New classes after fixing some bugs
[u/mrichter/AliRoot.git] / MFT / AliMuonForwardTrackFinder.h
1 #ifndef AliMuonForwardTrackFinder_H
2 #define AliMuonForwardTrackFinder_H
3
4 // ROOT includes
5 #include "TObject.h"
6 #include "TClonesArray.h"
7 #include "TH2D.h"
8 #include "TH1D.h"
9 #include "TFile.h"
10 #include "TGeoManager.h"
11 #include "TMatrixD.h"
12 #include "TParticle.h"
13 #include "TMath.h"
14 #include "TGraph.h"
15 #include "TEllipse.h"
16 #include "TCanvas.h"
17 #include "TString.h"
18 #include "TLatex.h"
19 #include "TMarker.h"
20 #include "TNtuple.h"
21 #include "TRandom.h"
22 #include "TIterator.h"
23
24 // STEER includes
25 #include "AliLog.h"
26 #include "AliRun.h"
27 #include "AliRunLoader.h"
28 #include "AliLoader.h"
29 #include "AliHeader.h"
30 #include "AliMC.h"
31 #include "AliStack.h"
32 #include "AliMagF.h"
33 #include "AliTracker.h"
34 #include "AliGRPObject.h"
35 #include "AliRunInfo.h"
36
37 // MUON includes
38 #include "AliMUONConstants.h"
39 #include "AliMUONTrack.h"
40 #include "AliMUONRecoCheck.h"
41 #include "AliMUONTrackParam.h"
42 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
43 #include "AliMUONVTrackStore.h"
44 #include "AliMUONVCluster.h"
45
46 // MFT includes
47 #include "AliMuonForwardTrack.h"
48 #include "AliMFTCluster.h"
49 #include "AliMFT.h"
50 #include "AliMFTSegmentation.h"
51 #include "AliMFTConstants.h"
52
53 //====================================================================================================================================================
54 //
55 // Class for the creation of the "global muon tracks" built from the clusters in the 
56 // muon spectrometer and the clusters of the Muon Forward Tracker. QA histograms are also created
57 //
58 // Contact author: antonio.uras@cern.ch
59 //
60 //====================================================================================================================================================
61
62 class AliMuonForwardTrackFinder : public TObject {
63   
64 public:
65
66   enum matchingOption {kRealMatching, kIdealMatching};
67
68   AliMuonForwardTrackFinder();
69   
70   virtual ~AliMuonForwardTrackFinder();
71   
72   enum {kAllClusters, kClustersGoodChi2, kClusterOfTrack, kClusterCorrectMC};
73
74   void Init(Int_t nRun, Char_t *readDir, Char_t *outDir, Int_t nEventsToAnalyze = -1);
75   Bool_t LoadNextEvent();
76   Int_t LoadNextTrack();
77   Int_t GetNDF(Int_t nClusters);
78   void PDGNameConverter(const Char_t *nameIn, Char_t *nameOut);
79   void DrawPlanes();
80   void Terminate();
81   void WriteHistos();
82
83   void SetRun(Int_t nRun) { fRun = nRun; }
84   void SetNEventsToAnalyze(Int_t nEventsToAnalyze) { fNEventsToAnalyze = nEventsToAnalyze; }
85   void SetSigmaSpectrometerCut(Double_t sigmaSpectrometerCut) { fSigmaSpectrometerCut = sigmaSpectrometerCut; }
86   void SetSigmaClusterCut(Double_t sigmaClusterCut) { fSigmaClusterCut = sigmaClusterCut; }
87   void SetChi2GlobalCut(Double_t chi2GlobalCut) { fChi2GlobalCut = chi2GlobalCut; }
88   void SetReadDir(Char_t *dirName) { fReadDir = dirName; }
89   void SetOutDir(Char_t *dirName) { fOutDir = dirName; }
90   void SetDraw(Bool_t drawOption);
91   void SetRAbsorberCut(Double_t rAbsorberCut) { fRAbsorberCut = rAbsorberCut; }
92   void SetLowPtCut(Double_t lowPtCut) { fLowPtCut = lowPtCut; }
93   void SetNFinalCandidatesCut(Int_t nFinalCandidatesCut) { fNFinalCandidatesCut = nFinalCandidatesCut; }
94   void SetVertexError(Double_t xErr, Double_t yErr, Double_t zErr) { fVertexErrorX=xErr; fVertexErrorY=yErr; fVertexErrorZ=zErr; }
95
96   Int_t GetRun() { return fRun; }
97   Int_t GetNEvents() { return fNEventsToAnalyze; }
98   Double_t GetSigmaSpectrometerCut() { return fSigmaSpectrometerCut; }
99   Double_t GetSigmaClusterCut() { return fSigmaClusterCut; }
100   Double_t GetChi2GlobalCut() { return fChi2GlobalCut; }
101   Double_t GetRAbsorberCut() { return fRAbsorberCut; }
102   Double_t GetLowPtCut() { return fLowPtCut; }
103   Int_t GetNPlanesMFT() { return fNPlanesMFT; }
104   Int_t GetNFinalCandidatesCut() { return fNFinalCandidatesCut; }
105   Int_t GetCurrentEvent() { return fEv; }
106
107   Int_t GetNRealTracksAnalyzed() const { return fCountRealTracksAnalyzed; }
