VZERO/VZEROSurveyToAlignment.C

   1 void VZEROSurveyToAlignment(){
   2
   3   // Macro to convert survey data into alignment data.
   4   // The position of four fiducial marks, sticked on the
   5   // entrance face of the V0C box is converted into the
   6   // global position of the box. Positions given by surveyers
   7   // are extracted from Survey Data Base.
   8
   9   if(!gGeoManager) TGeoManager::Import("geometry.root");
  10
  11 //  TClonesArray *array = new TClonesArray("AliAlignObjMatrix",10);
  12   TClonesArray *array = new TClonesArray("AliAlignObjParams",10);
  13   TClonesArray &mobj = *array;
  14
  15   Double_t l_vect[3]={0.,0.,0.}; // local vector (the origin)
  16   Double_t g_vect[3];            // vector corresp. to it in global RS
  17   Double_t m_vect[3];            // vector corresp. to it in mother RS
  18
  19   // ************* get global matrix g3 *******************
  20   //  TGeoHMatrix *g3 = AliGeomManager::GetMatrix("VZERO/V0C");
  21   TGeoHMatrix *g3 = gGeoManager->GetCurrentMatrix();
  22   // this is used below as the IDEAL global matrix
  23
  24   // ************* get local matrix l3 *******************
  25   TGeoNode* n3 = gGeoManager->GetCurrentNode();
  26   TGeoHMatrix *l3 = n3->GetMatrix();
  27
  28  // point coordinates in the global RS
  29   g3->LocalToMaster(l_vect,g_vect);
  30   cout<<endl<<"Point coordinates in the global RS: "
  31       <<g_vect[0]<<" "<<g_vect[1]<<" "<<g_vect[2];
  32
  33  // point coordinates in the mother volume RS
  34   l3->LocalToMaster(l_vect,m_vect);
  35   cout<<endl<<"Point coordinates in the mother's volume RS: \n"
  36       <<m_vect[0]<<" "<<m_vect[1]<<" "<<m_vect[2]<<" "<<endl;
  37
  38  // Hereafter are the four ideal fiducial marks on the V0C box,
  39  // expressed in local coordinates and in cms - hard coded.
  40
  41   const Double_t xside   = 22.627;
  42   const Double_t yside   = 22.627;
  43   const Double_t zsize   = 2.35;
  44   const Double_t zoffset = 0.001;
  45
  46   const Double_t zdepth  = zsize+zoffset;
  47   Double_t A[3]={-xside,-yside,zdepth};
  48   Double_t B[3]={xside,-yside,zdepth};
  49   Double_t C[3]={xside,yside,zdepth};
  50   Double_t D[3]={-xside,yside,zdepth};
  51
  52   TGeoTranslation* Atr = new TGeoTranslation("Atr",-xside,-yside,zdepth);
  53   TGeoTranslation* Btr = new TGeoTranslation("Btr",xside,-yside,zdepth);
  54   TGeoTranslation* Ctr = new TGeoTranslation("Ctr",xside,yside,zdepth);
  55   TGeoTranslation* Dtr = new TGeoTranslation("Dtr",-xside,yside,zdepth);
  56
  57   //                    ^ local y
  58   //                    |
  59   //      D-------------|-------------C
  60   //      |             |             |
  61   //      |             |             |
  62   //      |             |             |
  63   //      |             |             |
  64   //      |             |             |
  65   //      |             |             |
  66   //  ------------------|------------------> local x
  67   //      |             |             |
  68   //      |             |             |
  69   //      |             |             |
  70   //      |             |             |
  71   //      |             |             |
  72   //      |             |             |
  73   //      A-------------|-------------B
  74   //
  75   // local z exiting the plane of the screen
  76
  77   Double_t gA[3], gB[3], gC[3], gD[3];
  78   g3->LocalToMaster(A,gA);
  79   g3->LocalToMaster(B,gB);
  80   g3->LocalToMaster(C,gC);
  81   g3->LocalToMaster(D,gD);
  82   cout<<endl<<"Ideal fiducial marks coordinates in the global RS: \n"
  83       <<"A "<<gA[0]<<" "<<gA[1]<<" "<<gA[2]<<" "<<endl
