TPC/AliTPCTransform.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   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 //-------------------------------------------------------
  17 //          Implementation of the TPC transformation class
  18 //
  19 //   Origin: Marian Ivanov   Marian.Ivanov@cern.ch
  20 //           Magnus Mager
  21 //
  22 //   Class for tranformation of the coordinate frame
  23 //   Transformation
  24 //    local coordinate frame (sector, padrow, pad, timebine) ==>
  25 //    rotated global (tracking) cooridnate frame (sector, lx,ly,lz)
  26 //
  27 //    Unisochronity  - (substract time0 - pad by pad)
  28 //    Drift velocity - Currently common drift velocity - functionality of AliTPCParam
  29 //    ExB effect     -
  30 //
  31 //    Time of flight correction -
  32 //                   - Depends on the vertex position
  33 //                   - by default
  34 //
  35 //    Usage:
  36 //          AliTPCclustererMI::AddCluster
  37 //          AliTPCtrackerMI::Transform
  38 //
  39 //-------------------------------------------------------
  40
  41 /* To test it:
  42    cdb=AliCDBManager::Instance()
  43    cdb->SetDefaultStorage("local:///u/mmager/mycalib1")
  44    c=AliTPCcalibDB::Instance()
  45    c->SetRun(0)
  46    Double_t x[]={1.0,2.0,3.0}
  47    Int_t i[]={4}
  48    AliTPCTransform trafo
  49    trafo.Transform(x,i,0,1)
  50  */
  51
  52 /* $Id$ */
  53
  54 #include "AliTPCROC.h"
  55 #include "AliTPCCalPad.h"
  56 #include "AliTPCCalROC.h"
  57 #include "AliTPCcalibDB.h"
  58 #include "AliTPCParam.h"
  59 #include "TMath.h"
  60 #include "AliLog.h"
  61 #include "AliTPCExB.h"
  62 #include "TGeoMatrix.h"
  63 #include "AliTPCRecoParam.h"
  64 #include "AliTPCCalibVdrift.h"
  65 #include "AliTPCTransform.h"
  66 #include <AliCTPTimeParams.h>
  67
  68 ClassImp(AliTPCTransform)
  69
  70
  71 AliTPCTransform::AliTPCTransform():
  72   AliTransform(),
  73   fCurrentRecoParam(0),       //! current reconstruction parameters
  74   fCurrentRun(0),             //! current run
  75   fCurrentTimeStamp(0)        //! current time stamp
  76 {
  77   //
  78   // Speed it up a bit!
  79   //
  80   for (Int_t i=0;i<18;++i) {
  81     Double_t alpha=TMath::DegToRad()*(10.+20.*(i%18));
  82     fSins[i]=TMath::Sin(alpha);
  83     fCoss[i]=TMath::Cos(alpha);
  84   }
  85   fPrimVtx[0]=0;
  86   fPrimVtx[1]=0;
  87   fPrimVtx[2]=0;
  88 }
  89 AliTPCTransform::AliTPCTransform(const AliTPCTransform& transform):
  90   AliTransform(transform),
  91   fCurrentRecoParam(transform.fCurrentRecoParam),       //! current reconstruction parameters
  92   fCurrentRun(transform.fCurrentRun),             //! current run
  93   fCurrentTimeStamp(transform.fCurrentTimeStamp)        //! current time stamp
  94 {
  95   //
  96   // Speed it up a bit!
  97   //
  98   for (Int_t i=0;i<18;++i) {
  99     Double_t alpha=TMath::DegToRad()*(10.+20.*(i%18));
 100     fSins[i]=TMath::Sin(alpha);
 101     fCoss[i]=TMath::Cos(alpha);
 102   }
 103   fPrimVtx[0]=0;
 104   fPrimVtx[1]=0;
 105   fPrimVtx[2]=0;
 106 }
 107
 108 AliTPCTransform::~AliTPCTransform() {
 109   //
 110   // Destructor
 111   //
 112 }
 113
 114 void AliTPCTransform::SetPrimVertex(Double_t *vtx){
 115   //
 116   //
 117   //
 118   fPrimVtx[0]=vtx[0];
 119   fPrimVtx[1]=vtx[1];
 120   fPrimVtx[2]=vtx[2];
 121 }
 122
 123
 124 void AliTPCTransform::Transform(Double_t *x,Int_t *i,UInt_t /*time*/,
 125                                 Int_t /*coordinateType*/) {
 126   // input: x[0] - pad row
 127   //        x[1] - pad
 128   //        x[2] - time in us
 129   //        i[0] - sector
 130   // output: x[0] - x (all in the rotated global coordinate frame)
 131   //         x[1] - y
 132   //         x[2] - z
 133   //
 134   //  primvtx     - position of the primary vertex
 135   //                used for the TOF correction
 136   //                TOF of particle calculated assuming the speed-of-light and
 137   //                line approximation
 138   //
 139
 140   Int_t row=TMath::Nint(x[0]);
 141   Int_t pad=TMath::Nint(x[1]);