108   Int_t GetNRealTracksAnalyzedOfEvent() const { return fCountRealTracksAnalyzedOfEvent; }
109   Int_t GetNRealTracksWithRefMC() const { return fCountRealTracksWithRefMC; }
110   Int_t GetNRealTracksWithRefMC_andTrigger() const { return fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger; }
111   Int_t GetNRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt() const { return fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt; }
112   Int_t GetNRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt_andGoodTheta() const { return fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt_andGoodTheta; }
113
114   void SetNPlanesMFT(Int_t nPlanesMFT) { fNPlanesMFT = nPlanesMFT; }
115   void SeparateFrontBackClusters();
116   void SetNMaxMissingMFTClusters(Int_t nMaxMissingMFTClusters) { fNMaxMissingMFTClusters = nMaxMissingMFTClusters; }
117   void SetMandatoryPlane(Int_t iPlane) { if (0<=iPlane && iPlane<AliMFTConstants::fNMaxPlanes) fIsPlaneMandatory[iPlane] = kTRUE; }
118
119   void FindClusterInPlane(Int_t planeId);
120   void AttachGoodClusterInPlane(Int_t planeId);
121   void FillPlanesWithTrackHistory();
122   Double_t TryOneCluster(const AliMUONTrackParam &trackParam, AliMFTCluster *cluster);
123   void BookHistos();
124   void SetTitleHistos();
125   void BookPlanes();
126   void ResetPlanes();
127   void PrintParticleHistory();
128
129   Bool_t IsCorrectMatch(AliMFTCluster *cluster);
130   void CheckCurrentMuonTrackable();
131   Bool_t IsMother(Char_t *nameMother);
132
133   void SetMatchingMode(Int_t matchingMode) { fMatchingMode = matchingMode; }
134   void SetMinResearchRadiusAtLastPlane(Double_t minResearchRadius) { fMinResearchRadiusAtLastPlane = minResearchRadius; }
135
136   void FillOutputTree();
137   void WriteOutputTree();
138
139   Bool_t InitGRP();
140   Bool_t SetRunNumber();
141
142   void SetMaxNTracksToBeAnalyzed(Int_t nTracks) { fMaxNTracksToBeAnalyzed = nTracks; }
143
144 private:
145
146   AliMuonForwardTrackFinder(const AliMuonForwardTrackFinder& obj);
147   AliMuonForwardTrackFinder& operator=(const AliMuonForwardTrackFinder& other);
148
149 protected:
150
151   static const Int_t fNMaxPlanes = AliMFTConstants::fNMaxPlanes;        // max number of MFT planes
152   static const Double_t fRadLengthSi;
153
154   Int_t fRun; 
155   Int_t fNEventsToAnalyze;           // events to analyze
156   Double_t fSigmaClusterCut;         // to select the clusters in the MFT planes which are compatible with the extrapolated muon track
157   Double_t fChi2GlobalCut;           // cut on the final chi2 of the global muon track
158   Double_t fSigmaSpectrometerCut;    // for the selection of the tracks in the muon spectrometer
159   Double_t fVertexErrorX;            // uncertainty on the x position of the muon's origin
160   Double_t fVertexErrorY;            // uncertainty on the y position of the muon's origin
161   Double_t fVertexErrorZ;            // uncertainty on the z position of the muon's origin
162   Int_t fNFinalCandidatesCut;        // cut on the number of the final candidates for the muon track
163   TString fReadDir;
164   TString fOutDir;
165   Bool_t fDrawOption;
166
167   Double_t fDistanceFromGoodClusterAndTrackAtLastPlane;
168   Double_t fDistanceFromBestClusterAndTrackAtLastPlane;
169
170   TClonesArray *fMFTClusterArray[fNMaxPlanes];         //! array of clusters for the planes of the MFT
171   TClonesArray *fMFTClusterArrayFront[fNMaxPlanes];    //! array of front clusters for the planes of the MFT
172   TClonesArray *fMFTClusterArrayBack[fNMaxPlanes];     //! array of back clusters for the planes of the MFT
173
174   Double_t fRAbsorberCut;  // in cm, corresponds to the radial position of a 3 degrees track at the end of the absorber (-503 cm)
175   Double_t fLowPtCut;      // in GeV/c, the lower limit for the pt of a track in the muon spectrometer
176   Int_t fNPlanesMFT;              // number of planes of the Vertex Telescope (Muon Internal Tracker) -> This should be taken from the new version of  AliVZERO2
177   Int_t fNPlanesMFTAnalyzed;
178   Int_t fNMaxMissingMFTClusters;  // max. number of MFT clusters which can be missed in the global fit procedure
179   Bool_t fIsPlaneMandatory[fNMaxPlanes];      // specifies which MFT planes cannot be missed in the global fit procedure