  84       <<"B "<<gB[0]<<" "<<gB[1]<<" "<<gB[2]<<" "<<endl
  85       <<"C "<<gC[0]<<" "<<gC[1]<<" "<<gC[2]<<" "<<endl
  86       <<"D "<<gD[0]<<" "<<gD[1]<<" "<<gD[2]<<" "<<endl;
  87   cout<<endl;
  88
  89 // Retrieval of REAL survey data from ALICE Survey Data Depot :
  90
  91   AliSurveyObj *so = new AliSurveyObj();
  92
  93   so->FillFromLocalFile("Survey_835615_V0.txt");
  94   Int_t size = so->GetEntries();
  95
  96   Printf("Title: \"%s\"", so->GetReportTitle().Data());
  97   Printf("Date: \"%s\"", so->GetReportDate().Data());
  98   Printf("Detector: \"%s\"", so->GetDetector().Data());
  99   Printf("URL: \"%s\"", so->GetURL().Data());
 100   Printf("Number: \"%d\"", so->GetReportNumber());
 101   Printf("Version: \"%d\"", so->GetReportVersion());
 102   Printf("Observations: \"%s\"", so->GetObservations().Data());
 103   Printf("Coordinate System: \"%s\"", so->GetCoordSys().Data());
 104   Printf("Measurement Units: \"%s\"", so->GetUnits().Data());
 105   Printf("Nr Columns: \"%d\" \n", so->GetNrColumns());
 106
 107   TObjArray *colNames = so->GetColumnNames();
 108
 109   TObjArray   *points = so->GetData();
 110   const char  namePoint[4]  = "6001";
 111   Double_t    coordinates[4][3];
 112 //  Printf("  ******* %c ******* \n\n ", namePoint[0]);
 113   Printf("Relevant points to be used for alignment procedure (in mm):");
 114   for (Int_t i = 0; i < points->GetEntries(); ++i) {
 115     if(((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetPointName()[0] == namePoint[0]) {
 116            Printf("Point %d --> \"%s\" %f %f %f ", i,
 117            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetPointName().Data(),
 118            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetX(),
 119            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetY(),
 120            ((AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetZ() );
 121            if(i > 10){
 122            coordinates[i-11][0]  = (AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetX();
 123            coordinates[i-11][1]  = (AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetY();
 124            coordinates[i-11][2]  = (AliSurveyPoint *) points->At(i))->GetZ(); }
 125      }
 126   }
 127
 128    Double_t ngA[3], ngB[3], ngC[3], ngD[3];
 129
 130    for(Int_t i=0; i<3; i++)
 131      { ngA[i]  = coordinates[0][i] / 10.0 ;
 132        ngD[i]  = coordinates[1][i] / 10.0 ;
 133        ngB[i]  = coordinates[2][i] / 10.0 ;
 134        ngC[i]  = coordinates[3][i] / 10.0 ; }
 135
 136    cout<<endl<<"Fiducial marks coordinates in the global RS given by surveyers: \n"
 137        <<"A "<<ngA[0]<<" "<<ngA[1]<<" "<<ngA[2]<<" "<<endl
 138        <<"B "<<ngB[0]<<" "<<ngB[1]<<" "<<ngB[2]<<" "<<endl
 139        <<"C "<<ngC[0]<<" "<<ngC[1]<<" "<<ngC[2]<<" "<<endl
 140        <<"D "<<ngD[0]<<" "<<ngD[1]<<" "<<ngD[2]<<" "<<endl;
 141
 142   // From the new fiducial marks coordinates derive back the new global position
 143   // of the surveyed volume
 144   //*** What follows is the actual survey-to-alignment procedure which assumes,
 145   //*** as is the case of the present example, 4 fiducial marks
 146   //*** at the corners of a square lying on a plane parallel to a surface
 147   //*** of the surveyed box at a certain offset and with
 148   //*** x and y sides parallel to the box's x and y axes.
 149   //*** If the code below is placed in a separate class or method, it needs
 150   //*** as input the four points and the offset from the origin (zdepth)
 151   //*** The algorithm can be easily modified for different placement
 152   //*** and/or cardinality of the fiducial marks.
