Updated version of the MFT code (Antonio)
[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 SetExtrapOriginTransvError(Double_t extrapOriginTransvError) { fExtrapOriginTransvError = extrapOriginTransvError; }
95   void SetGaussianBlurZVert(Double_t gaussianBlurZVert) { fGaussianBlurZVert = gaussianBlurZVert; }
96
97   Int_t GetRun() { return fRun; }
98   Int_t GetNEvents() { return fNEventsToAnalyze; }
99   Double_t GetSigmaSpectrometerCut() { return fSigmaSpectrometerCut; }
100   Double_t GetSigmaClusterCut() { return fSigmaClusterCut; }
101   Double_t GetChi2GlobalCut() { return fChi2GlobalCut; }
102   Double_t GetRAbsorberCut() { return fRAbsorberCut; }
103   Double_t GetLowPtCut() { return fLowPtCut; }
104   Double_t GetExtrapOriginTransvError() { return fExtrapOriginTransvError; }
105   Int_t GetNPlanesMFT() { return fNPlanesMFT; }
106   Int_t GetNFinalCandidatesCut() { return fNFinalCandidatesCut; }
107   Int_t GetCurrentEvent() { return fEv; }
108
109   Int_t GetNRealTracksAnalyzed() const { return fCountRealTracksAnalyzed; }
110   Int_t GetNRealTracksAnalyzedOfEvent() const { return fCountRealTracksAnalyzedOfEvent; }
111   Int_t GetNRealTracksWithRefMC() const { return fCountRealTracksWithRefMC; }
112   Int_t GetNRealTracksWithRefMC_andTrigger() const { return fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger; }
113   Int_t GetNRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt() const { return fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt; }
114   Int_t GetNRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt_andGoodTheta() const { return fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt_andGoodTheta; }
115
116   void SetNPlanesMFT(Int_t nPlanesMFT) { fNPlanesMFT = nPlanesMFT; }
117   void SeparateFrontBackClusters();
118   void SetNMaxMissingMFTClusters(Int_t nMaxMissingMFTClusters) { fNMaxMissingMFTClusters = nMaxMissingMFTClusters; }
119   void SetMandatoryPlane(Int_t iPlane) { if (0<=iPlane && iPlane<AliMFTConstants::fNMaxPlanes) fIsPlaneMandatory[iPlane] = kTRUE; }
120
121   void FindClusterInPlane(Int_t planeId);
122   void AttachGoodClusterInPlane(Int_t planeId);
123   void FillPlanesWithTrackHistory();
124   Double_t TryOneCluster(const AliMUONTrackParam &trackParam, AliMFTCluster *cluster);
125   void BookHistos();
126   void SetTitleHistos();
127   void BookPlanes();
128   void ResetPlanes();
129   void PrintParticleHistory();
130
131   Bool_t IsCorrectMatch(AliMFTCluster *cluster);
132   void CheckCurrentMuonTrackable();
133   Bool_t IsMother(Char_t *nameMother);
134
135   void SetMatchingMode(Int_t matchingMode) { fMatchingMode = matchingMode; }
136   void SetMinResearchRadiusAtLastPlane(Double_t minResearchRadius) { fMinResearchRadiusAtLastPlane = minResearchRadius; }
137
138   void FillOutputTree();
139   void WriteOutputTree();
140
141   Bool_t InitGRP();
142   Bool_t SetRunNumber();
143
144   void SetMaxNTracksToBeAnalyzed(Int_t nTracks) { fMaxNTracksToBeAnalyzed = nTracks; }
145
146 private:
147
148   AliMuonForwardTrackFinder(const AliMuonForwardTrackFinder& obj);
149   AliMuonForwardTrackFinder& operator=(const AliMuonForwardTrackFinder& other);
150
151 protected:
152
153   static const Int_t fNMaxPlanes = AliMFTConstants::fNMaxPlanes;        // max number of MFT planes
154   static const Double_t fRadLengthSi;
155
156   Int_t fRun; 
157   Int_t fNEventsToAnalyze;           // events to analyze
158   Double_t fSigmaClusterCut;         // to select the clusters in the MFT planes which are compatible with the extrapolated muon track
159   Double_t fChi2GlobalCut;           // cut on the final chi2 of the global muon track
160   Double_t fSigmaSpectrometerCut;    // for the selection of the tracks in the muon spectrometer
161   Double_t fExtrapOriginTransvError; // uncertainty on the x and y position of the muon's origin
162   Double_t fGaussianBlurZVert;       // smearing of the z position of the vertex, to simulate real case when the simulation was performed at fixed zVert=0.
