New macro "MUONTracker" to make track reconstruction from reference tracks.
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONEventReconstructor.h
1 #ifndef ALIMUONEVENTRECONSTRUCTOR_H
2 #define ALIMUONEVENTRECONSTRUCTOR_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 // Revision of includes 07/05/2004
8
9 ////////////////////////////////////
10 // MUON event reconstructor in ALICE
11 ////////////////////////////////////
12
13 #include <TObject.h>
14
15 class AliMUONHit;
16 class AliMUONHitForRec;
17 class AliMUONSegment;
18 class TClonesArray;
19 class TFile;
20 class TTree;
21 class AliMUONRecoEvent;
22 class AliMUONData;
23 class AliRunLoader;
24 class AliLoader;
25 class AliTrackReference;
26
27 class AliMUONEventReconstructor : public TObject {
28
29  public:
30   AliMUONEventReconstructor(AliLoader* loader); // default Constructor
31   virtual ~AliMUONEventReconstructor(void); // Destructor
32
33   // Parameters for event reconstruction: public methods
34   // Get and Set, Set to defaults
35   Double_t GetMinBendingMomentum(void) const {return fMinBendingMomentum;}
36   void SetMinBendingMomentum(Double_t MinBendingMomentum) {fMinBendingMomentum = MinBendingMomentum;}
37   Double_t GetMaxBendingMomentum(void) const {return fMaxBendingMomentum;}
38   void SetMaxBendingMomentum(Double_t MaxBendingMomentum) {fMaxBendingMomentum = MaxBendingMomentum;}
39   Double_t GetMaxChi2(void) const {return fMaxChi2;}
40   void SetMaxChi2(Double_t MaxChi2) {fMaxChi2 = MaxChi2;}
41   Double_t GetMaxSigma2Distance(void) const {return fMaxSigma2Distance;}
42   void SetMaxSigma2Distance(Double_t MaxSigma2Distance) {fMaxSigma2Distance = MaxSigma2Distance;}
43   Double_t GetBendingResolution(void) const {return fBendingResolution;}
44   void SetBendingResolution(Double_t BendingResolution) {fBendingResolution = BendingResolution;}
45   Double_t GetNonBendingResolution(void) const {return fNonBendingResolution;}
46   void SetNonBendingResolution(Double_t NonBendingResolution) {fNonBendingResolution = NonBendingResolution;}
47   Double_t GetChamberThicknessInX0(void) const {return fChamberThicknessInX0;}
48   void SetChamberThicknessInX0(Double_t ChamberThicknessInX0) {fChamberThicknessInX0 = ChamberThicknessInX0;}
49   Double_t GetSimpleBValue(void) const {return fSimpleBValue;}
50   void SetSimpleBValue(Double_t SimpleBValue) {fSimpleBValue = SimpleBValue;}
51   Double_t GetSimpleBLength(void) const {return fSimpleBLength;}
52   void SetSimpleBLength(Double_t SimpleBLength) {fSimpleBLength = SimpleBLength;}
53   Double_t GetSimpleBPosition(void) const {return fSimpleBPosition;}
54   void SetSimpleBPosition(Double_t SimpleBPosition) {fSimpleBPosition = SimpleBPosition;}
55   Int_t GetRecTrackRefHits(void) const {return fRecTrackRefHits;}
56   void SetRecTrackRefHits(Int_t RecTrackRefHits) {fRecTrackRefHits = RecTrackRefHits;}
57   Double_t GetEfficiency(void) const {return fEfficiency;}
58   void SetEfficiency(Double_t Efficiency) {fEfficiency = Efficiency;}
59   Int_t GetPrintLevel(void) const {return fPrintLevel;}
60   void SetPrintLevel(Int_t PrintLevel) {fPrintLevel = PrintLevel;}
61   void SetReconstructionParametersToDefaults(void);
62
63   // Parameters for Track Ref. background events
64   TFile* GetBkgTrackRefFile(void) const {return fBkgTrackRefFile;}
65   void SetBkgTrackRefFile(Text_t *BkgTrackRefFileName); // set background file for track ref. hits
66   void NextBkgTrackRefEvent(void); // next event in background file for track ref. hits
67
68   // Hits for reconstruction
69   Int_t GetNHitsForRec(void) const {return fNHitsForRec;} // Number
70
71   // Reconstructed tracks
72   Int_t GetNRecTracks() const {return fNRecTracks;} // Number
73   void SetNRecTracks(Int_t NRecTracks) {fNRecTracks = NRecTracks;}
74   TClonesArray* GetRecTracksPtr(void) const {return fRecTracksPtr;} // Array
75  
76  // Reconstructed trigger tracks
77    Int_t GetNRecTriggerTracks() const {return fNRecTriggerTracks;} // Number
78    void SetNRecTriggerTracks(Int_t NRecTriggerTracks) {fNRecTriggerTracks = NRecTriggerTracks;}
79    TClonesArray* GetRecTriggerTracksPtr(void) const {return fRecTriggerTracksPtr;} // Array
80
81   // Hits on reconstructed tracks
82   Int_t GetNRecTrackHits() const {return fNRecTrackHits;} // Number
83   void SetNRecTrackHits(Int_t NRecTrackHits) {fNRecTrackHits = NRecTrackHits;}