 153
 154   Double_t ab[3], bc[3], n[3];
 155   Double_t plane[4], s;
 156
 157   // first vector on the plane of the fiducial marks
 158   for(i=0;i<3;i++){
 159     ab[i] = ngB[i] - ngA[i];
 160   }
 161
 162   // second vector on the plane of the fiducial marks
 163   for(i=0;i<3;i++){
 164     bc[i] = ngC[i] - ngB[i];
 165   }
 166
 167   // vector normal to the plane of the fiducial marks obtained
 168   // as cross product of the two vectors on the plane d0^d1
 169   n[0] = ab[1] * bc[2] - ab[2] * bc[1];
 170   n[1] = ab[2] * bc[0] - ab[0] * bc[2];
 171   n[2] = ab[0] * bc[1] - ab[1] * bc[0];
 172
 173   Double_t sizen = TMath::Sqrt( n[0]*n[0] + n[1]*n[1] + n[2]*n[2] );
 174   if(sizen>1.e-8){
 175           s = Double_t(1.)/sizen ; //normalization factor
 176   }else{
 177           return 0;
 178   }
 179
 180   // plane expressed in the hessian normal form, see:
 181   // http://mathworld.wolfram.com/HessianNormalForm.html
 182   // the first three are the coordinates of the orthonormal vector
 183   // the fourth coordinate is equal to the distance from the origin
 184   for(i=0;i<3;i++){
 185     plane[i] = n[i] * s;
 186   }
 187   plane[3] = -( plane[0] * ngA[0] + plane[1] * ngA[1] + plane[2] * ngA[2] );
 188 //  cout<<plane[0]<<"  "<<plane[1]<<"  "<<plane[2]<<"  "<<plane[3]<<"  "<<endl;
 189
 190   // The center of the square with fiducial marks as corners
 191   // as the middle point of one diagonal - md
 192   // Used below to get the center - orig - of the surveyed box
 193
 194   Double_t orig[3], md[3];
 195   for(i=0;i<3;i++){
 196     md[i] = (ngA[i] + ngC[i]) * 0.5;
 197   }
 198
 199   //  center of the box
 200   for(i=0;i<3;i++){
 201     orig[i] = md[i] - plane[i]*zdepth;
 202   }
 203
 204   cout<<endl<<"Center of the box: "<<orig[0]<<"  "<<orig[1]<<"  "<<orig[2]<<endl;
 205
 206   // get x,y local directions needed to write the global rotation matrix
 207   // for the surveyed volume by normalising vectors ab and bc
 208
 209   Double_t sx = TMath::Sqrt(ab[0]*ab[0] + ab[1]*ab[1] + ab[2]*ab[2]);
 210   if(sx>1.e-8){
 211      for(i=0;i<3;i++){
 212           ab[i] /= sx;
 213      }
 214      cout<<"x direction "<<ab[0]<<"  "<<ab[1]<<"  "<<ab[2]<<endl;
 215   }
 216   Double_t sy = TMath::Sqrt(bc[0]*bc[0] + bc[1]*bc[1] + bc[2]*bc[2]);
 217   if(sy>1.e-8){
 218     for(i=0;i<3;i++){
 219           bc[i] /= sy;
 220     }
 221     cout<<"y direction "<<bc[0]<<"  "<<bc[1]<<"  "<<bc[2]<<endl;
 222   }
 223
 224   // the global matrix for the surveyed volume - ng
 225   Double_t rot[9] = {ab[0],bc[0],plane[0],ab[1],bc[1],plane[1],ab[2],bc[2],plane[2]};
 226   TGeoHMatrix ng;
 227   ng.SetTranslation(orig);
 228   ng.SetRotation(rot);
 229
 230 //  cout<<"\n********* global matrix inferred from surveyed fiducial marks ***********\n";
 231 //  ng.Print();
 232
 233  // To produce the alignment object for the given volume you would
 234  // then do something like this:
 235  // Calculate the global delta transformation as ng * g3^-1
 236
 237  TGeoHMatrix gdelta = g3->Inverse(); //now equal to the inverse of g3
 238  gdelta.MultiplyLeft(&ng);
 239  Int_t index = 0;
 240
 241  // if the volume is in the look-up table use something like this instead:
 242  // AliGeomManager::LayerToVolUID(AliGeomManager::kTOF,i);
 243
 244  //AliAlignObjMatrix* mobj[0] = new AliAlignObjMatrix("VZERO/V0C",index,gdelta,kTRUE);
 245  //  new(mobj[0]) AliAlignObjMatrix("VZERO/V0C",index,gdelta,kTRUE);
 246
 247   new(mobj[0]) AliAlignObjParams("VZERO/V0C",index,gdelta,kTRUE);
 248
 249   if(!gSystem->Getenv("$TOCDB")){
 250     // save on file
 251      TFile f("V0Survey.root","RECREATE");
 252      if(!f) cerr<<"cannot open file for output\n";
 253      f.cd();
 254      f.WriteObject(array,"V0SurveyObjs ","kSingleKey");
 255      f.Close();
 256   }else{
 257     // save in CDB storage
 258      AliCDBManager* cdb = AliCDBManager::Instance();
 259      AliCDBStorage* storage = cdb->GetStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
 260      AliCDBMetaData* mda = new AliCDBMetaData();
 261      mda->SetResponsible("Brigitte Cheynis");
 262      mda->SetComment("Alignment objects for V0 survey");
 263      mda->SetAliRootVersion(gSystem->Getenv("$ARVERSION"));
 264      AliCDBId id("VZERO/Align/Data",0,9999999);
 265      storage->Put(array,id,mda);
 266   }
 267
 268   cout<<"\n********* Alignment constants contained in alignment object ***********\n";
 269   cout<<"*************** deduced from surveyed fiducial marks : ****************\n";
 270   array->Print();
 271
 272   AliAlignObjParams* itsalobj = (AliAlignObjParams*) mobj.UncheckedAt(0);
 273   itsalobj->ApplyToGeometry();
 274
 275   array->Delete();
 276
 277 }