EMCAL/AliEMCALTracker.cxx

   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 //                       Class AliEMCALTracker
  17 //                      -----------------------
  18 // Implementation of the track matching method between barrel tracks and
  19 // EMCAL clusters.
  20 // Besides algorithm implementation, some cuts are required to be set
  21 // in order to define, for each track, an acceptance window where clusters
  22 // are searched to find best match (if any).
  23 // The class accepts as input an ESD container, and works directly on it,
  24 // simply setting, for each of its tracks, the fEMCALindex flag, for each
  25 // track which is matched to a cluster.
  26 // In order to use method, one must launch PropagateBack().
  27 //
  28 // ------------------------------------------------------------------------
  29 // author: A. Pulvirenti (alberto.pulvirenti@ct.infn.it)
  30 // Revised by Rongrong 2010-05-31 (rongrong.ma@cern.ch)
  31 //=========================================================================
  32
  33 #include <Riostream.h>
  34 #include <iomanip>
  35
  36 #include <TFile.h>
  37 #include <TTree.h>
  38 #include <TList.h>
  39 #include <TString.h>
  40 #include <TVector3.h>
  41 #include <TClonesArray.h>
  42 #include <TGeoMatrix.h>
  43
  44 #include "AliLog.h"
  45 #include "AliESDEvent.h"
  46 #include "AliESDtrack.h"
  47 #include "AliESDCaloCluster.h"
  48 #include "AliEMCALRecPoint.h"
  49 #include "AliRunLoader.h"
  50 #include "AliEMCALTrack.h"
  51 #include "AliEMCALLoader.h"
  52 #include "AliEMCALGeometry.h"
  53 #include "AliEMCALReconstructor.h"
  54 #include "AliEMCALRecParam.h"
  55 #include "AliCDBEntry.h"
  56 #include "AliCDBManager.h"
  57 #include "AliEMCALReconstructor.h"
  58 #include "AliEMCALRecoUtils.h"
  59
  60 #include "AliEMCALTracker.h"
  61
  62 ClassImp(AliEMCALTracker)
  63
  64 //
  65 //------------------------------------------------------------------------------
  66 //
  67 AliEMCALTracker::AliEMCALTracker()
  68 : AliTracker(),
  69   fCutPt(0),
  70   fCutNITS(0),
  71   fCutNTPC(50),
  72   fStep(20),
  73   fTrackCorrMode(kTrackCorrMMB),
  74   fClusterWindow(50),
  75   fCutEta(0.025),
  76   fCutPhi(0.05),
  77   fTracks(0),
  78   fClusters(0),
  79   fGeom(0)
  80 {
  81   //
  82   // Default constructor.
  83   // Initializes all simple data members to default values,
  84    // and all collections to NULL.
  85   // Output file name is set to a default value.
  86   //
  87   InitParameters();
  88 }
  89 //
  90 //------------------------------------------------------------------------------
  91 //
  92 AliEMCALTracker::AliEMCALTracker(const AliEMCALTracker& copy)
  93   : AliTracker(),
  94     fCutPt(copy.fCutPt),
  95     fCutNITS(copy.fCutNITS),
  96     fCutNTPC(copy.fCutNTPC),
  97     fStep(copy.fStep),
  98     fTrackCorrMode(copy.fTrackCorrMode),
  99     fClusterWindow(copy.fClusterWindow),
 100     fCutEta(copy.fCutEta),
 101     fCutPhi(copy.fCutPhi),
 102     fTracks((TObjArray*)copy.fTracks->Clone()),
 103     fClusters((TObjArray*)copy.fClusters->Clone()),
 104     fGeom(copy.fGeom)
 105 {
 106   //
 107   // Copy constructor
 108   // Besides copying all parameters, duplicates all collections.
 109   //
 110 }
 111 //
 112 //------------------------------------------------------------------------------
 113 //
 114 AliEMCALTracker& AliEMCALTracker::operator=(const AliEMCALTracker& copy)
 115 {
 116   //
 117   // Assignment operator.
 118   // Besides copying all parameters, duplicates all collections.
