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 /// \class AliMUONRecoCheck
  19 /// \brief Utility class to check reconstruction
  20 /// Reconstructed tracks are compared to reference tracks.
  21 /// The reference tracks are built from AliTrackReference for the
  22 /// hit in chamber (0..9) and from kinematics for the vertex parameters.
  23
  24 #include "AliMUON.h"
  25 #include "AliMUONRecoCheck.h"
  26 #include "AliMUONTrack.h"
  27 #include "AliMUONData.h"
  28 #include "AliMUONConstants.h"
  29
  30 #include "AliLoader.h"
  31 #include "AliRunLoader.h"
  32 #include "AliHeader.h"
  33 #include "AliStack.h"
  34 #include "AliTrackReference.h"
  35 #include "AliLog.h"
  36
  37 #include <TParticle.h>
  38
  39 /// \cond CLASSIMP
  40 ClassImp(AliMUONRecoCheck)
  41 /// \endcond
  42
  43 //_____________________________________________________________________________
  44   AliMUONRecoCheck::AliMUONRecoCheck(Char_t *chLoader)
  45   : TObject(),
  46   fRunLoader(0x0),
  47   fMUONData(0x0),
  48   fMuonTrackRef(0x0),
  49   fTrackReco(0x0),
  50   fReconstructibleTracks(0),
  51   fRecoTracks(0),
  52   fIsLoadConstructor(kTRUE)
  53 {
  54 /// Constructor using "galice.root",
  55 /// takes care of loading/unloading Kinematics, TrackRefs and Tracks
  56
  57   fMuonTrackRef = new TClonesArray("AliMUONTrack", 10);
  58
  59   // run loader
  60   fRunLoader = AliRunLoader::Open(chLoader);
  61   if (!fRunLoader) {
  62     AliError(Form("no run loader found " ));
  63     return;
  64   }
  65
  66  // initialize loader
  67   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("MUONLoader");
  68
  69   // container
  70   fMUONData  = new AliMUONData(loader,"MUON","MUON");
  71   if (!fMUONData) {
  72     AliError(Form("no MUONData found " ));
  73     return;
  74   }
  75
  76   fRunLoader->LoadKinematics("READ");
  77   fRunLoader->LoadTrackRefs("READ");
  78   loader->LoadTracks("READ");
  79
  80 }
  81
  82 //_____________________________________________________________________________
  83   AliMUONRecoCheck::AliMUONRecoCheck(AliRunLoader *runloader, AliMUONData *muondata)
  84   : TObject(),
  85   fRunLoader(0x0),
  86   fMUONData(0x0),
  87   fMuonTrackRef(0x0),
  88   fTrackReco(0x0),
  89   fReconstructibleTracks(0),
  90   fRecoTracks(0),
  91   fIsLoadConstructor(kFALSE)
  92 {
  93 /// Constructor from AliRunLoader and AliMUONData,
  94 /// does not load/unload Kinematics, TrackRefs and Tracks internally
  95 /// it should be done in the execution program (e.g. see MUONRecoCheck.C)
  96
  97   fMuonTrackRef = new TClonesArray("AliMUONTrack", 10);
  98
  99   // run loader
 100   fRunLoader = runloader;
 101   if (!fRunLoader) {
 102     AliError(Form("no run loader found " ));
 103     return;
 104   }
 105
 106   // container
 107   fMUONData  = muondata;
 108   if (!fMUONData) {
 109     AliError(Form("no MUONData found " ));
 110     return;
 111   }
 112
 113 }
 114
 115
 116 //_____________________________________________________________________________
 117 AliMUONRecoCheck::~AliMUONRecoCheck()
 118 {
 119 /// Destructor
 120
 121   delete fMuonTrackRef;
 122   if(fIsLoadConstructor){
 123     fRunLoader->UnloadKinematics();
 124     fRunLoader->UnloadTrackRefs();
 125     fRunLoader->UnloadTracks();
 126     delete fMUONData;
 127   }
 128   delete fRunLoader;
 129 }
 130
 131 //_____________________________________________________________________________
 132 void AliMUONRecoCheck::MakeTrackRef()
 133 {
 134 /// Make reconstructible tracks
 135
