In AliMUONAlignment
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONAlignment.h
1 #ifndef ALIMUONALIGNMENT_H
2 #define ALIMUONALIGNMENT_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 /// \ingroup rec
9 /// \class AliMUONAlignment
10 /// \brief Class for alignment of muon spectrometer
11 //
12 // Authors: Bruce Becker, Javier Castillo
13
14 #include <TObject.h>
15 #include <TString.h>
16
17 class TGeoCombiTrans;
18 class TClonesArray;
19 class AliMillepede;
20 class AliMUONGeometryTransformer;
21 class AliMUONTrack;
22 class AliMUONTrackParam;
23 class AliMUONVCluster;
24
25 class AliMUONAlignment:public TObject
26 {
27
28 public:
29   AliMUONAlignment();
30   virtual ~AliMUONAlignment();
31
32   void ProcessTrack(AliMUONTrack *track);
33   /// Set geometry transformer
34   void SetGeometryTransformer(AliMUONGeometryTransformer * transformer) {
35     fTransform = transformer;
36   }
37
38   /// Set flag for Magnetic field On/Off
39   void SetBFieldOn(Bool_t bBFieldOn) {
40     fBFieldOn =  bBFieldOn;
41   }
42   /// Define chambers to align
43   void SetChOnOff(Bool_t *bChOnOff) {
44     for(int iCh=0; iCh<10; iCh++)
45       fChOnOff[iCh] =  bChOnOff[iCh];
46   }
47   /// Possibility to align only one side of the detector
48   void SetSpecLROnOff(Bool_t *bSpecLROnOff) {
49     fSpecLROnOff[0] =  bSpecLROnOff[0];    
50     fSpecLROnOff[1] =  bSpecLROnOff[1];    
51   }
52   void FixStation(Int_t iSt);
53   void FixChamber(Int_t iCh);
54   void FixDetElem(Int_t iDetElemId, TString sVarXYT = "XYTZ");
55   void FixHalfSpectrometer(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bSpecLROnOff);
56   void AllowVariations(const Bool_t *bChOnOff);
57   void SetNonLinear(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bVarXYT);
58   void AddConstraints(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bVarXYT);
59   void AddConstraints(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bVarXYT, const Bool_t *bDetTLBR, const Bool_t *bSpecLROnOff);
60   void ResetConstraints();
61
62   void FixParameter(Int_t param, Double_t value);
63   void SetNonLinear(Int_t param);
64   void AddConstraint(Double_t *factor, Double_t value );
65   void InitGlobalParameters(Double_t *par);   
66   void SetSigmaXY(Double_t sigmaX, Double_t sigmaY);
67   /// Set array of local derivatives
68   void SetLocalDerivative(Int_t index, Double_t value) {      
69     fLocalDerivatives[index] = value;
70   }
71   /// Set array of global derivatives
72   void SetGlobalDerivative(Int_t index, Double_t value) {
73     fGlobalDerivatives[index] = value;
74   }  
75   void LocalFit(Int_t iTrack, Double_t *lTrackParam, Int_t lSingleFit);
76   void GlobalFit(Double_t *parameters,Double_t *errors,Double_t *pulls);
77   void PrintGlobalParameters();
78   Double_t GetParError(Int_t iPar);
79   
80   AliMUONGeometryTransformer* 
81     ReAlign(const AliMUONGeometryTransformer * transformer, const double *misAlignments, Bool_t verbose);
82
83   void SetAlignmentResolution(const TClonesArray* misAlignArray, Int_t chId, Double_t chResX, Double_t chResY, Double_t deResX, Double_t deResY);
84
85  private:
86   /// Not implemented
87   AliMUONAlignment(const AliMUONAlignment& right);
88   /// Not implemented
89   AliMUONAlignment&  operator = (const AliMUONAlignment& right);
90
91   void Init(Int_t nGlobal, Int_t nLocal, Int_t nStdDev);
92   void ConstrainT(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintT, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
93   void ConstrainL(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintL, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
94   void ConstrainB(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintB, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
95   void ConstrainR(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintR, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
96   void FillDetElemData();
97   void FillRecPointData();
98   void FillTrackParamData();
99   void ResetLocalEquation();
100   void LocalEquationX();
101   void LocalEquationY();
102
103   TGeoCombiTrans ReAlign(const TGeoCombiTrans& transform, const double *detElemMisAlignment) const;
104
105   Bool_t fBFieldOn;        ///< Flag for Magnetic filed On/Off
106   Bool_t fChOnOff[10];     ///< Flags for chamber On/Off
107   Bool_t fSpecLROnOff[2];  ///< Flags for left right On/Off                                                                    
108   Bool_t fDoF[4];          ///< Flags degrees of freedom to align (x,y,phi)
109   Double_t fAllowVar[4];   ///< "Encouraged" variation for degrees of freedom 
110   Double_t fStartFac;      ///< Initial value for chi2 cut 
111                            ///< if > 1 Iterations in AliMillepede are turned on
112   Double_t fResCutInitial; ///< Cut on residual for first iteration
113   Double_t fResCut;        ///< Cut on residual for other iterations 
114
115   AliMillepede *fMillepede; ///< Detector independent alignment class
116   
117   TClonesArray *fTrackParamAtCluster; ///< Array of track parameters 
118   AliMUONTrack *fTrack;               ///< AliMUONTrack 
119   AliMUONVCluster *fCluster;          ///< AliMUONVCluster
120   AliMUONTrackParam *fTrackParam;     ///< Track parameters 
121
122   Int_t fNGlobal;  ///< Number of global parameters
123   Int_t fNLocal;   ///< Number of local parameters
124   Int_t fNStdDev;  ///< Number of standard deviations for chi2 cut
125   Double_t fClustPos[3];    ///< Cluster position
126   Double_t fClustPosLoc[3]; ///< Cluster position in local coordinates
127   Double_t fTrackSlope0[2]; ///< Track slope at reference point
128   Double_t fTrackSlope[2];  ///< Track slope at current point