84   TClonesArray* GetRecTrackHitsPtr(void) const {return fRecTrackHitsPtr;} // Array
85
86   // Functions
87   Double_t GetImpactParamFromBendingMomentum(Double_t BendingMomentum) const;
88   Double_t GetBendingMomentumFromImpactParam(Double_t ImpactParam) const;
89   void EventReconstruct(void);
90   void EventReconstructTrigger(void);
91   void EventDump(void);  // dump reconstructed event
92   void EventDumpTrigger(void);  // dump reconstructed trigger event
93   void FillEvent();      // fill and write tree of reconstructed events
94   void SetTrackMethod(Int_t iTrackMethod); //AZ
95   Int_t GetTrackMethod(void) const {return fTrackMethod;} 
96   void FillMUONTrack(void); // set track parameters at hits for Kalman track
97   //Int_t fMuons; // AZ - number of muons within acceptance - just for tests
98
99   AliMUONData*  GetMUONData() {return fMUONData;}
100
101  protected:
102   AliMUONEventReconstructor (const AliMUONEventReconstructor& rhs); // copy constructor
103   AliMUONEventReconstructor& operator=(const AliMUONEventReconstructor& rhs); // assignment operator
104
105  private:
106
107   // Constants which should be elsewhere ????
108   static const Int_t fgkMaxMuonTrackingChambers = 10; // Max number of Muon tracking chambers
109   static const Int_t fgkMaxMuonTrackingStations = 5; // Max number of Muon tracking stations
110
111   // Defaults parameters for reconstruction
112   static const Double_t fgkDefaultMinBendingMomentum; // default min. bending momentum for reconstruction
113   static const Double_t fgkDefaultMaxBendingMomentum; // default max. bending momentum for reconstruction
114   static const Double_t fgkDefaultMaxChi2; // default max. track chi2 for reconstruction
115   static const Double_t fgkDefaultMaxSigma2Distance; // default square of max. distance for window size 
116   static const Double_t fgkDefaultBendingResolution; // default bending coordinate resolution for reconstruction 
117   static const Double_t fgkDefaultNonBendingResolution; // default non bending coordinate resolution for reconstruction
118   static const Double_t fgkDefaultChamberThicknessInX0; // default chamber thickness in X0 for reconstruction
119   // Simple magnetic field:
120   // Value taken from macro MUONtracking.C: 0.7 T, hence 7 kG
121   // Length and Position from reco_muon.F, with opposite sign:
122   // Length = ZMAGEND-ZCOIL
123   // Position = (ZMAGEND+ZCOIL)/2
124   // to be ajusted differently from real magnetic field ????
125   static const Double_t fgkDefaultSimpleBValue; // default value of magnetic field (dipole)
126   static const Double_t fgkDefaultSimpleBLength; // default length of magnetic field (dipole)
127   static const Double_t fgkDefaultSimpleBPosition; // default position of magnetic field (dipole)
128   static const Int_t fgkDefaultRecTrackRefHits; // default flag for reconstrution track ref. hits or Clusters
129   static const Double_t fgkDefaultEfficiency; // default chamber efficiency for track ref. hits recontruction
130
131   static const Int_t fgkDefaultPrintLevel; // default print level
132
133   Int_t fTrackMethod; // AZ - tracking method
134
135   // Parameters for event reconstruction
136   Double_t fMinBendingMomentum; // minimum value (GeV/c) of momentum in bending plane
137   // Parameters for event reconstruction
138   Double_t fMaxBendingMomentum; // maximum value (GeV/c) of momentum in bending plane
139   Double_t fMaxChi2; // maximum Chi2 per degree of Freedom
140   Double_t fMaxSigma2Distance; // maximum square distance in units of the variance (maximum chi2)
141   Double_t fRMin[fgkMaxMuonTrackingChambers]; // minimum radius (cm)
142   Double_t fRMax[fgkMaxMuonTrackingChambers]; // maximum radius (cm)
143   Double_t fSegmentMaxDistBending[fgkMaxMuonTrackingStations]; // maximum distance (cm) for segments in bending plane
144   Double_t fSegmentMaxDistNonBending[fgkMaxMuonTrackingStations]; // maximum distance (cm) for segments in non bending plane
145   Double_t fBendingResolution; // chamber resolution (cm) in bending plane
146   Double_t fNonBendingResolution; // chamber resolution (cm) in non bending plane
147   Double_t fChamberThicknessInX0; // chamber thickness in number of radiation lengths
148                                   // how to take it from simulation ????