 136   AliTrackReference *trackReference;
 137   AliMUONTrack *muonTrack;
 138   AliMUONTrackParam *trackParam;
 139   AliMUONHitForRec *hitForRec;
 140   Float_t x, y, z, pX, pY, pZ, pYZ;
 141   Int_t track, trackSave;
 142   TParticle *particle;
 143   Float_t bendingSlope = 0;
 144   Float_t  nonBendingSlope = 0;
 145   Float_t inverseBendingMomentum = 0;
 146
 147   TTree* treeTR = fRunLoader->TreeTR();
 148   if (treeTR == NULL) return;
 149
 150   TBranch* branch = treeTR->GetBranch("MUON");
 151   if (branch == NULL) return;
 152
 153   TClonesArray* trackRefs = 0;
 154   branch->SetAddress(&trackRefs);
 155   branch->SetAutoDelete(kTRUE);
 156
 157   Int_t nTrackRef = (Int_t)branch->GetEntries();
 158
 159   track = trackSave = -999;
 160   Bool_t isNewTrack;
 161   Int_t iHitMin, iChamber, detElemId;
 162
 163   trackParam = new AliMUONTrackParam();
 164   hitForRec = new AliMUONHitForRec();
 165
 166   Int_t max = fRunLoader->GetHeader()->Stack()->GetNtrack();
 167   for (Int_t iTrackRef  = 0; iTrackRef < nTrackRef; iTrackRef++) {
 168
 169     branch->GetEntry(iTrackRef);
 170
 171     iHitMin = 0;
 172     isNewTrack = kTRUE;
 173
 174     if (!trackRefs->GetEntries()) continue;
 175
 176     while (isNewTrack) {
 177
 178       muonTrack = new AliMUONTrack();
 179
 180       for (Int_t iHit = iHitMin; iHit < trackRefs->GetEntries(); iHit++) {
 181
 182         trackReference = (AliTrackReference*)trackRefs->At(iHit);
 183         x = trackReference->X();
 184         y = trackReference->Y();
 185         z = trackReference->Z();
 186         pX = trackReference->Px();
 187         pY = trackReference->Py();
 188         pZ = trackReference->Pz();
 189
 190         track = trackReference->GetTrack();
 191
 192         if(track >= max){
 193           AliWarningStream()
 194             << "Track ID " << track
 195             << " larger than max number of particles " << max << endl;
 196           isNewTrack = kFALSE;
 197           break;
 198         }
 199         if (track != trackSave && iHit != 0) {
 200           iHitMin = iHit;
 201           trackSave = track;
 202           break;
 203         }
 204
 205         // track parameters at hit
 206         trackParam->SetBendingCoor(y);
 207         trackParam->SetNonBendingCoor(x);
 208         trackParam->SetZ(z);
 209
 210         if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 211           bendingSlope = pY/pZ;
 212           nonBendingSlope = pX/pZ;
 213         }
 214         pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 215         if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 216
 217         trackParam->SetBendingSlope(bendingSlope);
 218         trackParam->SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 219         trackParam->SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 220
 221         hitForRec->SetBendingCoor(y);
 222         hitForRec->SetNonBendingCoor(x);
 223         hitForRec->SetZ(z);
 224         hitForRec->SetBendingReso2(0.0);
 225         hitForRec->SetNonBendingReso2(0.0);
 226         detElemId = hitForRec->GetDetElemId();
 227         if (detElemId) iChamber = detElemId / 100 - 1;
 228         else iChamber = AliMUONConstants::ChamberNumber(z);
 229         hitForRec->SetChamberNumber(iChamber);
 230
 231         muonTrack->AddTrackParamAtHit(trackParam,0);
 232         muonTrack->AddHitForRecAtHit(hitForRec);
 233         muonTrack->SetTrackID(track);
 234
 235         trackSave = track;
 236         if (iHit == trackRefs->GetEntries()-1) isNewTrack = kFALSE;
