In AliMUONAlignment, AliMUONAlignmentRecord:
[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 #include "AliMUONAlignmentRecord.h"
18
19 class TGeoCombiTrans;
20 class TClonesArray;
21 class AliMillepede;
22 class AliMUONGeometryTransformer;
23 class AliMUONTrack;
24 class AliMUONTrackParam;
25 class AliMUONVCluster;
26
27 class AliMUONAlignment:public TObject
28 {
29
30   public:
31
32
33   /// constructor
34   AliMUONAlignment();
35         /// rootio constructor
36         AliMUONAlignment(TRootIOCtor* dummy);
37
38   /// destructor
39   virtual ~AliMUONAlignment();
40
41   /// process track for alignment minimization
42   /**
43   returns the alignment records for this track.
44   They can be stored in some output for later reprocessing.
45   */
46   AliMUONAlignmentTrackRecord* ProcessTrack(AliMUONTrack *track, Bool_t doAlignment );
47
48   /// process track record
49   void ProcessTrack( AliMUONAlignmentTrackRecord*, Bool_t doAlignment = kTRUE );
50
51   /// returns current track record
52   AliMUONAlignmentTrackRecord* GetTrackRecord( void )
53   { return &fTrackRecord; }
54
55   /// Set geometry transformer
56   void SetGeometryTransformer(AliMUONGeometryTransformer * transformer)
57   { fTransform = transformer; }
58
59   /// Set flag for Magnetic field On/Off
60   void SetBFieldOn(Bool_t bBFieldOn)
61   { fBFieldOn =  bBFieldOn; }
62
63   /// Define chambers to align
64   void SetChOnOff(Bool_t *bChOnOff)
65   {
66     for(int iCh=0; iCh<10; iCh++)
67     { fChOnOff[iCh] =  bChOnOff[iCh]; }
68   }
69
70   /// Possibility to align only one side of the detector
71   void SetSpecLROnOff(Bool_t *bSpecLROnOff)
72   {
73     fSpecLROnOff[0] =  bSpecLROnOff[0];
74     fSpecLROnOff[1] =  bSpecLROnOff[1];
75   }
76
77   void FixStation(Int_t iSt);
78
79   void FixChamber(Int_t iCh);
80
81   void FixDetElem(Int_t iDetElemId, TString sVarXYT = "XYTZ");
82
83   void FixHalfSpectrometer(const Bool_t* bChOnOff, const Bool_t* bSpecLROnOff);
84
85   void AllowVariations( const Bool_t* );
86
87   void SetNonLinear(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bVarXYT);
88
89   void AddConstraints(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bVarXYT);
90
91   void AddConstraints(const Bool_t *bChOnOff, const Bool_t *bVarXYT, const Bool_t *bDetTLBR, const Bool_t *bSpecLROnOff);
92
93   void ResetConstraints();
94
95   void FixParameter(Int_t param, Double_t value);
96
97   void SetNonLinear(Int_t param);
98
99   void AddConstraint(Double_t *factor, Double_t value );
100
101   void InitGlobalParameters(Double_t *par);
102
103   void SetSigmaXY(Double_t sigmaX, Double_t sigmaY);
104
105   /// Set array of local derivatives
106   void SetLocalDerivative(Int_t index, Double_t value)
107   { fLocalDerivatives[index] = value; }
108
109   /// Set array of global derivatives
110   void SetGlobalDerivative(Int_t index, Double_t value)
111   { fGlobalDerivatives[index] = value; }
112
113   void LocalFit(Int_t iTrack, Double_t *lTrackParam, Int_t lSingleFit);
114
115   void GlobalFit(Double_t *parameters,Double_t *errors,Double_t *pulls);
116
117   void PrintGlobalParameters();
118
119   Double_t GetParError(Int_t iPar);
120
121   AliMUONGeometryTransformer* ReAlign(const AliMUONGeometryTransformer * transformer, const double *misAlignments, Bool_t verbose);
122
123   void SetAlignmentResolution(const TClonesArray* misAlignArray, Int_t chId, Double_t chResX, Double_t chResY, Double_t deResX, Double_t deResY);
124
125   private:
126
127   /// Not implemented
128   AliMUONAlignment(const AliMUONAlignment& right);
129
130   /// Not implemented
131   AliMUONAlignment&  operator = (const AliMUONAlignment& right);
132
133   void Init(Int_t nGlobal, Int_t nLocal, Int_t nStdDev);
134
135   void ConstrainT(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintT, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
136
137   void ConstrainL(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintL, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
