MUON/AliMUONRecoCheck.cxx

   1 /**************************************************************************
   2 * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6 *                                                                        *
   7 * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 /// \class AliMUONRecoCheck
  20 /// Utility class to check reconstruction
  21 /// Reconstructed tracks are compared to reference tracks.
  22 /// The reference tracks are built from AliTrackReference for the
  23 /// hit in chamber (0..9) and from kinematics for the vertex parameters.
  24 //-----------------------------------------------------------------------------
  25
  26 // 13 Nov 2007:
  27 // Added a method to create a list of reconstructed AliMUONTrack objects from
  28 // ESD data. This is necessary since the track objects that are actually created
  29 // during offline reconstruction are no longer stored to disk.
  30 //  - Artur Szostak <artursz@iafrica.com>
  31 // 25 Jan 2008:
  32 // Use the new ESDInterface to create MUON objects from ESD data
  33 // - Philippe Pillot
  34 //
  35
  36 #include "AliMUONRecoCheck.h"
  37 #include "AliMUONTrack.h"
  38 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  39 #include "AliMUONVCluster.h"
  40 #include "AliMUONVClusterStore.h"
  41 #include "AliMUONConstants.h"
  42 #include "AliMUONESDInterface.h"
  43 #include "AliMUONTrackParam.h"
  44 #include "AliMCEventHandler.h"
  45 #include "AliMCEvent.h"
  46 #include "AliStack.h"
  47 #include "AliTrackReference.h"
  48 #include "AliLog.h"
  49 #include "AliESDEvent.h"
  50 #include "AliESDMuonTrack.h"
  51
  52 #include <TFile.h>
  53 #include <TTree.h>
  54 #include <TParticle.h>
  55 #include <TParticlePDG.h>
  56 #include <Riostream.h>
  57
  58 /// \cond CLASSIMP
  59 ClassImp(AliMUONRecoCheck)
  60 /// \endcond
  61
  62 //_____________________________________________________________________________
  63 AliMUONRecoCheck::AliMUONRecoCheck(const Char_t *esdFileName, const Char_t *pathSim)
  64 : TObject(),
  65 fMCEventHandler(new AliMCEventHandler()),
  66 fESDEvent(new AliESDEvent()),
  67 fESDTree (0x0),
  68 fESDFile (0x0),
  69 fCurrentEvent(0),
  70 fTrackRefStore(0x0),
  71 fRecoTrackRefStore(0x0),
  72 fRecoTrackStore(0x0),
  73 fESDEventOwner(kTRUE)
  74 {
  75   /// Normal ctor
  76
  77   // TrackRefs and Particules
  78   fMCEventHandler->SetInputPath(pathSim);
  79   fMCEventHandler->InitIO("");
  80
  81   // ESD MUON Tracks
  82   fESDFile = TFile::Open(esdFileName); // open the file
  83   if (!fESDFile || !fESDFile->IsOpen()) {
  84     AliError(Form("opening ESD file %s failed", esdFileName));
  85     fESDFile = 0x0;
  86     return;
  87   }
  88   fESDTree = (TTree*) fESDFile->Get("esdTree"); // get the tree
  89   if (!fESDTree) {
  90     AliError("no ESD tree found");
  91     fESDFile->Close();
  92     fESDFile = 0x0;
  93     return;
  94   }
  95   fESDEvent->ReadFromTree(fESDTree); // link fESDEvent to the tree
  96 }
  97
  98 //_____________________________________________________________________________
  99 AliMUONRecoCheck::AliMUONRecoCheck(AliESDEvent *esdEvent, AliMCEventHandler *mcEventHandler)
 100 : TObject(),
 101 fMCEventHandler(0),
 102 fESDEvent(0),
 103 fESDTree (0x0),
 104 fESDFile (0x0),
 105 fCurrentEvent(0),
 106 fTrackRefStore(0x0),
 107 fRecoTrackRefStore(0x0),
 108 fRecoTrackStore(0x0),
 109 fESDEventOwner(kFALSE)
 110 {
 111   /// Normal ctor
 112
 113   // TrackRefs and Particules
 114   fMCEventHandler = mcEventHandler;
 115
 116   // ESD MUON Tracks
 117   fESDEvent = esdEvent;
 118
 119 }
 120
 121 //_____________________________________________________________________________
 122 AliMUONRecoCheck::~AliMUONRecoCheck()
 123 {
 124   /// Destructor
 125   if (fESDEventOwner) {