 142   Int_t sector=i[0];
 143   AliTPCcalibDB*  calib=AliTPCcalibDB::Instance();
 144   //
 145   AliTPCCalPad * time0TPC = calib->GetPadTime0();
 146   AliTPCParam  * param    = calib->GetParameters();
 147   if (!time0TPC){
 148     AliFatal("Time unisochronity missing");
 149   }
 150
 151   if (!param){
 152     AliFatal("Parameters missing");
 153   }
 154
 155   Double_t xx[3];
 156   //  Apply Time0 correction - Pad by pad fluctuation
 157   //
 158   x[2]-=time0TPC->GetCalROC(sector)->GetValue(row,pad);
 159   //
 160   // Tranform from pad - time coordinate system to the rotated global (tracking) system
 161   //
 162   Local2RotatedGlobal(sector,x);
 163   //
 164   //
 165   //
 166   // Alignment
 167   //TODO:  calib->GetParameters()->GetClusterMatrix(sector)->LocalToMaster(x,xx);
 168   RotatedGlobal2Global(sector,x);
 169   //
 170   //
 171   // ExB correction
 172   //
 173   if(fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseExBCorrection()) {
 174
 175     calib->GetExB()->Correct(x,xx);
 176
 177   } else {
 178
 179     xx[0] = x[0];
 180     xx[1] = x[1];
 181     xx[2] = x[2];
 182   }
 183
 184   //
 185   // Time of flight correction
 186   //
 187   if (fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseTOFCorrection()){
 188     const Int_t kNIS=param->GetNInnerSector(), kNOS=param->GetNOuterSector();
 189     Float_t sign=1;
 190     if (sector < kNIS) {
 191       sign = (sector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 192     } else {
 193       sign = ((sector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 194     }
 195     Float_t deltaDr =0;
 196     Float_t dist=0;
 197     dist+=(fPrimVtx[0]-x[0])*(fPrimVtx[0]-x[0]);
 198     dist+=(fPrimVtx[1]-x[1])*(fPrimVtx[1]-x[1]);
 199     dist+=(fPrimVtx[2]-x[2])*(fPrimVtx[2]-x[2]);
 200     dist = TMath::Sqrt(dist);
 201     // drift length correction because of TOF
 202     // the drift velocity is in cm/s therefore multiplication by 0.01
 203     deltaDr = (dist*(0.01*param->GetDriftV()))/TMath::C();
 204     xx[2]+=sign*deltaDr;
 205   }
 206   //
 207   //
 208   //
 209
 210   //
 211   Global2RotatedGlobal(sector,xx);
 212   //
 213   x[0]=xx[0];x[1]=xx[1];x[2]=xx[2];
 214 }
 215
 216 void AliTPCTransform::Local2RotatedGlobal(Int_t sector, Double_t *x) const {
 217   //
 218   //
 219   // Tranform coordinate from
 220   // row, pad, time to x,y,z
 221   //
 222   // Drift Velocity
 223   // Current implementation - common drift velocity - for full chamber
 224   // TODO: use a map or parametrisation!
 225   //
 226   //
 227   //
 228   const  Int_t kMax =60;  // cache for 60 seconds
 229   static Int_t lastStamp=-1;  //cached values
 230   static Double_t lastCorr = 1;
 231   //
 232   AliTPCcalibDB*  calib=AliTPCcalibDB::Instance();
 233   AliTPCParam  * param    = calib->GetParameters();
 234   AliTPCCalibVdrift *driftCalib = AliTPCcalibDB::Instance()->GetVdrift(fCurrentRun);
 235   Double_t driftCorr = 1.;
 236   if (driftCalib){
 237     //
 238     // caching drift correction - temp. fix
 239     // Extremally slow procedure
 240     if ( TMath::Abs((lastStamp)-Int_t(fCurrentTimeStamp))<kMax){
 241       driftCorr = lastCorr;
 242     }else{
 243       driftCorr = 1.+(driftCalib->GetPTRelative(fCurrentTimeStamp,0)+ driftCalib->GetPTRelative(fCurrentTimeStamp,1))*0.5;
 244       lastCorr=driftCorr;
 245       lastStamp=fCurrentTimeStamp;
 246
 247     }
 248   }
 249   //
 250   // simple caching non thread save
 251   static Double_t vdcorrectionTime=1;
 252   static Double_t time0corrTime=0;
 253   static Int_t    lastStampT=-1;
 254   //
 255   if (lastStampT!=(Int_t)fCurrentTimeStamp){
 256     lastStampT=fCurrentTimeStamp;
 257     if(fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionTime()>0) {
 258       vdcorrectionTime = (1+AliTPCcalibDB::Instance()->
 259                           GetVDriftCorrectionTime(fCurrentTimeStamp,
 260                                                   fCurrentRun,
 261                                                   sector%36>=18,
