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   AliTPCCalPad * distortionMapY = calib->GetDistortionMap(0);
 147   AliTPCCalPad * distortionMapZ = calib->GetDistortionMap(1);
 148   AliTPCParam  * param    = calib->GetParameters();
 149   if (!time0TPC){
 150     AliFatal("Time unisochronity missing");
 151   }
 152
 153   if (!param){
 154     AliFatal("Parameters missing");
 155   }
 156
 157   Double_t xx[3];
 158   //  Apply Time0 correction - Pad by pad fluctuation
 159   //
 160   x[2]-=time0TPC->GetCalROC(sector)->GetValue(row,pad);
 161   //
 162   // Tranform from pad - time coordinate system to the rotated global (tracking) system
 163   //
 164   Local2RotatedGlobal(sector,x);
 165   //
 166   //
 167   //
 168   // Alignment
 169   //TODO:  calib->GetParameters()->GetClusterMatrix(sector)->LocalToMaster(x,xx);
 170   RotatedGlobal2Global(sector,x);
 171   //
 172   //
 173   // ExB correction
 174   //
 175   if(fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseExBCorrection()) {
 176
 177     calib->GetExB()->Correct(x,xx);
 178
 179   } else {
 180
 181     xx[0] = x[0];
 182     xx[1] = x[1];
 183     xx[2] = x[2];
 184   }
 185
 186   //
 187   // Time of flight correction
 188   //
 189   if (fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseTOFCorrection()){
 190     const Int_t kNIS=param->GetNInnerSector(), kNOS=param->GetNOuterSector();
 191     Float_t sign=1;
 192     if (sector < kNIS) {
 193       sign = (sector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 194     } else {
 195       sign = ((sector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 196     }
 197     Float_t deltaDr =0;
 198     Float_t dist=0;
 199     dist+=(fPrimVtx[0]-x[0])*(fPrimVtx[0]-x[0]);
 200     dist+=(fPrimVtx[1]-x[1])*(fPrimVtx[1]-x[1]);
 201     dist+=(fPrimVtx[2]-x[2])*(fPrimVtx[2]-x[2]);
 202     dist = TMath::Sqrt(dist);
 203     // drift length correction because of TOF
 204     // the drift velocity is in cm/s therefore multiplication by 0.01
 205     deltaDr = (dist*(0.01*param->GetDriftV()))/TMath::C();
 206     xx[2]+=sign*deltaDr;
 207   }
 208   //
 209   //
 210   //
 211
 212   //
 213   Global2RotatedGlobal(sector,xx);
 214
 215   //
 216   // Apply non linear distortion correction
 217   //
 218   if (distortionMapY ){
 219     //can be switch on for each dimension separatelly
 220     if (fCurrentRecoParam->GetUseFieldCorrection()&0x2)
 221       xx[1]-=distortionMapY->GetCalROC(sector)->GetValue(row,pad);
 222     if (fCurrentRecoParam->GetUseFieldCorrection()&0x4)
 223       xx[2]-=distortionMapZ->GetCalROC(sector)->GetValue(row,pad);
 224   }
 225
 226
 227   //
 228   x[0]=xx[0];x[1]=xx[1];x[2]=xx[2];
 229 }
 230
 231 void AliTPCTransform::Local2RotatedGlobal(Int_t sector, Double_t *x) const {
 232   //
 233   //
 234   // Tranform coordinate from
 235   // row, pad, time to x,y,z
 236   //
 237   // Drift Velocity
 238   // Current implementation - common drift velocity - for full chamber
 239   // TODO: use a map or parametrisation!
 240   //
 241   //
 242   //
 243   const  Int_t kMax =60;  // cache for 60 seconds
 244   static Int_t lastStamp=-1;  //cached values
 245   static Double_t lastCorr = 1;
 246   //
 247   AliTPCcalibDB*  calib=AliTPCcalibDB::Instance();
 248   AliTPCParam  * param    = calib->GetParameters();
 249   AliTPCCalibVdrift *driftCalib = AliTPCcalibDB::Instance()->GetVdrift(fCurrentRun);
 250   Double_t driftCorr = 1.;
 251   if (driftCalib){
 252     //
 253     // caching drift correction - temp. fix
 254     // Extremally slow procedure
 255     if ( TMath::Abs((lastStamp)-Int_t(fCurrentTimeStamp))<kMax){
 256       driftCorr = lastCorr;
 257     }else{
 258       driftCorr = 1.+(driftCalib->GetPTRelative(fCurrentTimeStamp,0)+ driftCalib->GetPTRelative(fCurrentTimeStamp,1))*0.5;
 259       lastCorr=driftCorr;
 260       lastStamp=fCurrentTimeStamp;
 261
 262     }
 263   }
 264   //
 265   // simple caching non thread save
 266   static Double_t vdcorrectionTime=1;
 267   static Double_t time0corrTime=0;
 268   static Int_t    lastStampT=-1;
 269   //
 270   if (lastStampT!=(Int_t)fCurrentTimeStamp){
 271     lastStampT=fCurrentTimeStamp;
 272     if(fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionTime()>0) {
 273       vdcorrectionTime = (1+AliTPCcalibDB::Instance()->