163   Int_t fNFinalCandidatesCut;        // cut on the number of the final candidates for the muon track
164   TString fReadDir;
165   TString fOutDir;
166   Bool_t fDrawOption;
167
168   Double_t fDistanceFromGoodClusterAndTrackAtLastPlane;
169   Double_t fDistanceFromBestClusterAndTrackAtLastPlane;
170
171   TClonesArray *fMFTClusterArray[fNMaxPlanes];         //! array of clusters for the planes of the MFT
172   TClonesArray *fMFTClusterArrayFront[fNMaxPlanes];    //! array of front clusters for the planes of the MFT
173   TClonesArray *fMFTClusterArrayBack[fNMaxPlanes];     //! array of back clusters for the planes of the MFT
174
175   Double_t fRAbsorberCut;  // in cm, corresponds to the radial position of a 3 degrees track at the end of the absorber (-503 cm)
176   Double_t fLowPtCut;      // in GeV/c, the lower limit for the pt of a track in the muon spectrometer
177   Int_t fNPlanesMFT;              // number of planes of the Vertex Telescope (Muon Internal Tracker) -> This should be taken from the new version of  AliVZERO2
178   Int_t fNPlanesMFTAnalyzed;
179   Int_t fNMaxMissingMFTClusters;  // max. number of MFT clusters which can be missed in the global fit procedure
180   Bool_t fIsPlaneMandatory[fNMaxPlanes];      // specifies which MFT planes cannot be missed in the global fit procedure
181
182   Int_t fEv;               // current event being analyzed
183   Int_t fLabelMC;          // MC label of the muon track reconstructed in the spectrometer
184
185   Bool_t fIsClusterCompatible[10];       // here the clusters in the Muon Spectrometer are concerned
186
187   Double_t fZPlane[fNMaxPlanes];        // z-position of the MFT planes (center of the support)
188   Double_t fRPlaneMax[fNMaxPlanes];     // max radius of the MFT planes (the support)
189   Double_t fRPlaneMin[fNMaxPlanes];     // min radius of the MFT planes (the support)
190
191   TH1D *fHistPtSpectrometer, *fHistPtMuonTrackWithGoodMatch, *fHistPtMuonTrackWithBadMatch;     //
192   TH1D *fHistRadiusEndOfAbsorber, *fHistNTracksAfterExtrapolation[fNMaxPlanes];                 //
193   TH1D *fHistNGoodClustersForFinalTracks, *fHistResearchRadius[fNMaxPlanes];                    //
194   TH1D *fHistDistanceGoodClusterFromTrackMinusDistanceBestClusterFromTrackAtLastPlane;          //
195   TH1D *fHistDistanceGoodClusterFromTrackAtLastPlane;                                           //
196   TH1D *fHistChi2Cluster_GoodCluster[fNMaxPlanes], *fHistChi2Cluster_BadCluster[fNMaxPlanes];   //
197   TH1D *fHistGlobalChi2AtPlaneFor_GOOD_CandidatesOfTrackableMuons[fNMaxPlanes];                 //
198   TH1D *fHistGlobalChi2AtPlaneFor_BAD_CandidatesOfTrackableMuons[fNMaxPlanes];                  //
199
200   TNtuple *fNtuFinalCandidates;
201   TNtuple *fNtuFinalBestCandidates;
202
203   TGraph *fGrMFTPlane[4][20];             //!
204   TEllipse *fCircleExt[fNMaxPlanes], *fCircleInt[fNMaxPlanes];  //!
205   TCanvas *fCanvas;                       //!
206
207   TLatex  *fTxtMuonHistory, *fTxtTrackGoodClusters, *fTxtTrackChi2[fNMaxPlanes];      //!
208   TLatex  *fTxtTrackFinalChi2, *fTxtTrackMomentum, *fTxtFinalCandidates, *fTxtDummy;  //!
209   TLatex  *fTxtAllClust, *fTxtClustGoodChi2, *fTxtClustMC, *fTxtClustOfTrack;         //!
210   TMarker *fMrkAllClust, *fMrkClustGoodChi2, *fMrkClustMC, *fMrkClustOfTrack;         //!
211  
212   Int_t fCountRealTracksAnalyzed;
213   Int_t fMaxNTracksToBeAnalyzed;
214   Int_t fCountRealTracksWithRefMC; 
215   Int_t fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger;
216   Int_t fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt;
217   Int_t fCountRealTracksWithRefMC_andTrigger_andGoodPt_andGoodTheta;
218   Int_t fCountRealTracksAnalyzedOfEvent;
219   Int_t fCountRealTracksAnalyzedWithFinalCandidates;
220
221   Int_t fNClustersGlobalTrack[fNMaxPlanes], fNDFGlobalTrack[fNMaxPlanes];
222   
223   TFile *fFileCluster;   //!
224   TFile *fFileESD;       //!
225   TFile *fFile_gAlice;   //!
226
227   AliRunLoader *fRunLoader;           //!
228   AliLoader *fMFTLoader;              //!
229   AliMUONRecoCheck *fMuonRecoCheck;   //!
230
231   TTree *fMFTClusterTree;  //!
232
233   AliMUONTrack *fMuonTrackReco;                 //! muon track being analyzed
234   AliMuonForwardTrack *fCurrentTrack;           //! muon extrapolated track being tested
235   AliMuonForwardTrack *fFinalBestCandidate;     //! best final candidate (if any)
236   Bool_t fIsCurrentMuonTrackable;
237   Bool_t fIsGoodClusterInPlane[fNMaxPlanes];
238
239   TClonesArray *fCandidateTracks;   //! array of track we are going to build (starting from fMuonTrackReco)
240
241   AliMUONVTrackStore *fTrackStore;      //! list of reconstructed MUON tracks 
242   AliMUONVTrackStore *fTrackRefStore;   //! list of reconstructible MUON tracks
243   
244   TIterator *fNextTrack;   //! Iterator for reading the MUON tracks
245   
246   AliStack *fStack;  //!
247
248   AliMFT *fMFT;                        //!
249   AliMFTSegmentation *fSegmentation;   //!
250
251   TFile *fOutputTreeFile, *fOutputQAFile;   //
252   TTree *fOutputEventTree;                  //!
253
254   TClonesArray *fMuonForwardTracks;       //! array of AliMuonForwardTrack
255
256   Int_t fMatchingMode;
257   Double_t fMinResearchRadiusAtLastPlane;
258
259   AliGRPObject *fGRPData;              //! Data from the GRP/GRP/Data CDB folder
260   AliRunInfo *fRunInfo;                //!
261
262   ClassDef(AliMuonForwardTrackFinder, 1); 
263
264 };
265
266 //======================================================================================================
267  
268 #endif
269
270