TOF/AliTOFT0maker.cxx

   1 /**************************************************************************
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   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 /* $Id: AliTOFT0maker.cxx,v 1.8 2010/01/19 16:32:20 noferini Exp $ */
  16
  17 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                         //
  19 //  This class contains the basic functions for the time zero              //
  20 //  evaluation with TOF detector informations.                             //
  21 // Use case in an analysis task:                                           //
  22 //                                                                         //
  23 // Create the object in the task constructor (fTOFmaker is a private var)  //
  24 // AliESDpid *extPID=new AliESDpid();                                      //
  25 // fTOFmaker = new AliTOFT0maker(extPID);                                  //
  26 // fTOFmaker->SetTimeResolution(100.0); // if you want set the TOF res     //
  27 // 115 ps is the TOF default resolution value                              //
  28 //                                                                         //
  29 // Use the RemakePID method in the task::Exec                              //
  30 // Double_t* calcolot0;                                                    //
  31 // calcolot0=fTOFmaker->RemakePID(fESD);                                   //
  32 // //calcolot0[0] = calculated event time                                  //
  33 // //calcolot0[1] = event time time resolution                             //
  34 // //calcolot0[2] = average event time for the current fill                //
  35 // //calcolot0[3] = tracks at TOF                                          //
  36 // //calcolot0[4] = calculated event time (only TOF)                       //
  37 // //calcolot0[5] = event time time resolution (only TOF)                  //
  38 // //calcolot0[6] = sigma t0 fill                                          //
  39 // //calcolot0[7] = tracks at TOF really used in tht algorithm             //
  40 //                                                                         //
  41 // Let consider that:                                                      //
  42 // - the PIF is automatically recalculated with the event time subtrction  //
  43 //                                                                         //
  44 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45
  46 #include "AliTOFT0v1.h"
  47 #include "AliTOFT0maker.h"
  48 #include "AliPID.h"
  49 #include "AliLog.h"
  50 #include "AliESDpid.h"
  51 #include "AliESDEvent.h"
  52 #include "TFile.h"
  53 #include "TH1F.h"
  54 #include "AliTOFcalib.h"
  55 #include "AliTOFRunParams.h"
  56 #include "TRandom.h"
  57 #include "AliTOFHeader.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFT0maker)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker():
  63   TObject(),
  64   fT0TOF(NULL),
  65   fPIDesd(NULL),
  66   fExternalPIDFlag(kFALSE),
  67   fTOFcalib(NULL),
  68   fNoTOFT0(0),
  69   fNmomBins(0),
  70   fTimeResolution(100),
  71   fT0sigma(1000),
  72   fHmapChannel(0),
  73   fKmask(0),
  74   fT0width(150.),
  75   fT0spreadExt(-1.),
  76   fT0fillExt(0)
  77 {
  78   // ctr
  79   fCalculated[0] = 0;
  80   fCalculated[1] = 0;
  81   fCalculated[2] = 0;
  82   fCalculated[3] = 0;
  83
  84   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
  85
  86   fPIDesd = new AliESDpid();
  87
  88   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
  89   SetTOFResponse();
  90
  91   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
  92
  93 }
  94 //____________________________________________________________________________
  95 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker(AliESDpid *externalPID, AliTOFcalib *tofCalib):
  96     TObject(),
  97     fT0TOF(NULL),
  98     fPIDesd(externalPID),
  99     fExternalPIDFlag(kTRUE),
 100     fTOFcalib(tofCalib),
 101     fNoTOFT0(0),
 102     fNmomBins(0),
 103     fTimeResolution(100),
 104     fT0sigma(1000),
 105     fHmapChannel(0),
 106     fKmask(0),
 107     fT0width(150.),
 108     fT0spreadExt(-1.),
 109     fT0fillExt(0)
 110 {
 111   // ctr
 112   fCalculated[0] = 0;
 113   fCalculated[1] = 0;
 114   fCalculated[2] = 0;
 115   fCalculated[3] = 0;
 116
 117   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
 118
 119   if(!fPIDesd){
 120     fPIDesd = new AliESDpid();
