MUON/AliMUONVTrackReconstructor.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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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 /// \class AliMUONVTrackReconstructor
  19 ////////////////////////////////////
  20 ///
  21 /// Virtual MUON track reconstructor in ALICE (class renamed from AliMUONEventReconstructor)
  22 ///
  23 /// This class contains as data:
  24 /// * a pointer to the array of hits to be reconstructed (the event)
  25 /// * a pointer to the array of segments made with these hits inside each station
  26 /// * a pointer to the array of reconstructed tracks
  27 ///
  28 /// It contains as methods, among others:
  29 /// * EventReconstruct to build the muon tracks
  30 /// * EventReconstructTrigger to build the trigger tracks
  31 ///
  32 ////////////////////////////////////
  33
  34 #include "AliMUONVTrackReconstructor.h"
  35 #include "AliMUONData.h"
  36 #include "AliMUONConstants.h"
  37 #include "AliMUONHitForRec.h"
  38 #include "AliMUONObjectPair.h"
  39 #include "AliMUONTriggerTrack.h"
  40 #include "AliMUONTriggerCircuit.h"
  41 #include "AliMUONLocalTrigger.h"
  42 #include "AliMUONGlobalTrigger.h"
  43 #include "AliMUONTrack.h"
  44 #include "AliMUONTrackParam.h"
  45 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  46
  47 #include "AliLog.h"
  48 #include "AliTracker.h"
  49
  50 #include <Riostream.h>
  51 #include <TClonesArray.h>
  52 #include <TMath.h>
  53
  54 /// \cond CLASSIMP
  55 ClassImp(AliMUONVTrackReconstructor) // Class implementation in ROOT context
  56 /// \endcond
  57
  58 //************* Defaults parameters for reconstruction
  59 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultMinBendingMomentum = 3.0;
  60 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultMaxBendingMomentum = 3000.0;
  61 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultBendingResolution = 0.01;
  62 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultNonBendingResolution = 0.144;
  63 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultBendingVertexDispersion = 10.;
  64 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultNonBendingVertexDispersion = 10.;
  65 const Double_t AliMUONVTrackReconstructor::fgkDefaultMaxNormChi2MatchTrigger = 16.0;
  66
  67 //__________________________________________________________________________
  68 AliMUONVTrackReconstructor::AliMUONVTrackReconstructor(AliMUONData* data)
  69   : TObject(),
  70     fMinBendingMomentum(fgkDefaultMinBendingMomentum),
  71     fMaxBendingMomentum(fgkDefaultMaxBendingMomentum),
  72     fBendingResolution(fgkDefaultBendingResolution),
  73     fNonBendingResolution(fgkDefaultNonBendingResolution),
  74     fBendingVertexDispersion(fgkDefaultBendingVertexDispersion),
  75     fNonBendingVertexDispersion(fgkDefaultNonBendingVertexDispersion),
  76     fMaxNormChi2MatchTrigger(fgkDefaultMaxNormChi2MatchTrigger),
  77     fHitsForRecPtr(0x0),
  78     fNHitsForRec(0),
  79     fNHitsForRecPerChamber(0x0),
  80     fIndexOfFirstHitForRecPerChamber(0x0),
  81     fRecTracksPtr(0x0),
  82     fNRecTracks(0),
  83     fMUONData(data),
  84     fTriggerTrack(new AliMUONTriggerTrack()),
  85     fTriggerCircuit(0x0)
  86 {
  87   /// Constructor for class AliMUONVTrackReconstructor
  88   fNHitsForRecPerChamber = new Int_t[AliMUONConstants::NTrackingCh()];
  89   fIndexOfFirstHitForRecPerChamber = new Int_t[AliMUONConstants::NTrackingCh()];
  90
  91   // Memory allocation for the TClonesArray of hits for reconstruction
  92   // Is 10000 the right size ????
