MUON/AliMUONReAlignTask.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3 *                                                                        *
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  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 "AliGeomManager.h"
  49
  50 #include "AliMpConstants.h"
  51 #include "AliMpCDB.h"
  52 #include "AliMpSegmentation.h"
  53 #include "AliMpVSegmentation.h"
  54 #include "AliMpPad.h"
  55 #include "AliMUONCalibrationData.h"
  56 #include "AliMUONVCalibParam.h"
  57 #include "AliMUONPadInfo.h"
  58 #include "AliMUONClusterInfo.h"
  59 #include "AliMUONRecoParam.h"
  60 #include "AliMUONESDInterface.h"
  61 #include "AliMUONRefitter.h"
  62 #include "AliMUONRecoParam.h"
  63 #include "AliMUONVDigit.h"
  64 #include "AliMUONVCluster.h"
  65 #include "AliMUONTrack.h"
  66 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  67 #include "AliMUONVDigitStore.h"
  68 #include "AliMUONTrackParam.h"
  69 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  70 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  71
  72 #include "AliMUONReAlignTask.h"
  73
  74 ///\cond CLASSIMP
  75 ClassImp(AliMUONReAlignTask)
  76 ///\endcond
  77
  78 //________________________________________________________________________
  79 AliMUONReAlignTask::AliMUONReAlignTask(const char *name, const char *geofilename, const char *defaultocdb, const char *misalignocdb)
  80   : AliAnalysisTask(name, ""),
  81     fESD(0x0),
  82     fClusterInfoTree(0x0),
  83     fClusterInfo(0x0),
  84     fESDInterface(0x0),
  85     fRefitter(0x0),
  86     fRecoParam(0x0),
  87     fGeoFilename(geofilename),
  88     fMisAlignOCDB(misalignocdb),
  89     fDefaultOCDB(defaultocdb),
  90     fGeoTransformer(0x0),
  91     fNewGeoTransformer(0x0),
  92     fGainStore(0x0),
  93     fPedStore(0x0),
  94     fPrintLevel(0),
  95     fLastRun(-1)
  96 {
  97   /// Default Constructor
  98   // Define input and output slots here
  99   // Input slot #0 works with a TChain
 100   DefineInput(0, TChain::Class());
 101   // Output slot #0 writes a TTree
 102   DefineOutput(0, TTree::Class());
 103
 104   fClusterInfo = new AliMUONClusterInfo();
 105   fESDInterface = new AliMUONESDInterface();
 106   fGeoTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 107   fNewGeoTransformer = new AliMUONGeometryTransformer();
 108 }
 109
 110 //________________________________________________________________________
 111 AliMUONReAlignTask::AliMUONReAlignTask(const AliMUONReAlignTask& obj)
 112   : AliAnalysisTask(obj),
 113     fESD(0x0),
 114     fClusterInfoTree(0x0),
 115     fClusterInfo(0x0),
 116     fESDInterface(0x0),
 117     fRefitter(0x0),
 118     fRecoParam(0x0),
 119     fGeoFilename(""),
 120     fMisAlignOCDB(""),
 121     fDefaultOCDB(""),
 122     fGeoTransformer(0x0),
 123     fNewGeoTransformer(0x0),
 124     fGainStore(0x0),
 125     fPedStore(0x0),
 126     fPrintLevel(0),
 127     fLastRun(-1)
 128 {
 129   /// Copy constructor
 130   fESD = obj.fESD;
 131   fClusterInfoTree = obj.fClusterInfoTree;
 132   fClusterInfo = obj.fClusterInfo;
 133   fESDInterface = obj.fESDInterface;
 134   fRefitter = obj.fRefitter;
 135   fRecoParam = obj.fRecoParam;
 136   fGeoFilename = obj.fGeoFilename;
 137   fMisAlignOCDB = obj.fMisAlignOCDB;
 138   fDefaultOCDB = obj.fDefaultOCDB;
 139   fGeoTransformer = obj.fGeoTransformer;
 140   fNewGeoTransformer = obj.fNewGeoTransformer;