138
139   void ConstrainB(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintB, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
140
141   void ConstrainR(Int_t lDetElem, Int_t lCh, Double_t *lConstraintR, Int_t iVar, Double_t lWeight=1.0) const;
142
143   void FillDetElemData();
144
145   void FillRecPointData();
146
147   void FillTrackParamData();
148
149   void ResetLocalEquation();
150
151   /// local equation along X
152   void LocalEquationX( Bool_t doAlignment = kTRUE );
153
154   /// local equation along Y
155   void LocalEquationY( Bool_t doAlignment = kTRUE );
156
157   /// local equation using cluster alignment record
158   void LocalEquation( const AliMUONAlignmentClusterRecord& );
159
160   TGeoCombiTrans ReAlign(const TGeoCombiTrans& transform, const double *detElemMisAlignment) const;
161
162   /// Flag for Magnetic filed On/Off
163   Bool_t fBFieldOn;
164
165   /// Flags for chamber On/Off
166   Bool_t fChOnOff[10];
167
168   /// Flags for left right On/Off
169   Bool_t fSpecLROnOff[2];
170
171   /// Flags degrees of freedom to align (x,y,phi)
172   Bool_t fDoF[4];
173
174   /// "Encouraged" variation for degrees of freedom
175   Double_t fAllowVar[4];
176
177   /// Initial value for chi2 cut
178   /** if > 1 Iterations in AliMillepede are turned on */
179   Double_t fStartFac;
180
181   /// Cut on residual for first iteration
182   Double_t fResCutInitial;
183
184   /// Cut on residual for other iterations
185   Double_t fResCut;
186
187   /// Detector independent alignment class
188   AliMillepede *fMillepede;
189
190   /// AliMUONTrack
191   AliMUONTrack *fTrack;
192
193   /// AliMUONVCluster
194   AliMUONVCluster *fCluster;
195
196   ///< Track parameters
197   AliMUONTrackParam *fTrackParam;
198
199   Int_t fNGlobal;  ///< Number of global parameters
200   Int_t fNLocal;   ///< Number of local parameters
201   Int_t fNStdDev;  ///< Number of standard deviations for chi2 cut
202   Double_t fClustPos[3];    ///< Cluster position
203   Double_t fClustPosLoc[3]; ///< Cluster position in local coordinates
204   Double_t fTrackSlope0[2]; ///< Track slope at reference point
205   Double_t fTrackSlope[2];  ///< Track slope at current point
206   Double_t fTrackPos0[3];   ///< Track intersection at reference point
207   Double_t fTrackPos[3];    ///< Track intersection at current point
208   Double_t fTrackPosLoc[3]; ///< Track intersection at current point in local coordinates
209   Double_t fMeas[2];        ///< Current measurement (depend on B field On/Off)
210   Double_t fSigma[2];       ///< Estimated resolution on measurement
211
212   Double_t fGlobalDerivatives[624]; ///< Array of global derivatives
213   Double_t fLocalDerivatives[4];    ///< Array of local derivatives
214
215   Double_t fConstraintX[624];   ///< Array for constraint equation all X
216   Double_t fConstraintY[624];   ///< Array for constraint equation all Y
217   Double_t fConstraintP[624];   ///< Array for constraint equation all P
218   Double_t fConstraintXT[624];  ///< Array for constraint equation X Top half
219   Double_t fConstraintYT[624];  ///< Array for constraint equation Y Top half
220   Double_t fConstraintPT[624];  ///< Array for constraint equation P Top half
221   Double_t fConstraintXZT[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Top half
222   Double_t fConstraintYZT[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Top half
223   Double_t fConstraintPZT[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Top half
224   Double_t fConstraintXYT[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Top half
225   Double_t fConstraintYYT[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Top half
226   Double_t fConstraintPYT[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Top half
227   Double_t fConstraintXB[624];  ///< Array for constraint equation X Bottom half
228   Double_t fConstraintYB[624];  ///< Array for constraint equation Y Bottom half
