig3[kNDIM1], md3[kNDIM1];
315   Double_t orig4[kNDIM1], md4[kNDIM1];
316   
317   for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
318     {
319       md1[i] = (nga1[0][i] + nga1[1][i]) * 0.5;
320       md2[i] = (nga2[2][i] + nga2[3][i]) * 0.5;
321       md3[i] = (nga3[0][i] + nga3[2][i]) * 0.5;
322       md4[i] = (nga4[0][i] + nga4[2][i]) * 0.5;
323     }
324   
325   const Double_t kZdepth = 23.;//(Zdepth+zoffset) is the distance 
326   //from surface to centre of the PMD. 
327   
328   for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
329     {
330       orig1[i] = md1[i] - plane1[i]*kZdepth;
331       orig2[i] = md2[i] - plane2[i]*kZdepth;
332       orig3[i] = md3[i] - plane3[i]*kZdepth;
333       orig4[i] = md4[i] - plane4[i]*kZdepth;
334     }
335   
336   Double_t PMDorig1[kNDIM1];
337   Double_t PMDorig2[kNDIM1];
338   for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
339     {
340       PMDorig1[i] = (orig1[i] + orig2[i]) * 0.5;
341       PMDorig2[i] = (orig3[i] + orig4[i]) * 0.5;
342     }
343   
344   // Get x,y local directions needed to write the global rotation matrix
345   // for the surveyed volume by normalising vectors ab1 and bc1
346
347   Double_t sx1 = TMath::Sqrt(ab1[0]*ab1[0] + ab1[1]*ab1[1] +
348                              ab1[2]*ab1[2]);
349   if(sx1 > 1.e-8)
350     {
351       for(i = 0; i < 3; i++)
352         {
353           ab1[i] /= sx1;
354         }
355     }
356   
357   Double_t sy1 = TMath::Sqrt(bc1[0]*bc1[0] + bc1[1]*bc1[1] +
358                              bc1[2]*bc1[2]);
359   if(sy1 > 1.e-8)
360     {
361       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
362         {
363           bc1[i] /= sy1;
364         }
365     }
366   
367   Double_t sx2 = TMath::Sqrt(ab2[0]*ab2[0] + ab2[1]*ab2[1] +
368                              ab2[2]*ab2[2]);
369   if(sx2 > 1.e-8)
370     {
371       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
372         {
373           ab2[i] /= sx2;
374         }
375     }
376   
377   Double_t sy2 = TMath::Sqrt(bc2[0]*bc2[0] + bc2[1]*bc2[1] +
378                              bc2[2]*bc2[2]);
379   if(sy2 > 1.e-8)
380     {
381       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
382         {
383           bc2[i] /= sy2;
384         }
385     }
386   
387   Double_t sx3 = TMath::Sqrt(ab3[0]*ab3[0] + ab3[1]*ab3[1] +
388                              ab3[2]*ab3[2]);
389   if(sx3 > 1.e-8)
390     {
391       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
392         {
393           ab3[i] /= sx3;
394         }
395     }
396   
397   Double_t sy3 = TMath::Sqrt(bc3[0]*bc3[0] + bc3[1]*bc3[1] +
398                              bc3[2]*bc3[2]);
399   if(sy3 > 1.e-8)
400     {
401       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
402         {
403           bc3[i] /= sy3;
404         }
405     }
406   
407   Double_t sx4 = TMath::Sqrt(ab4[0]*ab4[0] + ab4[1]*ab4[1] +
408                              ab4[2]*ab4[2]);
409   if(sx4 > 1.e-8)
410     {
411       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
412         {
413           ab4[i] /= sx4;
414         }
415     }
416   
417   Double_t sy4 = TMath::Sqrt(bc4[0]*bc4[0] + bc4[1]*bc4[1] +
418                              bc4[2]*bc4[2]);
419   if(sy4 > 1.e-8)
420     {
421       for(i = 0; i < kNDIM1; i++)
422         {
423           bc4[i] /= sy4;
424         }
425     }
426   
427   // The global matrix for the surveyed volume - ng_1
428   
429   Double_t rot1[9] = { ab1[0], bc1[0], plane1[0],
430                        ab1[1], bc1[1], plane1[1],
431                        ab1[2], bc1[2], plane1[2]};
432   
433   TGeoHMatrix ng_1;
434   for(Int_t i=0; i<3; i++) orig1[i]*=0.1;// To convert the surveyed origin 
435   //in cm, as in geometry all the distances are in cm.
436   
437   orig1[0]=orig1[0]- 0.321402;//offset in X.
438   orig1[1]=orig1[1]- 0.074998;//offset in Y.
439   ng_1.SetTranslation(orig1);
440   ng_1.SetRotation(rot1);
441   
442   // cout<<"\n** Global Matrix from surveyed fiducial marks for sector-1 **\n";
443   //ng_1.Print();
444   
445   Double_t rot2[9] = {ab2[0], bc2[0], plane2[0],
446                       ab2[1], bc2[1], plane2[1],
447                       ab2[2], bc2[2], plane2[2]};
448   
449   TGeoHMatrix ng_2;
450   for(Int_t i=0; i<3; i++) orig2[i]*=0.1;
451   orig2[0]=orig2[0]+ 0.321402;//offset in X.
