MUON/MUONAlignment.C

   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 /// \ingroup macros
  19 /// \file MUONAlignment.C
  20 /// \brief Macro for MUON alignment using physics tracks.
  21 ///
  22 /// The macro uses the AliMUONAlignment class to calculate the alignment parameters.
  23 /// An array for the alignment parameters is created and can be filled with
  24 /// initial values that will be used as starting values by the alignment
  25 /// algorithm.
  26 ///
  27 /// By default the macro run over galice.root in the working directory. If a file list
  28 /// of galice.root is provided as third argument the macro will run over all files.
  29 /// The macro loop over the files, events and tracks. For each track
  30 /// AliMUONAlignment::ProcessTrack(AliMUONTrack * track) and then
  31 /// AliMUONAlignment::LocalFit(Int_t iTrack, Double_t *lTrackParam, Int_t
  32 /// lSingleFit) are called. After all tracks have been procesed and fitted
  33 /// AliMUONAlignment::GlobalFit(Double_t *parameters,Double_t *errors,Double_t *pulls)
  34 /// is called. The array parameters contains the obatained misalignement parameters.
  35 /// A realigned geometry is generated in a local CDB.
  36 ///
  37 /// \author: B. Becker and J. Castillo
  38
  39 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
  40
  41 #include "AliMUONAlignment.h"
  42 #include "AliMUONTrack.h"
  43 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  44 #include "AliMUONTrackParam.h"
  45 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  46 #include "AliMUONESDInterface.h"
  47
  48 #include "AliESDEvent.h"
  49 #include "AliESDMuonTrack.h"
  50 #include "AliMagF.h"
  51 #include "AliTracker.h"
  52 #include "AliCDBManager.h"
  53 #include "AliCDBMetaData.h"
  54 #include "AliCDBId.h"
  55 #include "AliGeomManager.h"
  56
  57 #include <TString.h>
  58 #include <TError.h>
  59 #include <TH1.h>
  60 #include <TGraphErrors.h>
  61 #include <TFile.h>
  62 #include <TTree.h>
  63 #include <TClonesArray.h>
  64 #include <Riostream.h>
  65
  66 #include <fstream>
  67
  68 #endif
  69
  70 void MUONAlignment(Int_t nEvents = 100000, char* geoFilename = "geometry.root", TString esdFileName = "AliESDs.root", TString fileList = "")
  71 {
  72
  73   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
  74   if ( ! AliGeomManager::GetGeometry() ) {
  75     AliGeomManager::LoadGeometry(geoFilename);
  76     if (! AliGeomManager::GetGeometry() ) {
  77       Error("MUONAlignment", "getting geometry from file %s failed", geoFilename);
  78       return;
  79     }
  80   }
  81
  82   // set  mag field
  83   // waiting for mag field in CDB
  84   if (!TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField()) {
  85     printf("Loading field map...\n");
  86     AliMagF* field = new AliMagF("Maps","Maps",2,1.,1., 10.,AliMagF::k5kG);
  87     TGeoGlobalMagField::Instance()->SetField(field);
  88   }
  89   // set the magnetic field for track extrapolations
  90   AliMUONTrackExtrap::SetField();
  91
  92   Double_t parameters[3*156];
  93   Double_t errors[3*156];
  94   Double_t pulls[3*156];
  95   for(Int_t k=0;k<3*156;k++) {
  96     parameters[k]=0.;
  97     errors[k]=0.;
  98     pulls[k]=0.;
  99   }
 100
 101   Double_t trackParams[8] = {0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.};
 102
 103   // Set initial values here, good guess may help convergence
 104   // St 1
 105   //  Int_t iPar = 0;
 106   //  parameters[iPar++] =  0.010300 ;  parameters[iPar++] =  0.010600 ;  parameters[iPar++] =  0.000396 ;
 107
 108   bool bLoop = kFALSE;
 109   ifstream sFileList;
 110   if (fileList.Contains(".list")) {
 111     cout << "Reading file list: " << fileList.Data() << endl;
 112     bLoop = kTRUE;
 113
 114     TString fullListName(".");
 115     fullListName +="/";
 116     fullListName +=fileList;
 117     sFileList.open(fileList.Data());
