TPC/AliTPCcalibAlign.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
  17 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                           //
  19 //     Class to make a internal alignemnt of TPC chambers                    //
  20 //
  21 //     Different linear tranformation investigated
  22 //     12 parameters - arbitrary transformation
  23 //      9 parameters - scaling fixed to 1
  24 //      6 parameters -
  25 ////
  26 //// Only the 12 parameter version works so far...
  27 ////
  28 ////
  29 ////
  30
  31 #include "TLinearFitter.h"
  32 #include "AliTPCcalibAlign.h"
  33 #include "AliExternalTrackParam.h"
  34
  35 #include <iostream>
  36 using namespace std;
  37
  38 ClassImp(AliTPCcalibAlign)
  39
  40 AliTPCcalibAlign::AliTPCcalibAlign()
  41   :fFitterArray12(72*72),fFitterArray9(72*72),fFitterArray6(72*72)
  42 {
  43   //
  44   // Constructor
  45   //
  46   for (Int_t i=0;i<72*72;++i) {
  47     fPoints[i]=0;
  48   }
  49 }
  50
  51 AliTPCcalibAlign::~AliTPCcalibAlign() {
  52   //
  53   // destructor
  54   //
  55 }
  56
  57 void AliTPCcalibAlign::Process(const AliExternalTrackParam &tp1,
  58                                const AliExternalTrackParam &tp2,
  59                                Int_t s1,Int_t s2) {
  60   //
  61   // Process function to fill fitters
  62   //
  63   Double_t t1[5],t2[5];
  64   Double_t &x1=t1[0], &y1=t1[1], &z1=t1[2], &dydx1=t1[3], &dzdx1=t1[4];
  65   Double_t &x2=t2[0], &y2=t2[1], &z2=t2[2], &dydx2=t2[3], &dzdx2=t2[4];
  66   x1   =tp1.GetX();
  67   y1   =tp1.GetY();
  68   z1   =tp1.GetZ();
  69   Double_t snp1=tp1.GetSnp();
  70   dydx1=snp1/TMath::Sqrt(1.-snp1*snp1);
  71   Double_t tgl1=tp1.GetTgl();
  72   // dz/dx = 1/(cos(theta)*cos(phi))
  73   dzdx1=1./TMath::Sqrt((1.+tgl1*tgl1)*(1.-snp1*snp1));
  74   //  x2  =tp1->GetX();
  75   y2   =tp2.GetY();
  76   z2   =tp2.GetZ();
  77   Double_t snp2=tp2.GetSnp();
  78   dydx2=snp2/TMath::Sqrt(1.-snp2*snp2);
  79   Double_t tgl2=tp2.GetTgl();
  80   dzdx1=1./TMath::Sqrt((1.+tgl2*tgl2)*(1.-snp2*snp2));
  81
  82   Process12(t1,t2,GetOrMakeFitter12(s1,s2));
  83   Process9(t1,t2,GetOrMakeFitter12(s1,s2));
  84   Process6(t1,t2,GetOrMakeFitter12(s1,s2));
  85   ++fPoints[72*s1+s2];
  86 }
  87
  88 void AliTPCcalibAlign::Process12(Double_t *t1,
  89                                  Double_t *t2,
  90                                  TLinearFitter *fitter) {
  91   // x2    =  a00*x1 + a01*y1 + a02*z1 + a03
  92   // y2    =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13
  93   // z2    =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23
  94   // dydx2 = (a10    + a11*dydx1 + a12*dzdx1)/(a00    + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
  95   // dzdx2 = (a20    + a21*dydx1 + a22*dzdx1)/(a00    + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
  96   //
  97   //       a00  a01 a02  a03     p[0]   p[1]  p[2]  p[9]
  98   //       a10  a11 a12  a13 ==> p[3]   p[4]  p[5]  p[10]
