MUON/AliMUONReAlignTask.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
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  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 // $Id$
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 /// \class AliMUONReAlignTask
  20 /// AliAnalysisTask to realign the MUON spectrometer.
  21 /// The Task reads as input ESDs moves the clusters of a MUONTrack acoording
  22 /// to the re aligned geometry taken from a misalignment file in the OCDB
  23 /// and refit the track. Then it produces a AliMUONClusterInfo object for each
  24 /// cluster. The output is a TTree of AliMUONClusterInfo
  25 ///
  26 /// \author Javier Castillo, CEA/Saclay - Irfu/SPhN
  27 //-----------------------------------------------------------------------------
  28
  29 #include <fstream>
  30
  31 #include <TString.h>
  32 #include <TError.h>
  33 #include <TTree.h>
  34 #include <TChain.h>
  35 #include <TClonesArray.h>
  36 #include <TRandom.h>
  37 #include <TGeoGlobalMagField.h>
  38 #include <TGeoManager.h>
  39 #include <Riostream.h>
  40
  41 #include "AliAnalysisTask.h"
  42 #include "AliAnalysisManager.h"
  43 #include "AliESDInputHandler.h"
  44 #include "AliESDEvent.h"
  45 #include "AliESDMuonTrack.h"
  46 #include "AliMagF.h"
  47 #include "AliCDBManager.h"
  48 #include "AliGRPManager.h"
  49 #include "AliGeomManager.h"
  50
  51 #include "AliMpConstants.h"
  52 #include "AliMpCDB.h"
  53 #include "AliMpSegmentation.h"
  54 #include "AliMpVSegmentation.h"
  55 #include "AliMpPad.h"
  56 #include "AliMUONCalibrationData.h"
  57 #include "AliMUONVCalibParam.h"
  58 #include "AliMUONPadInfo.h"
  59 #include "AliMUONClusterInfo.h"
  60 #include "AliMUONRecoParam.h"
  61 #include "AliMUONESDInterface.h"
  62 #include "AliMUONRefitter.h"
  63 #include "AliMUONRecoParam.h"
  64 #include "AliMUONVDigit.h"
  65 #include "AliMUONVCluster.h"
  66 #include "AliMUONTrack.h"
  67 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  68 #include "AliMUONVDigitStore.h"
  69 #include "AliMUONTrackParam.h"
  70 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  71 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  72
  73 #include "AliMUONReAlignTask.h"
  74
  75 using std::cout;
  76 using std::endl;
  77 ///\cond CLASSIMP
  78 ClassImp(AliMUONReAlignTask)
  79 ///\endcond
  80
  81 //________________________________________________________________________
  82 AliMUONReAlignTask::AliMUONReAlignTask(const char *name, const char *geofilename, const char *defaultocdb, const char *misalignocdb)
  83   : AliAnalysisTask(name, ""),
  84     fESD(0x0),
  85     fClusterInfoTree(0x0),
  86     fClusterInfo(0x0),
  87     fESDInterface(0x0),
  88     fRefitter(0x0),
  89     fRecoParam(0x0),
  90     fGeoFilename(geofilename),
  91     fMisAlignOCDB(misalignocdb),
  92     fDefaultOCDB(defaultocdb),
  93     fGeoTransformer(0x0),
  94     fNewGeoTransformer(0x0),
  95     fGainStore(0x0),
  96     fPedStore(0x0),
  97     fPrintLevel(0),
  98     fLastRun(-1)
  99 {
 100   /// Default Constructor
 101   // Define input and output slots here
 102   // Input slot #0 works with a TChain
 103   DefineInput(0, TChain::Class());
 104   // Output slot #0 writes a TTree
 105   DefineOutput(0, TTree::Class());
 106
 107   fClusterInfo = new AliMUONClusterInfo();
 108   fESDInterface = new AliMUONESDInterface();
 109   fGeoTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 110   fNewGeoTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 111 }
 112
 113 //________________________________________________________________________
 114 AliMUONReAlignTask::AliMUONReAlignTask(const AliMUONReAlignTask& obj)
 115   : AliAnalysisTask(obj),
 116     fESD(0x0),
 117     fClusterInfoTree(0x0),
 118     fClusterInfo(0x0),
 119     fESDInterface(0x0),
 120     fRefitter(0x0),
 121     fRecoParam(0x0),
 122     fGeoFilename(""),
 123     fMisAlignOCDB(""),
 124     fDefaultOCDB(""),
 125     fGeoTransformer(0x0),
 126     fNewGeoTransformer(0x0),
 127     fGainStore(0x0),
