重建与校准相关的C++类库

TArtCalibPDCHit

• 位置：anaroot/sources/Reconstruction/SAMURAI/include/TArtCalibPDCHit.hh、TArtCalibPDCHit.cc
• 作用：对PDC原始数据（如TDC、QDC等）进行hit级别的校准和重建，生成每根丝的打点（TArtDCHit）。
• 典型用法：
  

  TArtCalibPDCHit *pdchitcalib = new TArtCalibPDCHit();
  pdchitcalib->ReconstructData();
  TClonesArray *pdc_hit_array = (TClonesArray *)sman->FindDataContainer("SAMURAIPDCHit");
  

TArtCalibPDCTrack

• 位置：anaroot/sources/Reconstruction/SAMURAI/include/TArtCalibPDCTrack.hh、TArtCalibPDCTrack.cc
• 作用：基于TArtCalibPDCHit的输出，对所有hit进行径迹（track）重建，输出为TArtDCTrack对象。
• 典型用法：
  

  TArtCalibPDCTrack *pdctrackcalib = new TArtCalibPDCTrack();
  pdctrackcalib->ReconstructData();
  TClonesArray *pdc_trk_array = (TClonesArray *)sman->FindDataContainer("SAMURAIPDCTrack");
  

TArtDCHit 和 TArtDCTrack

• TArtDCHit：保存单个PDC丝的打点信息（位置、TDC、QDC等）。
• TArtDCTrack：保存一条重建出来的PDC径迹（位置、角度、chi2等）。

PDC参数库

SAMURAIPDC.xml

• 位置：SAMURAIPDC.xml

• 作用：保存PDC每根丝的参数（如geo、ch、wireid、位置等），供重建时查找和校准。

• ID：该丝的唯一编号（通常与 wireid 一致）。

• NAME：该丝的名称，格式如 PDC_0_0，表示第 0 层第 0 根丝。
• FPL：焦面编号（Focal Plane），如 13 表示 F13。
• layer：所在的层号（如 0、1、2 等）。
• id_plane：平面编号（plane id），如 81、82、83 等。
• anodedir：阳极丝方向（U/X/V），表示该层的测量方向。
• wireid：该层内的丝编号。
• wirepos：该丝在本层的物理位置（单位通常为 mm）。
• wirez：该丝在 Z 方向的位置（单位通常为 mm）。
• tzero_offset：时间零点修正（一般为 0）。
• det：探测器编号（如 37）。
• geo：电子学几何编号（如 0、1、2 等）。
• ch：电子学通道号（channel），用于数据解码。

宏与脚本

RIDF2Tree.C

• 位置：users/tbt/tbt_try/RIDF2Tree.C
• 作用：将RIDF原始数据解码并保存为ROOT TTree格式，便于后续分析。可包含PDC数据分支。

RecoSAMURAI.C、RecoTrack_wSks.C

• 位置：Macros/SAMURAI/Analysis/RecoSAMURAI.C、Macros/SAMURAI/RKtrace/RecoTrack_wSks.C
• 作用：主要用于SAMURAI谱仪碎片动量和轨迹的重建，默认用FDC/BDC，但可根据需要修改为用PDC track进行外推和动量重建。

OnlineMonitor.cc

• 位置：OnlineMonitor.cc
• 作用：在线监视宏，支持PDC数据的在线重建和可视化（只要fUsePDC为true）。

其它相关

SAMURAIPDC.xml参数文件

• 注意：你必须保证所有实际用到的PDC通道（geo/ch）都在此文件中有定义，否则重建时会报错。

总结与建议

名称	类型	主要功能/用途
TArtCalibPDCHit	类	PDC hit级别重建（原始信号→打点）
TArtCalibPDCTrack	类	PDC track重建（打点→径迹）
TArtDCHit/TArtDCTrack	类	存储单个打点/径迹信息
SAMURAIPDC.xml	参数文件	PDC每根丝的参数库
transPDCData.C	宏	PDC原始数据转可读文本
RIDF2Tree.C	宏	RIDF转ROOT TTree，含PDC分支
RecoSAMURAI.C	宏	SAMURAI碎片动量/轨迹重建（可用PDC track）
RecoTrack_wSks.C	宏	Runge-Kutta追踪重建（可用PDC track）
OnlineMonitor.s024	宏	在线监视，支持PDC数据的重建和可视化

如何选择和使用？

• 只做PDC重建：TArtCalibPDCHit、TArtCalibPDCTrack。
• 做全链路物理分析：可在RecoSAMURAI.C、RecoTrack_wSks.C等宏中，将FDC/BDC部分替换为PDC track，实现用PDC track外推到靶点并重建动量。
• 在线监视：用OnlineMonitor.s024，设置fUsePDC=true即可。

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PDC径迹重建的数据流与算法实现流程

数据流简述

• 输入：PDC的所有 hit（TArtDCHit），每个 hit 有空间位置（x/y/z）、漂移时间等。
• 处理：在 TArtCalibPDCTrack::ReconstructData() 中，先将 hit 分类（按层、方向），然后用几何方法（如加权重心、直线拟合等）重建出径迹的空间参数。
• 输出：重建出的径迹参数（位置、角度、chi2等）通过 SetAngle、SetPosition 等接口写入 TArtDCTrack 对象。