 237       }
 238
 239       // track parameters at vertex
 240       particle = fRunLoader->GetHeader()->Stack()->Particle(muonTrack->GetTrackID());
 241
 242       if (particle) {
 243
 244         x = particle->Vx();
 245         y = particle->Vy();
 246         z = particle->Vz();
 247         pX = particle->Px();
 248         pY = particle->Py();
 249         pZ = particle->Pz();
 250
 251         trackParam->SetBendingCoor(y);
 252         trackParam->SetNonBendingCoor(x);
 253         trackParam->SetZ(z);
 254         if (TMath::Abs(pZ) > 0) {
 255           bendingSlope = pY/pZ;
 256           nonBendingSlope = pX/pZ;
 257         }
 258         pYZ = TMath::Sqrt(pY*pY+pZ*pZ);
 259         if (pYZ >0) inverseBendingMomentum = 1/pYZ;
 260         trackParam->SetBendingSlope(bendingSlope);
 261         trackParam->SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 262         trackParam->SetInverseBendingMomentum(inverseBendingMomentum);
 263
 264         muonTrack->SetTrackParamAtVertex(trackParam);
 265       }
 266
 267       AddMuonTrackReference(muonTrack);
 268       delete muonTrack;
 269       muonTrack = NULL;
 270
 271     } // end while isNewTrack
 272   }
 273
 274   CleanMuonTrackRef();
 275
 276   ReconstructibleTracks();
 277
 278   delete trackParam;
 279   delete hitForRec;
 280
 281 }
 282
 283 //____________________________________________________________________________
 284 TClonesArray* AliMUONRecoCheck::GetTrackReco()
 285 {
 286 /// Return TClonesArray of reconstructed tracks
 287
 288   fMUONData->ResetRecTracks();
 289   fMUONData->SetTreeAddress("RT");
 290   fTrackReco = fMUONData->RecTracks();
 291   fMUONData->GetRecTracks();
 292   fRecoTracks = fTrackReco->GetEntriesFast();
 293   return fTrackReco;
 294 }
 295 //_____________________________________________________________________________
 296 void AliMUONRecoCheck::PrintEvent() const
 297 {
 298 /// Debug facility
 299
 300   AliMUONTrack *track;
 301   AliMUONHitForRec *hitForRec;
 302   TClonesArray *  hitForRecAtHit = 0;
 303   Float_t xRec,yRec,zRec;
 304
 305   Int_t nTrackRef = fMuonTrackRef->GetEntriesFast();
 306
 307   printf(" ******************************* \n");
 308   printf(" nb of tracks %d \n",nTrackRef);
 309
 310   for (Int_t index = 0; index < nTrackRef; index++) {
 311     track = (AliMUONTrack*)fMuonTrackRef->At(index);
 312     hitForRecAtHit = track->GetHitForRecAtHit();
 313     Int_t nTrackHits = hitForRecAtHit->GetEntriesFast();
 314     printf(" track number %d \n",index);
 315     for (Int_t iHit = 0; iHit < nTrackHits; iHit++){
 316       hitForRec = (AliMUONHitForRec*) hitForRecAtHit->At(iHit);
 317       xRec  = hitForRec->GetNonBendingCoor();
 318       yRec  = hitForRec->GetBendingCoor();
 319       zRec  = hitForRec->GetZ();
 320       printf("  x,y,z: %f , %f , %f \n",xRec,yRec,zRec);
 321     }
 322   }
 323 }
 324
 325 //_____________________________________________________________________________
 326 void AliMUONRecoCheck::ResetTracks() const
 327 {
 328 /// Reset tracks
 329
 330   if (fMuonTrackRef) fMuonTrackRef->Clear();
 331 }
 332 //_____________________________________________________________________________
 333 void AliMUONRecoCheck::CleanMuonTrackRef()
 334 {
 335 /// Re-calculate hits parameters because two AliTrackReferences are recorded for
 336 /// each chamber (one when particle is entering + one when particle is leaving
 337 /// the sensitive volume)
 338
 339   Float_t maxGasGap = 1.; // cm
 340   AliMUONTrack *track, *trackNew;