129   Double_t fTrackPos0[3];   ///< Track intersection at reference point
130   Double_t fTrackPos[3];    ///< Track intersection at current point
131   Double_t fTrackPosLoc[3]; ///< Track intersection at current point in local coordinates 
132   Double_t fMeas[2];        ///< Current measurement (depend on B field On/Off)  
133   Double_t fSigma[2];       ///< Estimated resolution on measurement
134
135   Double_t fGlobalDerivatives[624]; ///< Array of global derivatives
136   Double_t fLocalDerivatives[4];    ///< Array of local derivatives
137
138   Double_t fConstraintX[624];   ///< Array for constraint equation all X
139   Double_t fConstraintY[624];   ///< Array for constraint equation all Y
140   Double_t fConstraintP[624];   ///< Array for constraint equation all P
141   Double_t fConstraintXT[624];  ///< Array for constraint equation X Top half
142   Double_t fConstraintYT[624];  ///< Array for constraint equation Y Top half
143   Double_t fConstraintPT[624];  ///< Array for constraint equation P Top half
144   Double_t fConstraintXZT[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Top half
145   Double_t fConstraintYZT[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Top half
146   Double_t fConstraintPZT[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Top half
147   Double_t fConstraintXYT[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Top half
148   Double_t fConstraintYYT[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Top half
149   Double_t fConstraintPYT[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Top half
150   Double_t fConstraintXB[624];  ///< Array for constraint equation X Bottom half
151   Double_t fConstraintYB[624];  ///< Array for constraint equation Y Bottom half
152   Double_t fConstraintPB[624];  ///< Array for constraint equation P Bottom half
153   Double_t fConstraintXZB[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Bottom half
154   Double_t fConstraintYZB[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Bottom half
155   Double_t fConstraintPZB[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Bottom half
156   Double_t fConstraintXYB[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Bottom half
157   Double_t fConstraintYYB[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Bottom half
158   Double_t fConstraintPYB[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Bottom half
159   Double_t fConstraintXR[624];  ///< Array for constraint equation X Right half
160   Double_t fConstraintYR[624];  ///< Array for constraint equation Y Right half
161   Double_t fConstraintPR[624];  ///< Array for constraint equation P Right half
162   Double_t fConstraintXZR[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Right half
163   Double_t fConstraintYZR[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Right half
164   Double_t fConstraintPZR[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Right half
165   Double_t fConstraintXYR[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Right half
166   Double_t fConstraintYYR[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Right half
167   Double_t fConstraintPYR[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Right half
168   Double_t fConstraintXL[624];  ///< Array for constraint equation X Left half
169   Double_t fConstraintYL[624];  ///< Array for constraint equation Y Left half
170   Double_t fConstraintPL[624];  ///< Array for constraint equation P Left half
171   Double_t fConstraintXZL[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Left half
172   Double_t fConstraintYZL[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Left half
173   Double_t fConstraintPZL[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Left half
174   Double_t fConstraintXYL[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Left half
175   Double_t fConstraintYYL[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Left half
176   Double_t fConstraintPYL[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Left half
177   Double_t fConstraintX3[624];  ///< Array for constraint equation St3 X
178   Double_t fConstraintY3[624];  ///< Array for constraint equation St3 Y
179   Double_t fConstraintX4[624];  ///< Array for constraint equation St4 X
180   Double_t fConstraintY4[624];  ///< Array for constraint equation St4 Y
181   Double_t fConstraintP4[624];  ///< Array for constraint equation St4 P
182   Double_t fConstraintX5[624];  ///< Array for constraint equation St5 X
183   Double_t fConstraintY5[624];  ///< Array for constraint equation St5 Y
184
185   Int_t fDetElemId;        ///< Detection element id
186   Int_t fDetElemNumber;    ///< Detection element number
187   Double_t fPhi;           ///< Azimuthal tilt of detection element 
188   Double_t fCosPhi;        ///< Cosine of fPhi
189   Double_t fSinPhi;        ///< Sine of fPhi
190   Double_t fDetElemPos[3]; ///< Position of detection element
191
192   AliMUONGeometryTransformer *fTransform; ///< Geometry transformation
193
194   static Int_t fgNSt;            ///< Number tracking stations
195   static Int_t fgNCh;            ///< Number tracking chambers
196   static Int_t fgNTrkMod;        ///< Number of tracking modules (4 ch + 6*2 half-ch)
197   static Int_t fgNParCh;         ///< Number of degrees of freedom per chamber
198   static Int_t fgNDetElem;       ///< Total number of detection elements
199   static Int_t fgNDetElemCh[10]; ///< Number of detection elements per chamber
200   static Int_t fgSNDetElemCh[10];///< Sum of detection elements up to this chamber (inc)
201
202 ClassDef(AliMUONAlignment, 1) //Class for alignment of muon spectrometer
203 };
204
205 #endif