452   orig2[1]=orig2[1]+ 0.074998;//offset in Y.
453   ng_2.SetTranslation(orig2);
454   ng_2.SetRotation(rot2);
455   
456   // cout<<"\n** Global Matrix from surveyed fiducial marks for sector-2 **\n";
457   // ng_2.Print();
458   
459   Double_t rot3[9] = {ab3[0], bc3[0], plane3[0],
460                       ab3[1], bc3[1], plane3[1],
461                       ab3[2], bc3[2], plane3[2]};
462   
463   TGeoHMatrix ng_3;
464   for(Int_t i=0; i<3; i++) orig3[i]*=0.1;
465   orig3[0]=orig3[0]+ 0.291602;//offset in X
466   orig3[1]=orig3[1]+ 0.100001;//offset in Y
467   ng_3.SetTranslation(orig3);
468   ng_3.SetRotation(rot3);
469   
470   // cout<<"\n** Global Matrix from surveyed fiducial marks for sector-3 **\n";
471   //ng_3.Print();
472   
473   
474   Double_t rot4[9] = {ab4[0], bc4[0], plane4[0],
475                       ab4[1], bc4[1], plane4[1],
476                       ab4[2], bc4[2], plane4[2]};
477   
478   TGeoHMatrix ng_4;
479   for(Int_t i=0; i<3; i++) orig4[i]*=0.1;
480   orig4[0]=orig4[0]- 0.291602;//offset in X
481   orig4[1]=orig4[1]- 0.100001;//offset in Y
482   ng_4.SetTranslation(orig4);
483   ng_4.SetRotation(rot4);
484   
485   //cout<<"\n** Global Matrix from surveyed fiducial marks for sector-4 **\n";
486   //ng_4.Print();
487   
488   
489   // To produce the alignment object for the given volume you would
490   // then do something like this:
491   // Calculate the global delta transformation as ng * g3^-1
492   
493   TGeoPhysicalNode* pn3_1 = gGeoManager->MakePhysicalNode("ALIC_1/EPM1_1");
494   TGeoHMatrix gdelta_1 = g3_1->Inverse(); //now equal to the inverse of g3
495   gdelta_1.MultiplyLeft(&ng_1);
496   Int_t index = 0;
497   Printf("The global delta transformation for sector-1");
498   gdelta_1.Print();
499   
500   TGeoPhysicalNode* pn3_2 = gGeoManager->MakePhysicalNode("ALIC_1/EPM2_1");
501   TGeoHMatrix gdelta_2 = g3_2->Inverse(); 
502   gdelta_2.MultiplyLeft(&ng_2);
503   Int_t index = 0;
504   Printf("The global delta transformation for sector-2");
505   gdelta_2.Print();
506   
507   TGeoPhysicalNode* pn3_3 = gGeoManager->MakePhysicalNode("ALIC_1/EPM3_1");
508   TGeoHMatrix gdelta_3 = g3_3->Inverse(); 
509   gdelta_3.MultiplyLeft(&ng_3);
510   Int_t index = 0;
511   Printf("The global delta transformation for sector-3");
512   gdelta_3.Print();
513   
514   TGeoPhysicalNode* pn3_4 = gGeoManager->MakePhysicalNode("ALIC_1/EPM4_1");
515   TGeoHMatrix gdelta_4 = g3_4->Inverse(); 
516   gdelta_4.MultiplyLeft(&ng_4);
517   Int_t index = 0;
518   Printf("The global delta transformation for sector-4");
519   gdelta_4.Print();
520   
521   new(mobj[0]) AliAlignObjMatrix("PMD/Sector1",index,gdelta_1,kTRUE);
522   new(mobj[1]) AliAlignObjMatrix("PMD/Sector2",index,gdelta_2,kTRUE);
523   new(mobj[2]) AliAlignObjMatrix("PMD/Sector3",index,gdelta_3,kTRUE);
524   new(mobj[3]) AliAlignObjMatrix("PMD/Sector4",index,gdelta_4,kTRUE);
525   
526   
527   TString strStorage(gSystem->Getenv("TOCDB"));
528   if(strStorage != TString("kTRUE")){
529     // save on file
530     TFile f("PMDSurvey.root","RECREATE");
531     if(!f) cerr<<"cannot open file for output\n";
532     f.cd();
533     f.WriteObject(array,"PMDSurveyObjs ","kSingleKey");
534     f.Close();
535   }else{
536     // save in CDB storage
537     AliCDBManager* cdb = AliCDBManager::Instance();
538     AliCDBStorage* storage = cdb->GetStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
539     AliCDBMetaData* mda = new AliCDBMetaData();
540     mda->SetResponsible("   ");
541     mda->SetComment("Alignment objects for PMD survey");
542     AliCDBId id("PMD/Align/Data",0,AliCDBRunRange::Infinity());
543     storage->Put(array,id,mda);
544   }
545   
546   array->Delete();
547 }