 121     fExternalPIDFlag = kFALSE;
 122   }
 123
 124   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 125   SetTOFResponse();
 126
 127   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
 128
 129 }
 130
 131 //____________________________________________________________________________
 132 AliTOFT0maker::~AliTOFT0maker()
 133 {
 134   // dtor
 135
 136   delete fT0TOF;
 137   if (!fExternalPIDFlag) delete fPIDesd;
 138 }
 139 //____________________________________________________________________________
 140 Double_t* AliTOFT0maker::ComputeT0TOF(AliESDEvent *esd,Double_t t0time,Double_t t0sigma){
 141   //
 142   // Remake TOF PID probabilities
 143   //
 144
 145   Double_t t0tof[6];
 146
 147   if(fKmask) ApplyMask(esd);
 148
 149   Double_t t0fill = 0.;
 150
 151   fPIDesd->GetTOFResponse().ResetT0info();
 152
 153   /* get T0 spread from TOFcalib if available otherwise use default value */
 154   if (fTOFcalib && esd) {
 155     AliTOFRunParams *runParams = fTOFcalib->GetRunParams();
 156     if (runParams && runParams->GetTimestamp(0) != 0) {
 157       Float_t t0spread = runParams->EvalT0Spread(esd->GetTimeStamp());
 158       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 159       else{
 160         SetT0FillWidth(t0spread);
 161         t0fill = fT0fillExt;
 162       }
 163     }
 164     else{
 165       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 166       t0fill = fT0fillExt;
 167     }
 168   }
 169
 170   Float_t thrGood = TMath::Max(Float_t(500.),fT0width*3);
 171
 172   fT0TOF->Init(esd);
 173   AliTOFT0v1* t0maker= fT0TOF;
 174
 175   t0maker->DefineT0("all",1.5,3.0);
 176   t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 177   t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 178   t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 179   t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 180   t0tof[4] = t0maker->GetResult(4);
 181   t0tof[5] = t0maker->GetResult(5);
 182
 183   Float_t lT0Current=0.;
 184   fT0sigma=1000;
 185
 186 //   Int_t nrun = esd->GetRunNumber();
 187
 188   t0time += t0fill;
 189
 190   Float_t sigmaFill = fT0width;
 191
 192   if(sigmaFill < 20) sigmaFill = 140;
 193
 194   fCalculated[0]=-1000*t0tof[0]; // best t0
 195   fCalculated[1]=1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 196   fCalculated[2] = t0fill;    //t0 fill
 197   fCalculated[3] = t0tof[2];  // n TOF tracks
 198   fCalculated[4]=-1000*t0tof[0]; // TOF t0
 199   fCalculated[5]=1000*t0tof[1]; // TOF t0 sigma
 200   fCalculated[6]=sigmaFill; // sigma t0 fill
 201   fCalculated[7] = t0tof[3];  // n TOF tracks used for T0
 202
 203   if(fCalculated[7] > 30) thrGood = 10000000;
 204
 205   //statistics
 206   fCalculated[8] = t0tof[4]; // real time in s
 207   fCalculated[9] = t0tof[5]; // cpu time in s
 208
 209   if(fCalculated[1] < sigmaFill && TMath::Abs(fCalculated[0] - t0fill) < thrGood && fCalculated[1] < fTimeResolution*1.2){
 210     fT0sigma=fCalculated[1];
 211     lT0Current=fCalculated[0];
 212   }
 213   else{
 214     fCalculated[4] = t0fill;
 215     fCalculated[5] = sigmaFill;
 216   }
 217
 218   if(fCalculated[1] < 1 || fT0sigma > sigmaFill || fCalculated[1] > fTimeResolution* 1.2){
 219     fT0sigma =1000;
 220     fCalculated[4] = t0fill;
 221     fCalculated[5] = sigmaFill;
 222   }
 223
 224   if(t0sigma < 1000){
 225     if(fT0sigma < 1000){
 226       Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 227       Double_t w2 = 1./fCalculated[1]/fCalculated[1];
 228
 229       Double_t wtot = w1+w2;
 230
 231       lT0Current = (w1*t0time + w2*fCalculated[0]) / wtot;
 232       fT0sigma = TMath::Sqrt(1./wtot);
 233     }
 234     else{
 235       lT0Current=t0time;
 236       fT0sigma=t0sigma;
 237     }
 238   }
 239
 240   if(fT0sigma < sigmaFill && TMath::Abs(lT0Current - t0fill) < thrGood){
 241     fCalculated[1]=fT0sigma;
 242     fCalculated[0]=lT0Current;
 243   }
 244
 245   if(fT0sigma >= 1000 || fNoTOFT0){
 246     lT0Current = t0fill;
 247     fT0sigma = sigmaFill;
 248
 249     fCalculated[0] = t0fill;
 250     fCalculated[1] = sigmaFill;
 251   }
 252
 253   // T0 pt bin
 254   if(fCalculated[7] < 100){
 255     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 256       t0maker->DefineT0("all",fPIDesd->GetTOFResponse().GetMinMom(i),fPIDesd->GetTOFResponse().GetMaxMom(i));
 257       t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 258       t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 259       t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 260       t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 261