 128     fPedStore(0x0),
 129     fPrintLevel(0),
 130     fLastRun(-1)
 131 {
 132   /// Copy constructor
 133   fESD = obj.fESD;
 134   fClusterInfoTree = obj.fClusterInfoTree;
 135   fClusterInfo = obj.fClusterInfo;
 136   fESDInterface = obj.fESDInterface;
 137   fRefitter = obj.fRefitter;
 138   fRecoParam = obj.fRecoParam;
 139   fGeoFilename = obj.fGeoFilename;
 140   fMisAlignOCDB = obj.fMisAlignOCDB;
 141   fDefaultOCDB = obj.fDefaultOCDB;
 142   fGeoTransformer = obj.fGeoTransformer;
 143   fNewGeoTransformer = obj.fNewGeoTransformer;
 144   fGainStore = obj.fGainStore;
 145   fPedStore = obj.fPedStore;
 146   fPrintLevel = obj.fPrintLevel;
 147   fLastRun = obj.fLastRun;
 148 }
 149
 150 //________________________________________________________________________________
 151 AliMUONReAlignTask& AliMUONReAlignTask::operator=(const AliMUONReAlignTask& other)
 152 {
 153   /// Assignment
 154   if(&other == this) return *this;
 155   AliAnalysisTask::operator=(other);
 156   fESD = other.fESD;
 157   fClusterInfoTree = other.fClusterInfoTree;
 158   fClusterInfo = other.fClusterInfo;
 159   fESDInterface = other.fESDInterface;
 160   fRefitter = other.fRefitter;
 161   fRecoParam = other.fRecoParam;
 162   fGeoFilename = other.fGeoFilename;
 163   fMisAlignOCDB = other.fMisAlignOCDB;
 164   fDefaultOCDB = other.fDefaultOCDB;
 165   fGeoTransformer = other.fGeoTransformer;
 166   fNewGeoTransformer = other.fNewGeoTransformer;
 167   fGainStore = other.fGainStore;
 168   fPedStore = other.fPedStore;
 169   fPrintLevel = other.fPrintLevel;
 170   fLastRun = other.fLastRun;
 171
 172   return *this;
 173 }
 174
 175
 176 //________________________________________________________________________
 177 AliMUONReAlignTask::~AliMUONReAlignTask()
 178 {
 179   /// Destructor
 180   if (fESDInterface) delete fESDInterface;
 181   if (fGeoTransformer) delete fGeoTransformer;
 182   if (fNewGeoTransformer) delete fNewGeoTransformer;
 183 }
 184
 185 //________________________________________________________________________
 186 void AliMUONReAlignTask::LocalInit()
 187 {
 188   /// Local initialization, called once per task on the client machine
 189   /// where the analysis train is assembled
 190   AliMpCDB::LoadMpSegmentation();
 191
 192   // prepare the refitting
 193   gRandom->SetSeed(0);
 194   Prepare(fGeoFilename.Data(),fDefaultOCDB.Data(),fMisAlignOCDB.Data());
 195
 196   fRefitter = new AliMUONRefitter(fRecoParam);
 197   fRefitter->Connect(fESDInterface);
 198
 199   // Original geotransformer
 200   fGeoTransformer->LoadGeometryData();
 201   // Apply mis alignments
 202   AliGeomManager::ApplyAlignObjsFromCDB("MUON");
 203   // New geotransformer
 204   fNewGeoTransformer->LoadGeometryData();
 205
 206 }
 207
 208 //________________________________________________________________________
 209 void AliMUONReAlignTask::ConnectInputData(Option_t *)
 210 {
 211   /// Connect ESD here. Called on each input data change.
 212   // Connect ESD here
 213   TTree* esdTree = dynamic_cast<TTree*> (GetInputData(0));
 214   if (!esdTree) {
 215     Printf("ERROR: Could not read chain from input slot 0");
 216   }
 217   else {
 218     AliESDInputHandler *esdH = dynamic_cast<AliESDInputHandler*> (AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetInputEventHandler());
 219     if (!esdH) {
 220       Printf("ERROR: Could not get ESDInputHandler");
 221     }
 222     else {
 223       fESD = esdH->GetEvent();
 224     }
 225   }
 226 }
 227
 228 //________________________________________________________________________
 229 void AliMUONReAlignTask::CreateOutputObjects()
 230 {
 231   /// Executed once on each worker (machine actually running the analysis code)
 232   //
 233   // This method has to be called INSIDE the user redefined CreateOutputObjects
 234   // method, before creating each object corresponding to the output containers
 235   // that are to be written to a file. This need to be done in general for the big output
 236   // objects that may not fit memory during processing.