 119   //
 120
 121   fCutPt  = copy.fCutPt;
 122   fClusterWindow = copy.fClusterWindow;
 123   fCutEta = copy.fCutEta;
 124   fCutPhi = copy.fCutPhi;
 125   fStep = copy.fStep;
 126   fTrackCorrMode = copy.fTrackCorrMode;
 127
 128   fCutNITS = copy.fCutNITS;
 129   fCutNTPC = copy.fCutNTPC;
 130
 131   fTracks = (TObjArray*)copy.fTracks->Clone();
 132   fClusters = (TObjArray*)copy.fClusters->Clone();
 133   fGeom = copy.fGeom;
 134
 135   return (*this);
 136 }
 137 //
 138 //------------------------------------------------------------------------------
 139 //
 140 void AliEMCALTracker::InitParameters()
 141 {
 142   //
 143   // Retrieve initialization parameters
 144   //
 145
 146   // Check if the instance of AliEMCALRecParam exists,
 147   const AliEMCALRecParam* recParam = AliEMCALReconstructor::GetRecParam();
 148
 149   if(!recParam){
 150     AliFatal("Reconstruction parameters for EMCAL not set!");
 151   }
 152   else{
 153
 154     fCutEta  =  recParam->GetMthCutEta();
 155     fCutPhi  =  recParam->GetMthCutPhi();
 156     fStep    =  recParam->GetExtrapolateStep();
 157     fCutPt   =  recParam->GetTrkCutPt();
 158     fCutNITS =  recParam->GetTrkCutNITS();
 159     fCutNTPC =  recParam->GetTrkCutNTPC();
 160   }
 161
 162 }
 163
 164 //
 165 //------------------------------------------------------------------------------
 166 //
 167 void AliEMCALTracker::Clear(Option_t* option)
 168 {
 169         //
 170         // Clearing method
 171         // Deletes all objects in arrays and the arrays themselves
 172         //
 173
 174         TString opt(option);
 175         Bool_t clearTracks = opt.Contains("TRACKS");
 176         Bool_t clearClusters = opt.Contains("CLUSTERS");
 177         if (opt.Contains("ALL")) {
 178                 clearTracks = kTRUE;
 179                 clearClusters = kTRUE;
 180         }
 181
 182         //fTracks is a collection of esdTrack
 183         //When clearing this array, the linked objects should not be deleted
 184         if (fTracks != 0x0 && clearTracks) {
 185            fTracks->Clear();
 186            delete fTracks;
 187            fTracks = 0;
 188         }
 189         if (fClusters != 0x0 && clearClusters) {
 190            fClusters->Delete();
 191            delete fClusters;
 192            fClusters = 0;
 193         }
 194 }
 195 //
 196 //------------------------------------------------------------------------------
 197 //
 198 Int_t AliEMCALTracker::LoadClusters(TTree *cTree)
 199 {
 200         //
 201         // Load EMCAL clusters in the form of AliEMCALRecPoint,
 202         // from simulation temporary files.
 203         // (When included in reconstruction chain, this method is used automatically)
 204         //
 205
 206         Clear("CLUSTERS");
 207
 208         cTree->SetBranchStatus("*",0); //disable all branches
 209         cTree->SetBranchStatus("EMCALECARP",1); //Enable only the branch we need
 210
 211         TBranch *branch = cTree->GetBranch("EMCALECARP");
 212         if (!branch) {
 213                 AliError("Can't get the branch with the EMCAL clusters");
 214                 return 1;
 215         }
 216
 217         TClonesArray *clusters = new TClonesArray("AliEMCALRecPoint", 1000);
 218         branch->SetAddress(&clusters);
 219
 220         //cTree->GetEvent(0);
 221         branch->GetEntry(0);
 222         Int_t nClusters = (Int_t)clusters->GetEntries();
 223         if(fClusters) fClusters->Delete();
 224         else fClusters = new TObjArray(0);
 225         for (Int_t i = 0; i < nClusters; i++) {
 226                 AliEMCALRecPoint *cluster = (AliEMCALRecPoint*)clusters->At(i);
 227                 if (!cluster) continue;
 228                 AliEMCALMatchCluster *matchCluster = new AliEMCALMatchCluster(i, cluster);
 229                 fClusters->AddLast(matchCluster);
 230         }
 231
 232         branch->SetAddress(0);
 233         clusters->Delete();
 234         delete clusters;
 235
 236         AliInfo(Form("Collected %d RecPoints from Tree", fClusters->GetEntries()));
 237
 238         return 0;
 239 }
 240 //
 241 //------------------------------------------------------------------------------
 242 //
 243 Int_t AliEMCALTracker::LoadClusters(AliESDEvent *esd)
 244 {
 245   //
 246   // Load EMCAL clusters in the form of AliESDCaloClusters,
 247   // from an AliESD object.