 141   fGainStore = obj.fGainStore;
 142   fPedStore = obj.fPedStore;
 143   fPrintLevel = obj.fPrintLevel;
 144   fLastRun = obj.fLastRun;
 145 }
 146
 147 //________________________________________________________________________________
 148 AliMUONReAlignTask& AliMUONReAlignTask::operator=(const AliMUONReAlignTask& other)
 149 {
 150   /// Assignment
 151   AliAnalysisTask::operator=(other);
 152   fESD = other.fESD;
 153   fClusterInfoTree = other.fClusterInfoTree;
 154   fClusterInfo = other.fClusterInfo;
 155   fESDInterface = other.fESDInterface;
 156   fRefitter = other.fRefitter;
 157   fRecoParam = other.fRecoParam;
 158   fGeoFilename = other.fGeoFilename;
 159   fMisAlignOCDB = other.fMisAlignOCDB;
 160   fDefaultOCDB = other.fDefaultOCDB;
 161   fGeoTransformer = other.fGeoTransformer;
 162   fNewGeoTransformer = other.fNewGeoTransformer;
 163   fGainStore = other.fGainStore;
 164   fPedStore = other.fPedStore;
 165   fPrintLevel = other.fPrintLevel;
 166   fLastRun = other.fLastRun;
 167
 168   return *this;
 169 }
 170
 171
 172 //________________________________________________________________________
 173 AliMUONReAlignTask::~AliMUONReAlignTask()
 174 {
 175   /// Destructor
 176   if (fESDInterface) delete fESDInterface;
 177   if (fGeoTransformer) delete fGeoTransformer;
 178   if (fNewGeoTransformer) delete fNewGeoTransformer;
 179 }
 180
 181 //________________________________________________________________________
 182 void AliMUONReAlignTask::LocalInit()
 183 {
 184   /// Local initialization, called once per task on the client machine
 185   /// where the analysis train is assembled
 186   AliMpCDB::LoadMpSegmentation();
 187
 188   // prepare the refitting
 189   gRandom->SetSeed(0);
 190   Prepare(fGeoFilename.Data(),fDefaultOCDB.Data(),fMisAlignOCDB.Data());
 191
 192   fRefitter = new AliMUONRefitter(fRecoParam);
 193   fRefitter->Connect(fESDInterface);
 194
 195   // Original geotransformer
 196   fGeoTransformer->LoadGeometryData();
 197   // Apply mis alignments
 198   AliGeomManager::ApplyAlignObjsFromCDB("MUON");
 199   // New geotransformer
 200   fNewGeoTransformer->LoadGeometryData();
 201
 202 }
 203
 204 //________________________________________________________________________
 205 void AliMUONReAlignTask::ConnectInputData(Option_t *)
 206 {
 207   /// Connect ESD here. Called on each input data change.
 208   // Connect ESD here
 209   TTree* esdTree = dynamic_cast<TTree*> (GetInputData(0));
 210   if (!esdTree) {
 211     Printf("ERROR: Could not read chain from input slot 0");
 212   }
 213   else {
 214     AliESDInputHandler *esdH = dynamic_cast<AliESDInputHandler*> (AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetInputEventHandler());
 215     if (!esdH) {
 216       Printf("ERROR: Could not get ESDInputHandler");
 217     }
 218     else {
 219       fESD = esdH->GetEvent();
 220     }
 221   }
 222 }
 223
 224 //________________________________________________________________________
 225 void AliMUONReAlignTask::CreateOutputObjects()
 226 {
 227   /// Executed once on each worker (machine actually running the analysis code)
 228   //
 229   // This method has to be called INSIDE the user redefined CreateOutputObjects
 230   // method, before creating each object corresponding to the output containers
 231   // that are to be written to a file. This need to be done in general for the big output
 232   // objects that may not fit memory during processing.