  93   fHitsForRecPtr = new TClonesArray("AliMUONHitForRec", 10000);
  94
  95   // set the magnetic field for track extrapolations
  96   const AliMagF* kField = AliTracker::GetFieldMap();
  97   if (!kField) AliFatal("No field available");
  98   AliMUONTrackExtrap::SetField(kField);
  99 }
 100
 101   //__________________________________________________________________________
 102 AliMUONVTrackReconstructor::~AliMUONVTrackReconstructor(void)
 103 {
 104   /// Destructor for class AliMUONVTrackReconstructor
 105   delete [] fNHitsForRecPerChamber;
 106   delete [] fIndexOfFirstHitForRecPerChamber;
 107   delete fTriggerTrack;
 108   delete fHitsForRecPtr;
 109 }
 110
 111   //__________________________________________________________________________
 112 void AliMUONVTrackReconstructor::EventReconstruct(void)
 113 {
 114   /// To reconstruct one event
 115   AliDebug(1,"Enter EventReconstruct");
 116
 117   ResetTracks(); //AZ
 118   ResetHitsForRec(); //AZ
 119   AddHitsForRecFromRawClusters();
 120   MakeTracks();
 121   if (fMUONData->IsTriggerTrackBranchesInTree())
 122     ValidateTracksWithTrigger();
 123
 124   // Add tracks to MUON data container
 125   for(Int_t i=0; i<fNRecTracks; i++) {
 126     AliMUONTrack * track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->At(i);
 127     fMUONData->AddRecTrack(*track);
 128   }
 129 }
 130
 131   //__________________________________________________________________________
 132 void AliMUONVTrackReconstructor::ResetTracks(void)
 133 {
 134   /// To reset the TClonesArray of reconstructed tracks
 135   if (fRecTracksPtr) fRecTracksPtr->Delete();
 136   // Delete in order that the Track destructors are called,
 137   // hence the space for the TClonesArray of pointers to TrackHit's is freed
 138   fNRecTracks = 0;
 139   return;
 140 }
 141
 142   //__________________________________________________________________________
 143 void AliMUONVTrackReconstructor::ResetHitsForRec(void)
 144 {
 145   /// To reset the array and the number of HitsForRec,
 146   /// and also the number of HitsForRec
 147   /// and the index of the first HitForRec per chamber
 148   if (fHitsForRecPtr) fHitsForRecPtr->Delete();
 149   fNHitsForRec = 0;
 150   for (Int_t ch = 0; ch < AliMUONConstants::NTrackingCh(); ch++)
 151     fNHitsForRecPerChamber[ch] = fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch] = 0;
 152   return;
 153 }
 154
 155   //__________________________________________________________________________
 156 void AliMUONVTrackReconstructor::SortHitsForRecWithIncreasingChamber()
 157 {
 158   /// Sort HitsForRec's in increasing order with respect to chamber number.
 159   /// Uses the function "Compare".
 160   /// Update the information for HitsForRec per chamber too.
 161   Int_t ch, nhits, prevch;
 162   fHitsForRecPtr->Sort();
 163   for (ch = 0; ch < AliMUONConstants::NTrackingCh(); ch++) {
 164     fNHitsForRecPerChamber[ch] = 0;
 165     fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch] = 0;
 166   }
 167   prevch = 0; // previous chamber
 168   nhits = 0; // number of hits in current chamber
 169   // Loop over HitsForRec
 170   for (Int_t hit = 0; hit < fNHitsForRec; hit++) {
 171     // chamber number (0...)
 172     ch = ((AliMUONHitForRec*)  ((*fHitsForRecPtr)[hit]))->GetChamberNumber();
 173     // increment number of hits in current chamber
 174     (fNHitsForRecPerChamber[ch])++;
 175     // update index of first HitForRec in current chamber
 176     // if chamber number different from previous one
 177     if (ch != prevch) {
 178       fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch] = hit;
 179       prevch = ch;
 180     }
 181   }
 182   return;
 183 }
 184
 185   //__________________________________________________________________________
 186 TClonesArray* AliMUONVTrackReconstructor::MakeSegmentsInStation(Int_t station)
 187 {
 188   /// To make the list of segments in station(0..) "Station" from the list of hits to be reconstructed.