 126     delete fMCEventHandler;
 127     delete fESDEvent;
 128     if (fESDFile) fESDFile->Close();
 129   }
 130   ResetStores();
 131 }
 132
 133 //_____________________________________________________________________________
 134 void AliMUONRecoCheck::ResetStores()
 135 {
 136   /// Deletes all the store objects that have been created and resets the pointers to 0x0
 137   delete fTrackRefStore;      fTrackRefStore = 0x0;
 138   delete fRecoTrackRefStore;  fRecoTrackRefStore = 0x0;
 139   delete fRecoTrackStore;     fRecoTrackStore = 0x0;
 140 }
 141
 142 //_____________________________________________________________________________
 143 Int_t AliMUONRecoCheck::NumberOfEvents() const
 144 {
 145   /// Return the number of events
 146   if (fESDEventOwner && fESDTree) return fESDTree->GetEntries();
 147   return 0;
 148 }
 149
 150 //_____________________________________________________________________________
 151 AliMUONVTrackStore* AliMUONRecoCheck::ReconstructedTracks(Int_t event)
 152 {
 153   /// Return a track store containing the reconstructed tracks (converted into
 154   /// MUONTrack objects) for a given event
 155
 156   if (!fESDEventOwner) {
 157     MakeReconstructedTracks();
 158     return fRecoTrackStore;
 159   }
 160
 161   if (event != fCurrentEvent) {
 162     ResetStores();
 163     fCurrentEvent = event;
 164   }
 165
 166   if (fRecoTrackStore != 0x0) return fRecoTrackStore;
 167   else {
 168     if (!fESDTree) return 0x0;
 169     if (fESDTree->GetEvent(event) <= 0) {
 170       AliError(Form("fails to read ESD object for event %d", event));
 171       return 0x0;
 172     }
 173     MakeReconstructedTracks();
 174     return fRecoTrackStore;
 175   }
 176 }
 177
 178 //_____________________________________________________________________________
 179 AliMUONVTrackStore* AliMUONRecoCheck::TrackRefs(Int_t event)
 180 {
 181   /// Return a track store containing the track references (converted into
 182   /// MUONTrack objects) for a given event
 183
 184   if (!fESDEventOwner) {
 185     MakeTrackRefs();
 186     return fTrackRefStore;
 187   }
 188
 189   if (event != fCurrentEvent) {
 190     ResetStores();
 191     fCurrentEvent = event;
 192   }
 193
 194   if (fTrackRefStore != 0x0) return fTrackRefStore;
 195   else {
 196     if (!fMCEventHandler->GetEvent(event)) {
 197       AliError(Form("fails to read MC objects for event %d", event));
 198       return 0x0;
 199     }
 200     MakeTrackRefs();
 201     return fTrackRefStore;
 202   }
 203 }
 204
 205 //_____________________________________________________________________________
 206 AliMUONVTrackStore* AliMUONRecoCheck::ReconstructibleTracks(Int_t event)
 207 {
 208   /// Return a track store containing the reconstructible tracks for a given event
 209
 210   if (!fESDEventOwner) {
 211     if (TrackRefs(event) == 0x0) return 0x0;
 212     MakeReconstructibleTracks();
 213     return fRecoTrackRefStore;
 214   }
 215
 216   if (event != fCurrentEvent) {
 217     ResetStores();
 218     fCurrentEvent = event;
 219   }
 220
 221   if (fRecoTrackRefStore != 0x0) return fRecoTrackRefStore;
 222   else {
 223     if (TrackRefs(event) == 0x0) return 0x0;
 224     MakeReconstructibleTracks();
 225     return fRecoTrackRefStore;
 226   }
 227 }
 228
 229 //_____________________________________________________________________________
 230 void AliMUONRecoCheck::MakeReconstructedTracks()
 231 {
 232   /// Make reconstructed tracks
 233   if (!(fRecoTrackStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore())) return;
 234
 235   // loop over all reconstructed tracks and add them to the store (skip ghosts)
 236   Int_t nTracks = (Int_t) fESDEvent->GetNumberOfMuonTracks();
 237   for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