  99   //       a20  a21 a22  a23     p[6]   p[7]  p[8]  p[11]
 100   Double_t &x1=t1[0], &y1=t1[1], &z1=t1[2], &dydx1=t1[3], &dzdx1=t1[4];
 101   Double_t &x2=t2[0], &y2=t2[1], &z2=t2[2], &dydx2=t2[3], &dzdx2=t2[4];
 102
 103   // TODO:
 104   Double_t sy    = 1.;
 105   Double_t sz    = 1.;
 106   Double_t sdydx = 1.;
 107   Double_t sdzdx = 1.;
 108
 109   Double_t p[12];
 110   Double_t value;
 111
 112   // x2  =  a00*x1 + a01*y1 + a02*z1 + a03
 113   // y2  =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13
 114   // y2' =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13 + (a01*y1 + a02*z1 + a03)*dydx2
 115   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 116   p[3+0] = x1;          // a10
 117   p[3+1] = y1;          // a11
 118   p[3+2] = z1;          // a12
 119   p[9+1] = 1.;          // a13
 120   p[0+1] = y1*dydx2;    // a01
 121   p[0+2] = z1*dydx2;    // a02
 122   p[9+0] = dydx2;       // a03
 123   value  = y2;
 124   fitter->AddPoint(p,value,sy);
 125
 126   // x2  =  a00*x1 + a01*y1 + a02*z1 + a03
 127   // z2  =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23
 128   // z2' =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23 + (a01*y1 + a02*z1 + a03)*dzdx2;
 129   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 130   p[6+0] = x1;           // a20
 131   p[6+1] = y1;           // a21
 132   p[6+2] = z1;           // a22
 133   p[9+2] = 1.;           // a23
 134   p[0+1] = y1*dzdx2;     // a01
 135   p[0+2] = z1*dzdx2;     // a02
 136   p[9+0] = dzdx2;        // a03
 137   value  = z2;
 138   fitter->AddPoint(p,value,sz);
 139
 140   // dydx2 = (a10 + a11*dydx1 + a12*dzdx1)/( a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 141   // (a10 + a11*dydx1 + a12*dzdx1) - (a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)*dydx2 = 0
 142   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 143   p[3+0] = 1.;           // a10
 144   p[3+1] = dydx1;        // a11
 145   p[3+2] = dzdx1;        // a12
 146   p[0+0] = -dydx2;       // a00
 147   p[0+1] = -dydx1*dydx2; // a01
 148   p[0+2] = -dzdx1*dydx2; // a02
 149   value  = 0.;
 150   fitter->AddPoint(p,value,sdydx);
 151
 152   // dzdx2 = (a20 + a21*dydx1 + a22*dzdx1)/( a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 153   // (a20 + a21*dydx1 + a22*dzdx1) - (a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)*dzdx2 = 0
 154   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 155   p[6+0] = 1;            // a20
 156   p[6+1] = dydx1;        // a21
 157   p[6+2] = dzdx1;        // a22
 158   p[0+0] = -dzdx2;       // a00
 159   p[0+1] = -dydx1*dzdx2; // a01
 160   p[0+2] = -dzdx1*dzdx2; // a02
 161   value  = 0.;
 162   fitter->AddPoint(p,value,sdzdx);
 163 }
 164
 165 void AliTPCcalibAlign::Process9(Double_t *t1,
 166                                 Double_t *t2,
 167                                 TLinearFitter *fitter) {
 168   // x2    =  a00*x1 + a01*y1 + a02*z1 + a03
 169   // y2    =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13
