Major revision of the Kalman tracking: works with new data structure,
[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
26 class AliMUONEventReconstructor : public TObject {
27
28  public:
29   AliMUONEventReconstructor(AliLoader* loader); // default Constructor
30   virtual ~AliMUONEventReconstructor(void); // Destructor
31
32   // Parameters for event reconstruction: public methods
33   // Get and Set, Set to defaults
34   Double_t GetMinBendingMomentum(void) const {return fMinBendingMomentum;}
35   void SetMinBendingMomentum(Double_t MinBendingMomentum) {fMinBendingMomentum = MinBendingMomentum;}
36   Double_t GetMaxBendingMomentum(void) const {return fMaxBendingMomentum;}
37   void SetMaxBendingMomentum(Double_t MaxBendingMomentum) {fMaxBendingMomentum = MaxBendingMomentum;}
38   Double_t GetMaxChi2(void) const {return fMaxChi2;}
39   void SetMaxChi2(Double_t MaxChi2) {fMaxChi2 = MaxChi2;}
40   Double_t GetMaxSigma2Distance(void) const {return fMaxSigma2Distance;}
41   void SetMaxSigma2Distance(Double_t MaxSigma2Distance) {fMaxSigma2Distance = MaxSigma2Distance;}
42   Double_t GetBendingResolution(void) const {return fBendingResolution;}
43   void SetBendingResolution(Double_t BendingResolution) {fBendingResolution = BendingResolution;}
44   Double_t GetNonBendingResolution(void) const {return fNonBendingResolution;}
45   void SetNonBendingResolution(Double_t NonBendingResolution) {fNonBendingResolution = NonBendingResolution;}
46   Double_t GetChamberThicknessInX0(void) const {return fChamberThicknessInX0;}
47   void SetChamberThicknessInX0(Double_t ChamberThicknessInX0) {fChamberThicknessInX0 = ChamberThicknessInX0;}
48   Double_t GetSimpleBValue(void) const {return fSimpleBValue;}
49   void SetSimpleBValue(Double_t SimpleBValue) {fSimpleBValue = SimpleBValue;}
50   Double_t GetSimpleBLength(void) const {return fSimpleBLength;}
51   void SetSimpleBLength(Double_t SimpleBLength) {fSimpleBLength = SimpleBLength;}
52   Double_t GetSimpleBPosition(void) const {return fSimpleBPosition;}
53   void SetSimpleBPosition(Double_t SimpleBPosition) {fSimpleBPosition = SimpleBPosition;}
54   Int_t GetRecGeantHits(void) const {return fRecGeantHits;}
55   void SetRecGeantHits(Int_t RecGeantHits) {fRecGeantHits = RecGeantHits;}
56   Double_t GetEfficiency(void) const {return fEfficiency;}
57   void SetEfficiency(Double_t Efficiency) {fEfficiency = Efficiency;}
58   Int_t GetPrintLevel(void) const {return fPrintLevel;}
59   void SetPrintLevel(Int_t PrintLevel) {fPrintLevel = PrintLevel;}
60   void SetReconstructionParametersToDefaults(void);
61
62   // Parameters for GEANT background events
63   TFile* GetBkgGeantFile(void) const {return fBkgGeantFile;}
64   void SetBkgGeantFile(Text_t *BkgGeantFileName); // set background file for GEANT hits
65   void NextBkgGeantEvent(void); // next event in background file for GEANT hits
66
67   // Hits for reconstruction
68   Int_t GetNHitsForRec(void) const {return fNHitsForRec;} // Number
69
70   // Reconstructed tracks
71   Int_t GetNRecTracks() const {return fNRecTracks;} // Number
72   void SetNRecTracks(Int_t NRecTracks) {fNRecTracks = NRecTracks;}
73   TClonesArray* GetRecTracksPtr(void) const {return fRecTracksPtr;} // Array
74  
75  // Reconstructed trigger tracks
76    Int_t GetNRecTriggerTracks() const {return fNRecTriggerTracks;} // Number
77    void SetNRecTriggerTracks(Int_t NRecTriggerTracks) {fNRecTriggerTracks = NRecTriggerTracks;}
78    TClonesArray* GetRecTriggerTracksPtr(void) const {return fRecTriggerTracksPtr;} // Array
79
80   // Hits on reconstructed tracks
81   Int_t GetNRecTrackHits() const {return fNRecTrackHits;} // Number
82   void SetNRecTrackHits(Int_t NRecTrackHits) {fNRecTrackHits = NRecTrackHits;}
83   TClonesArray* GetRecTrackHitsPtr(void) const {return fRecTrackHitsPtr;} // Array
84
85   // Functions
86   Double_t GetImpactParamFromBendingMomentum(Double_t BendingMomentum) const;
87   Double_t GetBendingMomentumFromImpactParam(Double_t ImpactParam) const;
88   void EventReconstruct(void);
89   void EventReconstructTrigger(void);
90   void EventDump(void);  // dump reconstructed event
91   void EventDumpTrigger(void);  // dump reconstructed trigger event
92   void FillEvent();      // fill and write tree of reconstructed events
93   void SetTrackMethod(Int_t iTrackMethod); //AZ
94   Int_t GetTrackMethod(void) const {return fTrackMethod;} 
95   void FillMUONTrack(void); // set track parameters at hits for Kalman track
96   //Int_t fMuons; // AZ - number of muons within acceptance - just for tests
97
98   AliMUONData*  GetMUONData() {return fMUONData;}
99
100  protected:
101   AliMUONEventReconstructor (const AliMUONEventReconstructor& rhs); // copy constructor
102   AliMUONEventReconstructor& operator=(const AliMUONEventReconstructor& rhs); // assignment operator
103
104  private:
105
106   // Constants which should be elsewhere ????