 341   AliMUONHitForRec *hitForRec, *hitForRec1, *hitForRec2;
 342   AliMUONTrackParam *trackParam, *trackParam1, *trackParam2, *trackParamAtVertex;
 343   TClonesArray *  hitForRecAtHit = 0;
 344   TClonesArray *  trackParamAtHit = 0;
 345   Float_t xRec,yRec,zRec;
 346   Float_t xRec1,yRec1,zRec1;
 347   Float_t xRec2,yRec2,zRec2;
 348   Float_t bendingSlope,nonBendingSlope,bendingMomentum;
 349   Float_t bendingSlope1,nonBendingSlope1,bendingMomentum1;
 350   Float_t bendingSlope2,nonBendingSlope2,bendingMomentum2;
 351   TClonesArray *newMuonTrackRef = new TClonesArray("AliMUONTrack", 10);
 352   Int_t iHit1;
 353   Int_t iChamber = 0, detElemId = 0;
 354   Int_t nRec = 0;
 355   Int_t nTrackHits = 0;
 356
 357   hitForRec = new AliMUONHitForRec();
 358   trackParam = new AliMUONTrackParam();
 359
 360   Int_t nTrackRef = fMuonTrackRef->GetEntriesFast();
 361   for (Int_t index = 0; index < nTrackRef; index++) {
 362     track = (AliMUONTrack*)fMuonTrackRef->At(index);
 363     hitForRecAtHit = track->GetHitForRecAtHit();
 364     trackParamAtHit = track->GetTrackParamAtHit();
 365     trackParamAtVertex = track->GetTrackParamAtVertex();
 366     nTrackHits = hitForRecAtHit->GetEntriesFast();
 367     trackNew = new AliMUONTrack();
 368     iHit1 = 0;
 369     while (iHit1 < nTrackHits) {
 370       hitForRec1 = (AliMUONHitForRec*) hitForRecAtHit->At(iHit1);
 371       trackParam1 = (AliMUONTrackParam*) trackParamAtHit->At(iHit1);
 372       xRec1  = hitForRec1->GetNonBendingCoor();
 373       yRec1  = hitForRec1->GetBendingCoor();
 374       zRec1  = hitForRec1->GetZ();
 375       xRec   = xRec1;
 376       yRec   = yRec1;
 377       zRec   = zRec1;
 378       bendingSlope1 = trackParam1->GetBendingSlope();
 379       nonBendingSlope1 = trackParam1->GetNonBendingSlope();
 380       bendingMomentum1 = 0;
 381       if (TMath::Abs(trackParam1->GetInverseBendingMomentum()) > 0)
 382         bendingMomentum1 = 1./trackParam1->GetInverseBendingMomentum();
 383       bendingSlope = bendingSlope1;
 384       nonBendingSlope = nonBendingSlope1;
 385       bendingMomentum = bendingMomentum1;
 386       nRec = 1;
 387       for (Int_t iHit2 = iHit1+1; iHit2 < nTrackHits; iHit2++) {
 388         hitForRec2 = (AliMUONHitForRec*) hitForRecAtHit->At(iHit2);
 389         trackParam2 = (AliMUONTrackParam*) trackParamAtHit->At(iHit2);
 390         xRec2  = hitForRec2->GetNonBendingCoor();
 391         yRec2  = hitForRec2->GetBendingCoor();
 392         zRec2  = hitForRec2->GetZ();
 393         bendingSlope2 = trackParam2->GetBendingSlope();
 394         nonBendingSlope2 = trackParam2->GetNonBendingSlope();
 395         bendingMomentum2 = 0;
 396         if (TMath::Abs(trackParam2->GetInverseBendingMomentum()) > 0)
 397           bendingMomentum2 = 1./trackParam2->GetInverseBendingMomentum();
 398
 399         if ( TMath::Abs(zRec2-zRec1) < maxGasGap ) {
 400
 401           nRec++;
 402           xRec += xRec2;
 403           yRec += yRec2;
 404           zRec += zRec2;
 405           bendingSlope += bendingSlope2;
 406           nonBendingSlope += nonBendingSlope2;
 407           bendingMomentum += bendingMomentum2;
 408           iHit1 = iHit2;
 409         }
 410
 411       } // end iHit2
 412       xRec /= (Float_t)nRec;
 413       yRec /= (Float_t)nRec;
 414       zRec /= (Float_t)nRec;
 415       bendingSlope /= (Float_t)nRec;
 416       nonBendingSlope /= (Float_t)nRec;
 417       bendingMomentum /= (Float_t)nRec;
 418
 419       hitForRec->SetNonBendingCoor(xRec);
 420       hitForRec->SetBendingCoor(yRec);