 248   //
 249
 250   // make sure that tracks/clusters collections are empty
 251   Clear("CLUSTERS");
 252   fClusters = new TObjArray(0);
 253
 254   Int_t nClusters = esd->GetNumberOfCaloClusters();
 255   for (Int_t i=0; i<nClusters; i++)
 256     {
 257       AliESDCaloCluster *cluster = esd->GetCaloCluster(i);
 258       if (!cluster || !cluster->IsEMCAL()) continue ;
 259       AliEMCALMatchCluster *matchCluster = new AliEMCALMatchCluster(i, cluster);
 260       fClusters->AddLast(matchCluster);
 261     }
 262
 263   AliInfo(Form("Collected %d clusters from ESD", fClusters->GetEntries()));
 264   return 0;
 265 }
 266 //
 267 //------------------------------------------------------------------------------
 268 //
 269 Int_t AliEMCALTracker::LoadTracks(AliESDEvent *esd)
 270 {
 271   //
 272   // Load ESD tracks.
 273   //
 274
 275   Clear("TRACKS");
 276   fTracks = new TObjArray(0);
 277
 278   Int_t nTracks = esd->GetNumberOfTracks();
 279   //Bool_t isKink=kFALSE;
 280   for (Int_t i = 0; i < nTracks; i++)
 281     {
 282       AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(i);
 283       // set by default the value corresponding to "no match"
 284       esdTrack->SetEMCALcluster(kUnmatched);
 285       esdTrack->ResetStatus(AliESDtrack::kEMCALmatch);
 286
 287       //Select good quaulity tracks
 288       if(esdTrack->Pt()<fCutPt) continue;
 289       if(esdTrack->GetNcls(1)<fCutNTPC)continue;
 290
 291       //Loose geometric cut
 292       Double_t phi = esdTrack->Phi()*TMath::RadToDeg();
 293       if(TMath::Abs(esdTrack->Eta())>0.8 || phi <= 20 || phi >= 240 ) continue;
 294
 295       fTracks->AddLast(esdTrack);
 296     }
 297
 298       AliInfo(Form("Collected %d tracks", fTracks->GetEntries()));
 299       return 0;
 300 }
 301 //
 302 //------------------------------------------------------------------------------
 303 //
 304 void AliEMCALTracker::SetTrackCorrectionMode(Option_t *option)
 305 {
 306   //
 307   // Set track correction mode
 308   // gest the choice in string format and converts into
 309   // internal enum
 310   //
 311
 312   TString opt(option);
 313   opt.ToUpper();
 314
 315   if (!opt.CompareTo("NONE"))
 316     {
 317       fTrackCorrMode = kTrackCorrNone;
 318     }
 319   else if (!opt.CompareTo("MMB"))
 320     {
 321       fTrackCorrMode = kTrackCorrMMB;
 322     }
 323   else
 324     {
 325       cerr << "E-AliEMCALTracker::SetTrackCorrectionMode '" << option << "': Unrecognized option" << endl;
 326     }
 327 }
 328 //
 329 //------------------------------------------------------------------------------
 330 //
 331 Int_t AliEMCALTracker::PropagateBack(AliESDEvent* esd)
 332 {
 333         //
 334         // Main operation method.
 335         // Gets external AliESD containing tracks to be matched.
 336         // After executing match finding, stores in the same ESD object all infos
 337         // and releases the object for further reconstruction steps.
 338         //
 339         //
 340         // Note: should always return 0=OK, because otherwise all tracking
 341         // is aborted for this event
 342
 343         if (!esd) {
 344                 AliError("NULL ESD passed");
 345                 return 1;
 346         }
 347
 348         // step 1: collect clusters
 349         Int_t okLoadClusters, nClusters;
 350         if (!fClusters || (fClusters && fClusters->IsEmpty())) {
 351                 okLoadClusters = LoadClusters(esd);
 352         }
 353         nClusters = fClusters->GetEntries();
 354
 355         // step 2: collect ESD tracks
 356         Int_t nTracks, okLoadTracks;
 357         okLoadTracks = LoadTracks(esd);
 358         nTracks = fTracks->GetEntries();
 359
 360         // step 3: for each track, find the closest cluster as matched within residual cuts
 361         Int_t index=-1;
 362         for (Int_t it = 0; it < nTracks; it++)
 363           {
 364             AliESDtrack *track = (AliESDtrack*)fTracks->At(it);
 365             index = FindMatchedCluster(track);
 366             if (index>-1)
 367               {
 368                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(index);
 369                 track->SetEMCALcluster(cluster->Index());