 262                                                   fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionTime()));
 263       time0corrTime= AliTPCcalibDB::Instance()->
 264         GetTime0CorrectionTime(fCurrentTimeStamp,
 265                                fCurrentRun,
 266                                sector%36>=18,
 267                                fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionTime());
 268     }
 269     //
 270     if(fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionGY()>0) {
 271       Float_t xyzPad[3];
 272       AliTPCROC::Instance()->GetPositionGlobal(sector, TMath::Nint(x[0]) ,TMath::Nint(x[1]), xyzPad);
 273
 274       Double_t corrGy= (1+(xyzPad[1])*AliTPCcalibDB::Instance()->
 275                         GetVDriftCorrectionGy(fCurrentTimeStamp,
 276                                               AliTPCcalibDB::Instance()->GetRun(),
 277                                               sector%36>=18,
 278                                               fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionGY()));
 279       vdcorrectionTime *=corrGy;
 280     }
 281   }
 282
 283
 284   if (!param){
 285     AliFatal("Parameters missing");
 286   }
 287   Int_t row=TMath::Nint(x[0]);
 288   //  Int_t pad=TMath::Nint(x[1]);
 289   //
 290   const Int_t kNIS=param->GetNInnerSector(), kNOS=param->GetNOuterSector();
 291   Double_t sign = 1.;
 292   Double_t zwidth    = param->GetZWidth()*driftCorr*vdcorrectionTime;
 293   Double_t padWidth  = 0;
 294   Double_t padLength = 0;
 295   Double_t    maxPad    = 0;
 296   //
 297   if (sector < kNIS) {
 298     maxPad = param->GetNPadsLow(row);
 299     sign = (sector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 300     padLength = param->GetPadPitchLength(sector,row);
 301     padWidth = param->GetPadPitchWidth(sector);
 302   } else {
 303     maxPad = param->GetNPadsUp(row);
 304     sign = ((sector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 305     padLength = param->GetPadPitchLength(sector,row);
 306     padWidth  = param->GetPadPitchWidth(sector);
 307   }
 308   //
 309   // X coordinate
 310   x[0] = param->GetPadRowRadii(sector,row);  // padrow X position - ideal
 311   //
 312   // Y coordinate
 313   //
 314   x[1]=(x[1]-0.5*maxPad)*padWidth;
 315   // pads are mirrorred on C-side
 316   if (sector%36>17){
 317     x[1]*=-1;
 318   }
 319
 320   //
 321
 322   //
 323   // Z coordinate
 324   //
 325   if (AliTPCcalibDB::Instance()->IsTrgL0()){
 326     // by defualt we assume L1 trigger is used - make a correction in case of  L0
 327     AliCTPTimeParams* ctp = AliTPCcalibDB::Instance()->GetCTPTimeParams();
 328     Double_t delay = ctp->GetDelayL1L0()*0.000000025;
 329     x[2]-=delay/param->GetTSample();
 330   }
 331   x[2]-= param->GetNTBinsL1();
 332   x[2]*= zwidth;  // tranform time bin to the distance to the ROC
 333   x[2]-= 3.*param->GetZSigma() + time0corrTime;
 334   // subtract the time offsets
 335   x[2] = sign*( param->GetZLength(sector) - x[2]);
 336 }
 337
 338 void AliTPCTransform::RotatedGlobal2Global(Int_t sector,Double_t *x) const {
 339   //
 340   // transform possition rotated global to the global
 341   //
 342   Double_t cos,sin;
 343   GetCosAndSin(sector,cos,sin);
 344   Double_t tmp=x[0];
 345   x[0]= cos*tmp-sin*x[1];
 346   x[1]=+sin*tmp+cos*x[1];
 347 }
 348
 349 void AliTPCTransform::Global2RotatedGlobal(Int_t sector,Double_t *x) const {
 350   //
 351   // tranform possition Global2RotatedGlobal
 352   //
 353   Double_t cos,sin;
 354   GetCosAndSin(sector,cos,sin);
 355   Double_t tmp=x[0];
 356   x[0]= cos*tmp+sin*x[1];
 357   x[1]= -sin*tmp+cos*x[1];
 358 }
 359
 360 void AliTPCTransform::GetCosAndSin(Int_t sector,Double_t &cos,
 361                                           Double_t &sin) const {
 362   cos=fCoss[sector%18];
 363   sin=fSins[sector%18];
 364 }
 365
 366
 367 void AliTPCTransform::ApplyTransformations(Double_t */*xyz*/, Int_t /*volID*/){
 368   //
 369   // Modify global position
 370   // xyz    - global xyz position
 371   // volID  - volID of detector (sector number)
 372   //
 373   //
 374
 375 }