 237   OpenFile(0);
 238
 239   fClusterInfoTree = new TTree("clusterInfoTree","clusterInfoTree");
 240   fClusterInfoTree->Branch("clusterInfo", &fClusterInfo, 32000, 99);
 241
 242 }
 243
 244 //________________________________________________________________________
 245 void AliMUONReAlignTask::Exec(Option_t *)
 246 {
 247   /// Main loop, called for each event
 248   if (!fESD) {
 249     Printf("ERROR: fESD not available");
 250     return;
 251   }
 252
 253   // Prepare Gain and Pedestal store
 254   if (!fGainStore || fLastRun!=fESD->GetRunNumber()){
 255     fGainStore = AliMUONCalibrationData::CreateGains(fESD->GetRunNumber());
 256     fLastRun = fESD->GetRunNumber();
 257   }
 258   if (!fPedStore || fLastRun!=fESD->GetRunNumber()){
 259     fPedStore = AliMUONCalibrationData::CreatePedestals(fESD->GetRunNumber());
 260     fLastRun = fESD->GetRunNumber();
 261   }
 262
 263   AliMUONPadInfo padInfo;
 264
 265   Int_t nTracks = (Int_t)fESD->GetNumberOfMuonTracks();
 266   if (nTracks < 1) return;
 267
 268   // load the current event
 269   fESDInterface->LoadEvent(*fESD);
 270   AliMUONVDigitStore* digitStore = fESDInterface->GetDigits();
 271
 272   Double_t lX = 0.;
 273   Double_t lY = 0.;
 274   Double_t lZ = 0.;
 275   Double_t gX = 0.;
 276   Double_t gY = 0.;
 277   Double_t gZ = 0.;
 278   // loop over cluster to modify their position
 279   AliMUONVCluster *cluster;
 280   TIter next(fESDInterface->CreateClusterIterator());
 281   while ((cluster = static_cast<AliMUONVCluster*>(next()))) {
 282     //       cout << "Original cluster" << endl;
 283     //       cluster->Print();
 284     gX = cluster->GetX();
 285     gY = cluster->GetY();
 286     gZ = cluster->GetZ();
 287     fGeoTransformer->Global2Local(cluster->GetDetElemId(),gX,gY,gZ,lX,lY,lZ);
 288     fNewGeoTransformer->Local2Global(cluster->GetDetElemId(),lX,lY,lZ,gX,gY,gZ);
 289     cluster->SetXYZ(gX,gY,gZ);
 290     //       cout << "Aligned cluster" << endl;
 291     //       cluster->Print();
 292   }
 293
 294   // refit the tracks from digits
 295   AliMUONVTrackStore* newTrackStore = fRefitter->ReconstructFromClusters();
 296
 297   //----------------------------------------------//
 298   // ------ fill new ESD and print results ------ //
 299   //----------------------------------------------//
 300   // loop over the list of ESD tracks
 301   TClonesArray *esdTracks = (TClonesArray*) fESD->FindListObject("MuonTracks");
 302   for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks; iTrack++) {
 303     // get the ESD track
 304     AliESDMuonTrack* esdTrack = (AliESDMuonTrack*) esdTracks->UncheckedAt(iTrack);
 305
 306     // skip ghost tracks (leave them unchanged in the new ESD file)
 307     if (!esdTrack->ContainTrackerData()) continue;
 308
 309     // get the corresponding MUON track
 310     AliMUONTrack* track = fESDInterface->FindTrack(esdTrack->GetUniqueID());
 311
 312     // Find the corresponding re-fitted MUON track
 313     AliMUONTrack* newTrack = (AliMUONTrack*) newTrackStore->FindObject(esdTrack->GetUniqueID());
 314
 315     // print initial and re-fitted track parameters at first cluster if any
 316     if (fPrintLevel>0) {
 317       cout<<"            ----------------track #"<<iTrack+1<<"----------------"<<endl;
 318       cout<<"before refit:"<<endl;
 319       AliMUONTrackParam *param = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First();
 320       param->Print("FULL");
 321       if (fPrintLevel>1) param->GetCovariances().Print();
 322       if (!newTrack) continue;
 323       cout<<"after refit:"<<endl;
 324       param = (AliMUONTrackParam*) newTrack->GetTrackParamAtCluster()->First();
 325       param->Print("FULL");
 326       if (fPrintLevel>1) param->GetCovariances().Print();
 327       cout<<"            ----------------------------------------"<<endl;
 328     }
 329
 330     // Cluster Info part
 331     UInt_t muonClusterMap = BuildClusterMap(*newTrack);
 332
 333     // loop over clusters
 334     AliMUONTrackParam* trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(newTrack->GetTrackParamAtCluster()->First());
 335     while (trackParam) {
 336       fClusterInfo->Clear("C");
 337