 170   // z2    =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23
 171   // dydx2 = (a10    + a11*dydx1 + a12*dzdx1)/(a00    + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 172   // dzdx2 = (a20    + a21*dydx1 + a22*dzdx1)/(a00    + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 173   //
 174   //       a00  a01 a02  a03     p[0]   p[1]  p[2]  p[9]
 175   //       a10  a11 a12  a13 ==> p[3]   p[4]  p[5]  p[10]
 176   //       a20  a21 a22  a23     p[6]   p[7]  p[8]  p[11]
 177   Double_t &x1=t1[0], &y1=t1[1], &z1=t1[2], &dydx1=t1[3], &dzdx1=t1[4];
 178   Double_t &x2=t2[0], &y2=t2[1], &z2=t2[2], &dydx2=t2[3], &dzdx2=t2[4];
 179
 180   // TODO:
 181   Double_t sy    = 1.;
 182   Double_t sz    = 1.;
 183   Double_t sdydx = 1.;
 184   Double_t sdzdx = 1.;
 185
 186   Double_t p[12];
 187   Double_t value;
 188
 189   // x2  =  a00*x1 + a01*y1 + a02*z1 + a03
 190   // y2  =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13
 191   // y2' =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13 + (a01*y1 + a03)*dydx2
 192   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 193   p[3+0] = x1;
 194   p[3+1] = y1;
 195   p[3+2] = z1;
 196   p[9+1] = 1.;
 197   p[0+1] = y1*dydx2;
 198   p[0+2] = z1*dydx2;
 199   p[9+0] = dydx2;
 200   value  = y2;
 201   fitter->AddPoint(p,value,sy);
 202
 203   // x2  =  a00*x1 + a01*y1 + a02*z1 + a03
 204   // z2  =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23
 205   // z2' =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23 + (a01*y1 + a03)*dzdx2;
 206   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 207   p[6+0] = x1;
 208   p[6+1] = y1;
 209   p[6+2] = z1;
 210   p[9+2] = 1.;
 211   p[0+1] = y1*dzdx2;
 212   p[0+2] = z1*dzdx2;
 213   p[9+0] = dzdx2;
 214   value  = z2;
 215   fitter->AddPoint(p,value,sz);
 216
 217   // dydx2 = (a10 + a11*dydx1 + a12*dzdx1)/( a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 218   // (a10 + a11*dydx1 + a12*dzdx1) - (a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)*dydx2 = 0
 219   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 220   p[3+0] = 1.;
 221   p[3+1] = dydx1;
 222   p[3+2] = dzdx1;
 223   p[0+0] = -dydx2;
 224   p[0+1] = -dydx1*dydx2;
 225   p[0+2] = -dzdx1*dydx2;
 226   value  = 0.;
 227   fitter->AddPoint(p,value,sdydx);
 228
 229   // dzdx2 = (a20 + a21*dydx1 + a22*dzdx1)/( a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 230   // (a20 + a21*dydx1 + a22*dzdx1) - (a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)*dzdx2 = 0
 231   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 232   p[6+0] = 1;
 233   p[6+1] = dydx1;
 234   p[6+2] = dzdx1;
 235   p[0+0] = -dzdx2;
 236   p[0+1] = -dydx1*dzdx2;
 237   p[0+2] = -dzdx1*dzdx2;
 238   value  = 0.;
 239   fitter->AddPoint(p,value,sdzdx);
 240 }
 241
 242 void AliTPCcalibAlign::Process6(Double_t *t1,
 243                                 Double_t *t2,
 244                                 TLinearFitter *fitter) {