 274                           GetVDriftCorrectionTime(fCurrentTimeStamp,
 275                                                   fCurrentRun,
 276                                                   sector%36>=18,
 277                                                   fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionTime()));
 278       time0corrTime= AliTPCcalibDB::Instance()->
 279         GetTime0CorrectionTime(fCurrentTimeStamp,
 280                                fCurrentRun,
 281                                sector%36>=18,
 282                                fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionTime());
 283     }
 284     //
 285     if(fCurrentRecoParam&&fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionGY()>0) {
 286       Float_t xyzPad[3];
 287       AliTPCROC::Instance()->GetPositionGlobal(sector, TMath::Nint(x[0]) ,TMath::Nint(x[1]), xyzPad);
 288
 289       Double_t corrGy= (1+(xyzPad[1])*AliTPCcalibDB::Instance()->
 290                         GetVDriftCorrectionGy(fCurrentTimeStamp,
 291                                               AliTPCcalibDB::Instance()->GetRun(),
 292                                               sector%36>=18,
 293                                               fCurrentRecoParam->GetUseDriftCorrectionGY()));
 294       vdcorrectionTime *=corrGy;
 295     }
 296   }
 297
 298
 299   if (!param){
 300     AliFatal("Parameters missing");
 301   }
 302   Int_t row=TMath::Nint(x[0]);
 303   //  Int_t pad=TMath::Nint(x[1]);
 304   //
 305   const Int_t kNIS=param->GetNInnerSector(), kNOS=param->GetNOuterSector();
 306   Double_t sign = 1.;
 307   Double_t zwidth    = param->GetZWidth()*driftCorr*vdcorrectionTime;
 308   Double_t padWidth  = 0;
 309   Double_t padLength = 0;
 310   Double_t    maxPad    = 0;
 311   //
 312   if (sector < kNIS) {
 313     maxPad = param->GetNPadsLow(row);
 314     sign = (sector < kNIS/2) ? 1 : -1;
 315     padLength = param->GetPadPitchLength(sector,row);
 316     padWidth = param->GetPadPitchWidth(sector);
 317   } else {
 318     maxPad = param->GetNPadsUp(row);
 319     sign = ((sector-kNIS) < kNOS/2) ? 1 : -1;
 320     padLength = param->GetPadPitchLength(sector,row);
 321     padWidth  = param->GetPadPitchWidth(sector);
 322   }
 323   //
 324   // X coordinate
 325   x[0] = param->GetPadRowRadii(sector,row);  // padrow X position - ideal
 326   //
 327   // Y coordinate
 328   //
 329   x[1]=(x[1]-0.5*maxPad)*padWidth;
 330   // pads are mirrorred on C-side
 331   if (sector%36>17){
 332     x[1]*=-1;
 333   }
 334
 335   //
 336
 337   //
 338   // Z coordinate
 339   //
 340   if (AliTPCcalibDB::Instance()->IsTrgL0()){
 341     // by defualt we assume L1 trigger is used - make a correction in case of  L0
 342     AliCTPTimeParams* ctp = AliTPCcalibDB::Instance()->GetCTPTimeParams();
 343     Double_t delay = ctp->GetDelayL1L0()*0.000000025;
 344     x[2]-=delay/param->GetTSample();
 345   }
 346   x[2]-= param->GetNTBinsL1();
 347   x[2]*= zwidth;  // tranform time bin to the distance to the ROC
 348   x[2]-= 3.*param->GetZSigma() + time0corrTime;
 349   // subtract the time offsets
 350   x[2] = sign*( param->GetZLength(sector) - x[2]);
 351 }
 352
 353 void AliTPCTransform::RotatedGlobal2Global(Int_t sector,Double_t *x) const {
 354   //
 355   // transform possition rotated global to the global
 356   //
 357   Double_t cos,sin;
 358   GetCosAndSin(sector,cos,sin);
 359   Double_t tmp=x[0];
 360   x[0]= cos*tmp-sin*x[1];
 361   x[1]=+sin*tmp+cos*x[1];
 362 }
 363
 364 void AliTPCTransform::Global2RotatedGlobal(Int_t sector,Double_t *x) const {
 365   //
 366   // tranform possition Global2RotatedGlobal
 367   //
 368   Double_t cos,sin;
 369   GetCosAndSin(sector,cos,sin);
 370   Double_t tmp=x[0];
 371   x[0]= cos*tmp+sin*x[1];
 372   x[1]= -sin*tmp+cos*x[1];
 373 }
 374
 375 void AliTPCTransform::GetCosAndSin(Int_t sector,Double_t &cos,
 376                                           Double_t &sin) const {
 377   cos=fCoss[sector%18];
 378   sin=fSins[sector%18];
 379 }
 380
 381
 382 void AliTPCTransform::ApplyTransformations(Double_t */*xyz*/, Int_t /*volID*/){
 383   //
 384   // Modify global position
 385   // xyz    - global xyz position
 386   // volID  - volID of detector (sector number)
 387   //
 388   //
 389
 390 }