 338       // fill cluster info
 339       cluster = trackParam->GetClusterPtr();
 340       fClusterInfo->SetRunId(fESD->GetRunNumber());
 341       fClusterInfo->SetEventId(fESD->GetEventNumberInFile());
 342       fClusterInfo->SetZ(cluster->GetZ());
 343       fClusterInfo->SetClusterId(cluster->GetUniqueID());
 344       fClusterInfo->SetClusterXY(cluster->GetX(), cluster->GetY());
 345       fClusterInfo->SetClusterXYErr(cluster->GetErrX(), cluster->GetErrY());
 346       fClusterInfo->SetClusterChi2(cluster->GetChi2());
 347       fClusterInfo->SetClusterCharge(cluster->GetCharge());
 348
 349       // fill track info
 350       fClusterInfo->SetTrackId(newTrack->GetUniqueID());
 351       fClusterInfo->SetTrackXY(trackParam->GetNonBendingCoor(), trackParam->GetBendingCoor());
 352       fClusterInfo->SetTrackThetaXY(TMath::ATan(trackParam->GetNonBendingSlope()), TMath::ATan(trackParam->GetBendingSlope()));
 353       fClusterInfo->SetTrackP(trackParam->P());
 354       const TMatrixD paramCov = trackParam->GetCovariances();
 355       fClusterInfo->SetTrackXYErr(TMath::Sqrt(paramCov(0,0)), TMath::Sqrt(paramCov(2,2)));
 356       fClusterInfo->SetTrackChi2(newTrack->GetNormalizedChi2());
 357       fClusterInfo->SetTrackCharge((Short_t)trackParam->GetCharge());
 358       fClusterInfo->SetTrackNHits(newTrack->GetNClusters());
 359       fClusterInfo->SetTrackChamberHitMap(muonClusterMap);
 360
 361       // fill pad info if available
 362       for (Int_t i=0; i<cluster->GetNDigits(); i++) {
 363         AliMUONVDigit* digit = digitStore->FindObject(cluster->GetDigitId(i));
 364         if (!digit) continue;
 365
 366         // pad location
 367         const AliMpVSegmentation* seg = AliMpSegmentation::Instance()->
 368           GetMpSegmentation(digit->DetElemId(),AliMp::GetCathodType(digit->Cathode()));
 369         AliMpPad pad = seg->PadByIndices(digit->PadX(), digit->PadY());
 370
 371         // calibration parameters
 372         AliMUONVCalibParam* ped =  fPedStore ? static_cast<AliMUONVCalibParam*>(fPedStore->FindObject(digit->DetElemId(), digit->ManuId())) : 0x0;
 373         AliMUONVCalibParam* gain = fGainStore ? static_cast<AliMUONVCalibParam*>(fGainStore->FindObject(digit->DetElemId(), digit->ManuId())) : 0x0;
 374         Int_t manuChannel = digit->ManuChannel();
 375         Int_t planeType = 0;
 376         if ( digit->ManuId() & AliMpConstants::ManuMask(AliMp::kNonBendingPlane)) {
 377           planeType = 1;
 378         }
 379
 380         // fill pad info
 381         padInfo.SetPadId(digit->GetUniqueID());
 382         padInfo.SetPadPlaneType(planeType);
 383         padInfo.SetPadXY(pad.GetPositionX(), pad.GetPositionY());
 384         padInfo.SetPadDimXY(pad.GetDimensionX(), pad.GetDimensionY());
 385         padInfo.SetPadCharge((Double_t)digit->Charge());
 386         padInfo.SetPadADC(digit->ADC());
 387         padInfo.SetSaturated(digit->IsSaturated());
 388         padInfo.SetCalibrated(digit->IsCalibrated());
 389         if (ped) {
 390           padInfo.SetPedestal(ped->ValueAsFloatFast(manuChannel,0), ped->ValueAsFloatFast(manuChannel,1));
 391         } else {
 392           padInfo.SetPedestal(-250.,-5.);
 393         }
 394         if (gain) {
 395           padInfo.SetGain(gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,0), gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,1),
 396                           gain->ValueAsIntFast(manuChannel,2), gain->ValueAsIntFast(manuChannel,3));
 397         } else {
 398           padInfo.SetGain(-1.,-0.1,-4095,-1);
 399         }
 400         fClusterInfo->AddPad(padInfo);
 401       }
 402
 403       // fill cluster info tree
 404       fClusterInfoTree->Fill();
 405       trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam));
 406     }
 407   }
 408   // free memory
 409   delete newTrackStore;
 410
 411
 412   // Post final data. Write histo list to a file with option "RECREATE"
 413   PostData(0,fClusterInfoTree);
 414 }
 415
 416 //________________________________________________________________________
 417 void AliMUONReAlignTask::Terminate(const Option_t*)
 418 {
 419   /// Called once per task on the client machine at the end of the analysis.
