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
  67 ClassImp(AliTPCTransform)
  68
  69
  70 AliTPCTransform::AliTPCTransform():
  71   AliTransform(),
  72   fCurrentRecoParam(0),       //! current reconstruction parameters
  73   fCurrentRun(0),             //! current run
  74   fCurrentTimeStamp(0)        //! current time stamp
  75 {
  76   //
  77   // Speed it up a bit!
  78   //
  79   for (Int_t i=0;i<18;++i) {
  80     Double_t alpha=TMath::DegToRad()*(10.+20.*(i%18));
  81     fSins[i]=TMath::Sin(alpha);
  82     fCoss[i]=TMath::Cos(alpha);
  83   }
  84   fPrimVtx[0]=0;
  85   fPrimVtx[1]=0;
  86   fPrimVtx[2]=0;
  87 }
  88 AliTPCTransform::AliTPCTransform(const AliTPCTransform& transform):
  89   AliTransform(transform),
  90   fCurrentRecoParam(transform.fCurrentRecoParam),       //! current reconstruction parameters
  91   fCurrentRun(transform.fCurrentRun),             //! current run
  92   fCurrentTimeStamp(transform.fCurrentTimeStamp)        //! current time stamp
  93 {
  94   //
  95   // Speed it up a bit!
  96   //
  97   for (Int_t i=0;i<18;++i) {
  98     Double_t alpha=TMath::DegToRad()*(10.+20.*(i%18));
  99     fSins[i]=TMath::Sin(alpha);
 100     fCoss[i]=TMath::Cos(alpha);
 101   }
 102   fPrimVtx[0]=0;
 103   fPrimVtx[1]=0;
 104   fPrimVtx[2]=0;
 105 }
 106
 107 AliTPCTransform::~AliTPCTransform() {
 108   //
 109   // Destructor
 110   //
 111 }
 112
 113 void AliTPCTransform::SetPrimVertex(Double_t *vtx){
 114   //
 115   //
 116   //
 117   fPrimVtx[0]=vtx[0];
 118   fPrimVtx[1]=vtx[1];
 119   fPrimVtx[2]=vtx[2];
 120 }
 121
 122
 123 void AliTPCTransform::Transform(Double_t *x,Int_t *i,UInt_t /*time*/,
 124                                 Int_t /*coordinateType*/) {
 125   // input: x[0] - pad row
 126   //        x[1] - pad
 127   //        x[2] - time in us
 128   //        i[0] - sector
 129   // output: x[0] - x (all in the rotated global coordinate frame)
 130   //         x[1] - y
 131   //         x[2] - z
 132   //
 133   //  primvtx     - position of the primary vertex
 134   //                used for the TOF correction
 135   //                TOF of particle calculated assuming the speed-of-light and
 136   //                line approximation
 137   //
 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   calib->GetExB()->Correct(x,xx);
 174   //
 175   // Time of flight correction
 176   //
 177   if (fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseTOFCorrection()){
 178     const Int_t kNIS=param->GetNInnerSector(), kNOS=param->GetNOuterSector();
 179     Float_t sign=1;
 180     if (sector < kNIS) {
 181       sign = (sector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 182     } else {
 183       sign = ((sector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 184     }
 185     Float_t deltaDr =0;
 186     Float_t dist=0;
 187     dist+=(fPrimVtx[0]-x[0])*(fPrimVtx[0]-x[0]);
 188     dist+=(fPrimVtx[1]-x[1])*(fPrimVtx[1]-x[1]);
 189     dist+=(fPrimVtx[2]-x[2])*(fPrimVtx[2]-x[2]);
 190     dist = TMath::Sqrt(dist);
 191     // drift length correction because of TOF
 192     // the drift velocity is in cm/s therefore multiplication by 0.01
 193     deltaDr = (dist*(0.01*param->GetDriftV()))/TMath::C();
 194     xx[2]+=sign*deltaDr;
 195   }
 196   //
 197   //
 198   //
 199
 200   //
 201   Global2RotatedGlobal(sector,xx);
 202   //
 203   x[0]=xx[0];x[1]=xx[1];x[2]=xx[2];
 204 }
 205
 206 void AliTPCTransform::Local2RotatedGlobal(Int_t sector, Double_t *x) const {
 207   //
 208   //
 209   // Tranform coordinate from
 210   // row, pad, time to x,y,z
 211   //
 212   // Drift Velocity
 213   // Current implementation - common drift velocity - for full chamber
 214   // TODO: use a map or parametrisation!