典型实现流程（以加权重心法为例）

1. hit 分类
   按照丝的方向（u/x/v/y）将所有 hit 分类，分别存入不同的缓冲区。

2. 计算每个方向的加权重心
   对每一层的 hit，计算加权平均位置（权重通常为漂移时间差或信号强度）。

3. 拟合直线，得到角度
   用加权重心点进行直线拟合，得到斜率（即角度）：

4. X方向：a = (x2 - x1)/(z2 - z1)

5. Y方向：b = (y2 - y1)/(z2 - z1)
   或者用多点最小二乘法拟合。

6. 写入 TArtDCTrack
   用 SetAngle(a, 0) 和 SetAngle(b, 1) 把拟合得到的角度存入 TArtDCTrack 的 ca[0] 和 ca[1]。

7. 后续访问
   通过 GetAngle(0) 和 GetAngle(1) 读取 X、Y 方向的角度。

PDC 只是一个多丝漂移室，只能测量粒子的空间轨迹（x、y、a、b），不能单独测出动量。
动量的获得需要结合磁场信息和谱仪的传输矩阵（或磁场追踪算法），通常要用到碎片在多个位置的径迹（如FDC1、FDC2、BDC、PDC等）和磁场参数。

代码示例：

#include <sys/stat.h>
#include <string>
#include <set>
#include <vector>
#include <iostream>
void recoPDCTrack(const char* ridffile = "/home/s057/exp/exp2505_s057/anaroot/users/tbt/ridf/data0074.ridf") {

  gSystem->Load("libXMLParser.so"); // 先加载XML解析库
    gSystem->Load("libanacore.so");
    // 加载PDC参数
    TArtSAMURAIParameters *samuraiparameters = TArtSAMURAIParameters::Instance();
    samuraiparameters->LoadParameter("../db/SAMURAIPDC.xml");

    // 打开RIDF文件
    TArtEventStore *estore = new TArtEventStore();
    estore->Open(ridffile);

    // 初始化PDC hit和track重建
    TArtCalibPDCHit *pdchitcalib = new TArtCalibPDCHit();
    TArtCalibPDCTrack *pdctrackcalib = new TArtCalibPDCTrack();

    TArtStoreManager *sman = TArtStoreManager::Instance();
    TClonesArray *pdc_hit_array = (TClonesArray *)sman->FindDataContainer("SAMURAIPDCHit");
    TClonesArray *pdc_trk_array = (TClonesArray *)sman->FindDataContainer("SAMURAIPDCTrack");

    // 获取输入文件名
    std::string inputFileName = std::string(ridffile);
    size_t pos = inputFileName.find_last_of('/');
    std::string fileName = (pos != std::string::npos) ? inputFileName.substr(pos + 1) : inputFileName;

    // 创建输出ROOT文件和TTree
    const char* outputDir = "./output";
    std::string outroot = std::string(outputDir) + "/" + fileName + "_pdc.root";
    std::string outpng = std::string(outputDir) + "/" + fileName + "_pdc_track_xy.png";

    TFile *fout = new TFile(outroot.c_str(), "RECREATE");
    TTree *tree = new TTree("pdctree", "PDC Track Tree");
    int event, trackid, ndf, nhit;
    double x, y, ax, ay, chi2;
    tree->Branch("event", &event, "event/I");
    tree->Branch("trackid", &trackid, "trackid/I");
    tree->Branch("x", &x, "x/D");
    tree->Branch("y", &y, "y/D");
    tree->Branch("ax", &ax, "ax/D");
    tree->Branch("ay", &ay, "ay/D");
    tree->Branch("chi2", &chi2, "chi2/D");
    tree->Branch("ndf", &ndf, "ndf/I");
    tree->Branch("nhit", &nhit, "nhit/I");

    int neve = 0;
    while (estore->GetNextEvent() && neve < 1000) {
        pdchitcalib->ClearData();
        pdctrackcalib->ClearData();
        pdchitcalib->ReconstructData();
        pdctrackcalib->ReconstructData();

        int ntrk = pdc_trk_array->GetEntries();
        for (int i = 0; i < ntrk; ++i) {
            TArtDCTrack *trk = (TArtDCTrack*)pdc_trk_array->At(i);
            x = trk->GetPosition(0);
            y = trk->GetPosition(1);
            ax = trk->GetAngle(0);
            ay = trk->GetAngle(1);
            chi2 = trk->GetChi2();
            ndf = trk->GetNDF();
            nhit = trk->GetNumHitLayer();
            event = neve;
            trackid = i;
            tree->Fill();
            std::cout << "Event: " << neve << ", Track ID: " << i 
                      << ", X: " << x << ", Y: " << y 
                      << ", Ax: " << ax << ", Ay: " << ay 
                      << ", Chi2: " << chi2 
                      << ", NDF: " << ndf 
                      << ", NHits: " << nhit 
                      << std::endl;
        }
        neve++;
    }
    tree->Write();

    TCanvas *c1 = new TCanvas("c1", "PDC Track X-Y", 800, 600);
    tree->Draw("y:x>>hxy", "", "COLZ");
    c1->SaveAs(outpng.c_str());
    delete c1;
    std::cout << "Output ROOT file: " << outroot << std::endl;
    std::cout << "Output PNG file: " << outpng << std::endl;

    fout->Close();
    delete pdchitcalib;
    delete pdctrackcalib;
    delete estore;
}

---

最后更新: 2025-06-26
创建日期: 2025-05-30