 189   /// Return a new TClonesArray of segments.
 190   /// It is the responsibility of the user to delete it afterward.
 191   AliDebug(1,Form("Enter MakeSegmentsPerStation (0...) %d",station));
 192
 193   AliMUONHitForRec *hit1Ptr, *hit2Ptr;
 194   AliMUONObjectPair *segment;
 195   Double_t bendingSlope = 0, impactParam = 0., bendingMomentum = 0.; // to avoid compilation warning
 196   // first and second chambers (0...) in the station
 197   Int_t ch1 = 2 * station;
 198   Int_t ch2 = ch1 + 1;
 199   // list of segments
 200   TClonesArray *segments = new TClonesArray("AliMUONObjectPair", fNHitsForRecPerChamber[ch2]);
 201   // Loop over HitForRec's in the first chamber of the station
 202   for (Int_t hit1 = fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch1];
 203        hit1 < fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch1] + fNHitsForRecPerChamber[ch1];
 204        hit1++) {
 205     // pointer to the HitForRec
 206     hit1Ptr = (AliMUONHitForRec*) ((*fHitsForRecPtr)[hit1]);
 207     // Loop over HitsForRec's in the second chamber of the station
 208     for (Int_t hit2 = fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch2];
 209          hit2 < fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[ch2] + fNHitsForRecPerChamber[ch2];
 210          hit2++) {
 211       // pointer to the HitForRec
 212       hit2Ptr = (AliMUONHitForRec*) ((*fHitsForRecPtr)[hit2]);
 213       if ( hit1Ptr->GetZ() - hit2Ptr->GetZ() != 0. ) {
 214         // bending slope
 215         bendingSlope = (hit1Ptr->GetBendingCoor() - hit2Ptr->GetBendingCoor()) / (hit1Ptr->GetZ() - hit2Ptr->GetZ());
 216         // impact parameter
 217         impactParam = hit1Ptr->GetBendingCoor() - hit1Ptr->GetZ() * bendingSlope;
 218         // absolute value of bending momentum
 219         bendingMomentum = TMath::Abs(AliMUONTrackExtrap::GetBendingMomentumFromImpactParam(impactParam));
 220       } else {
 221         AliWarning("hit1Ptr->GetZ() = hit2Ptr->GetZ(): no segment created");
 222         continue;
 223       }
 224       // check for bending momentum within tolerances
 225       if ((bendingMomentum < fMaxBendingMomentum) && (bendingMomentum > fMinBendingMomentum)) {
 226         // make new segment
 227         segment = new ((*segments)[segments->GetLast()+1]) AliMUONObjectPair(hit1Ptr, hit2Ptr, kFALSE, kFALSE);
 228         if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() > 1) {
 229           cout << "segmentIndex(0...): " << segments->GetLast() << endl;
 230           segment->Dump();
 231           cout << "HitForRec in first chamber" << endl;
 232           hit1Ptr->Dump();
 233           cout << "HitForRec in second chamber" << endl;
 234           hit2Ptr->Dump();
 235         }
 236       }
 237     } //for (Int_t hit2
 238   } // for (Int_t hit1...