 215   //
 216   //
 217   //
 218   const  Int_t kMax =60;  // cache for 60 seconds
 219   static Int_t lastStamp=-1;  //cached values
 220   static Double_t lastCorr = 1;
 221   //
 222   AliTPCcalibDB*  calib=AliTPCcalibDB::Instance();
 223   AliTPCParam  * param    = calib->GetParameters();
 224   AliTPCCalibVdrift *driftCalib = AliTPCcalibDB::Instance()->GetVdrift(fCurrentRun);
 225   Double_t driftCorr = 1.;
 226   if (driftCalib){
 227     //
 228     // caching drift correction - temp. fix
 229     // Extremally slow procedure
 230     if ( TMath::Abs((lastStamp)-Int_t(fCurrentTimeStamp))<kMax){
 231       driftCorr = lastCorr;
 232     }else{
 233       driftCorr = 1.+(driftCalib->GetPTRelative(fCurrentTimeStamp,0)+ driftCalib->GetPTRelative(fCurrentTimeStamp,1))*0.5;
 234       lastCorr=driftCorr;
 235       lastStamp=fCurrentTimeStamp;
 236
 237     }
 238   }
 239
 240
 241
 242   if (!param){
 243     AliFatal("Parameters missing");
 244   }
 245   Int_t row=TMath::Nint(x[0]);
 246   //  Int_t pad=TMath::Nint(x[1]);
 247   //
 248   const Int_t kNIS=param->GetNInnerSector(), kNOS=param->GetNOuterSector();
 249   Double_t sign = 1.;
 250   Double_t zwidth    = param->GetZWidth()*driftCorr;
 251   Double_t padWidth  = 0;
 252   Double_t padLength = 0;
 253   Double_t    maxPad    = 0;
 254   //
 255   if (sector < kNIS) {
 256     maxPad = param->GetNPadsLow(row);
 257     sign = (sector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 258     padLength = param->GetPadPitchLength(sector,row);
 259     padWidth = param->GetPadPitchWidth(sector);
 260   } else {
 261     maxPad = param->GetNPadsUp(row);
 262     sign = ((sector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 263     padLength = param->GetPadPitchLength(sector,row);
 264     padWidth  = param->GetPadPitchWidth(sector);
 265   }
 266   //
 267   // X coordinate
 268   x[0] = param->GetPadRowRadii(sector,row);  // padrow X position - ideal
 269   //
 270   // Y coordinate
 271   //
 272   x[1]=(x[1]-0.5*maxPad)*padWidth;
 273   // pads are mirrorred on C-side
 274   if (sector%36>17){
 275     x[1]*=-1;
 276   }
 277
 278   //
 279
 280   //
 281   // Z coordinate
 282   //
 283   x[2]*= zwidth;  // tranform time bin to the distance to the ROC
 284   x[2]-= 3.*param->GetZSigma() + param->GetNTBinsL1()*zwidth;
 285   // subtract the time offsets
 286   x[2] = sign*( param->GetZLength(sector) - x[2]);
 287 }
 288
 289 void AliTPCTransform::RotatedGlobal2Global(Int_t sector,Double_t *x) const {
 290   //
 291   // transform possition rotated global to the global
 292   //
 293   Double_t cos,sin;
 294   GetCosAndSin(sector,cos,sin);
 295   Double_t tmp=x[0];
 296   x[0]= cos*tmp-sin*x[1];
 297   x[1]=+sin*tmp+cos*x[1];
 298 }
 299
 300 void AliTPCTransform::Global2RotatedGlobal(Int_t sector,Double_t *x) const {
 301   //
 302   // tranform possition Global2RotatedGlobal
 303   //
 304   Double_t cos,sin;
 305   GetCosAndSin(sector,cos,sin);
 306   Double_t tmp=x[0];
 307   x[0]= cos*tmp+sin*x[1];
 308   x[1]= -sin*tmp+cos*x[1];
 309 }
 310
 311 void AliTPCTransform::GetCosAndSin(Int_t sector,Double_t &cos,
 312                                           Double_t &sin) const {
 313   cos=fCoss[sector%18];
 314   sin=fSins[sector%18];
 315 }
 316
 317