 238     AliESDMuonTrack* esdTrack = fESDEvent->GetMuonTrack(iTrack);
 239     if (esdTrack->ContainTrackerData()) AliMUONESDInterface::Add(*esdTrack, *fRecoTrackStore);
 240   }
 241
 242 }
 243
 244 //_____________________________________________________________________________
 245 void AliMUONRecoCheck::MakeTrackRefs()
 246 {
 247   /// Make reconstructible tracks
 248   AliMUONVTrackStore *tmpTrackRefStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore();
 249   if (!tmpTrackRefStore) return;
 250
 251   Double_t x, y, z, pX, pY, pZ, bendingSlope, nonBendingSlope, inverseBendingMomentum;
 252   TParticle* particle;
 253   TClonesArray* trackRefs;
 254   Int_t nTrackRef = fMCEventHandler->MCEvent()->GetNumberOfTracks();
 255   AliMUONVClusterStore* cStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 256   if (!cStore) return;
 257   AliMUONVCluster* hit = cStore->CreateCluster(0,0,0);
 258
 259   // loop over simulated tracks
 260   for (Int_t iTrackRef  = 0; iTrackRef < nTrackRef; ++iTrackRef) {
 261     Int_t nHits = fMCEventHandler->GetParticleAndTR(iTrackRef, particle, trackRefs);
 262
 263     // skip empty trackRefs
 264     if (nHits < 1) continue;
 265
 266     // get the particle charge for further calculation
 267     TParticlePDG* ppdg = particle->GetPDG();
 268     Int_t charge = ppdg != NULL ? (Int_t)(ppdg->Charge()/3.0) : 0;
 269
 270     AliMUONTrack track;
 271
 272     // loop over simulated track hits
 273     for (Int_t iHit = 0; iHit < nHits; ++iHit) {
 274       AliTrackReference* trackReference = static_cast<AliTrackReference*>(trackRefs->UncheckedAt(iHit));
 275
 276       // skip trackRefs not in MUON
 277       if (trackReference->DetectorId() != AliTrackReference::kMUON) continue;
 278
 279       // Get track parameters of current hit
 280       x = trackReference->X();
 281       y = trackReference->Y();
 282       z = trackReference->Z();
 283       pX = trackReference->Px();
 284       pY = trackReference->Py();
 285       pZ = trackReference->Pz();
 286
 287       // check chamberId of current trackReference
 288       Int_t detElemId = trackReference->UserId();
 289       Int_t chamberId = detElemId / 100 - 1;
 290       if (chamberId < 0 || chamberId >= AliMUONConstants::NTrackingCh()) continue;
 291
 292       // set hit parameters
 293       hit->SetUniqueID(AliMUONVCluster::BuildUniqueID(chamberId, detElemId, iHit));
 294       hit->SetXYZ(x,y,z);
 295       hit->SetErrXY(0.,0.);
 296
 297       // compute track parameters at hit
 298       bendingSlope = 0;
 299       nonBendingSlope = 0;
 300       inverseBendingMomentum = 0;
 301       if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 302         bendingSlope = pY/pZ;
 303         nonBendingSlope = pX/pZ;
 304       }
 305       Double_t pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 306       if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 307       inverseBendingMomentum *= charge;
 308
 309       // set track parameters at hit
 310       AliMUONTrackParam trackParam;
 311       trackParam.SetNonBendingCoor(x);
 312       trackParam.SetBendingCoor(y);
 313       trackParam.SetZ(z);
 314       trackParam.SetBendingSlope(bendingSlope);
 315       trackParam.SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 316       trackParam.SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 317
 318       // add track parameters at current hit to the track
 319       track.AddTrackParamAtCluster(trackParam, *hit, kTRUE);
 320     }
 321
 322     // if none of the track hits was in MUON, goto the next track
 323     if (track.GetNClusters() < 1) continue;
 324
 325     // get track parameters at particle's vertex
 326     x = particle->Vx();
 327     y = particle->Vy();
 328     z = particle->Vz();
 329     pX = particle->Px();
 330     pY = particle->Py();
