MUON/AliMUONReAlignTask.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
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  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 // $Id$
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 /// \class AliMUONReAlignTask
  20 /// AliAnalysisTask to realign the MUON spectrometer.
  21 /// The Task reads as input ESDs moves the clusters of a MUONTrack acoording
  22 /// to the re aligned geometry taken from a misalignment file in the OCDB
  23 /// and refit the track. Then it produces a AliMUONClusterInfo object for each
  24 /// cluster. The output is a TTree of AliMUONClusterInfo
  25 ///
  26 /// \author Javier Castillo, CEA/Saclay - Irfu/SPhN
  27 //-----------------------------------------------------------------------------
  28
  29 #include <fstream>
  30
  31 #include <TString.h>
  32 #include <TError.h>
  33 #include <TTree.h>
  34 #include <TChain.h>
  35 #include <TClonesArray.h>
  36 #include <TRandom.h>
  37 #include <TGeoGlobalMagField.h>
  38 #include <TGeoManager.h>
  39 #include <Riostream.h>
  40
  41 #include "AliAnalysisTask.h"
  42 #include "AliAnalysisManager.h"
  43 #include "AliESDInputHandler.h"
  44 #include "AliESDEvent.h"
  45 #include "AliESDMuonTrack.h"
  46 #include "AliMagF.h"
  47 #include "AliCDBManager.h"
  48 #include "AliGRPManager.h"
  49 #include "AliGeomManager.h"
  50
  51 #include "AliMpConstants.h"
  52 #include "AliMpCDB.h"
  53 #include "AliMpSegmentation.h"
  54 #include "AliMpVSegmentation.h"
  55 #include "AliMpPad.h"
  56 #include "AliMUONCalibrationData.h"
  57 #include "AliMUONVCalibParam.h"
  58 #include "AliMUONPadInfo.h"
  59 #include "AliMUONClusterInfo.h"
  60 #include "AliMUONRecoParam.h"
  61 #include "AliMUONESDInterface.h"
  62 #include "AliMUONRefitter.h"
  63 #include "AliMUONRecoParam.h"
  64 #include "AliMUONVDigit.h"
  65 #include "AliMUONVCluster.h"
  66 #include "AliMUONTrack.h"
  67 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  68 #include "AliMUONVDigitStore.h"
  69 #include "AliMUONTrackParam.h"
  70 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  71 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  72
  73 #include "AliMUONReAlignTask.h"
  74
  75 ///\cond CLASSIMP
  76 ClassImp(AliMUONReAlignTask)
  77 ///\endcond
  78
  79 //________________________________________________________________________
  80 AliMUONReAlignTask::AliMUONReAlignTask(const char *name, const char *geofilename, const char *defaultocdb, const char *misalignocdb)
  81   : AliAnalysisTask(name, ""),
  82     fESD(0x0),
  83     fClusterInfoTree(0x0),
  84     fClusterInfo(0x0),
  85     fESDInterface(0x0),
  86     fRefitter(0x0),
  87     fRecoParam(0x0),
  88     fGeoFilename(geofilename),
  89     fMisAlignOCDB(misalignocdb),
  90     fDefaultOCDB(defaultocdb),
  91     fGeoTransformer(0x0),
  92     fNewGeoTransformer(0x0),
  93     fGainStore(0x0),
  94     fPedStore(0x0),
  95     fPrintLevel(0),
  96     fLastRun(-1)
  97 {
  98   /// Default Constructor
  99   // Define input and output slots here
 100   // Input slot #0 works with a TChain
 101   DefineInput(0, TChain::Class());
 102   // Output slot #0 writes a TTree
 103   DefineOutput(0, TTree::Class());
 104
 105   fClusterInfo = new AliMUONClusterInfo();
 106   fESDInterface = new AliMUONESDInterface();
 107   fGeoTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 108   fNewGeoTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 109 }
 110
 111 //________________________________________________________________________
 112 AliMUONReAlignTask::AliMUONReAlignTask(const AliMUONReAlignTask& obj)
 113   : AliAnalysisTask(obj),
 114     fESD(0x0),
 115     fClusterInfoTree(0x0),
 116     fClusterInfo(0x0),
 117     fESDInterface(0x0),
 118     fRefitter(0x0),
 119     fRecoParam(0x0),
 120     fGeoFilename(""),
 121     fMisAlignOCDB(""),
 122     fDefaultOCDB(""),
 123     fGeoTransformer(0x0),
 124     fNewGeoTransformer(0x0),
 125     fGainStore(0x0),
 126     fPedStore(0x0),