107   static const Int_t fgkMaxMuonTrackingChambers = 10; // Max number of Muon tracking chambers
108   static const Int_t fgkMaxMuonTrackingStations = 5; // Max number of Muon tracking stations
109
110   // Defaults parameters for reconstruction
111   static const Double_t fgkDefaultMinBendingMomentum; // default min. bending momentum for reconstruction
112   static const Double_t fgkDefaultMaxBendingMomentum; // default max. bending momentum for reconstruction
113   static const Double_t fgkDefaultMaxChi2; // default max. track chi2 for reconstruction
114   static const Double_t fgkDefaultMaxSigma2Distance; // default square of max. distance for window size 
115   static const Double_t fgkDefaultBendingResolution; // default bending coordinate resolution for reconstruction 
116   static const Double_t fgkDefaultNonBendingResolution; // default non bending coordinate resolution for reconstruction
117   static const Double_t fgkDefaultChamberThicknessInX0; // default chamber thickness in X0 for reconstruction
118   // Simple magnetic field:
119   // Value taken from macro MUONtracking.C: 0.7 T, hence 7 kG
120   // Length and Position from reco_muon.F, with opposite sign:
121   // Length = ZMAGEND-ZCOIL
122   // Position = (ZMAGEND+ZCOIL)/2
123   // to be ajusted differently from real magnetic field ????
124   static const Double_t fgkDefaultSimpleBValue; // default value of magnetic field (dipole)
125   static const Double_t fgkDefaultSimpleBLength; // default length of magnetic field (dipole)
126   static const Double_t fgkDefaultSimpleBPosition; // default position of magnetic field (dipole)
127   static const Int_t fgkDefaultRecGeantHits; // default flag for reconstrution GEANT hits or Clusters
128   static const Double_t fgkDefaultEfficiency; // default chamber efficiency for GEANT hits recontruction
129
130   static const Int_t fgkDefaultPrintLevel; // default print level
131
132   Int_t fTrackMethod; // AZ - tracking method
133
134   // Parameters for event reconstruction
135   Double_t fMinBendingMomentum; // minimum value (GeV/c) of momentum in bending plane
136   // Parameters for event reconstruction
137   Double_t fMaxBendingMomentum; // maximum value (GeV/c) of momentum in bending plane
138   Double_t fMaxChi2; // maximum Chi2 per degree of Freedom
139   Double_t fMaxSigma2Distance; // maximum square distance in units of the variance (maximum chi2)
140   Double_t fRMin[fgkMaxMuonTrackingChambers]; // minimum radius (cm)
141   Double_t fRMax[fgkMaxMuonTrackingChambers]; // maximum radius (cm)
142   Double_t fSegmentMaxDistBending[fgkMaxMuonTrackingStations]; // maximum distance (cm) for segments in bending plane
143   Double_t fSegmentMaxDistNonBending[fgkMaxMuonTrackingStations]; // maximum distance (cm) for segments in non bending plane
144   Double_t fBendingResolution; // chamber resolution (cm) in bending plane
145   Double_t fNonBendingResolution; // chamber resolution (cm) in non bending plane
146   Double_t fChamberThicknessInX0; // chamber thickness in number of radiation lengths
147                                   // how to take it from simulation ????
148   Double_t fSimpleBValue; // simple magnetic field: value (kG)
149   Double_t fSimpleBLength; // simple magnetic field: length (cm)
150   Double_t fSimpleBPosition; // simple magnetic field: Z central position (cm)
151   Int_t fRecGeantHits; // reconstruction from raw clusters (0) or from GEANT hits (1)
152   Double_t fEfficiency; // chamber efficiency (used for GEANT hits only)
153   Int_t fPrintLevel; // print level
154
155   // Parameters for GEANT background events
156   // should be in AliMUON class ????
157   TFile *fBkgGeantFile; // pointer to file
158   TTree *fBkgGeantTK; // pointer to tree TK
159   TClonesArray *fBkgGeantParticles;   // pointer to list of particles in tree TK
160   TTree *fBkgGeantTH; // pointer to tree TH
161   TClonesArray *fBkgGeantHits; // pointer to list of hits in tree TH
162   Int_t fBkgGeantEventNumber; // 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 AddHitsForRecFromGEANT(TTree *TH);
204   void AddHitsForRecFromBkgGEANT(TTree *TH, TClonesArray *Hits);
205   AliMUONHitForRec* NewHitForRecFromGEANT(AliMUONHit* Hit, Int_t TrackNumber, Int_t HitNumber, Int_t Signal);
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   ClassDef(AliMUONEventReconstructor, 0) // MUON event reconstructor in ALICE
235     };
236         
237 #endif