 262
 263       Float_t t0bin =-1000*t0tof[0]; // best t0
 264       Float_t t0binRes =1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 265
 266       if(t0binRes < sigmaFill  && t0binRes < fTimeResolution * 1.2 && TMath::Abs(t0bin - t0fill) < thrGood){
 267         // Ok T0
 268         if(t0sigma < 1000){
 269           Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 270           Double_t w2 = 1./t0binRes/t0binRes;
 271
 272           Double_t wtot = w1+w2;
 273
 274           t0bin = (w1*t0time + w2*t0bin) / wtot;
 275           t0binRes = TMath::Sqrt(1./wtot);
 276         }
 277       }
 278       else{
 279         t0bin = t0fill;
 280         t0binRes = sigmaFill;
 281         if(t0sigma < 1000){
 282           t0bin = t0time;
 283            t0binRes= t0sigma;
 284         }
 285       }
 286       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,t0bin);
 287       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0binRes(i,t0binRes);
 288     }
 289   }
 290   else{
 291     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 292       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,lT0Current);
 293       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0binRes(i,fT0sigma);
 294     }
 295   }
 296
 297   return fCalculated;
 298 }
 299 //____________________________________________________________________________
 300 Double_t  *AliTOFT0maker::GetT0p(Float_t p){// [0]=to -- [1] = sigma T0
 301   Int_t i=fPIDesd->GetTOFResponse().GetMomBin(p);
 302
 303   fT0cur[0] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 304   fT0cur[1] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 305
 306   return fT0cur;
 307 }
 308 //____________________________________________________________________________
 309 void AliTOFT0maker::SetTOFResponse(){
 310   fPIDesd->GetTOFResponse().SetTimeResolution(fTimeResolution);
 311 }
 312 //____________________________________________________________________________
 313 Float_t AliTOFT0maker::GetExpectedSigma(Float_t mom, Float_t tof, Float_t mass){
 314   Float_t sigma = fPIDesd->GetTOFResponse().GetExpectedSigma(mom,tof,mass);
 315
 316   return sigma;
 317 }
 318 //____________________________________________________________________________
 319 void AliTOFT0maker::ApplyT0TOF(AliESDEvent *esd){
 320   //
 321   // Recalculate TOF PID probabilities
 322   //
 323
 324 // subtruct t0 for each track
 325    Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 326
 327    while (ntracks--) {
 328        AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 329
 330        if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 331
 332        Double_t time=t->GetTOFsignal();
 333        Float_t p = t->GetP();
 334
 335        Double_t *t0=GetT0p(p);
 336        time -= t0[0];
 337        t->SetTOFsignal(time);
 338    }
 339
 340    for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 341        fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,0.0);
 342    }
 343
 344   //
 345 }
 346 //____________________________________________________________________________
 347 void  AliTOFT0maker::LoadChannelMap(char *filename){
 348   // Load the histo with the channel off map
 349   TFile *f= new TFile(filename);
 350   if(!f){
 351     printf("Cannot open the channel map file (%s)\n",filename);
 352     return;
 353   }
 354
 355   fHmapChannel = (TH1F *) f->Get("hChEnabled");
 356
 357   if(!fHmapChannel){
 358     printf("Cannot laod the channel map histo (from %s)\n",filename);
 359     return;
 360   }
 361
 362 }
 363 //____________________________________________________________________________
 364 void AliTOFT0maker::ApplyMask(AliESDEvent * const esd){
 365   // Switch off the disable channel
 366   if(!fHmapChannel){
 367     printf("Channel Map is not available\n");
 368     return;
 369   }
 370
 371   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 372
 373   while (ntracks--) {
 374     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 375
 376     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 377
 378     Int_t chan = t->GetTOFCalChannel();
 379
 380     if(fHmapChannel->GetBinContent(chan) < 0.01){
 381       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 382     }
 383   }
 384 }
 385
 386 Float_t
 387 AliTOFT0maker::TuneForMC(AliESDEvent *esd){ // return true T0 event
 388   //
