MUON/AliMUONRefitter.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6 *                                                                        *
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   8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  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 // $Id$
  17
  18 #include <cstdlib>
  19 #include "AliMUONRefitter.h"
  20 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  21 #include "AliMUONClusterFinderCOG.h"
  22 #include "AliMUONClusterFinderMLEM.h"
  23 #include "AliMUONClusterFinderSimpleFit.h"
  24 #include "AliMUONPreClusterFinder.h"
  25 #include "AliMUONPreClusterFinderV2.h"
  26 #include "AliMUONPreClusterFinderV3.h"
  27 #include "AliMUONSimpleClusterServer.h"
  28 #include "AliMUONTrackReconstructor.h"
  29 #include "AliMUONTrackReconstructorK.h"
  30 #include "AliMUONRecoParam.h"
  31 #include "AliMUONESDInterface.h"
  32 #include "AliMUONVClusterStore.h"
  33 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  34 #include "AliMUONTrack.h"
  35 #include "AliMUONTracker.h"
  36 #include "AliLog.h"
  37
  38 //-----------------------------------------------------------------------------
  39 /// \class AliMUONRefitter
  40 ///
  41 /// This class has been developped to simplify the re-reconstruction of the MUON tracks
  42 /// stored into ESD with different recoParams and/or after having re-calibrated the digits.
  43 /// It creates new MUON object from ESD objects given as input (through the ESDInterface) then:
  44 ///
  45 /// - re-clusterize the ESD clusters using the attached ESD pads
  46 ///   (several new clusters can be reconstructed per ESD cluster)
  47 /// - re-fit the ESD tracks using the attached ESD clusters
  48 /// - reconstruct the ESD tracks from ESD pads (i.e. re-clusterized the attached clusters)
  49 ///
  50 /// note:
  51 /// - connexion between an ESD cluster and corresponding MUON clusters from re-clustering
  52 ///   can be made through the detection element ID
  53 /// - connexion between an ESD track and the corresponding refitted MUON track
  54 ///   can be made through their unique ID
  55 ///
  56 /// \author Philippe Pillot
  57 //-----------------------------------------------------------------------------
  58
  59 /// \cond CLASSIMP
  60 ClassImp(AliMUONRefitter)
  61 /// \endcond
  62
  63 //_____________________________________________________________________________
  64 AliMUONRefitter::AliMUONRefitter(const AliMUONRecoParam* recoParam)
  65 : TObject(),
  66   fRecoParam(recoParam),
  67   fGeometryTransformer(0x0),
  68   fClusterServer(0x0),
  69   fTracker(0x0),
  70   fESDInterface(0x0)
  71 {
  72   /// Default constructor
  73   CreateGeometryTransformer();
  74   CreateClusterServer(*fGeometryTransformer);
  75   if (fClusterServer) fTracker = AliMUONTracker::CreateTrackReconstructor(recoParam,fClusterServer);
  76   if (!fClusterServer || !fTracker) {
  77     AliFatal("refitter initialization failed");
  78     exit(-1);
  79   }
  80 }
  81
  82 //_____________________________________________________________________________
  83 AliMUONRefitter::~AliMUONRefitter()
  84 {
  85   /// Destructor
  86   delete fGeometryTransformer;
  87   delete fClusterServer;
  88   delete fTracker;
  89 }
  90
  91 //_____________________________________________________________________________
  92 AliMUONVTrackStore* AliMUONRefitter::ReconstructFromDigits()
  93 {
  94   /// re-reconstruct all tracks and attached clusters from the digits
  95   /// it is the responsability of the user to delete the returned store
  96
  97   if (!fESDInterface) {
  98     AliError("the refitter must be connected to an ESDInterface containing the ESD event to reconstruct");
  99     return 0x0;
 100   }
 101
 102   // prepare new track(s)
 103   AliMUONVTrackStore* newTrackStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore();
 104   if (!newTrackStore) return 0x0;
 105
 106   // loop over tracks and refit them (create new tracks)
 107   AliMUONTrack *track;
 108   TIter next(fESDInterface->CreateTrackIterator());
