Update timestamps for new AMANDA simulation (17/02/2015)
[u/mrichter/AliRoot.git] / VZERO / VZEROASurveyToAlignment.C
1 void VZEROASurveyToAlignment(){
2
3   // Macro to convert survey data into alignment data. 
4   // The position of fiducial marks, sticked on the V0A box 
5   // is converted into the global position of the box. 
6   // Positions given by surveyers are extracted from Survey Database. 
7   // Thanks to Brigitte Cheynis for providing this macro which just 
8   // had to be modified in order to obtain the desired results. 
9   // Further information can be found at https://edms.cern.ch/document/906073
10
11   if(!gGeoManager) TGeoManager::Import("geometry.root");
12
13 //  TClonesArray *array = new TClonesArray("AliAlignObjMatrix",10);
14   TClonesArray *array = new TClonesArray("AliAlignObjParams",10);
15   TClonesArray &mobj = *array;
16  
17   Double_t l_vect[3]={0.,0.,0.}; // local vector (the origin)
18   Double_t g_vect[3];            // vector corresp. to it in global RS
19   Double_t m_vect[3];            // vector corresp. to it in mother RS
20  
21   // ************* get global matrix g3 *******************
22   //  TGeoHMatrix *g3 = AliGeomManager::GetMatrix("VZERO/V0A");
23   TGeoHMatrix *g3 = gGeoManager->GetCurrentMatrix();
24   // this is used below as the IDEAL global matrix
25
26   // ************* get local matrix l3 *******************
27   TGeoNode* n3 = gGeoManager->GetCurrentNode();
28   TGeoHMatrix *l3 = n3->GetMatrix(); 
29   
30  // point coordinates in the global RS
31   g3->LocalToMaster(l_vect,g_vect);
32   cout<<endl<<"Point coordinates in the global RS: "
33       <<g_vect[0]<<" "<<g_vect[1]<<" "<<g_vect[2];
34
35  // point coordinates in the mother volume RS
36   l3->LocalToMaster(l_vect,m_vect);
37   cout<<endl<<"Point coordinates in the mother's volume RS: \n"
38       <<m_vect[0]<<" "<<m_vect[1]<<" "<<m_vect[2]<<" "<<endl;
39
40  // Hereafter are the four ideal fiducial marks on the V0A box, 
41  // expressed in local coordinates and in cms - hard coded. 
42
43   const Double_t xside   = 22.627;
44   const Double_t yside   = 22.627;
45   const Double_t zsize   = 2.5;
46   const Double_t zoffset = 0.33;
47   
48   const Double_t zdepth  = zsize+zoffset;
49   Double_t A[3]={-xside,-yside,zdepth};
50   Double_t B[3]={xside,-yside,zdepth};
51   Double_t C[3]={xside,yside,zdepth};
52   Double_t D[3]={-xside,yside,zdepth};
53
54   TGeoTranslation* Atr = new TGeoTranslation("Atr",-xside,-yside,zdepth);
55   TGeoTranslation* Btr = new TGeoTranslation("Btr",xside,-yside,zdepth);
56   TGeoTranslation* Ctr = new TGeoTranslation("Ctr",xside,yside,zdepth);
57   TGeoTranslation* Dtr = new TGeoTranslation("Dtr",-xside,yside,zdepth);
58
59
60   // After final installation, only side A of the detector will be visible. Therefore, new reference adapters have been installed on this side.