 239   AliDebug(1,Form("Station: %d  NSegments:  %d ", station, segments->GetEntriesFast()));
 240   return segments;
 241 }
 242
 243   //__________________________________________________________________________
 244 void AliMUONVTrackReconstructor::ValidateTracksWithTrigger(void)
 245 {
 246   /// Try to match track from tracking system with trigger track
 247   static const Double_t kDistSigma[3]={1,1,0.02}; // sigma of distributions (trigger-track) X,Y,slopeY
 248
 249   AliMUONTrack *track;
 250   AliMUONTrackParam trackParam;
 251   AliMUONTriggerTrack *triggerTrack;
 252
 253   fMUONData->SetTreeAddress("RL");
 254   fMUONData->GetRecTriggerTracks();
 255   TClonesArray *recTriggerTracks = fMUONData->RecTriggerTracks();
 256
 257   Bool_t matchTrigger;
 258   Int_t loTrgNum;
 259   Double_t distTriggerTrack[3];
 260   Double_t xTrack, yTrack, ySlopeTrack, chi2MatchTrigger, minChi2MatchTrigger, chi2;
 261
 262   track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->First();
 263   while (track) {
 264     matchTrigger = kFALSE;
 265     chi2MatchTrigger = 0.;
 266     loTrgNum = -1;
 267
 268     trackParam = *((AliMUONTrackParam*) (track->GetTrackParamAtHit()->Last()));
 269     AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&trackParam, AliMUONConstants::DefaultChamberZ(10)); // extrap to 1st trigger chamber
 270
 271     xTrack = trackParam.GetNonBendingCoor();
 272     yTrack = trackParam.GetBendingCoor();
 273     ySlopeTrack = trackParam.GetBendingSlope();
 274     minChi2MatchTrigger = 999.;
 275
 276     triggerTrack = (AliMUONTriggerTrack*) recTriggerTracks->First();
 277     while(triggerTrack){
 278       distTriggerTrack[0] = (triggerTrack->GetX11()-xTrack)/kDistSigma[0];
 279       distTriggerTrack[1] = (triggerTrack->GetY11()-yTrack)/kDistSigma[1];
 280       distTriggerTrack[2] = (TMath::Tan(triggerTrack->GetThetay())-ySlopeTrack)/kDistSigma[2];
 281       chi2 = 0.;
 282       for (Int_t iVar = 0; iVar < 3; iVar++) chi2 += distTriggerTrack[iVar]*distTriggerTrack[iVar];
 283       chi2 /= 3.; // Normalized Chi2: 3 degrees of freedom (X,Y,slopeY)
 284       if (chi2 < minChi2MatchTrigger && chi2 < fMaxNormChi2MatchTrigger) {
 285         minChi2MatchTrigger = chi2;
 286         matchTrigger = kTRUE;
 287         chi2MatchTrigger = chi2;
 288         loTrgNum=triggerTrack->GetLoTrgNum();
 289       }
 290       triggerTrack = (AliMUONTriggerTrack*) recTriggerTracks->After(triggerTrack);
 291     }
 292
 293     track->SetMatchTrigger(matchTrigger);
 294     track->SetLoTrgNum(loTrgNum);
 295     track->SetChi2MatchTrigger(chi2MatchTrigger);
 296     track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->After(track);
 297   }
 298
 299   return;
 300 }
 301
 302 //__________________________________________________________________________
 303 void AliMUONVTrackReconstructor::EventReconstructTrigger(void)
 304 {
 305   /// To reconstruct trigger for one event
 306   AliDebug(1,"Enter EventReconstructTrigger");
 307   MakeTriggerTracks();
 308   return;
 309 }
 310
 311   //__________________________________________________________________________
 312 Bool_t AliMUONVTrackReconstructor::MakeTriggerTracks(void)
 313 {
 314     // To make the trigger tracks from Local Trigger
 315   AliDebug(1, "Enter MakeTriggerTracks");
 316
 317   TTree* treeR;
