6acd0409f632e97c0d79f004100033a176989422
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 "AliMagFMaps.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   printf("Loading field map...\n");
85   AliMagFMaps* field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 1, 1., 10., AliMagFMaps::k5kG);
86   AliTracker::SetFieldMap(field, kFALSE);
87   // set the magnetic field for track extrapolations
88   AliMUONTrackExtrap::SetField(AliTracker::GetFieldMap());
89
90   Double_t parameters[3*156];
91   Double_t errors[3*156];
92   Double_t pulls[3*156];
93   for(Int_t k=0;k<3*156;k++) {
94     parameters[k]=0.;
95     errors[k]=0.;
96     pulls[k]=0.;
97   }
98
99   Double_t trackParams[8] = {0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.};
100
101   // Set initial values here, good guess may help convergence
102   // St 1 
103   //  Int_t iPar = 0;
104   //  parameters[iPar++] =  0.010300 ;  parameters[iPar++] =  0.010600 ;  parameters[iPar++] =  0.000396 ;  
105
106   bool bLoop = kFALSE;
107   ifstream sFileList;
108   if (fileList.Contains(".list")) {
109     cout << "Reading file list: " << fileList.Data() << endl;
110     bLoop = kTRUE;
111
112     TString fullListName(".");
113     fullListName +="/";
114     fullListName +=fileList;
115     sFileList.open(fileList.Data());
116   }
117   
118   TH1F *fInvBenMom = new TH1F("fInvBenMom","fInvBenMom",200,-0.1,0.1); 
119   TH1F *fBenMom = new TH1F("fBenMom","fBenMom",200,-40,40); 
120
121   AliMUONAlignment* alig = new AliMUONAlignment();
122   alig->InitGlobalParameters(parameters);
123
124   AliMUONGeometryTransformer *transform = new AliMUONGeometryTransformer();
125   transform->LoadGeometryData();
126   alig->SetGeometryTransformer(transform);
127
128   // Do alignment with magnetic field off
129   alig->SetBFieldOn(kFALSE);
130   
131   // Set tracking station to use
132   Bool_t bStOnOff[5] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
133   Bool_t bChOnOff[10] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
134
135   // Fix parameters or add constraints here
136 //   for (Int_t iSt=0; iSt<5; iSt++)
137 //     if (!bStOnOff[iSt]) alig->FixStation(iSt+1);
138   for (Int_t iCh=0; iCh<10; iCh++)
139     if (!bChOnOff[iCh]) alig->FixChamber(iCh+1);
140
141   // Left and right sides of the detector are independent, one can choose to align 
142   // only one side
143   Bool_t bSpecLROnOff[2] = {kTRUE,kTRUE};
144   alig->FixHalfSpectrometer(bChOnOff,bSpecLROnOff);
145
146   alig->SetChOnOff(bChOnOff);
147   alig->SetSpecLROnOff(bChOnOff);
148
149   // Set predifined global constrains: X, Y, P, XvsZ, YvsZ, PvsZ, XvsY, YvsY, PvsY
150   Bool_t bVarXYT[9] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
151   Bool_t bDetTLBR[4] = {kFALSE,kTRUE,kFALSE,kTRUE};
152   alig->AddConstraints(bChOnOff,bVarXYT,bDetTLBR,bSpecLROnOff);
153
154
155   char cFileName[100];  
156     
157   Int_t lMaxFile = 1000;
158   Int_t iFile = 0;
159   Int_t iEvent = 0;
160   bool bKeepLoop = kTRUE;
161   Int_t iTrackTot=0;
162   Int_t iTrackOk=0;
163
164   while(bKeepLoop && iFile<lMaxFile){
165     iFile++;
166     if (bLoop) {
167       sFileList.getline(cFileName,100);
168       if (sFileList.eof()) bKeepLoop = kFALSE;
169     }
170     else {
171       sprintf(cFileName,esdFileName.Data());
172       bKeepLoop = kFALSE;
173     }
174     if (!strstr(cFileName,"AliESDs.root")) continue;      
175     cout << "Using file: " << cFileName << endl;
176     
177     // load ESD event
178     TFile* esdFile = TFile::Open(cFileName); // open the file
179     if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
180       cout << "opening ESD file " << cFileName << "failed" << endl;
181       continue;
182     }
183     TTree* esdTree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree"); // get the tree
184     if (!esdTree) {
185       cout << "no ESD tree found" << endl;
186       esdFile->Close();
187       continue;
188     }
189     AliESDEvent* esdEvent = new AliESDEvent(); // link ESD event to the tree
190     esdEvent->ReadFromTree(esdTree);
191
192     Int_t nevents = esdTree->GetEntries();
193     cout << "... with " << nevents << endl;
194     for(Int_t event = 0; event < nevents; event++) {
195       if (iEvent >= nEvents){
196         bKeepLoop = kFALSE;
197         break;
198       }
199       iEvent++;
200
201       if (esdTree->GetEvent(event) <= 0) {
