MUON/MUONAlignment.C

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  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 /// \ingroup macros
  19 /// \file MUONAlignment.C
  20 /// \brief Macro for MUON alignment using physics tracks.
  21 ///
  22 /// The macro uses the AliMUONAlignment class to calculate the alignment parameters.
  23 /// An array for the alignment parameters is created and can be filled with
  24 /// initial values that will be used as starting values by the alignment
  25 /// algorithm.
  26 ///
  27 /// By default the macro run over galice.root in the working directory. If a file list
  28 /// of galice.root is provided as third argument the macro will run over all files.
  29 /// The macro loop over the files, events and tracks. For each track
  30 /// AliMUONAlignment::ProcessTrack(AliMUONTrack * track) and then
  31 /// AliMUONAlignment::LocalFit(Int_t iTrack, Double_t *lTrackParam, Int_t
  32 /// lSingleFit) are called. After all tracks have been procesed and fitted
  33 /// AliMUONAlignment::GlobalFit(Double_t *parameters,Double_t *errors,Double_t *pulls)
  34 /// is called. The array parameters contains the obatained misalignement parameters.
  35 /// A realigned geometry is generated in a local CDB.
  36 ///
  37 /// \author: B. Becker and J. Castillo
  38
  39 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
  40
  41 #include "AliMUONAlignment.h"
  42 #include "AliMUONTrack.h"
  43 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  44 #include "AliMUONTrackParam.h"
  45 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  46 #include "AliMUONESDInterface.h"
  47
  48 #include "AliESDEvent.h"
  49 #include "AliESDMuonTrack.h"
  50 #include "AliMagF.h"
  51 #include "AliTracker.h"
  52 #include "AliCDBManager.h"
  53 #include "AliCDBMetaData.h"
  54 #include "AliCDBId.h"
  55 #include "AliGeomManager.h"
  56
  57 #include <TString.h>
  58 #include <TError.h>
  59 #include <TH1.h>
  60 #include <TGraphErrors.h>
  61 #include <TFile.h>
  62 #include <TTree.h>
  63 #include <TClonesArray.h>
  64 #include <Riostream.h>
  65
  66 #include <fstream>
  67
  68 #endif
  69
  70 void MUONAlignment(Int_t nEvents = 100000, char* geoFilename = "geometry.root", TString esdFileName = "AliESDs.root", TString fileList = "")
  71 {
  72
  73   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
  74   if ( ! AliGeomManager::GetGeometry() ) {
  75     AliGeomManager::LoadGeometry(geoFilename);
  76     if (! AliGeomManager::GetGeometry() ) {
  77       Error("MUONAlignment", "getting geometry from file %s failed", geoFilename);
  78       return;
  79     }
  80   }
  81
  82   // set  mag field
  83   // waiting for mag field in CDB
  84   if (!TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField()) {
  85     printf("Loading field map...\n");
  86     //    AliMagF* field = new AliMagF("Maps","Maps",2,1.,1., 10.,AliMagF::k5kG);
  87     AliMagF* field = new AliMagF("Maps","Maps",2,0.,0., 10.,AliMagF::k5kG);
  88     TGeoGlobalMagField::Instance()->SetField(field);
  89   }
  90   // set the magnetic field for track extrapolations
  91   AliMUONTrackExtrap::SetField();
  92
  93   Double_t parameters[4*156];
  94   Double_t errors[4*156];
  95   Double_t pulls[4*156];
  96   for(Int_t k=0;k<4*156;k++) {
  97     parameters[k]=0.;
  98     errors[k]=0.;
  99     pulls[k]=0.;
 100   }
 101
 102   Double_t trackParams[8] = {0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.};
 103
 104   // Set initial values here, good guess may help convergence
 105   // St 1
 106   //  Int_t iPar = 0;
 107   //  parameters[iPar++] =  0.010300 ;  parameters[iPar++] =  0.010600 ;  parameters[iPar++] =  0.000396 ;
 108
 109   bool bLoop = kFALSE;
 110   ifstream sFileList;
 111   if (fileList.Contains(".list")) {
 112     cout << "Reading file list: " << fileList.Data() << endl;
 113     bLoop = kTRUE;
 114
 115     TString fullListName(".");
 116     fullListName +="/";