 318   UChar_t gloTrigPat;
 319   TClonesArray *localTrigger;
 320   TClonesArray *globalTrigger;
 321   AliMUONLocalTrigger *locTrg;
 322   AliMUONGlobalTrigger *gloTrg;
 323
 324   treeR = fMUONData->TreeR();
 325   if (!treeR) {
 326     AliWarning("TreeR is not loaded");
 327     return kFALSE;
 328   }
 329
 330   fMUONData->SetTreeAddress("TC");
 331   fMUONData->GetTrigger();
 332
 333   // global trigger for trigger pattern
 334   gloTrigPat = 0;
 335   globalTrigger = fMUONData->GlobalTrigger();
 336   gloTrg = (AliMUONGlobalTrigger*)globalTrigger->UncheckedAt(0);
 337
 338   if (gloTrg)
 339     gloTrigPat = gloTrg->GetGlobalResponse();
 340
 341
 342   // local trigger for tracking
 343   localTrigger = fMUONData->LocalTrigger();
 344   Int_t nlocals = (Int_t) (localTrigger->GetEntries());
 345
 346   Float_t z11 = AliMUONConstants::DefaultChamberZ(10);
 347   Float_t z21 = AliMUONConstants::DefaultChamberZ(12);
 348
 349   Float_t y11 = 0.;
 350   Int_t stripX21 = 0;
 351   Float_t y21 = 0.;
 352   Float_t x11 = 0.;
 353
 354   for (Int_t i=0; i<nlocals; i++) { // loop on Local Trigger
 355     locTrg = (AliMUONLocalTrigger*)localTrigger->UncheckedAt(i);
 356
 357     AliDebug(1, "AliMUONTrackReconstructor::MakeTriggerTrack using NEW trigger \n");
 358     AliMUONTriggerCircuit* circuit =
 359       (AliMUONTriggerCircuit*)fTriggerCircuit->At(locTrg->LoCircuit()-1); // -1 !!!
 360
 361     y11 = circuit->GetY11Pos(locTrg->LoStripX());
 362     stripX21 = locTrg->LoStripX()+locTrg->LoDev()+1;
 363     y21 = circuit->GetY21Pos(stripX21);
 364     x11 = circuit->GetX11Pos(locTrg->LoStripY());
 365
 366     AliDebug(1, Form(" MakeTriggerTrack %d %d %d %d %d %f %f %f \n",i,locTrg->LoCircuit(),
 367                      locTrg->LoStripX(),locTrg->LoStripX()+locTrg->LoDev()+1,locTrg->LoStripY(),y11, y21, x11));
 368
 369     Float_t thetax = TMath::ATan2( x11 , z11 );
 370     Float_t thetay = TMath::ATan2( (y21-y11) , (z21-z11) );
 371
 372     fTriggerTrack->SetX11(x11);
 373     fTriggerTrack->SetY11(y11);
 374     fTriggerTrack->SetThetax(thetax);
 375     fTriggerTrack->SetThetay(thetay);
 376     fTriggerTrack->SetGTPattern(gloTrigPat);
 377     fTriggerTrack->SetLoTrgNum(i);
 378
 379     fMUONData->AddRecTriggerTrack(*fTriggerTrack);
 380   } // end of loop on Local Trigger
 381
 382   return kTRUE;
 383 }
 384
 385 //__________________________________________________________________________
 386 void AliMUONVTrackReconstructor::EventDumpTrigger(void)
 387 {
 388   /// Dump reconstructed trigger event
 389   /// and the particle parameters
 390   AliMUONTriggerTrack *triggertrack ;
 391   Int_t nTriggerTracks = fMUONData->RecTriggerTracks()->GetEntriesFast();
 392
 393   AliDebug(1, "****** enter EventDumpTrigger ******");
 394   AliDebug(1, Form("Number of Reconstructed tracks : %d ",  nTriggerTracks));
 395
 396   // Loop over reconstructed tracks
 397   for (Int_t trackIndex = 0; trackIndex < nTriggerTracks; trackIndex++) {
 398     triggertrack = (AliMUONTriggerTrack*)fMUONData->RecTriggerTracks()->At(trackIndex);
 399       printf(" trigger track number %i x11=%f y11=%f thetax=%f thetay=%f \n",
 400              trackIndex,
 401              triggertrack->GetX11(),triggertrack->GetY11(),
 402              triggertrack->GetThetax(),triggertrack->GetThetay());
 403   }
 404 }
 405