 389   // tune for MC data
 390   //
 391
 392   Float_t TOFtimeResolutionDefault=80;
 393
 394   Float_t t0 = gRandom->Gaus(0.,fT0width);
 395
 396   Float_t extraSmearing = 0;
 397
 398   if(fTimeResolution > TOFtimeResolutionDefault){
 399     extraSmearing = TMath::Sqrt(fTimeResolution*fTimeResolution - TOFtimeResolutionDefault*TOFtimeResolutionDefault);
 400   }
 401
 402   // subtruct t0 for each track
 403   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 404
 405   while (ntracks--) {
 406     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 407
 408     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 409
 410     /* check if channel is enabled */
 411     if (fTOFcalib && !fTOFcalib->IsChannelEnabled(t->GetTOFCalChannel())) {
 412       /* reset TOF status */
 413       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFin);
 414       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 415       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFmismatch);
 416       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFpid);
 417     }
 418
 419     Double_t time=t->GetTOFsignal();
 420
 421     time += t0;
 422
 423     if(extraSmearing>0){
 424       Float_t smearing = gRandom->Gaus(0.,extraSmearing);
 425       time += smearing;
 426     }
 427
 428     t->SetTOFsignal(time);
 429   }
 430   //
 431   return t0;
 432 }
 433 //_________________________________________________________________________
 434 void     AliTOFT0maker::WriteInESD(AliESDEvent *esd){
 435   //
 436   // Write t0Gen, t0ResGen, nt0;
 437   //       t0resESD[0:nt0], it0ESD[0:nt0]
 438   // in the AliESDEvent
 439   //
 440     Int_t nMomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 441
 442     Int_t nt0=0;
 443     Float_t *t0 = new Float_t[nMomBins];
 444     Float_t *t0res = new Float_t[nMomBins];
 445     Int_t *multT0 = new Int_t[nMomBins];
 446
 447     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 448 //      printf("START %i) %f %f\n",i,fT0event[i],fT0resolution[i]);
 449         multT0[i]=0;
 450         Bool_t kNewT0=kTRUE;
 451         for(Int_t j=0;j < nt0;j++){
 452             if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0[j])<0.1){
 453                 kNewT0=kFALSE;
 454                 multT0[j]++;
 455                 j=nMomBins*10;
 456             }
 457         }
 458         if(kNewT0){
 459             t0[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 460             t0res[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 461             nt0++;
 462         }
 463     }
 464
 465     Int_t iMultT0=0,nmult=0;
 466     for(Int_t j=0;j < nt0;j++){ // find the most frequent
 467         if(multT0[j] > nmult){
 468             iMultT0 = j;
 469             nmult = multT0[j];
 470         }
 471     }
 472
 473     Float_t *t0ESD = new Float_t[nMomBins];
 474     Float_t *t0resESD = new Float_t[nMomBins];
 475     Int_t *it0ESD = new Int_t[nMomBins];
 476
 477     Float_t t0Gen,t0ResGen;
 478     t0Gen = t0[iMultT0];
 479     t0ResGen = t0res[iMultT0];
 480     nt0=0;
 481     //  printf("T0 to ESD\n%f %f\n",t0Gen,t0ResGen);
 482     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 483         if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0Gen)>0.1){
 484             t0ESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 485             t0resESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 486             it0ESD[nt0]=i;
 487 //          printf("%i) %f %f %i\n",nt0,t0ESD[nt0],t0resESD[nt0],it0ESD[nt0]);
 488             nt0++;
 489         }
 490     }
 491
 492     // Write  t0Gen,t0ResGen; nt0; t0resESD[0:nt0],it0ESD[0:nt0] in the AliESDEvent
 493
 494    AliTOFHeader *tofHeader =
 495         new AliTOFHeader(t0Gen,t0ResGen,nt0,
 496                          t0ESD,t0resESD,it0ESD,fTimeResolution,fT0width);
 497
 498     esd->SetTOFHeader(tofHeader);
 499
 500     AliDebug(1,Form("resTOF=%f T0spread=%f t0Gen=%f t0resGen=%f",fTimeResolution,fT0width,t0Gen,t0ResGen));
 501     AliDebug(1,Form("%d ",nt0));
 502     for (Int_t ii=0; ii<nt0; ii++)
 503       AliDebug(1,Form("pBin=%d t0val=%f t0res=%f",it0ESD[ii],t0ESD[ii],t0resESD[ii]));
 504
 505     delete[] t0;
 506     t0 = NULL;
 507     delete[] t0res;
 508     t0res = NULL;
 509     delete[] multT0;
 510     multT0 = NULL;
 511     delete[] t0ESD;
 512     t0ESD = NULL;
 513     delete[] t0resESD;
 514     t0resESD = NULL;
 515     delete[] it0ESD;
 516     it0ESD = NULL;
 517
 518 }