202         cout << "fails to read ESD object for event " << event << endl;
203         continue;
204       }
205
206       Int_t nTracks = Int_t(esdEvent->GetNumberOfMuonTracks());
207       if (!event%100) cout << " there are " << nTracks << " tracks in event " << event << endl;
208       for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
209         AliESDMuonTrack* esdTrack = esdEvent->GetMuonTrack(iTrack);
210         if (!esdTrack->ClustersStored()) continue;
211         Double_t invBenMom = esdTrack->GetInverseBendingMomentum();
212         fInvBenMom->Fill(invBenMom);
213         fBenMom->Fill(1./invBenMom);
214         if (TMath::Abs(invBenMom)<=1.04) {
215           AliMUONTrack track;
216           AliMUONESDInterface::ESDToMUON(*esdTrack, track);
217           alig->ProcessTrack(&track);
218           alig->LocalFit(iTrackOk++,trackParams,0);
219         }
220         iTrackTot++;
221       }
222     }
223     delete esdEvent;
224     esdFile->Close();
225     cout << "Processed " << iTrackTot << " Tracks so far." << endl;
226   }
227   alig->GlobalFit(parameters,errors,pulls);
228
229   cout << "Done with GlobalFit " << endl;
230
231   // Store results
232   Double_t DEid[156] = {0};
233   Double_t MSDEx[156] = {0};
234   Double_t MSDEy[156] = {0};
235   Double_t MSDExt[156] = {0};
236   Double_t MSDEyt[156] = {0};
237   Double_t DEidErr[156] = {0};
238   Double_t MSDExErr[156] = {0};
239   Double_t MSDEyErr[156] = {0};
240   Double_t MSDExtErr[156] = {0};
241   Double_t MSDEytErr[156] = {0};
242   Int_t lNDetElem = 4*2+4*2+18*2+26*2+26*2;
243   Int_t lNDetElemCh[10] = {4,4,4,4,18,18,26,26,26,26};
244   // Int_t lSNDetElemCh[10] = {4,8,12,16,34,52,78,104,130,156};
245   Int_t idOffset = 0; // 400
246   Int_t lSDetElemCh = 0;
247   for(Int_t iDE=0; iDE<lNDetElem; iDE++){
248     DEidErr[iDE] = 0.;
249     DEid[iDE] = idOffset+100;
250     DEid[iDE] += iDE; 
251     lSDetElemCh = 0;
252     for(Int_t iCh=0; iCh<9; iCh++){
253       lSDetElemCh += lNDetElemCh[iCh];
254       if (iDE>=lSDetElemCh) {
255         DEid[iDE] += 100;
256         DEid[iDE] -= lNDetElemCh[iCh];
257       }
258     }
259     MSDEx[iDE]=parameters[3*iDE+0];
260     MSDEy[iDE]=parameters[3*iDE+1];
261     MSDExt[iDE]=parameters[3*iDE+2];
262     MSDEyt[iDE]=parameters[3*iDE+2];
263     MSDExErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+0);
264     MSDEyErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+1);
265     MSDExtErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+2);
266     MSDEytErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+2);
267   }
268
269   cout << "Let's create graphs ...  " << endl;
270
271   TGraphErrors *gMSDEx = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEx,DEidErr,MSDExErr); 
272   TGraphErrors *gMSDEy = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEy,DEidErr,MSDEyErr); 
273   TGraphErrors *gMSDExt = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDExt,DEidErr,MSDExtErr); 
274   TGraphErrors *gMSDEyt = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEyt,DEidErr,MSDEytErr); 
275
276   cout << "... graphs created, open file ...  " << endl;
277
278   TFile *hFile = new TFile("measShifts.root","RECREATE");
279
280   cout << "... file opened ...  " << endl;
281
282   gMSDEx->Write("gMSDEx");
283   gMSDEy->Write("gMSDEy");
284   gMSDExt->Write("gMSDExt");
285   gMSDEyt->Write("gMSDEyt");
286   fInvBenMom->Write();
287   fBenMom->Write();
288   hFile->Close();
289   
290   cout << "... and closed!" << endl;
291   // Re Align
292   AliMUONGeometryTransformer *newTransform = alig->ReAlign(transform,parameters,true); 
293   newTransform->WriteTransformations("transform2ReAlign.dat");
294   
295   // Generate realigned data in local cdb
296   const TClonesArray* array = newTransform->GetMisAlignmentData();
297
298   // 100 mum residual resolution for chamber misalignments?
299   alig->SetAlignmentResolution(array,-1,0.01,0.01,0.004,0.003);
300    
301   // CDB manager
302   AliCDBManager* cdbManager = AliCDBManager::Instance();
303   cdbManager->SetDefaultStorage("local://ReAlignCDB");
304   
305   AliCDBMetaData* cdbData = new AliCDBMetaData();
306   cdbData->SetResponsible("Dimuon Offline project");
307   cdbData->SetComment("MUON alignment objects with residual misalignment");
308   AliCDBId id("MUON/Align/Data", 0, AliCDBRunRange::Infinity()); 
309   cdbManager->Put(const_cast<TClonesArray*>(array), id, cdbData);
310
311 }
312