 370                 track->SetStatus(AliESDtrack::kEMCALmatch);
 371               }
 372           }
 373
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 //
 378 //------------------------------------------------------------------------------
 379 //
 380 Int_t AliEMCALTracker::FindMatchedCluster(AliESDtrack *track)
 381 {
 382   //
 383   // For each track, extrapolate it to all the clusters
 384   // Find the closest one as matched if the residuals (dEta, dPhi) satisfy the cuts
 385   //
 386
 387   Float_t maxEta=fCutEta;
 388   Float_t maxPhi=fCutPhi;
 389   Int_t index = -1;
 390
 391   // If the esdFriend is available, use the TPCOuter point as the starting point of extrapolation
 392   // Otherwise use the TPCInner point
 393   AliExternalTrackParam *trkParam = 0;
 394   const AliESDfriendTrack*  friendTrack = track->GetFriendTrack();
 395   if(friendTrack && friendTrack->GetTPCOut())
 396     trkParam = const_cast<AliExternalTrackParam*>(friendTrack->GetTPCOut());
 397   else
 398     trkParam = const_cast<AliExternalTrackParam*>(track->GetInnerParam());
 399   if(!trkParam) return index;
 400
 401
 402   AliExternalTrackParam trkParamTmp(*trkParam);
 403   Float_t eta, phi;
 404   if(!AliEMCALRecoUtils::ExtrapolateTrackToEMCalSurface(&trkParamTmp, 430., track->GetMass(), fStep, eta, phi)) return index;
 405   if(TMath::Abs(eta)>0.75 || (phi) < 70*TMath::DegToRad() || (phi) > 190*TMath::DegToRad()) return index;
 406
 407   //Perform extrapolation
 408   Double_t trkPos[3];
 409   trkParamTmp.GetXYZ(trkPos);
 410   Int_t nclusters = fClusters->GetEntries();
 411   for(Int_t ic=0; ic<nclusters; ic++)
 412     {
 413       AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
 414       Float_t clsPos[3] = {cluster->X(),cluster->Y(),cluster->Z()};
 415       Double_t dR = TMath::Sqrt(TMath::Power(trkPos[0]-clsPos[0],2)+TMath::Power(trkPos[1]-clsPos[1],2)+TMath::Power(trkPos[2]-clsPos[2],2));
 416       if(dR > fClusterWindow) continue;
 417
 418       AliExternalTrackParam trkParTmp(trkParamTmp);
 419
 420       Float_t tmpEta, tmpPhi;
 421       if(!AliEMCALRecoUtils::ExtrapolateTrackToPosition(&trkParTmp, clsPos,track->GetMass(), 5, tmpEta, tmpPhi)) continue;
 422       if(TMath::Abs(tmpPhi)<TMath::Abs(maxPhi) && TMath::Abs(tmpEta)<TMath::Abs(maxEta))
 423         {
 424           maxPhi=tmpPhi;
 425           maxEta=tmpEta;
 426           index=ic;
 427         }
 428       }
 429   return index;
 430 }
 431
 432 //
 433 //------------------------------------------------------------------------------
 434 //
 435 void AliEMCALTracker::UnloadClusters()
 436 {
 437         //
 438         // Free memory from all arrays
 439         // This method is called after the local tracking step
 440         // so we can safely delete everything
 441         //
 442
 443         Clear();
 444 }
 445
 446 //
 447 //------------------------------------------------------------------------------
 448 //
 449 AliEMCALTracker::AliEMCALMatchCluster::AliEMCALMatchCluster(Int_t index, AliEMCALRecPoint *recPoint)
 450   : fIndex(index),
 451     fX(0.),
 452     fY(0.),
 453     fZ(0.)
 454 {
 455         //
 456         // Translates an AliEMCALRecPoint object into the internal format.
 457         // Index of passed cluster in its native array must be specified.
 458         //
 459         TVector3 clpos;
 460         recPoint->GetGlobalPosition(clpos);
 461
 462         fX = clpos.X();
 463         fY = clpos.Y();
 464         fZ = clpos.Z();
 465 }
 466 //
 467 //------------------------------------------------------------------------------
 468 //
 469 AliEMCALTracker::AliEMCALMatchCluster::AliEMCALMatchCluster(Int_t index, AliESDCaloCluster *caloCluster)
 470   : fIndex(index),
 471     fX(0.),
 472     fY(0.),
 473     fZ(0.)
 474 {
 475         //
 476         // Translates an AliESDCaloCluster object into the internal format.
 477         // Index of passed cluster in its native array must be specified.
 478         //
 479         Float_t clpos[3]= {0., 0., 0.};
 480         caloCluster->GetPosition(clpos);
 481
 482         fX = (Double_t)clpos[0];
 483         fY = (Double_t)clpos[1];
 484         fZ = (Double_t)clpos[2];
 485 }