229   Double_t fConstraintPB[624];  ///< Array for constraint equation P Bottom half
230   Double_t fConstraintXZB[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Bottom half
231   Double_t fConstraintYZB[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Bottom half
232   Double_t fConstraintPZB[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Bottom half
233   Double_t fConstraintXYB[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Bottom half
234   Double_t fConstraintYYB[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Bottom half
235   Double_t fConstraintPYB[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Bottom half
236   Double_t fConstraintXR[624];  ///< Array for constraint equation X Right half
237   Double_t fConstraintYR[624];  ///< Array for constraint equation Y Right half
238   Double_t fConstraintPR[624];  ///< Array for constraint equation P Right half
239   Double_t fConstraintXZR[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Right half
240   Double_t fConstraintYZR[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Right half
241   Double_t fConstraintPZR[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Right half
242   Double_t fConstraintXYR[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Right half
243   Double_t fConstraintYYR[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Right half
244   Double_t fConstraintPYR[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Right half
245   Double_t fConstraintXL[624];  ///< Array for constraint equation X Left half
246   Double_t fConstraintYL[624];  ///< Array for constraint equation Y Left half
247   Double_t fConstraintPL[624];  ///< Array for constraint equation P Left half
248   Double_t fConstraintXZL[624];  ///< Array for constraint equation X vs Z Left half
249   Double_t fConstraintYZL[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Z Left half
250   Double_t fConstraintPZL[624];  ///< Array for constraint equation P vs Z Left half
251   Double_t fConstraintXYL[624];  ///< Array for constraint equation X vs Y Left half
252   Double_t fConstraintYYL[624];  ///< Array for constraint equation Y vs Y Left half
253   Double_t fConstraintPYL[624];  ///< Array for constraint equation P vs Y Left half
254   Double_t fConstraintX3[624];  ///< Array for constraint equation St3 X
255   Double_t fConstraintY3[624];  ///< Array for constraint equation St3 Y
256   Double_t fConstraintX4[624];  ///< Array for constraint equation St4 X
257   Double_t fConstraintY4[624];  ///< Array for constraint equation St4 Y
258   Double_t fConstraintP4[624];  ///< Array for constraint equation St4 P
259   Double_t fConstraintX5[624];  ///< Array for constraint equation St5 X
260   Double_t fConstraintY5[624];  ///< Array for constraint equation St5 Y
261
262   Int_t fDetElemId;        ///< Detection element id
263   Int_t fDetElemNumber;    ///< Detection element number
264   Double_t fPhi;           ///< Azimuthal tilt of detection element
265   Double_t fCosPhi;        ///< Cosine of fPhi
266   Double_t fSinPhi;        ///< Sine of fPhi
267   Double_t fDetElemPos[3]; ///< Position of detection element
268
269   /// running Track record
270   AliMUONAlignmentTrackRecord fTrackRecord;
271
272   /// Geometry transformation
273   AliMUONGeometryTransformer *fTransform;
274
275   static Int_t fgNSt;            ///< Number tracking stations
276   static Int_t fgNCh;            ///< Number tracking chambers
277   static Int_t fgNTrkMod;        ///< Number of tracking modules (4 ch + 6*2 half-ch)
278   static Int_t fgNParCh;         ///< Number of degrees of freedom per chamber
279   static Int_t fgNDetElem;       ///< Total number of detection elements
280   static Int_t fgNDetElemCh[10]; ///< Number of detection elements per chamber
281   static Int_t fgSNDetElemCh[10];///< Sum of detection elements up to this chamber (inc)
282
283   ClassDef(AliMUONAlignment, 2)
284
285 };
286
287 #endif