 109   while ((track = static_cast<AliMUONTrack*>(next()))) {
 110     AliMUONTrack *newTrack = RetrackFromDigits(*track);
 111     newTrackStore->Add(newTrack);
 112     delete newTrack;
 113   }
 114
 115   return newTrackStore;
 116 }
 117
 118 //_____________________________________________________________________________
 119 AliMUONVTrackStore* AliMUONRefitter::ReconstructFromClusters()
 120 {
 121   /// refit all tracks from the attached clusters
 122   /// it is the responsability of the user to delete the returned store
 123
 124   if (!fESDInterface) {
 125     AliError("the refitter must be connected to an ESDInterface containing the ESD event to reconstruct");
 126     return 0x0;
 127   }
 128
 129   // prepare new track(s)
 130   AliMUONVTrackStore* newTrackStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore();
 131   if (!newTrackStore) return 0x0;
 132
 133   // loop over tracks and refit them (create new tracks)
 134   AliMUONTrack *track;
 135   TIter next(fESDInterface->CreateTrackIterator());
 136   while ((track = static_cast<AliMUONTrack*>(next()))) {
 137     AliMUONTrack* newTrack = newTrackStore->Add(*track);
 138     if (!fTracker->RefitTrack(*newTrack)) newTrackStore->Remove(*newTrack);
 139   }
 140
 141   return newTrackStore;
 142 }
 143
 144 //_____________________________________________________________________________
 145 AliMUONTrack* AliMUONRefitter::RetrackFromDigits(UInt_t trackId)
 146 {
 147   /// refit track "trackId" from the digits (i.e. re-clusterized the attached clusters)
 148   /// it is the responsability of the user to delete the returned track
 149
 150   if (!fESDInterface) {
 151     AliError("the refitter must be connected to an ESDInterface containing the ESD event to reconstruct");
 152     return 0x0;
 153   }
 154
 155   // get the track to refit
 156   AliMUONTrack* track = fESDInterface->FindTrack(trackId);
 157
 158   return track ? RetrackFromDigits(*track) : 0x0;
 159 }
 160
 161 //_____________________________________________________________________________
 162 AliMUONTrack* AliMUONRefitter::RetrackFromClusters(UInt_t trackId)
 163 {
 164   /// refit track "trackId" form the clusters (i.e. do not re-clusterize)
 165   /// it is the responsability of the user to delete the returned track
 166
 167   if (!fESDInterface) {
 168     AliError("the refitter must be connected to an ESDInterface containing the ESD event to reconstruct");
 169     return 0x0;
 170   }
 171
 172   // get the track to refit
 173   AliMUONTrack* track = fESDInterface->FindTrack(trackId);
 174   if (!track) return 0x0;
 175
 176   // refit the track (create a new one)
 177   AliMUONTrack* newTrack = new AliMUONTrack(*track);
 178   if (!fTracker->RefitTrack(*newTrack)) {
 179     delete newTrack;
 180     return 0x0;
 181   }
 182
 183   return newTrack;
 184 }
 185
 186 //_____________________________________________________________________________
 187 AliMUONVClusterStore* AliMUONRefitter::ReClusterize(UInt_t trackId, UInt_t clusterId)
 188 {
 189   /// re-clusterize cluster numbered "clusterId" in track "trackId"
 190   /// several new clusters may be reconstructed
 191   /// it is the responsability of the user to delete the returned store
 192
 193   if (!fESDInterface) {
 194     AliError("the refitter must be connected to an ESDInterface containing the ESD event to reconstruct");
 195     return 0x0;
 196   }
 197
 198   // get the cluster to re-clusterize
 199   AliMUONVCluster* cluster = fESDInterface->FindCluster(trackId,clusterId);
 200   if (!cluster) return 0x0;
 201
 202   // check if digits exist
 203   if (cluster->GetNDigits() == 0) {
 204     AliError(Form("no digit attached to cluster #%d in track %d",clusterId,trackId));
 205     return 0x0;
 206   }
 207
 208   // create the cluster store
 209   AliMUONVClusterStore* clusterStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 210   if (!clusterStore) return 0x0;
 211
 212   // re-clusterize
 213   TIter next(fESDInterface->CreateDigitIterator(trackId, clusterId));