 127     fPrintLevel(0),
 128     fLastRun(-1)
 129 {
 130   /// Copy constructor
 131   fESD = obj.fESD;
 132   fClusterInfoTree = obj.fClusterInfoTree;
 133   fClusterInfo = obj.fClusterInfo;
 134   fESDInterface = obj.fESDInterface;
 135   fRefitter = obj.fRefitter;
 136   fRecoParam = obj.fRecoParam;
 137   fGeoFilename = obj.fGeoFilename;
 138   fMisAlignOCDB = obj.fMisAlignOCDB;
 139   fDefaultOCDB = obj.fDefaultOCDB;
 140   fGeoTransformer = obj.fGeoTransformer;
 141   fNewGeoTransformer = obj.fNewGeoTransformer;
 142   fGainStore = obj.fGainStore;
 143   fPedStore = obj.fPedStore;
 144   fPrintLevel = obj.fPrintLevel;
 145   fLastRun = obj.fLastRun;
 146 }
 147
 148 //________________________________________________________________________________
 149 AliMUONReAlignTask& AliMUONReAlignTask::operator=(const AliMUONReAlignTask& other)
 150 {
 151   /// Assignment
 152   if(&other == this) return *this;
 153   AliAnalysisTask::operator=(other);
 154   fESD = other.fESD;
 155   fClusterInfoTree = other.fClusterInfoTree;
 156   fClusterInfo = other.fClusterInfo;
 157   fESDInterface = other.fESDInterface;
 158   fRefitter = other.fRefitter;
 159   fRecoParam = other.fRecoParam;
 160   fGeoFilename = other.fGeoFilename;
 161   fMisAlignOCDB = other.fMisAlignOCDB;
 162   fDefaultOCDB = other.fDefaultOCDB;
 163   fGeoTransformer = other.fGeoTransformer;
 164   fNewGeoTransformer = other.fNewGeoTransformer;
 165   fGainStore = other.fGainStore;
 166   fPedStore = other.fPedStore;
 167   fPrintLevel = other.fPrintLevel;
 168   fLastRun = other.fLastRun;
 169
 170   return *this;
 171 }
 172
 173
 174 //________________________________________________________________________
 175 AliMUONReAlignTask::~AliMUONReAlignTask()
 176 {
 177   /// Destructor
 178   if (fESDInterface) delete fESDInterface;
 179   if (fGeoTransformer) delete fGeoTransformer;
 180   if (fNewGeoTransformer) delete fNewGeoTransformer;
 181 }
 182
 183 //________________________________________________________________________
 184 void AliMUONReAlignTask::LocalInit()
 185 {
 186   /// Local initialization, called once per task on the client machine
 187   /// where the analysis train is assembled
 188   AliMpCDB::LoadMpSegmentation();
 189
 190   // prepare the refitting
 191   gRandom->SetSeed(0);
 192   Prepare(fGeoFilename.Data(),fDefaultOCDB.Data(),fMisAlignOCDB.Data());
 193
 194   fRefitter = new AliMUONRefitter(fRecoParam);
 195   fRefitter->Connect(fESDInterface);
 196
 197   // Original geotransformer
 198   fGeoTransformer->LoadGeometryData();
 199   // Apply mis alignments
 200   AliGeomManager::ApplyAlignObjsFromCDB("MUON");
 201   // New geotransformer
 202   fNewGeoTransformer->LoadGeometryData();
 203
 204 }
 205
 206 //________________________________________________________________________
 207 void AliMUONReAlignTask::ConnectInputData(Option_t *)
 208 {
 209   /// Connect ESD here. Called on each input data change.
 210   // Connect ESD here
 211   TTree* esdTree = dynamic_cast<TTree*> (GetInputData(0));
 212   if (!esdTree) {
 213     Printf("ERROR: Could not read chain from input slot 0");
 214   }
 215   else {
 216     AliESDInputHandler *esdH = dynamic_cast<AliESDInputHandler*> (AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetInputEventHandler());
 217     if (!esdH) {
 218       Printf("ERROR: Could not get ESDInputHandler");
 219     }
 220     else {
 221       fESD = esdH->GetEvent();
 222     }
 223   }
 224 }
 225
 226 //________________________________________________________________________
 227 void AliMUONReAlignTask::CreateOutputObjects()
 228 {
 229   /// Executed once on each worker (machine actually running the analysis code)
 230   //
 231   // This method has to be called INSIDE the user redefined CreateOutputObjects
 232   // method, before creating each object corresponding to the output containers
 233   // that are to be written to a file. This need to be done in general for the big output
 234   // objects that may not fit memory during processing.