 118   }
 119
 120   TH1F *fInvBenMom = new TH1F("fInvBenMom","fInvBenMom",200,-0.1,0.1);
 121   TH1F *fBenMom = new TH1F("fBenMom","fBenMom",200,-40,40);
 122
 123   AliMUONAlignment* alig = new AliMUONAlignment();
 124   alig->InitGlobalParameters(parameters);
 125
 126   AliMUONGeometryTransformer *transform = new AliMUONGeometryTransformer();
 127   transform->LoadGeometryData();
 128   alig->SetGeometryTransformer(transform);
 129
 130   // Do alignment with magnetic field off
 131   alig->SetBFieldOn(kFALSE);
 132
 133   // Set tracking station to use
 134   Bool_t bStOnOff[5] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 135   Bool_t bChOnOff[10] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 136
 137   // Set degrees of freedom to align (see AliMUONAlignment)
 138   alig->AllowVariations(bChOnOff);
 139
 140   // Fix parameters or add constraints here
 141 //   for (Int_t iSt=0; iSt<5; iSt++)
 142 //     if (!bStOnOff[iSt]) alig->FixStation(iSt+1);
 143   for (Int_t iCh=0; iCh<10; iCh++)
 144     if (!bChOnOff[iCh]) alig->FixChamber(iCh+1);
 145
 146   // Left and right sides of the detector are independent, one can choose to align
 147   // only one side
 148   Bool_t bSpecLROnOff[2] = {kTRUE,kTRUE};
 149   alig->FixHalfSpectrometer(bChOnOff,bSpecLROnOff);
 150
 151   alig->SetChOnOff(bChOnOff);
 152   alig->SetSpecLROnOff(bChOnOff);
 153
 154   // Set predifined global constrains: X, Y, P, XvsZ, YvsZ, PvsZ, XvsY, YvsY, PvsY
 155   Bool_t bVarXYT[9] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 156   Bool_t bDetTLBR[4] = {kFALSE,kTRUE,kFALSE,kTRUE};
 157   alig->AddConstraints(bChOnOff,bVarXYT,bDetTLBR,bSpecLROnOff);
 158
 159
 160   char cFileName[100];
 161
 162   Int_t lMaxFile = 1000;
 163   Int_t iFile = 0;
 164   Int_t iEvent = 0;
 165   bool bKeepLoop = kTRUE;
 166   Int_t iTrackTot=0;
 167   Int_t iTrackOk=0;
 168
 169   while(bKeepLoop && iFile<lMaxFile){
 170     iFile++;
 171     if (bLoop) {
 172       sFileList.getline(cFileName,100);
 173       if (sFileList.eof()) bKeepLoop = kFALSE;
 174     }
 175     else {
 176       sprintf(cFileName,esdFileName.Data());
 177       bKeepLoop = kFALSE;
 178     }
 179     if (!strstr(cFileName,"AliESDs.root")) continue;
 180     cout << "Using file: " << cFileName << endl;
 181
 182     // load ESD event
 183     TFile* esdFile = TFile::Open(cFileName); // open the file
 184     if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 185       cout << "opening ESD file " << cFileName << "failed" << endl;
 186       continue;
 187     }
 188     TTree* esdTree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree"); // get the tree
 189     if (!esdTree) {
 190       cout << "no ESD tree found" << endl;
 191       esdFile->Close();
 192       continue;
 193     }
 194     AliESDEvent* esdEvent = new AliESDEvent(); // link ESD event to the tree
 195     esdEvent->ReadFromTree(esdTree);
 196
 197     Int_t nevents = esdTree->GetEntries();
 198     cout << "... with " << nevents << endl;
 199     for(Int_t event = 0; event < nevents; event++) {
 200       if (iEvent >= nEvents){
 201         bKeepLoop = kFALSE;
 202         break;
 203       }
 204       iEvent++;
 205
 206       if (esdTree->GetEvent(event) <= 0) {
 207         cout << "fails to read ESD object for event " << event << endl;
 208         continue;
 209       }
 210
 211       Int_t nTracks = Int_t(esdEvent->GetNumberOfMuonTracks());
 212       if (!event%100) cout << " there are " << nTracks << " tracks in event " << event << endl;
 213       for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
 214         AliESDMuonTrack* esdTrack = esdEvent->GetMuonTrack(iTrack);
 215         if (!esdTrack->ClustersStored()) continue;
 216         Double_t invBenMom = esdTrack->GetInverseBendingMomentum();
 217         fInvBenMom->Fill(invBenMom);
 218         fBenMom->Fill(1./invBenMom);