 214   fClusterServer->UseDigits(next);
 215   fClusterServer->Clusterize(cluster->GetChamberId(),*clusterStore,AliMpArea());
 216
 217   return clusterStore;
 218 }
 219
 220 //_____________________________________________________________________________
 221 AliMUONVClusterStore* AliMUONRefitter::ReClusterize(UInt_t clusterId)
 222 {
 223   /// re-clusterize cluster "clusterId"
 224   /// several new clusters may be reconstructed
 225   /// it is the responsability of the user to delete the returned store
 226
 227   if (!fESDInterface) {
 228     AliError("the refitter must be connected to an ESDInterface containing the ESD event to reconstruct");
 229     return 0x0;
 230   }
 231
 232   // get the cluster to re-clusterize
 233   AliMUONVCluster* cluster = fESDInterface->FindCluster(clusterId);
 234   if (!cluster) return 0x0;
 235
 236   // check if digits exist
 237   if (cluster->GetNDigits() == 0) {
 238     AliError(Form("no digit attached to cluster %d",clusterId));
 239     return 0x0;
 240   }
 241
 242   // create the cluster store
 243   AliMUONVClusterStore* clusterStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 244   if (!clusterStore) return 0x0;
 245
 246   // re-clusterize
 247   TIter next(fESDInterface->CreateDigitIteratorInCluster(clusterId));
 248   fClusterServer->UseDigits(next);
 249   fClusterServer->Clusterize(cluster->GetChamberId(),*clusterStore,AliMpArea());
 250
 251   return clusterStore;
 252 }
 253
 254 //_____________________________________________________________________________
 255 void AliMUONRefitter::CreateGeometryTransformer()
 256 {
 257   /// Create geometry transformer (local<->global)
 258   /// and load geometry data
 259   fGeometryTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 260   fGeometryTransformer->LoadGeometryData();
 261 }
 262
 263 //_____________________________________________________________________________
 264 void AliMUONRefitter::CreateClusterServer(AliMUONGeometryTransformer& transformer)
 265 {
 266   /// Create cluster server
 267   AliMUONVClusterFinder* clusterFinder = AliMUONReconstructor::CreateClusterFinder(GetRecoParam()->GetClusteringMode());
 268   fClusterServer = clusterFinder ? new AliMUONSimpleClusterServer(clusterFinder,transformer) : 0x0;
 269 }
 270
 271 //_____________________________________________________________________________
 272 AliMUONTrack* AliMUONRefitter::RetrackFromDigits(const AliMUONTrack& track)
 273 {
 274   /// refit the given track from the digits (i.e. re-clusterized the attached clusters):
 275   /// several new clusters may be reconstructed per initial ESD cluster:
 276   /// -> all the combinations of clusters are considered to build the new tracks
 277   /// -> return the best track (largest number of clusters or best chi2 in case of equality)
 278
 279   // check if digits exist
 280   UInt_t trackId = track.GetUniqueID();
 281   if (fESDInterface->GetNDigits(trackId) == 0) {
 282     AliError(Form("no digit attached to track #%d",trackId));
 283     return 0x0;
 284   }
 285
 286   // prepare new track(s)
 287   AliMUONVTrackStore* newTrackStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore();
 288   if (!newTrackStore) return 0x0;
 289   newTrackStore->Add(track)->Clear("C");
 290
 291   // prepare new cluster store
 292   AliMUONVClusterStore* newClusterStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 293   if (!newClusterStore) {
 294     delete newTrackStore;
 295     return 0x0;
 296   }
 297
 298   // loop over clusters, re-clusterize and build new tracks
 299   AliMUONVCluster* cluster;
 300   TIter nextCluster(fESDInterface->CreateClusterIterator(trackId));
 301   while ((cluster = static_cast<AliMUONVCluster*>(nextCluster()))) {
 302
 303     // reset the new cluster store
 304     newClusterStore->Clear();
 305
 306     // re-clusterize current cluster
 307     TIter nextDigit(fESDInterface->CreateDigitIterator(trackId, cluster->GetUniqueID()));
 308     fClusterServer->UseDigits(nextDigit);
 309     Int_t nNewClusters = fClusterServer->Clusterize(cluster->GetChamberId(),*newClusterStore,AliMpArea());