 233   OpenFile(0);
 234
 235   fClusterInfoTree = new TTree("clusterInfoTree","clusterInfoTree");
 236   fClusterInfoTree->Branch("clusterInfo", &fClusterInfo, 32000, 99);
 237
 238 }
 239
 240 //________________________________________________________________________
 241 void AliMUONReAlignTask::Exec(Option_t *)
 242 {
 243   /// Main loop, called for each event
 244   if (!fESD) {
 245     Printf("ERROR: fESD not available");
 246     return;
 247   }
 248
 249   // Prepare Gain and Pedestal store
 250   if (!fGainStore || fLastRun!=fESD->GetRunNumber()){
 251     fGainStore = AliMUONCalibrationData::CreateGains(fESD->GetRunNumber());
 252     fLastRun = fESD->GetRunNumber();
 253   }
 254   if (!fPedStore || fLastRun!=fESD->GetRunNumber()){
 255     fPedStore = AliMUONCalibrationData::CreatePedestals(fESD->GetRunNumber());
 256     fLastRun = fESD->GetRunNumber();
 257   }
 258
 259   AliMUONPadInfo padInfo;
 260
 261   Int_t nTracks = (Int_t)fESD->GetNumberOfMuonTracks();
 262   if (nTracks < 1) return;
 263
 264   // load the current event
 265   fESDInterface->LoadEvent(*fESD);
 266   AliMUONVDigitStore* digitStore = fESDInterface->GetDigits();
 267
 268   Double_t lX = 0.;
 269   Double_t lY = 0.;
 270   Double_t lZ = 0.;
 271   Double_t gX = 0.;
 272   Double_t gY = 0.;
 273   Double_t gZ = 0.;
 274   // loop over cluster to modify their position
 275   AliMUONVCluster *cluster;
 276   TIter next(fESDInterface->CreateClusterIterator());
 277   while ((cluster = static_cast<AliMUONVCluster*>(next()))) {
 278     //       cout << "Original cluster" << endl;
 279     //       cluster->Print();
 280     gX = cluster->GetX();
 281     gY = cluster->GetY();
 282     gZ = cluster->GetZ();
 283     fGeoTransformer->Global2Local(cluster->GetDetElemId(),gX,gY,gZ,lX,lY,lZ);
 284     fNewGeoTransformer->Local2Global(cluster->GetDetElemId(),lX,lY,lZ,gX,gY,gZ);
 285     cluster->SetXYZ(gX,gY,gZ);
 286     //       cout << "Aligned cluster" << endl;
 287     //       cluster->Print();
 288   }
 289
 290   // refit the tracks from digits
 291   AliMUONVTrackStore* newTrackStore = fRefitter->ReconstructFromClusters();
 292
 293   //----------------------------------------------//
 294   // ------ fill new ESD and print results ------ //
 295   //----------------------------------------------//
 296   // loop over the list of ESD tracks
 297   TClonesArray *esdTracks = (TClonesArray*) fESD->FindListObject("MuonTracks");
 298   for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks; iTrack++) {
 299     // get the ESD track
 300     AliESDMuonTrack* esdTrack = (AliESDMuonTrack*) esdTracks->UncheckedAt(iTrack);
 301
 302     // skip ghost tracks (leave them unchanged in the new ESD file)
 303     if (!esdTrack->ContainTrackerData()) continue;
 304
 305     // get the corresponding MUON track
 306     AliMUONTrack* track = fESDInterface->FindTrack(esdTrack->GetUniqueID());
 307
 308     // Find the corresponding re-fitted MUON track
 309     AliMUONTrack* newTrack = (AliMUONTrack*) newTrackStore->FindObject(esdTrack->GetUniqueID());
 310
 311 //     // replace the content of the current ESD track or remove it if the refitting has failed
 312 //     if (newTrack) {
 313 //       Double_t vertex[3] = {esdTrack->GetNonBendingCoor(), esdTrack->GetBendingCoor(), esdTrack->GetZ()};
 314 //       AliMUONESDInterface::MUONToESD(*newTrack, *esdTrack, vertex, esdInterface.GetDigits());
 315 //       } else {
 316 //       esdTracks->Remove(esdTrack);
 317 //       }
 318
 319     // print initial and re-fitted track parameters at first cluster if any
 320     if (fPrintLevel>0) {
 321       cout<<"            ----------------track #"<<iTrack+1<<"----------------"<<endl;
 322       cout<<"before refit:"<<endl;
 323       AliMUONTrackParam *param = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First();
 324       param->Print("FULL");
 325       if (fPrintLevel>1) param->GetCovariances().Print();
 326       if (!newTrack) continue;
 327       cout<<"after refit:"<<endl;
 328       param = (AliMUONTrackParam*) newTrack->GetTrackParamAtCluster()->First();
 329       param->Print("FULL");
 330       if (fPrintLevel>1) param->GetCovariances().Print();
 331       cout<<"            ----------------------------------------"<<endl;
 332     }
 333
 334     // Cluster Info part