 117     fullListName +=fileList;
 118     sFileList.open(fileList.Data());
 119   }
 120
 121   TH1F *fInvBenMom = new TH1F("fInvBenMom","fInvBenMom",200,-0.1,0.1);
 122   TH1F *fBenMom = new TH1F("fBenMom","fBenMom",200,-40,40);
 123
 124   AliMUONAlignment* alig = new AliMUONAlignment();
 125   alig->InitGlobalParameters(parameters);
 126
 127   AliMUONGeometryTransformer *transform = new AliMUONGeometryTransformer();
 128   transform->LoadGeometryData();
 129   alig->SetGeometryTransformer(transform);
 130
 131   // Do alignment with magnetic field off
 132   alig->SetBFieldOn(kFALSE);
 133
 134   // Set tracking station to use
 135   Bool_t bStOnOff[5] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 136   Bool_t bChOnOff[10] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 137
 138   // Set degrees of freedom to align (see AliMUONAlignment)
 139   alig->AllowVariations(bChOnOff);
 140
 141   // Fix parameters or add constraints here
 142 //   for (Int_t iSt=0; iSt<5; iSt++)
 143 //     if (!bStOnOff[iSt]) alig->FixStation(iSt+1);
 144   for (Int_t iCh=0; iCh<10; iCh++)
 145     if (!bChOnOff[iCh]) alig->FixChamber(iCh+1);
 146
 147   // Left and right sides of the detector are independent, one can choose to align
 148   // only one side
 149   Bool_t bSpecLROnOff[2] = {kTRUE,kTRUE};
 150   alig->FixHalfSpectrometer(bChOnOff,bSpecLROnOff);
 151
 152   alig->SetChOnOff(bChOnOff);
 153   alig->SetSpecLROnOff(bChOnOff);
 154
 155   // Here we can fix some detection elements
 156   alig->FixDetElem(908);
 157   alig->FixDetElem(1020);
 158
 159   // Set predifined global constrains: X, Y, P, XvsZ, YvsZ, PvsZ, XvsY, YvsY, PvsY
 160   Bool_t bVarXYT[9] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 161   Bool_t bDetTLBR[4] = {kFALSE,kTRUE,kFALSE,kTRUE};
 162   //  alig->AddConstraints(bChOnOff,bVarXYT,bDetTLBR,bSpecLROnOff);
 163
 164
 165   char cFileName[100];
 166
 167   Int_t lMaxFile = 1000;
 168   Int_t iFile = 0;
 169   Int_t iEvent = 0;
 170   bool bKeepLoop = kTRUE;
 171   Int_t iTrackTot=0;
 172   Int_t iTrackOk=0;
 173
 174   while(bKeepLoop && iFile<lMaxFile){
 175     iFile++;
 176     if (bLoop) {
 177       sFileList.getline(cFileName,100);
 178       if (sFileList.eof()) bKeepLoop = kFALSE;
 179     }
 180     else {
 181       sprintf(cFileName,esdFileName.Data());
 182       bKeepLoop = kFALSE;
 183     }
 184     if (!strstr(cFileName,"AliESDs")) continue;
 185     cout << "Using file: " << cFileName << endl;
 186
 187     // load ESD event
 188     TFile* esdFile = TFile::Open(cFileName); // open the file
 189     if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 190       cout << "opening ESD file " << cFileName << "failed" << endl;
 191       continue;
 192     }
 193     TTree* esdTree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree"); // get the tree
 194     if (!esdTree) {
 195       cout << "no ESD tree found" << endl;
 196       esdFile->Close();
 197       continue;
 198     }
 199     AliESDEvent* esdEvent = new AliESDEvent(); // link ESD event to the tree
 200     esdEvent->ReadFromTree(esdTree);
 201
 202     Int_t nevents = esdTree->GetEntries();
 203     cout << "... with " << nevents << endl;
 204     for(Int_t event = 0; event < nevents; event++) {
 205       if (iEvent >= nEvents){
 206         bKeepLoop = kFALSE;
 207         break;
 208       }
 209       iEvent++;
 210
 211       if (esdTree->GetEvent(event) <= 0) {
 212         cout << "fails to read ESD object for event " << event << endl;
 213         continue;
 214       }
 215
 216       Int_t nTracks = Int_t(esdEvent->GetNumberOfMuonTracks());
 217       if (!event%100) cout << " there are " << nTracks << " tracks in event " << event << endl;
 218       for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
 219         AliESDMuonTrack* esdTrack = esdEvent->GetMuonTrack(iTrack);
 220         if (!esdTrack->ClustersStored()) continue;
 221         Double_t invBenMom = esdTrack->GetInverseBendingMomentum();