 310
 311     // check that re-clusterizing succeeded
 312     if (nNewClusters == 0) {
 313       AliWarning(Form("refit gave no cluster (chamber %d)",cluster->GetChamberId()));
 314       AliInfo("initial ESD cluster:");
 315       cluster->Print("FULL");
 316       continue;
 317     }
 318
 319     // add the new cluster(s) to the tracks
 320     AddClusterToTracks(*newClusterStore, *newTrackStore);
 321
 322   }
 323
 324   // refit the tracks and pick up the best one
 325   AliMUONTrack *currentTrack, *bestTrack = 0x0;
 326   Double_t currentChi2, bestChi2 = 1.e10;
 327   Int_t currentNCluster, bestNClusters = 0;
 328   TIter next(newTrackStore->CreateIterator());
 329   while ((currentTrack = static_cast<AliMUONTrack*>(next()))) {
 330
 331     // set the track parameters at first cluster if any (used as seed in original tracking)
 332     AliMUONTrackParam* param = (AliMUONTrackParam*) currentTrack->GetTrackParamAtCluster()->First();
 333     if (param) *param = *((AliMUONTrackParam*) track.GetTrackParamAtCluster()->First());
 334
 335     // refit the track
 336     if (!fTracker->RefitTrack(*currentTrack)) break;
 337
 338     // find best track (the one with the higher number of cluster or the best chi2 in case of equality)
 339     currentNCluster = currentTrack->GetNClusters();
 340     currentChi2 = currentTrack->GetGlobalChi2();
 341     if (currentNCluster > bestNClusters || (currentNCluster == bestNClusters && currentChi2 < bestChi2)) {
 342       bestTrack = currentTrack;
 343       bestNClusters = currentNCluster;
 344       bestChi2 = currentChi2;
 345     }
 346
 347   }
 348
 349   // copy best track and free memory
 350   AliMUONTrack* newTrack = bestTrack ? new AliMUONTrack(*bestTrack) : 0x0;
 351   delete newClusterStore;
 352   delete newTrackStore;
 353
 354   return newTrack;
 355 }
 356
 357 //_____________________________________________________________________________
 358 void AliMUONRefitter::AddClusterToTracks(const AliMUONVClusterStore &clusterStore, AliMUONVTrackStore &trackStore)
 359 {
 360   /// add clusters to each of the given tracks
 361   /// duplicate the tracks if there are several clusters and add one cluster per copy
 362
 363   // create new track store if there are more than 1 cluster to add per track
 364   Int_t nClusters = clusterStore.GetSize();
 365   if (nClusters < 1) return;
 366
 367   AliMUONTrackParam dummyParam;
 368   AliMUONTrack *currentTrack, *track;
 369   AliMUONVCluster *newCluster;
 370   Int_t nTracks = trackStore.GetSize();
 371   Int_t iTrack = 0;
 372   Int_t iCluster = 0;
 373
 374   // loop over existing tracks to add the cluster(s)
 375   TIter nextTrack(trackStore.CreateIterator());
 376   while ((currentTrack = static_cast<AliMUONTrack*>(nextTrack())) && (iTrack < nTracks)) {
 377
 378     iTrack++;
 379
 380     // add the new cluster(s) to the tracks
 381     // duplicate the tracks if there are several clusters
 382     // the loop after loading the last cluster which is added to the current track
 383     iCluster = 0;
 384     TIter nextCluster(clusterStore.CreateIterator());
 385     while ((newCluster = static_cast<AliMUONVCluster*>(nextCluster())) && (iCluster < nClusters - 1)) {
 386
 387       iCluster++;
 388
 389       // add a copy of the current track to the store
 390       track = trackStore.Add(AliMUONTrack(*currentTrack));
 391
 392       // only set Z parameter to avoid error in AddTrackParamAtCluster()
 393       // the rest will be recomputed during refit
 394       dummyParam.SetZ(newCluster->GetZ());
 395
 396       // add new cluster to the new track
 397       track->AddTrackParamAtCluster(dummyParam, *newCluster, kTRUE);
 398
 399     }
 400
 401     // only set Z parameter to avoid error in AddTrackParamAtCluster()
 402     // the rest will be recomputed during refit
 403     dummyParam.SetZ(newCluster->GetZ());
 404
 405     // add new cluster to the current track
 406     currentTrack->AddTrackParamAtCluster(dummyParam, *newCluster, kTRUE);
 407
 408   }
 409
 410 }
 411