 420
 421 }
 422
 423 //-----------------------------------------------------------------------
 424 void AliMUONReAlignTask::Prepare(const char* geoFilename, const char* defaultOCDB, const char* misAlignOCDB)
 425 {
 426   /// Set the geometry, the magnetic field, the mapping and the reconstruction parameters
 427
 428   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 429   if (!gGeoManager) {
 430     AliGeomManager::LoadGeometry(geoFilename);
 431     if (!gGeoManager) {
 432       Error("AliMUONReAlignTask", "getting geometry from file %s failed", "generated/galice.root");
 433       return;
 434     }
 435   }
 436
 437   // Load mapping
 438   AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 439   man->SetDefaultStorage(defaultOCDB);
 440   man->SetSpecificStorage("MUON/Align/Data",misAlignOCDB);
 441   man->Print();
 442   man->SetRun(0);
 443   if ( ! AliMpCDB::LoadDDLStore() ) {
 444     Error("MUONRefit","Could not access mapping from OCDB !");
 445     exit(-1);
 446   }
 447
 448   // set mag field
 449   if (!TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField()) {
 450     printf("Loading field map...\n");
 451     AliGRPManager *grpMan = new AliGRPManager();
 452     grpMan->ReadGRPEntry();
 453     grpMan->SetMagField();
 454     delete grpMan;
 455   }
 456   // set the magnetic field for track extrapolations
 457   AliMUONTrackExtrap::SetField();
 458
 459   // Load initial reconstruction parameters from OCDB
 460   // reconstruction parameters
 461   fRecoParam = AliMUONRecoParam::GetCosmicParam();
 462
 463   // digit selection
 464   fRecoParam->SetPadGoodnessMask(0x400BE80);
 465 //   TString caliboption = caliboption1;
 466 //   if ( calib == 2 ) caliboption = caliboption2;
 467 //   fRecoParam->SetCalibrationMode("NOGAIN"caliboption.Data());
 468   fRecoParam->SetCalibrationMode("NOGAIN");
 469
 470   // chamber resolution (incuding misalignment)
 471   for (Int_t iCh=0; iCh<10; iCh++) {
 472     fRecoParam->SetDefaultNonBendingReso(iCh,0.4);
 473     fRecoParam->SetDefaultBendingReso(iCh,0.4);
 474   }
 475   fRecoParam->SetMaxNonBendingDistanceToTrack(10.);
 476   fRecoParam->SetMaxBendingDistanceToTrack(10.);
 477
 478   // cut on (non)bending slopes
 479   //fRecoParam->SetMaxNonBendingSlope(0.6);
 480   //fRecoParam->SetMaxBendingSlope(0.6);
 481
 482   // tracking algorithm
 483   //  fRecoParam->MakeMoreTrackCandidates(kTRUE);
 484   fRecoParam->RequestStation(0, kFALSE);
 485   fRecoParam->RequestStation(2, kFALSE);
 486 //   fRecoParam->RequestStation(3, kFALSE);
 487 //   fRecoParam->RequestStation(4, kFALSE);
 488   fRecoParam->SetSigmaCutForTracking(7.);
 489   fRecoParam->ImproveTracks(kTRUE, 7.);
 490   Info("MUONRefit", "\n initial recontruction parameters:");
 491   fRecoParam->Print("FULL");
 492
 493   AliMUONESDInterface::ResetTracker(fRecoParam);
 494 }
 495
 496 //-----------------------------------------------------------------------
 497 UInt_t AliMUONReAlignTask::BuildClusterMap(AliMUONTrack &track)
 498 {
 499   /// Build the map of clusters in tracking chambers
 500
 501   UInt_t muonClusterMap = 0;
 502
 503   AliMUONTrackParam* trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track.GetTrackParamAtCluster()->First());
 504   while (trackParam) {
 505
 506     muonClusterMap |= BIT(trackParam->GetClusterPtr()->GetChamberId());
 507
 508     trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track.GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam));
 509   }
 510
 511   return muonClusterMap;
 512
 513 }