 235   OpenFile(0);
 236
 237   fClusterInfoTree = new TTree("clusterInfoTree","clusterInfoTree");
 238   fClusterInfoTree->Branch("clusterInfo", &fClusterInfo, 32000, 99);
 239
 240 }
 241
 242 //________________________________________________________________________
 243 void AliMUONReAlignTask::Exec(Option_t *)
 244 {
 245   /// Main loop, called for each event
 246   if (!fESD) {
 247     Printf("ERROR: fESD not available");
 248     return;
 249   }
 250
 251   // Prepare Gain and Pedestal store
 252   if (!fGainStore || fLastRun!=fESD->GetRunNumber()){
 253     fGainStore = AliMUONCalibrationData::CreateGains(fESD->GetRunNumber());
 254     fLastRun = fESD->GetRunNumber();
 255   }
 256   if (!fPedStore || fLastRun!=fESD->GetRunNumber()){
 257     fPedStore = AliMUONCalibrationData::CreatePedestals(fESD->GetRunNumber());
 258     fLastRun = fESD->GetRunNumber();
 259   }
 260
 261   AliMUONPadInfo padInfo;
 262
 263   Int_t nTracks = (Int_t)fESD->GetNumberOfMuonTracks();
 264   if (nTracks < 1) return;
 265
 266   // load the current event
 267   fESDInterface->LoadEvent(*fESD);
 268   AliMUONVDigitStore* digitStore = fESDInterface->GetDigits();
 269
 270   Double_t lX = 0.;
 271   Double_t lY = 0.;
 272   Double_t lZ = 0.;
 273   Double_t gX = 0.;
 274   Double_t gY = 0.;
 275   Double_t gZ = 0.;
 276   // loop over cluster to modify their position
 277   AliMUONVCluster *cluster;
 278   TIter next(fESDInterface->CreateClusterIterator());
 279   while ((cluster = static_cast<AliMUONVCluster*>(next()))) {
 280     //       cout << "Original cluster" << endl;
 281     //       cluster->Print();
 282     gX = cluster->GetX();
 283     gY = cluster->GetY();
 284     gZ = cluster->GetZ();
 285     fGeoTransformer->Global2Local(cluster->GetDetElemId(),gX,gY,gZ,lX,lY,lZ);
 286     fNewGeoTransformer->Local2Global(cluster->GetDetElemId(),lX,lY,lZ,gX,gY,gZ);
 287     cluster->SetXYZ(gX,gY,gZ);
 288     //       cout << "Aligned cluster" << endl;
 289     //       cluster->Print();
 290   }
 291
 292   // refit the tracks from digits
 293   AliMUONVTrackStore* newTrackStore = fRefitter->ReconstructFromClusters();
 294
 295   //----------------------------------------------//
 296   // ------ fill new ESD and print results ------ //
 297   //----------------------------------------------//
 298   // loop over the list of ESD tracks
 299   TClonesArray *esdTracks = (TClonesArray*) fESD->FindListObject("MuonTracks");
 300   for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks; iTrack++) {
 301     // get the ESD track
 302     AliESDMuonTrack* esdTrack = (AliESDMuonTrack*) esdTracks->UncheckedAt(iTrack);
 303
 304     // skip ghost tracks (leave them unchanged in the new ESD file)
 305     if (!esdTrack->ContainTrackerData()) continue;
 306
 307     // get the corresponding MUON track
 308     AliMUONTrack* track = fESDInterface->FindTrack(esdTrack->GetUniqueID());
 309
 310     // Find the corresponding re-fitted MUON track
 311     AliMUONTrack* newTrack = (AliMUONTrack*) newTrackStore->FindObject(esdTrack->GetUniqueID());
 312
 313     // print initial and re-fitted track parameters at first cluster if any
 314     if (fPrintLevel>0) {
 315       cout<<"            ----------------track #"<<iTrack+1<<"----------------"<<endl;
 316       cout<<"before refit:"<<endl;
 317       AliMUONTrackParam *param = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First();
 318       param->Print("FULL");
 319       if (fPrintLevel>1) param->GetCovariances().Print();
 320       if (!newTrack) continue;
 321       cout<<"after refit:"<<endl;
 322       param = (AliMUONTrackParam*) newTrack->GetTrackParamAtCluster()->First();
 323       param->Print("FULL");
 324       if (fPrintLevel>1) param->GetCovariances().Print();
 325       cout<<"            ----------------------------------------"<<endl;
 326     }
 327
 328     // Cluster Info part
 329     UInt_t muonClusterMap = BuildClusterMap(*newTrack);
 330
 331     // loop over clusters
 332     AliMUONTrackParam* trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(newTrack->GetTrackParamAtCluster()->First());
 333     while (trackParam) {
 334       fClusterInfo->Clear("C");
 335