 245   // x2    =  1  *x1 +-a01*y1 + 0      +a03
 246   // y2    =  a01*x1 + 1  *y1 + 0      +a13
 247   // z2    =  a20*x1 + a21*y1 + 1  *z1 +a23
 248   // dydx2 = (a10    + a11*dydx1 + a12*dzdx1)/(a00    + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 249   // dzdx2 = (a20    + a21*dydx1 + a22*dzdx1)/(a00    + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 250   //
 251   //       1   -a01 0    a03     x     -p[0]  x     p[3]
 252   //       a10  1   0    a13 ==> p[0]   x     x     p[4]
 253   //       a20  a21 1    a23     p[1]   p[2]  x     p[5]
 254   Double_t &x1=t1[0], &y1=t1[1], &z1=t1[2], &dydx1=t1[3], &dzdx1=t1[4];
 255   Double_t &x2=t2[0], &y2=t2[1], &z2=t2[2], &dydx2=t2[3], &dzdx2=t2[4];
 256
 257   // TODO:
 258   Double_t sy    = 1.;
 259   Double_t sz    = 1.;
 260   Double_t sdydx = 1.;
 261   Double_t sdzdx = 1.;
 262
 263   Double_t p[12];
 264   Double_t value;
 265
 266   // x2  =  1  *x1 +-a01*y1 + 0      +a03
 267   // y2  =  a01*x1 + 1  *y1 + 0      +a13
 268   // y2' =  a10*x1 + a11*y1 + a12*z1 + a13 + (a01*y1 + a02*z1 + a03)*dydx2
 269   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 270   p[3+0] = x1;
 271   p[3+1] = y1;
 272   p[3+2] = z1;
 273   p[9+1] = 1.;
 274   p[0+1] = y1*dydx2;
 275   p[0+2] = z1*dydx2;
 276   p[9+0] = dydx2;
 277   value  = y2;
 278   fitter->AddPoint(p,value,sy);
 279
 280   // x2  =  1  *x1 +-a01*y1 + 0      + a03
 281   // z2  =  a20*x1 + a21*y1 + 1  *z1 + a23
 282   // z2' =  a20*x1 + a21*y1 + a22*z1 + a23 + (a01*y1 + a02*z1 +a03)*dzdx2;
 283   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 284   p[6+0] = x1;
 285   p[6+1] = y1;
 286   p[6+2] = z1;
 287   p[9+2] = 1.;
 288   p[0+1] = y1*dzdx2;
 289   p[0+2] = z1*dzdx2;
 290   p[9+0] = dzdx2;
 291   value  = z2;
 292   fitter->AddPoint(p,value,sz);
 293
 294   // dydx2 = (a10 + a11*dydx1 + a12*dzdx1)/( a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 295   // (a10 + a11*dydx1 + a12*dzdx1) - (a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)*dydx2 = 0
 296   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 297   p[3+0] = 1.;
 298   p[3+1] = dydx1;
 299   p[3+2] = dzdx1;
 300   p[0+0] = -dydx2;
 301   p[0+1] = -dydx1*dydx2;
 302   p[0+2] = -dzdx1*dydx2;
 303   value  = 0.;
 304   fitter->AddPoint(p,value,sdydx);
 305
 306   // dzdx2 = (a20 + a21*dydx1 + a22*dzdx1)/( a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)
 307   // (a20 + a21*dydx1 + a22*dzdx1) - (a00 + a01*dydx1 + a02*dzdx1)*dzdx2 = 0
 308   for (Int_t i=0; i<12;i++) p[i]=0.;
 309   p[6+0] = 1;
 310   p[6+1] = dydx1;
 311   p[6+2] = dzdx1;
 312   p[0+0] = -dzdx2;
 313   p[0+1] = -dydx1*dzdx2;
 314   p[0+2] = -dzdx1*dzdx2;
 315   value  = 0.;
 316   fitter->AddPoint(p,value,sdzdx);
 317 }
 318
 319 void AliTPCcalibAlign::Eval() {
 320   TLinearFitter *f;
 321   for (Int_t s1=0;s1<72;++s1)
 322     for (Int_t s2=0;s2<72;++s2)
 323       if ((f=GetFitter12(s1,s2))&&fPoints[72*s1+s2]>12) {
 324         //      cerr<<s1<<","<<s2<<": "<<fPoints[72*s1+s2]<<endl;