 222         fInvBenMom->Fill(invBenMom);
 223         fBenMom->Fill(1./invBenMom);
 224         if (TMath::Abs(invBenMom)<=1.04) {
 225           AliMUONTrack track;
 226           AliMUONESDInterface::ESDToMUON(*esdTrack, track);
 227           alig->ProcessTrack(&track);
 228           alig->LocalFit(iTrackOk++,trackParams,0);
 229         }
 230         iTrackTot++;
 231       }
 232     }
 233     delete esdEvent;
 234     esdFile->Close();
 235     cout << "Processed " << iTrackTot << " Tracks so far." << endl;
 236   }
 237   alig->GlobalFit(parameters,errors,pulls);
 238
 239   cout << "Done with GlobalFit " << endl;
 240
 241   // Store results
 242   Double_t DEid[156] = {0};
 243   Double_t MSDEx[156] = {0};
 244   Double_t MSDEy[156] = {0};
 245   Double_t MSDEz[156] = {0};
 246   Double_t MSDEp[156] = {0};
 247   Double_t DEidErr[156] = {0};
 248   Double_t MSDExErr[156] = {0};
 249   Double_t MSDEyErr[156] = {0};
 250   Double_t MSDEzErr[156] = {0};
 251   Double_t MSDEpErr[156] = {0};
 252   Int_t lNDetElem = 4*2+4*2+18*2+26*2+26*2;
 253   Int_t lNDetElemCh[10] = {4,4,4,4,18,18,26,26,26,26};
 254   // Int_t lSNDetElemCh[10] = {4,8,12,16,34,52,78,104,130,156};
 255   Int_t idOffset = 0; // 400
 256   Int_t lSDetElemCh = 0;
 257   for(Int_t iDE=0; iDE<lNDetElem; iDE++){
 258     DEidErr[iDE] = 0.;
 259     DEid[iDE] = idOffset+100;
 260     DEid[iDE] += iDE;
 261     lSDetElemCh = 0;
 262     for(Int_t iCh=0; iCh<9; iCh++){
 263       lSDetElemCh += lNDetElemCh[iCh];
 264       if (iDE>=lSDetElemCh) {
 265         DEid[iDE] += 100;
 266         DEid[iDE] -= lNDetElemCh[iCh];
 267       }
 268     }
 269     MSDEx[iDE]=parameters[4*iDE+0];
 270     MSDEy[iDE]=parameters[4*iDE+1];
 271     MSDEz[iDE]=parameters[4*iDE+3];
 272     MSDEp[iDE]=parameters[4*iDE+2];
 273     MSDExErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+0);
 274     MSDEyErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+1);
 275     MSDEzErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+3);
 276     MSDEpErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+2);
 277   }
 278
 279   cout << "Let's create graphs ...  " << endl;
 280
 281   TGraphErrors *gMSDEx = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEx,DEidErr,MSDExErr);
 282   TGraphErrors *gMSDEy = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEy,DEidErr,MSDEyErr);
 283   TGraphErrors *gMSDEz = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEz,DEidErr,MSDEzErr);
 284   TGraphErrors *gMSDEp = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEp,DEidErr,MSDEpErr);
 285
 286   cout << "... graphs created, open file ...  " << endl;
 287
 288   TFile *hFile = new TFile("measShifts.root","RECREATE");
 289
 290   cout << "... file opened ...  " << endl;
 291
 292   gMSDEx->Write("gMSDEx");
 293   gMSDEy->Write("gMSDEy");
 294   gMSDEz->Write("gMSDEz");
 295   gMSDEp->Write("gMSDEp");
 296   fInvBenMom->Write();
 297   fBenMom->Write();
 298   hFile->Close();
 299
 300   cout << "... and closed!" << endl;
 301   // Re Align
 302   AliMUONGeometryTransformer *newTransform = alig->ReAlign(transform,parameters,true);
 303   newTransform->WriteTransformations("transform2ReAlign.dat");
 304
 305   // Generate realigned data in local cdb
 306   const TClonesArray* array = newTransform->GetMisAlignmentData();
 307
 308   // 100 mum residual resolution for chamber misalignments?
 309   alig->SetAlignmentResolution(array,-1,0.01,0.01,0.004,0.003);
 310
 311   // CDB manager
 312   AliCDBManager* cdbManager = AliCDBManager::Instance();
 313   cdbManager->SetDefaultStorage("local://ReAlignCDB");
 314
 315   AliCDBMetaData* cdbData = new AliCDBMetaData();
 316   cdbData->SetResponsible("Dimuon Offline project");
 317   cdbData->SetComment("MUON alignment objects with residual misalignment");
 318   AliCDBId id("MUON/Align/Data", 0, AliCDBRunRange::Infinity());
 319   cdbManager->Put(const_cast<TClonesArray*>(array), id, cdbData);
 320
 321 }
 322