 336       // fill cluster info
 337       cluster = trackParam->GetClusterPtr();
 338       fClusterInfo->SetRunId(fESD->GetRunNumber());
 339       fClusterInfo->SetEventId(fESD->GetEventNumberInFile());
 340       fClusterInfo->SetZ(cluster->GetZ());
 341       fClusterInfo->SetClusterId(cluster->GetUniqueID());
 342       fClusterInfo->SetClusterXY(cluster->GetX(), cluster->GetY());
 343       fClusterInfo->SetClusterXYErr(cluster->GetErrX(), cluster->GetErrY());
 344       fClusterInfo->SetClusterChi2(cluster->GetChi2());
 345       fClusterInfo->SetClusterCharge(cluster->GetCharge());
 346
 347       // fill track info
 348       fClusterInfo->SetTrackId(newTrack->GetUniqueID());
 349       fClusterInfo->SetTrackXY(trackParam->GetNonBendingCoor(), trackParam->GetBendingCoor());
 350       fClusterInfo->SetTrackThetaXY(TMath::ATan(trackParam->GetNonBendingSlope()), TMath::ATan(trackParam->GetBendingSlope()));
 351       fClusterInfo->SetTrackP(trackParam->P());
 352       const TMatrixD paramCov = trackParam->GetCovariances();
 353       fClusterInfo->SetTrackXYErr(TMath::Sqrt(paramCov(0,0)), TMath::Sqrt(paramCov(2,2)));
 354       fClusterInfo->SetTrackChi2(newTrack->GetNormalizedChi2());
 355       fClusterInfo->SetTrackCharge((Short_t)trackParam->GetCharge());
 356       fClusterInfo->SetTrackNHits(newTrack->GetNClusters());
 357       fClusterInfo->SetTrackChamberHitMap(muonClusterMap);
 358
 359       // fill pad info if available
 360       for (Int_t i=0; i<cluster->GetNDigits(); i++) {
 361         AliMUONVDigit* digit = digitStore->FindObject(cluster->GetDigitId(i));
 362         if (!digit) continue;
 363
 364         // pad location
 365         const AliMpVSegmentation* seg = AliMpSegmentation::Instance()->
 366           GetMpSegmentation(digit->DetElemId(),AliMp::GetCathodType(digit->Cathode()));
 367         AliMpPad pad = seg->PadByIndices(digit->PadX(), digit->PadY());
 368
 369         // calibration parameters
 370         AliMUONVCalibParam* ped =  fPedStore ? static_cast<AliMUONVCalibParam*>(fPedStore->FindObject(digit->DetElemId(), digit->ManuId())) : 0x0;
 371         AliMUONVCalibParam* gain = fGainStore ? static_cast<AliMUONVCalibParam*>(fGainStore->FindObject(digit->DetElemId(), digit->ManuId())) : 0x0;
 372         Int_t manuChannel = digit->ManuChannel();
 373         Int_t planeType = 0;
 374         if ( digit->ManuId() & AliMpConstants::ManuMask(AliMp::kNonBendingPlane)) {
 375           planeType = 1;
 376         }
 377
 378         // fill pad info
 379         padInfo.SetPadId(digit->GetUniqueID());
 380         padInfo.SetPadPlaneType(planeType);
 381         padInfo.SetPadXY(pad.GetPositionX(), pad.GetPositionY());
 382         padInfo.SetPadDimXY(pad.GetDimensionX(), pad.GetDimensionY());
 383         padInfo.SetPadCharge((Double_t)digit->Charge());
 384         padInfo.SetPadADC(digit->ADC());
 385         padInfo.SetSaturated(digit->IsSaturated());
 386         padInfo.SetCalibrated(digit->IsCalibrated());
 387         if (ped) {
 388           padInfo.SetPedestal(ped->ValueAsFloatFast(manuChannel,0), ped->ValueAsFloatFast(manuChannel,1));
 389         } else {
 390           padInfo.SetPedestal(-250.,-5.);
 391         }
 392         if (gain) {
 393           padInfo.SetGain(gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,0), gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,1),
 394                           gain->ValueAsIntFast(manuChannel,2), gain->ValueAsIntFast(manuChannel,3));
 395         } else {
 396           padInfo.SetGain(-1.,-0.1,-4095,-1);
 397         }
 398         fClusterInfo->AddPad(padInfo);
 399       }
 400
 401       // fill cluster info tree
 402       fClusterInfoTree->Fill();
 403       trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam));
 404     }
 405   }
 406   // free memory
 407   delete newTrackStore;
 408
 409
 410   // Post final data. Write histo list to a file with option "RECREATE"
 411   PostData(0,fClusterInfoTree);
 412 }
 413
 414 //________________________________________________________________________
 415 void AliMUONReAlignTask::Terminate(const Option_t*)
 416 {
 417   /// Called once per task on the client machine at the end of the analysis.