61   // Local reference frame from the A side of view:
62   //
63   //                    ^ local y
64   //                    |
65   //      D-------------|-------------C
66   //      |             |             |
67   //      |             |             |
68   //      |             |             |
69   //      |             |             |
70   //      |             |             |
71   //      |             |             |
72   //  ------------------|-----------------> local -x
73   //      |             |             |
74   //      |             |             |
75   //      |             |             |
76   //      |             |             |
77   //      |             |             |
78   //      |             |             |
79   //      A-------------|-------------B
80   //
81   // local z entering the plane of the screen
82    
83   Double_t gA[3], gB[3], gC[3], gD[3];
84   g3->LocalToMaster(A,gA);
85   g3->LocalToMaster(B,gB);
86   g3->LocalToMaster(C,gC);
87   g3->LocalToMaster(D,gD);
88   cout<<endl<<"Ideal fiducial marks coordinates in the global RS: \n"
89       <<"A "<<gA[0]<<" "<<gA[1]<<" "<<gA[2]<<" "<<endl
90       <<"B "<<gB[0]<<" "<<gB[1]<<" "<<gB[2]<<" "<<endl
91       <<"C "<<gC[0]<<" "<<gC[1]<<" "<<gC[2]<<" "<<endl
92       <<"D "<<gD[0]<<" "<<gD[1]<<" "<<gD[2]<<" "<<endl;
93   cout<<endl;  
94     
95 // Retrieval of REAL survey data from ALICE Survey Data Depot : 
96
97   AliSurveyObj *so = new AliSurveyObj();
98  
99   so->FillFromLocalFile("Survey_906073_V0.txt");
100   Int_t size = so->GetEntries();
101
102   Printf("Title: \"%s\"", so->GetReportTitle().Data());
103   Printf("Date: \"%s\"", so->GetReportDate().Data());
104   Printf("Detector: \"%s\"", so->GetDetector().Data());
105   Printf("URL: \"%s\"", so->GetURL().Data());
106   Printf("Number: \"%d\"", so->GetReportNumber());
107   Printf("Version: \"%d\"", so->GetReportVersion());
108   Printf("Observations: \"%s\"", so->GetObservations().Data());
109   Printf("Coordinate System: \"%s\"", so->GetCoordSys().Data());
110   Printf("Measurement Units: \"%s\"", so->GetUnits().Data());
111   Printf("Nr Columns: \"%d\" \n", so->GetNrColumns());
112   
113   TObjArray *colNames = so->GetColumnNames();
114   
115   TObjArray   *points = so->GetData();
116   const char  namePoint[4]  = "6001";
117   Double_t    coordinates[4][3];
118 //  Printf("  ******* %c ******* \n\n ", namePoint[0]); 
119   Printf("Relevant points to be used for alignment procedure (in mm):"); 
120   for (Int_t i = 0; i < points->GetEntries(); ++i) {
121     if(((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetPointName()[0] == namePoint[0]) {
122            Printf("Point %d --> \"%s\" %f %f %f ", i, 
123            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetPointName().Data(),
124            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetX(),
125            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetY(),
126            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetZ() ); 
127            if(i > 17){
128            coordinates[i-18][0]  = (AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetX();
129            coordinates[i-18][1]  = (AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetY();
130            coordinates[i-18][2]  = (AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetZ(); } 
131      }
132   }   
133     
134    Double_t ngA[3], ngB[3], ngC[3], ngD[3];
135
136    for(Int_t i=0; i<3; i++) 
137      { ngA[i]  = coordinates[0][i] / 10.0 ; 
138        ngD[i]  = coordinates[1][i] / 10.0 ;
139        ngB[i]  = coordinates[2][i] / 10.0 ; 
140        ngC[i]  = coordinates[3][i] / 10.0 ; }
141           
142    cout<<endl<<"Fiducial marks coordinates in the global RS given by surveyers: \n"
143        <<"A "<<ngA[0]<<" "<<ngA[1]<<" "<<ngA[2]<<" "<<endl
144        <<"B "<<ngB[0]<<" "<<ngB[1]<<" "<<ngB[2]<<" "<<endl
145        <<"C "<<ngC[0]<<" "<<ngC[1]<<" "<<ngC[2]<<" "<<endl
146        <<"D "<<ngD[0]<<" "<<ngD[1]<<" "<<ngD[2]<<" "<<endl;
147     
148   // From the new fiducial marks coordinates derive back the new global position
149   // of the surveyed volume
150   //*** What follows is the actual survey-to-alignment procedure which assumes,
151   //*** as is the case of the present example, 4 fiducial marks
152   //*** at the corners of a square lying on a plane parallel to a surface
153   //*** of the surveyed box at a certain offset and with
154   //*** x and y sides parallel to the box's x and y axes.
155   //*** If the code below is placed in a separate class or method, it needs
156   //*** as input the four points and the offset from the origin (zdepth)
157   //*** The algorithm can be easily modified for different placement
158   //*** and/or cardinality of the fiducial marks.