180
181   Int_t fEv;               // current event being analyzed
182   Int_t fLabelMC;          // MC label of the muon track reconstructed in the spectrometer
183
184   Bool_t fIsClusterCompatible[10];       // here the clusters in the Muon Spectrometer are concerned
185
186   Double_t fZPlane[fNMaxPlanes];        // z-position of the MFT planes (center of the support)
187   Double_t fRPlaneMax[fNMaxPlanes];     // max radius of the MFT planes (the support)
188   Double_t fRPlaneMin[fNMaxPlanes];     // min radius of the MFT planes (the support)
189
190   TH1D *fHistRadiusEndOfAbsorber, *fHistNTracksAfterExtrapolation[fNMaxPlanes];                 //
191   TH1D *fHistNGoodClustersForFinalTracks, *fHistResearchRadius[fNMaxPlanes];                    //
192   TH1D *fHistDistanceGoodClusterFromTrackMinusDistanceBestClusterFromTrackAtLastPlane;          //
193   TH1D *fHistDistanceGoodClusterFromTrackAtLastPlane;                                           //
194   TH1D *fHistChi2Cluster_GoodCluster[fNMaxPlanes], *fHistChi2Cluster_BadCluster[fNMaxPlanes];   //
195   TH1D *fHistGlobalChi2AtPlaneFor_GOOD_CandidatesOfTrackableMuons[fNMaxPlanes];                 //
196   TH1D *fHistGlobalChi2AtPlaneFor_BAD_CandidatesOfTrackableMuons[fNMaxPlanes];                  //
197
198   TNtuple *fNtuFinalCandidates;
199   TNtuple *fNtuFinalBestCandidates;
200
201   TGraph *fGrMFTPlane[4][20];             //!
202   TEllipse *fCircleExt[fNMaxPlanes], *fCircleInt[fNMaxPlanes];  //!
203   TCanvas *fCanvas;                       //!
204
205   TLatex  *fTxtMuonHistory, *fTxtTrackGoodClusters, *fTxtTrackChi2[fNMaxPlanes];      //!
206   TLatex  *fTxtTrackFinalChi2, *fTxtTrackMomentum, *fTxtFinalCandidates, *fTxtDummy;  //!
207   TLatex  *fTxtAllClust, *fTxtClustGoodChi2, *fTxtClustMC, *fTxtClustOfTrack;         //!
208   TMarker *fMrkAllClust, *fMrkClustGoodChi2, *fMrkClustMC, *fMrkClustOfTrack;         //!
209  
210   Int_t fCountRealTracksAnalyzed;
211   Int_t fMaxNTracksToBeAnalyzed;
212   Int_t fCountRealTracksWithRefMC; 
213   Int_t fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger;
214   Int_t fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt;
215   Int_t fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt_andGoodTheta;
216   Int_t fCountRealTracksAnalyzedOfEvent;
217   Int_t fCountRealTracksAnalyzedWithFinalCandidates;
218
219   Int_t fNClustersGlobalTrack[fNMaxPlanes], fNDFGlobalTrack[fNMaxPlanes];
220   
221   TFile *fFileCluster;   //!
222   TFile *fFileESD;       //!
223   TFile *fFile_gAlice;   //!
224
225   AliRunLoader *fRunLoader;           //!
226   AliLoader *fMFTLoader;              //!
227   AliMUONRecoCheck *fMuonRecoCheck;   //!
228
229   TTree *fMFTClusterTree;  //!
230
231   AliMUONTrack *fMuonTrackReco;                 //! muon track being analyzed
232   AliMuonForwardTrack *fCurrentTrack;           //! muon extrapolated track being tested
233   AliMuonForwardTrack *fFinalBestCandidate;     //! best final candidate (if any)
234   Bool_t fIsCurrentMuonTrackable;
235   Bool_t fIsGoodClusterInPlane[fNMaxPlanes];
236
237   TClonesArray *fCandidateTracks;   //! array of track we are going to build (starting from fMuonTrackReco)
238
239   AliMUONVTrackStore *fTrackStore;      //! list of reconstructed MUON tracks 
240   AliMUONVTrackStore *fTrackRefStore;   //! list of reconstructible MUON tracks
241   
242   TIterator *fNextTrack;   //! Iterator for reading the MUON tracks
243   
244   AliStack *fStack;  //!
245
246   AliMFT *fMFT;                        //!
247   AliMFTSegmentation *fSegmentation;   //!
248
249   TFile *fOutputTreeFile, *fOutputQAFile;   //
250   TTree *fOutputEventTree;                  //!
251
252   TClonesArray *fMuonForwardTracks;       //! array of AliMuonForwardTrack
253
254   Int_t fMatchingMode;
255   Double_t fMinResearchRadiusAtLastPlane;
256
257   AliGRPObject *fGRPData;              //! Data from the GRP/GRP/Data CDB folder
258   AliRunInfo *fRunInfo;                //!
259
260   ClassDef(AliMuonForwardTrackFinder, 1); 
261
262 };
263
264 //======================================================================================================
265  
266 #endif
267
268