 219         if (TMath::Abs(invBenMom)<=1.04) {
 220           AliMUONTrack track;
 221           AliMUONESDInterface::ESDToMUON(*esdTrack, track);
 222           alig->ProcessTrack(&track);
 223           alig->LocalFit(iTrackOk++,trackParams,0);
 224         }
 225         iTrackTot++;
 226       }
 227     }
 228     delete esdEvent;
 229     esdFile->Close();
 230     cout << "Processed " << iTrackTot << " Tracks so far." << endl;
 231   }
 232   alig->GlobalFit(parameters,errors,pulls);
 233
 234   cout << "Done with GlobalFit " << endl;
 235
 236   // Store results
 237   Double_t DEid[156] = {0};
 238   Double_t MSDEx[156] = {0};
 239   Double_t MSDEy[156] = {0};
 240   Double_t MSDExt[156] = {0};
 241   Double_t MSDEyt[156] = {0};
 242   Double_t DEidErr[156] = {0};
 243   Double_t MSDExErr[156] = {0};
 244   Double_t MSDEyErr[156] = {0};
 245   Double_t MSDExtErr[156] = {0};
 246   Double_t MSDEytErr[156] = {0};
 247   Int_t lNDetElem = 4*2+4*2+18*2+26*2+26*2;
 248   Int_t lNDetElemCh[10] = {4,4,4,4,18,18,26,26,26,26};
 249   // Int_t lSNDetElemCh[10] = {4,8,12,16,34,52,78,104,130,156};
 250   Int_t idOffset = 0; // 400
 251   Int_t lSDetElemCh = 0;
 252   for(Int_t iDE=0; iDE<lNDetElem; iDE++){
 253     DEidErr[iDE] = 0.;
 254     DEid[iDE] = idOffset+100;
 255     DEid[iDE] += iDE;
 256     lSDetElemCh = 0;
 257     for(Int_t iCh=0; iCh<9; iCh++){
 258       lSDetElemCh += lNDetElemCh[iCh];
 259       if (iDE>=lSDetElemCh) {
 260         DEid[iDE] += 100;
 261         DEid[iDE] -= lNDetElemCh[iCh];
 262       }
 263     }
 264     MSDEx[iDE]=parameters[3*iDE+0];
 265     MSDEy[iDE]=parameters[3*iDE+1];
 266     MSDExt[iDE]=parameters[3*iDE+2];
 267     MSDEyt[iDE]=parameters[3*iDE+2];
 268     MSDExErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+0);
 269     MSDEyErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+1);
 270     MSDExtErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+2);
 271     MSDEytErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+2);
 272   }
 273
 274   cout << "Let's create graphs ...  " << endl;
 275
 276   TGraphErrors *gMSDEx = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEx,DEidErr,MSDExErr);
 277   TGraphErrors *gMSDEy = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEy,DEidErr,MSDEyErr);
 278   TGraphErrors *gMSDExt = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDExt,DEidErr,MSDExtErr);
 279   TGraphErrors *gMSDEyt = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEyt,DEidErr,MSDEytErr);
 280
 281   cout << "... graphs created, open file ...  " << endl;
 282
 283   TFile *hFile = new TFile("measShifts.root","RECREATE");
 284
 285   cout << "... file opened ...  " << endl;
 286
 287   gMSDEx->Write("gMSDEx");
 288   gMSDEy->Write("gMSDEy");
 289   gMSDExt->Write("gMSDExt");
 290   gMSDEyt->Write("gMSDEyt");
 291   fInvBenMom->Write();
 292   fBenMom->Write();
 293   hFile->Close();
 294
 295   cout << "... and closed!" << endl;
 296   // Re Align
 297   AliMUONGeometryTransformer *newTransform = alig->ReAlign(transform,parameters,true);
 298   newTransform->WriteTransformations("transform2ReAlign.dat");
 299
 300   // Generate realigned data in local cdb
 301   const TClonesArray* array = newTransform->GetMisAlignmentData();
 302
 303   // 100 mum residual resolution for chamber misalignments?
 304   alig->SetAlignmentResolution(array,-1,0.01,0.01,0.004,0.003);
 305
 306   // CDB manager
 307   AliCDBManager* cdbManager = AliCDBManager::Instance();
 308   cdbManager->SetDefaultStorage("local://ReAlignCDB");
 309
 310   AliCDBMetaData* cdbData = new AliCDBMetaData();
 311   cdbData->SetResponsible("Dimuon Offline project");
 312   cdbData->SetComment("MUON alignment objects with residual misalignment");
 313   AliCDBId id("MUON/Align/Data", 0, AliCDBRunRange::Infinity());
 314   cdbManager->Put(const_cast<TClonesArray*>(array), id, cdbData);
 315
 316 }
 317