 335     UInt_t muonClusterMap = BuildClusterMap(*newTrack);
 336
 337     // loop over clusters
 338     AliMUONTrackParam* trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(newTrack->GetTrackParamAtCluster()->First());
 339     while (trackParam) {
 340       fClusterInfo->Clear("C");
 341
 342       // fill cluster info
 343       cluster = trackParam->GetClusterPtr();
 344       fClusterInfo->SetRunId(fESD->GetRunNumber());
 345       fClusterInfo->SetEventId(fESD->GetEventNumberInFile());
 346       fClusterInfo->SetZ(cluster->GetZ());
 347       fClusterInfo->SetClusterId(cluster->GetUniqueID());
 348       fClusterInfo->SetClusterXY(cluster->GetX(), cluster->GetY());
 349       fClusterInfo->SetClusterXYErr(cluster->GetErrX(), cluster->GetErrY());
 350       fClusterInfo->SetClusterChi2(cluster->GetChi2());
 351       fClusterInfo->SetClusterCharge(cluster->GetCharge());
 352
 353       // fill track info
 354       fClusterInfo->SetTrackId(newTrack->GetUniqueID());
 355       fClusterInfo->SetTrackXY(trackParam->GetNonBendingCoor(), trackParam->GetBendingCoor());
 356       fClusterInfo->SetTrackThetaXY(TMath::ATan(trackParam->GetNonBendingSlope()), TMath::ATan(trackParam->GetBendingSlope()));
 357       fClusterInfo->SetTrackP(trackParam->P());
 358       const TMatrixD paramCov = trackParam->GetCovariances();
 359       fClusterInfo->SetTrackXYErr(TMath::Sqrt(paramCov(0,0)), TMath::Sqrt(paramCov(2,2)));
 360       fClusterInfo->SetTrackChi2(newTrack->GetNormalizedChi2());
 361       fClusterInfo->SetTrackCharge((Short_t)trackParam->GetCharge());
 362       fClusterInfo->SetTrackNHits(newTrack->GetNClusters());
 363       fClusterInfo->SetTrackChamberHitMap(muonClusterMap);
 364
 365       // fill pad info if available
 366       for (Int_t i=0; i<cluster->GetNDigits(); i++) {
 367         AliMUONVDigit* digit = digitStore->FindObject(cluster->GetDigitId(i));
 368         if (!digit) continue;
 369
 370         // pad location
 371         const AliMpVSegmentation* seg = AliMpSegmentation::Instance()->
 372           GetMpSegmentation(digit->DetElemId(),AliMp::GetCathodType(digit->Cathode()));
 373         AliMpPad pad = seg->PadByIndices(digit->PadX(), digit->PadY());
 374
 375         // calibration parameters
 376         AliMUONVCalibParam* ped =  fPedStore ? static_cast<AliMUONVCalibParam*>(fPedStore->FindObject(digit->DetElemId(), digit->ManuId())) : 0x0;
 377         AliMUONVCalibParam* gain = fGainStore ? static_cast<AliMUONVCalibParam*>(fGainStore->FindObject(digit->DetElemId(), digit->ManuId())) : 0x0;
 378         Int_t manuChannel = digit->ManuChannel();
 379         Int_t planeType = 0;
 380         if ( digit->ManuId() & AliMpConstants::ManuMask(AliMp::kNonBendingPlane)) {
 381           planeType = 1;
 382         }
 383
 384         // fill pad info
 385         padInfo.SetPadId(digit->GetUniqueID());
 386         padInfo.SetPadPlaneType(planeType);
 387         padInfo.SetPadXY(pad.GetPositionX(), pad.GetPositionY());
 388         padInfo.SetPadDimXY(pad.GetDimensionX(), pad.GetDimensionY());
 389         padInfo.SetPadCharge((Double_t)digit->Charge());
 390         padInfo.SetPadADC(digit->ADC());
 391         padInfo.SetSaturated(digit->IsSaturated());
 392         padInfo.SetCalibrated(digit->IsCalibrated());
 393         padInfo.SetPedestal(ped->ValueAsFloatFast(manuChannel,0), ped->ValueAsFloatFast(manuChannel,1));
 394         padInfo.SetGain(gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,0), gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,1),
 395                         gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,2), gain->ValueAsFloatFast(manuChannel,3));
 396
 397         fClusterInfo->AddPad(padInfo);
 398       }
 399
 400       // fill cluster info tree
 401       fClusterInfoTree->Fill();
 402       trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam));
 403     }
 404   }
 405   // free memory
 406   delete newTrackStore;
 407
 408
 409   // Post final data. Write histo list to a file with option "RECREATE"
 410   PostData(0,fClusterInfoTree);
 411 }
 412
 413 //________________________________________________________________________
 414 void AliMUONReAlignTask::Terminate(const Option_t*)
 415 {
 416   /// Called once per task on the client machine at the end of the analysis.