 331     pZ = particle->Pz();
 332
 333     // compute rest of track parameters at particle's vertex
 334     bendingSlope = 0;
 335     nonBendingSlope = 0;
 336     inverseBendingMomentum = 0;
 337     if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 338       bendingSlope = pY/pZ;
 339       nonBendingSlope = pX/pZ;
 340     }
 341     Double_t pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 342     if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 343     inverseBendingMomentum *= charge;
 344
 345     // set track parameters at particle's vertex
 346     AliMUONTrackParam trackParamAtVertex;
 347     trackParamAtVertex.SetNonBendingCoor(x);
 348     trackParamAtVertex.SetBendingCoor(y);
 349     trackParamAtVertex.SetZ(z);
 350     trackParamAtVertex.SetBendingSlope(bendingSlope);
 351     trackParamAtVertex.SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 352     trackParamAtVertex.SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 353
 354     // add track parameters at vertex
 355     track.SetTrackParamAtVertex(&trackParamAtVertex);
 356
 357     // store the track
 358     track.SetUniqueID(iTrackRef);
 359     tmpTrackRefStore->Add(track);
 360   }
 361
 362   CleanMuonTrackRef(tmpTrackRefStore);
 363
 364   delete hit;
 365   delete cStore;
 366   delete tmpTrackRefStore;
 367 }
 368
 369 //_____________________________________________________________________________
 370 void AliMUONRecoCheck::CleanMuonTrackRef(const AliMUONVTrackStore *tmpTrackRefStore)
 371 {
 372   /// Re-calculate hits parameters because two AliTrackReferences are recorded for
 373   /// each chamber (one when particle is entering + one when particle is leaving
 374   /// the sensitive volume)
 375   if (!(fTrackRefStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore())) return;
 376
 377   Double_t maxGasGap = 1.; // cm
 378   Double_t x, y, z, pX, pY, pZ, x1, y1, z1, pX1, pY1, pZ1, z2;
 379   Double_t bendingSlope,nonBendingSlope,inverseBendingMomentum;
 380   AliMUONVClusterStore* cStore = AliMUONESDInterface::NewClusterStore();
 381   if (!cStore) return;
 382   AliMUONVCluster* hit = cStore->CreateCluster(0,0,0);
 383
 384   // create iterator
 385   TIter next(tmpTrackRefStore->CreateIterator());
 386
 387   // loop over tmpTrackRef
 388   AliMUONTrack* track;
 389   while ( ( track = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 390
 391     AliMUONTrack newTrack;
 392
 393     // loop over tmpTrackRef's hits
 394     Int_t iHit1 = 0;
 395     Int_t nTrackHits = track->GetNClusters();
 396     while (iHit1 < nTrackHits) {
 397       AliMUONTrackParam *trackParam1 = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iHit1);
 398
 399       // get track parameters at hit1
 400       x1  = trackParam1->GetNonBendingCoor();
 401       y1  = trackParam1->GetBendingCoor();
 402       z1  = trackParam1->GetZ();
 403       pX1 = trackParam1->Px();
 404       pY1 = trackParam1->Py();
 405       pZ1 = trackParam1->Pz();
 406
 407       // prepare new track parameters
 408       x  = x1;
 409       y  = y1;
 410       z  = z1;
 411       pX = pX1;
 412       pY = pY1;
 413       pZ = pZ1;
 414
 415       // loop over next tmpTrackRef's hits
 416       Int_t nCombinedHits = 1;
 417       for (Int_t iHit2 = iHit1+1; iHit2 < nTrackHits; iHit2++) {
 418         AliMUONTrackParam *trackParam2 = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iHit2);
 419
 420         // get z position of hit2
 421         z2 = trackParam2->GetZ();
 422
 423         // complete new track parameters if hit2 is on the same detection element
 424         if ( TMath::Abs(z2-z1) < maxGasGap ) {
 425           x  += trackParam2->GetNonBendingCoor();
 426           y  += trackParam2->GetBendingCoor();
 427           z  += z2;