 418
 419 }
 420
 421 //-----------------------------------------------------------------------
 422 void AliMUONReAlignTask::Prepare(const char* geoFilename, const char* defaultOCDB, const char* misAlignOCDB)
 423 {
 424   /// Set the geometry, the magnetic field, the mapping and the reconstruction parameters
 425
 426   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 427   if (!gGeoManager) {
 428     AliGeomManager::LoadGeometry(geoFilename);
 429     if (!gGeoManager) {
 430       Error("AliMUONReAlignTask", "getting geometry from file %s failed", "generated/galice.root");
 431       return;
 432     }
 433   }
 434
 435   // Load mapping
 436   AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 437   man->SetDefaultStorage(defaultOCDB);
 438   man->SetSpecificStorage("MUON/Align/Data",misAlignOCDB);
 439   man->Print();
 440   man->SetRun(0);
 441   if ( ! AliMpCDB::LoadDDLStore() ) {
 442     Error("MUONRefit","Could not access mapping from OCDB !");
 443     exit(-1);
 444   }
 445
 446   // set mag field
 447   if (!TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField()) {
 448     printf("Loading field map...\n");
 449     AliGRPManager *grpMan = new AliGRPManager();
 450     grpMan->ReadGRPEntry();
 451     grpMan->SetMagField();
 452     delete grpMan;
 453   }
 454   // set the magnetic field for track extrapolations
 455   AliMUONTrackExtrap::SetField();
 456
 457   // Load initial reconstruction parameters from OCDB
 458   // reconstruction parameters
 459   fRecoParam = AliMUONRecoParam::GetCosmicParam();
 460
 461   // digit selection
 462   fRecoParam->SetPadGoodnessMask(0x400BE80);
 463 //   TString caliboption = caliboption1;
 464 //   if ( calib == 2 ) caliboption = caliboption2;
 465 //   fRecoParam->SetCalibrationMode("NOGAIN"caliboption.Data());
 466   fRecoParam->SetCalibrationMode("NOGAIN");
 467
 468   // chamber resolution (incuding misalignment)
 469   for (Int_t iCh=0; iCh<10; iCh++) {
 470     fRecoParam->SetDefaultNonBendingReso(iCh,0.4);
 471     fRecoParam->SetDefaultBendingReso(iCh,0.4);
 472   }
 473   fRecoParam->SetMaxNonBendingDistanceToTrack(10.);
 474   fRecoParam->SetMaxBendingDistanceToTrack(10.);
 475
 476   // cut on (non)bending slopes
 477   //fRecoParam->SetMaxNonBendingSlope(0.6);
 478   //fRecoParam->SetMaxBendingSlope(0.6);
 479
 480   // tracking algorithm
 481   //  fRecoParam->MakeMoreTrackCandidates(kTRUE);
 482   fRecoParam->RequestStation(0, kFALSE);
 483   fRecoParam->RequestStation(2, kFALSE);
 484 //   fRecoParam->RequestStation(3, kFALSE);
 485 //   fRecoParam->RequestStation(4, kFALSE);
 486   fRecoParam->SetSigmaCutForTracking(7.);
 487   fRecoParam->ImproveTracks(kTRUE, 7.);
 488   Info("MUONRefit", "\n initial recontruction parameters:");
 489   fRecoParam->Print("FULL");
 490
 491   AliMUONESDInterface::ResetTracker(fRecoParam);
 492 }
 493
 494 //-----------------------------------------------------------------------
 495 UInt_t AliMUONReAlignTask::BuildClusterMap(AliMUONTrack &track)
 496 {
 497   /// Build the map of clusters in tracking chambers
 498
 499   UInt_t muonClusterMap = 0;
 500
 501   AliMUONTrackParam* trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track.GetTrackParamAtCluster()->First());
 502   while (trackParam) {
 503
 504     muonClusterMap |= BIT(trackParam->GetClusterPtr()->GetChamberId());
 505
 506     trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track.GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam));
 507   }
 508
 509   return muonClusterMap;
 510
 511 }