 417
 418 }
 419
 420 //-----------------------------------------------------------------------
 421 void AliMUONReAlignTask::Prepare(const char* geoFilename, const char* defaultOCDB, const char* misAlignOCDB)
 422 {
 423   /// Set the geometry, the magnetic field, the mapping and the reconstruction parameters
 424
 425   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 426   if (!gGeoManager) {
 427     AliGeomManager::LoadGeometry(geoFilename);
 428     if (!gGeoManager) {
 429       Error("AliMUONReAlignTask", "getting geometry from file %s failed", "generated/galice.root");
 430       return;
 431     }
 432   }
 433
 434   // set mag field
 435   printf("Loading field map...\n");
 436   AliMagF* field = new AliMagF("Maps","Maps",2,0.,0., 10.,AliMagF::k5kG);
 437   TGeoGlobalMagField::Instance()->SetField(field);
 438   TGeoGlobalMagField::Instance()->Lock();
 439
 440   // Load mapping
 441   AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 442   man->SetDefaultStorage(defaultOCDB);
 443   man->SetSpecificStorage("MUON/Align/Data",misAlignOCDB);
 444   man->Print();
 445   man->SetRun(0);
 446   if ( ! AliMpCDB::LoadDDLStore() ) {
 447     Error("MUONRefit","Could not access mapping from OCDB !");
 448     exit(-1);
 449   }
 450
 451   // Load initial reconstruction parameters from OCDB
 452   // reconstruction parameters
 453   fRecoParam = AliMUONRecoParam::GetCosmicParam();
 454
 455   // digit selection
 456   fRecoParam->SetPadGoodnessMask(0x400BE80);
 457 //   TString caliboption = caliboption1;
 458 //   if ( calib == 2 ) caliboption = caliboption2;
 459 //   fRecoParam->SetCalibrationMode("NOGAIN"caliboption.Data());
 460   fRecoParam->SetCalibrationMode("NOGAIN");
 461
 462   // chamber resolution (incuding misalignment)
 463   for (Int_t iCh=0; iCh<10; iCh++) {
 464     fRecoParam->SetDefaultNonBendingReso(iCh,0.4);
 465     fRecoParam->SetDefaultBendingReso(iCh,0.4);
 466   }
 467   fRecoParam->SetMaxNonBendingDistanceToTrack(10.);
 468   fRecoParam->SetMaxBendingDistanceToTrack(10.);
 469
 470   // cut on (non)bending slopes
 471   //fRecoParam->SetMaxNonBendingSlope(0.6);
 472   //fRecoParam->SetMaxBendingSlope(0.6);
 473
 474   // tracking algorithm
 475   //  fRecoParam->MakeMoreTrackCandidates(kTRUE);
 476   fRecoParam->RequestStation(0, kFALSE);
 477   fRecoParam->RequestStation(2, kFALSE);
 478 //   fRecoParam->RequestStation(3, kFALSE);
 479 //   fRecoParam->RequestStation(4, kFALSE);
 480   fRecoParam->SetSigmaCutForTracking(7.);
 481   fRecoParam->ImproveTracks(kTRUE, 7.);
 482   Info("MUONRefit", "\n initial recontruction parameters:");
 483   fRecoParam->Print("FULL");
 484
 485   AliMUONESDInterface::ResetTracker(fRecoParam);
 486 }
 487
 488 //-----------------------------------------------------------------------
 489 UInt_t AliMUONReAlignTask::BuildClusterMap(AliMUONTrack &track)
 490 {
 491   /// Build the map of clusters in tracking chambers
 492
 493   UInt_t muonClusterMap = 0;
 494
 495   AliMUONTrackParam* trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track.GetTrackParamAtCluster()->First());
 496   while (trackParam) {
 497
 498     muonClusterMap |= BIT(trackParam->GetClusterPtr()->GetChamberId());
 499
 500     trackParam = static_cast<AliMUONTrackParam*>(track.GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam));
 501   }
 502
 503   return muonClusterMap;
 504
 505 }