 428           pX += trackParam2->Px();
 429           pY += trackParam2->Py();
 430           pZ += trackParam2->Pz();
 431           nCombinedHits++;
 432           iHit1 = iHit2;
 433         }
 434
 435       }
 436
 437       // finalize new track parameters
 438       x  /= (Double_t)nCombinedHits;
 439       y  /= (Double_t)nCombinedHits;
 440       z  /= (Double_t)nCombinedHits;
 441       pX /= (Double_t)nCombinedHits;
 442       pY /= (Double_t)nCombinedHits;
 443       pZ /= (Double_t)nCombinedHits;
 444       bendingSlope = 0;
 445       nonBendingSlope = 0;
 446       inverseBendingMomentum = 0;
 447       if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 448         bendingSlope = pY/pZ;
 449         nonBendingSlope = pX/pZ;
 450       }
 451       Double_t pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 452       if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 453       inverseBendingMomentum *= trackParam1->GetCharge();
 454
 455       // set hit parameters
 456       hit->SetUniqueID(trackParam1->GetClusterPtr()->GetUniqueID());
 457       hit->SetXYZ(x,y,z);
 458       hit->SetErrXY(0.,0.);
 459
 460       // set new track parameters at new hit
 461       AliMUONTrackParam trackParam;
 462       trackParam.SetNonBendingCoor(x);
 463       trackParam.SetBendingCoor(y);
 464       trackParam.SetZ(z);
 465       trackParam.SetBendingSlope(bendingSlope);
 466       trackParam.SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 467       trackParam.SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 468
 469       // add track parameters at current hit to the track
 470       newTrack.AddTrackParamAtCluster(trackParam, *hit, kTRUE);
 471
 472       iHit1++;
 473     }
 474
 475     newTrack.SetUniqueID(track->GetUniqueID());
 476     newTrack.SetTrackParamAtVertex(track->GetTrackParamAtVertex());
 477     fTrackRefStore->Add(newTrack);
 478
 479   }
 480
 481   delete hit;
 482   delete cStore;
 483 }
 484
 485 //_____________________________________________________________________________
 486 void AliMUONRecoCheck::MakeReconstructibleTracks()
 487 {
 488   /// Isolate the reconstructible tracks
 489   if (!(fRecoTrackRefStore = AliMUONESDInterface::NewTrackStore())) return;
 490
 491   // create iterator on trackRef
 492   TIter next(fTrackRefStore->CreateIterator());
 493
 494   // loop over trackRef
 495   AliMUONTrack* track;
 496   while ( ( track = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 497
 498     Bool_t* chamberInTrack = new Bool_t(AliMUONConstants::NTrackingCh());
 499     for (Int_t iCh = 0; iCh < AliMUONConstants::NTrackingCh(); iCh++) chamberInTrack[iCh] = kFALSE;
 500
 501     // loop over trackRef's hits to get hit chambers
 502     Int_t nTrackHits = track->GetNClusters();
 503     for (Int_t iHit = 0; iHit < nTrackHits; iHit++) {
 504       AliMUONVCluster* hit = ((AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iHit))->GetClusterPtr();
 505       chamberInTrack[hit->GetChamberId()] = kTRUE;
 506     }
 507
 508     // track is reconstructible if the particle is depositing a hit
 509     // in the following chamber combinations:
 510     Bool_t trackOK = kTRUE;
 511     if (!chamberInTrack[0] && !chamberInTrack[1]) trackOK = kFALSE;
 512     if (!chamberInTrack[2] && !chamberInTrack[3]) trackOK = kFALSE;
 513     if (!chamberInTrack[4] && !chamberInTrack[5]) trackOK = kFALSE;
 514     Int_t nHitsInLastStations = 0;
 515     for (Int_t iCh = 6; iCh < AliMUONConstants::NTrackingCh(); iCh++)
 516       if (chamberInTrack[iCh]) nHitsInLastStations++;
 517     if(nHitsInLastStations < 3) trackOK = kFALSE;
 518
 519     // Add reconstructible tracks to fRecoTrackRefStore
 520     if (trackOK) fRecoTrackRefStore->Add(*track);
 521
 522     delete [] chamberInTrack;
 523   }
 524
 525 }
 526