159   
160   Double_t ab[3], bc[3], n[3];
161   Double_t plane[4], s;
162
163   // first vector on the plane of the fiducial marks
164   for(i=0;i<3;i++){
165     ab[i] = ngB[i] - ngA[i];
166   }
167
168   // second vector on the plane of the fiducial marks
169   for(i=0;i<3;i++){
170     bc[i] = ngC[i] - ngB[i];
171   }
172
173   // vector normal to the plane of the fiducial marks obtained
174   // as cross product of the two vectors on the plane d0^d1
175   n[0] = ab[1] * bc[2] - ab[2] * bc[1];
176   n[1] = ab[2] * bc[0] - ab[0] * bc[2];
177   n[2] = ab[0] * bc[1] - ab[1] * bc[0];
178
179   Double_t sizen = TMath::Sqrt( n[0]*n[0] + n[1]*n[1] + n[2]*n[2] );
180   if(sizen>1.e-8){
181           s = Double_t(1.)/sizen ; //normalization factor
182   }else{
183           return 0;
184   }
185
186   // plane expressed in the hessian normal form, see:
187   // http://mathworld.wolfram.com/HessianNormalForm.html
188   // the first three are the coordinates of the orthonormal vector
189   // the fourth coordinate is equal to the distance from the origin
190   for(i=0;i<3;i++){
191     plane[i] = n[i] * s;
192   }
193   plane[3] = -( plane[0] * ngA[0] + plane[1] * ngA[1] + plane[2] * ngA[2] );
194 //  cout<<plane[0]<<"  "<<plane[1]<<"  "<<plane[2]<<"  "<<plane[3]<<"  "<<endl;
195
196   // The center of the square with fiducial marks as corners
197   // as the middle point of one diagonal - md
198   // Used below to get the center - orig - of the surveyed box
199   
200   Double_t orig[3], md[3];
201   for(i=0;i<3;i++){
202     md[i] = (ngA[i] + ngC[i]) * 0.5;
203   }
204
205   //  center of the box
206   for(i=0;i<3;i++){
207     orig[i] = md[i] - plane[i]*zdepth;
208   }
209
210   cout<<endl<<"Center of the box: "<<orig[0]<<"  "<<orig[1]<<"  "<<orig[2]<<endl;
211
212   // get x,y local directions needed to write the global rotation matrix
213   // for the surveyed volume by normalising vectors ab and bc
214   
215   Double_t sx = TMath::Sqrt(ab[0]*ab[0] + ab[1]*ab[1] + ab[2]*ab[2]);
216   if(sx>1.e-8){
217      for(i=0;i<3;i++){
218           ab[i] /= sx;
219      }
220      cout<<"x direction "<<ab[0]<<"  "<<ab[1]<<"  "<<ab[2]<<endl;
221   }
222   Double_t sy = TMath::Sqrt(bc[0]*bc[0] + bc[1]*bc[1] + bc[2]*bc[2]);
223   if(sy>1.e-8){
224     for(i=0;i<3;i++){
225           bc[i] /= sy;
226     }
227     cout<<"y direction "<<bc[0]<<"  "<<bc[1]<<"  "<<bc[2]<<endl;
228   }
229
230   // the global matrix for the surveyed volume - ng
231   Double_t rot[9] = {ab[0],bc[0],plane[0],ab[1],bc[1],plane[1],ab[2],bc[2],plane[2]};
232   TGeoHMatrix ng;
233   ng.SetTranslation(orig);
234   ng.SetRotation(rot);
235
236 //  cout<<"\n********* global matrix inferred from surveyed fiducial marks ***********\n";
237 //  ng.Print();
238
239  // To produce the alignment object for the given volume you would
240  // then do something like this:
241  // Calculate the global delta transformation as ng * g3^-1
242  
243  TGeoHMatrix gdelta = g3->Inverse(); //now equal to the inverse of g3
244  gdelta.MultiplyLeft(&ng);
245  Int_t index = 0;
246  
247  // if the volume is in the look-up table use something like this instead:
248  // AliGeomManager::LayerToVolUID(AliGeomManager::kTOF,i); 
249  
250  //AliAlignObjMatrix* mobj[0] = new AliAlignObjMatrix("VZERO/V0A",index,gdelta,kTRUE);
251  //  new(mobj[0]) AliAlignObjMatrix("VZERO/V0C",index,gdelta,kTRUE);
252
253   new(mobj[0]) AliAlignObjParams("VZERO/V0A",index,gdelta,kTRUE);
254   
255   if(!gSystem->Getenv("$TOCDB")){
256     // save on file
257      TFile f("V0ASurvey.root","RECREATE");
258      if(!f) cerr<<"cannot open file for output\n";
259      f.cd();
260      f.WriteObject(array,"V0ASurveyObjs ","kSingleKey");
261      f.Close();
262   }else{
263     // save in CDB storage
264      AliCDBManager* cdb = AliCDBManager::Instance();
265      AliCDBStorage* storage = cdb->GetStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
266      AliCDBMetaData* mda = new AliCDBMetaData();
267      mda->SetResponsible("Lizardo Valencia");
268      mda->SetComment("Alignment objects for V0A survey");
269      mda->SetAliRootVersion(gSystem->Getenv("$ARVERSION"));
270      AliCDBId id("VZERO/Align/Data",0,9999999);
271      storage->Put(array,id,mda);
272   }
273   
274   cout<<"\n********* Alignment constants contained in alignment object ***********\n";
275   cout<<"*************** deduced from surveyed fiducial marks : ****************\n";
276   array->Print();
277   
278   AliAlignObjParams* itsalobj = (AliAlignObjParams*) mobj.UncheckedAt(0);
279   itsalobj->ApplyToGeometry();  
280   
281   array->Delete();
282
283 }