 325         if (!f->Eval()) {
 326           cerr<<"Evaluation failed for "<<s1<<","<<s2<<endl;
 327         }
 328       }
 329   /*
 330
 331   fitter->Eval();
 332   fitter->Eval();
 333   chi212 = align->GetChisquare()/(4.*entries);
 334
 335   TMatrixD mat(13,13);
 336   TVectorD par(13);
 337   align->GetParameters(par);
 338   align->GetCovarianceMatrix(mat);
 339
 340   //
 341   //
 342   for (Int_t i=0; i<12;i++){
 343     palign12(i)= par(i+1);
 344     for (Int_t j=0; j<12;j++){
 345       pcovar12(i,j)   = mat(i+1,j+1);
 346       pcovar12(i,j) *= chi212;
 347     }
 348   }
 349   //
 350   for (Int_t i=0; i<12;i++){
 351     psigma12(i)  = TMath::Sqrt(pcovar12(i,i));
 352     palignR12(i) = palign12(i)/TMath::Sqrt(pcovar12(i,i));
 353     for (Int_t j=0; j<12;j++){
 354       pcovarN12(i,j) = pcovar12(i,j)/TMath::Sqrt(pcovar12(i,i)*pcovar12(j,j));
 355     }
 356   }
 357   */
 358 }
 359
 360 Bool_t AliTPCcalibAlign::GetTransformation12(Int_t s1,Int_t s2,TMatrixD &a) {
 361   if (!GetFitter12(s1,s2))
 362     return false;
 363   else {
 364     TVectorD p(12);
 365     cerr<<"foo"<<endl;
 366     GetFitter12(s1,s2)->GetParameters(p);
 367     cerr<<"bar"<<endl;
 368     a.ResizeTo(4,4);
 369     a[0][0]=p[0];
 370     a[0][1]=p[1];
 371     a[0][2]=p[2];
 372     a[0][3]=p[9];
 373     a[1][0]=p[3];
 374     a[1][1]=p[4];
 375     a[1][2]=p[5];
 376     a[1][3]=p[10];
 377     a[2][0]=p[6];
 378     a[2][1]=p[7];
 379     a[2][2]=p[8];
 380     a[2][3]=p[11];
 381     a[3][0]=0.;
 382     a[3][1]=0.;
 383     a[3][2]=0.;
 384     a[3][3]=1.;
 385     return true;
 386   }
 387 }
 388
 389 Bool_t AliTPCcalibAlign::GetTransformation9(Int_t s1,Int_t s2,TMatrixD &a) {
 390   if (!GetFitter9(s1,s2))
 391     return false;
 392   else {
 393     TVectorD p(9);
 394     GetFitter9(s1,s2)->GetParameters(p);
 395     a.ResizeTo(4,4);
 396     a[0][0]=p[0];
 397     a[0][1]=p[1];
 398     a[0][2]=p[2];
 399     a[0][3]=p[9];
 400     a[1][0]=p[3];
 401     a[1][1]=p[4];
 402     a[1][2]=p[5];
 403     a[1][3]=p[10];
 404     a[2][0]=p[6];
 405     a[2][1]=p[7];
 406     a[2][2]=p[8];
 407     a[2][3]=p[11];
 408     a[3][0]=0.;
 409     a[3][1]=0.;
 410     a[3][2]=0.;
 411     a[3][3]=1.;
 412     return true;
 413   }
 414 }
 415
 416 Bool_t AliTPCcalibAlign::GetTransformation6(Int_t s1,Int_t s2,TMatrixD &a) {
 417   if (!GetFitter6(s1,s2))
 418     return false;
 419   else {
 420     TVectorD p(6);
 421     cerr<<"foo"<<endl;
 422     GetFitter6(s1,s2)->GetParameters(p);
 423     cerr<<"bar"<<endl;
 424     a.ResizeTo(4,4);
 425     a[0][0]=p[0];
 426     a[0][1]=p[1];
 427     a[0][2]=p[2];
 428     a[0][3]=p[9];
 429     a[1][0]=p[3];
 430     a[1][1]=p[4];
 431     a[1][2]=p[5];
 432     a[1][3]=p[10];
 433     a[2][0]=p[6];
 434     a[2][1]=p[7];
 435     a[2][2]=p[8];
 436     a[2][3]=p[11];
 437     a[3][0]=0.;
 438     a[3][1]=0.;
 439     a[3][2]=0.;
 440     a[3][3]=1.;
 441     return true;
 442   }
 443 }