 421       hitForRec->SetZ(zRec);
 422       detElemId = hitForRec->GetDetElemId();
 423       if (detElemId) iChamber = detElemId / 100 - 1;
 424       else iChamber = AliMUONConstants::ChamberNumber(zRec);
 425       hitForRec->SetChamberNumber(iChamber);
 426       hitForRec->SetBendingReso2(0.0);
 427       hitForRec->SetNonBendingReso2(0.0);
 428       trackParam->SetNonBendingCoor(xRec);
 429       trackParam->SetBendingCoor(yRec);
 430       trackParam->SetZ(zRec);
 431       trackParam->SetNonBendingSlope(nonBendingSlope);
 432       trackParam->SetBendingSlope(bendingSlope);
 433       if (TMath::Abs(bendingMomentum) > 0)
 434         trackParam->SetInverseBendingMomentum(1./bendingMomentum);
 435
 436       trackNew->AddHitForRecAtHit(hitForRec);
 437       trackNew->AddTrackParamAtHit(trackParam,0);
 438
 439       iHit1++;
 440     } // end iHit1
 441
 442     trackNew->SetTrackID(track->GetTrackID());
 443     trackNew->SetTrackParamAtVertex(trackParamAtVertex);
 444     {new ((*newMuonTrackRef)[newMuonTrackRef->GetEntriesFast()]) AliMUONTrack(*trackNew);}
 445     delete trackNew;
 446     trackNew = NULL;
 447
 448   } // end trackRef
 449
 450   fMuonTrackRef->Clear();
 451   nTrackRef = newMuonTrackRef->GetEntriesFast();
 452   for (Int_t index = 0; index < nTrackRef; index++) {
 453     track = (AliMUONTrack*)newMuonTrackRef->At(index);
 454     AddMuonTrackReference(track);
 455   }
 456
 457   delete hitForRec;
 458   delete trackParam;
 459   newMuonTrackRef->Delete();
 460   delete newMuonTrackRef;
 461
 462 }
 463
 464 //_____________________________________________________________________________
 465 void AliMUONRecoCheck::ReconstructibleTracks()
 466 {
 467 /// Calculate the number of reconstructible tracks
 468
 469   AliMUONTrack* track;
 470   TClonesArray* hitForRecAtHit = NULL;
 471   AliMUONHitForRec* hitForRec;
 472   Float_t zRec;
 473   Int_t nTrackRef, nTrackHits;
 474   Int_t isChamberInTrack[10];
 475   Int_t iChamber = 0;
 476   Bool_t isTrackOK = kTRUE;
 477
 478   fReconstructibleTracks = 0;
 479
 480   nTrackRef = fMuonTrackRef->GetEntriesFast();
 481   for (Int_t index = 0; index < nTrackRef; index++) {
 482     track = (AliMUONTrack*)fMuonTrackRef->At(index);
 483     hitForRecAtHit = track->GetHitForRecAtHit();
 484     nTrackHits = hitForRecAtHit->GetEntriesFast();
 485     for (Int_t ch = 0; ch < 10; ch++) isChamberInTrack[ch] = 0;
 486
 487     for ( Int_t iHit = 0; iHit < nTrackHits; iHit++) {
 488       hitForRec = (AliMUONHitForRec*) hitForRecAtHit->At(iHit);
 489       zRec  = hitForRec->GetZ();
 490       iChamber = hitForRec->GetChamberNumber();
 491       if (iChamber < 0 || iChamber > 10) continue;
 492       isChamberInTrack[iChamber] = 1;
 493     }
 494     // track is reconstructible if the particle is depositing a hit
 495     // in the following chamber combinations:
 496
 497     isTrackOK = kTRUE;
 498     if (!isChamberInTrack[0] && !isChamberInTrack[1]) isTrackOK = kFALSE;
 499     if (!isChamberInTrack[2] && !isChamberInTrack[3]) isTrackOK = kFALSE;
 500     if (!isChamberInTrack[4] && !isChamberInTrack[5]) isTrackOK = kFALSE;
 501     Int_t nHitsInLastStations=0;
 502     for (Int_t ch = 6; ch < AliMUONConstants::NTrackingCh(); ch++)
 503       if (isChamberInTrack[ch]) nHitsInLastStations++;
 504     if(nHitsInLastStations < 3) isTrackOK = kFALSE;
 505
 506     if (isTrackOK) fReconstructibleTracks++;
 507     if (!isTrackOK) fMuonTrackRef->Remove(track); // remove non reconstructible tracks
 508   }
 509   fMuonTrackRef->Compress();
 510 }
 511