149   Double_t fSimpleBValue; // simple magnetic field: value (kG)
150   Double_t fSimpleBLength; // simple magnetic field: length (cm)
151   Double_t fSimpleBPosition; // simple magnetic field: Z central position (cm)
152   Int_t fRecTrackRefHits; // reconstruction from raw clusters (0) or from track ref. hits (1)
153   Double_t fEfficiency; // chamber efficiency (used for track ref. hits only)
154   Int_t fPrintLevel; // print level
155
156   // Parameters for track ref. background events
157   // should be in AliMUON class ????
158   TFile *fBkgTrackRefFile; // pointer to file
159   TTree *fBkgTrackRefTK; // pointer to tree TK
160   TClonesArray *fBkgTrackRefParticles;   // pointer to list of particles in tree TK
161   TTree *fBkgTrackRefTTR; // pointer to tree TTR
162   Int_t fBkgTrackRefEventNumber; // event number
163   
164   // Hits for reconstruction (should be in AliMUON ????)
165   TClonesArray *fHitsForRecPtr; // pointer to the array of hits for reconstruction
166   Int_t fNHitsForRec; // number of hits for reconstruction
167   // Information per chamber (should be in AliMUONChamber ????)
168   Int_t fNHitsForRecPerChamber[fgkMaxMuonTrackingChambers]; // number of HitsForRec
169   Int_t fIndexOfFirstHitForRecPerChamber[fgkMaxMuonTrackingChambers]; // index (0...) of first HitForRec
170
171   // Segments inside a station
172   TClonesArray *fSegmentsPtr[fgkMaxMuonTrackingStations]; // array of pointers to the segments for each station
173   Int_t fNSegments[fgkMaxMuonTrackingStations]; // number of segments for each station
174
175   // Reconstructed tracks
176   TClonesArray *fRecTracksPtr; // pointer to array of reconstructed tracks
177   Int_t fNRecTracks; // number of reconstructed tracks
178
179   // Reconstructed trigger tracks
180   TClonesArray *fRecTriggerTracksPtr; // pointer to array of reconstructed trigger tracks
181   Int_t fNRecTriggerTracks; // number of reconstructed trigger tracks
182
183   // Track hits on reconstructed tracks
184   TClonesArray *fRecTrackHitsPtr; // pointer to array of hits on reconstructed tracks
185   Int_t fNRecTrackHits; // number of hits on reconstructed tracks
186
187   // Objects needed for tree writing
188   AliMUONRecoEvent *fRecoEvent; // the reconstructed event
189   TTree            *fEventTree; // tree of reconstructed events
190   TFile            *fTreeFile;  // file where the tree is outputed
191
192   // data container
193   AliMUONData* fMUONData; // Data container for MUON subsystem 
194
195   // alice loader
196   AliLoader* fLoader; // MUON loader to get data
197
198   Int_t fMuons; // AZ - number of muons within acceptance - just for tests
199
200   // Functions
201   void ResetHitsForRec(void);
202   void MakeEventToBeReconstructed(void);
203   void AddHitsForRecFromTrackRef(TTree *TTR, Int_t Signal);
204   AliMUONHitForRec* NewHitForRecFromTrackRef(AliTrackReference* Hit, Int_t TrackNumber, Int_t Signal);
205   TClonesArray *CleanTrackRefs(TTree *treeTR);
206 /*   void AddHitsForRecFromCathodeCorrelations(TTree* TC); */
207   void AddHitsForRecFromRawClusters(TTree* TR);
208   void SortHitsForRecWithIncreasingChamber();
209   void MakeSegments(void);
210   void ResetSegments(void);
211   void MakeSegmentsPerStation(Int_t Station);
212   void MakeTracks(void);
213   Bool_t MakeTriggerTracks(void);
214   void ResetTrackHits(void);
215   void ResetTracks(void);
216   void ResetTriggerTracks(void);
217   Int_t MakeTrackCandidatesWithTwoSegments(AliMUONSegment *BegSegment);
218   Int_t MakeTrackCandidatesWithOneSegmentAndOnePoint(AliMUONSegment *BegSegment);
219   void MakeTrackCandidates(void);
220   void FollowTracks(void);
221   void RemoveDoubleTracks(void);
222   void UpdateTrackParamAtHit(void);
223   void UpdateHitForRecAtHit(void);
224   void ValidateTracksWithTrigger(void);
225
226
227   //AZ - for Kalman Filter
228   void MakeTrackCandidatesK(void);
229   void FollowTracksK(void);
230   void RemoveDoubleTracksK(void);
231   void GoToVertex(void);
232   Bool_t CheckCandidateK(Int_t icand, Int_t nSeeds) const;
233
234
235   ClassDef(AliMUONEventReconstructor, 0) // MUON event reconstructor in ALICE
236     };
237         
238 #endif