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 "AliMUONRecoParam.h"
  44 #include "AliMUONTrackParam.h"
  45 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  46 #include "AliMUONESDInterface.h"
  47 #include "AliMUONCDB.h"
  48
  49 #include "AliESDEvent.h"
  50 #include "AliESDMuonTrack.h"
  51 #include "AliCDBManager.h"
  52 #include "AliCDBMetaData.h"
  53 #include "AliCDBId.h"
  54 #include "AliGeomManager.h"
  55
  56 #include <TString.h>
  57 #include <TError.h>
  58 #include <TH1.h>
  59 #include <TGraphErrors.h>
  60 #include <TFile.h>
  61 #include <TTree.h>
  62 #include <TClonesArray.h>
  63 #include <Riostream.h>
  64
  65 #include <fstream>
  66
  67 #endif
  68
  69 void MUONAlignment(Int_t nEvents = 100000, char* geoFilename = "geometry.root", TString esdFileName = "AliESDs.root", TString fileList = "")
  70 {
  71
  72   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
  73   if ( ! AliGeomManager::GetGeometry() ) {
  74     AliGeomManager::LoadGeometry(geoFilename);
  75     if (! AliGeomManager::GetGeometry() ) {
  76       Error("MUONAlignment", "getting geometry from file %s failed", geoFilename);
  77       return;
  78     }
  79   }
  80
  81   // load necessary data from OCDB
  82   AliCDBManager* cdbManager = AliCDBManager::Instance();
  83   cdbManager->SetDefaultStorage("local://$ALICE_ROOT/OCDB");
  84   cdbManager->SetRun(0);
  85   if (!AliMUONCDB::LoadField()) return;
  86   AliMUONRecoParam* recoParam = AliMUONCDB::LoadRecoParam();
  87   if (!recoParam) return;
  88
  89   // reset tracker for restoring initial track parameters at cluster
  90   AliMUONESDInterface::ResetTracker(recoParam);
  91
  92   Double_t parameters[4*156];
  93   Double_t errors[4*156];
  94   Double_t pulls[4*156];
  95   for(Int_t k=0;k<4*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   // Here we can fix some detection elements
 155   alig->FixDetElem(908);
 156   alig->FixDetElem(1020);
 157
 158   // Set predifined global constrains: X, Y, P, XvsZ, YvsZ, PvsZ, XvsY, YvsY, PvsY
 159   Bool_t bVarXYT[9] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
 160   Bool_t bDetTLBR[4] = {kFALSE,kTRUE,kFALSE,kTRUE};
 161   //  alig->AddConstraints(bChOnOff,bVarXYT,bDetTLBR,bSpecLROnOff);
 162
 163
 164   char cFileName[100];
 165
 166   Int_t lMaxFile = 1000;
 167   Int_t iFile = 0;
 168   Int_t iEvent = 0;
 169   bool bKeepLoop = kTRUE;
 170   Int_t iTrackTot=0;
 171   Int_t iTrackOk=0;
 172
 173   while(bKeepLoop && iFile<lMaxFile){
 174     iFile++;
 175     if (bLoop) {
 176       sFileList.getline(cFileName,100);
 177       if (sFileList.eof()) bKeepLoop = kFALSE;
 178     }
 179     else {
 180       sprintf(cFileName,esdFileName.Data());
 181       bKeepLoop = kFALSE;
 182     }
 183     if (!strstr(cFileName,"AliESDs")) continue;
 184     cout << "Using file: " << cFileName << endl;
 185
 186     // load ESD event
 187     TFile* esdFile = TFile::Open(cFileName); // open the file
 188     if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 189       cout << "opening ESD file " << cFileName << "failed" << endl;
 190       continue;
 191     }
 192     TTree* esdTree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree"); // get the tree
 193     if (!esdTree) {
 194       cout << "no ESD tree found" << endl;
 195       esdFile->Close();
 196       continue;
 197     }
 198     AliESDEvent* esdEvent = new AliESDEvent(); // link ESD event to the tree
 199     esdEvent->ReadFromTree(esdTree);
 200
 201     Int_t nevents = esdTree->GetEntries();
 202     cout << "... with " << nevents << endl;
 203     for(Int_t event = 0; event < nevents; event++) {
 204       if (iEvent >= nEvents){
 205         bKeepLoop = kFALSE;
 206         break;
 207       }
 208       iEvent++;
 209
 210       if (esdTree->GetEvent(event) <= 0) {
 211         cout << "fails to read ESD object for event " << event << endl;
 212         continue;
 213       }
 214
 215       Int_t nTracks = Int_t(esdEvent->GetNumberOfMuonTracks());
 216       if (!event%100) cout << " there are " << nTracks << " tracks in event " << event << endl;
 217       for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
 218         AliESDMuonTrack* esdTrack = esdEvent->GetMuonTrack(iTrack);
 219         if (!esdTrack->ClustersStored()) continue;
 220         Double_t invBenMom = esdTrack->GetInverseBendingMomentum();
 221         fInvBenMom->Fill(invBenMom);
 222         fBenMom->Fill(1./invBenMom);
 223         if (TMath::Abs(invBenMom)<=1.04) {
 224           AliMUONTrack track;
 225           AliMUONESDInterface::ESDToMUON(*esdTrack, track);
 226           alig->ProcessTrack(&track);
 227           alig->LocalFit(iTrackOk++,trackParams,0);
 228         }
 229         iTrackTot++;
 230       }
 231     }
 232     delete esdEvent;
 233     esdFile->Close();
 234     cout << "Processed " << iTrackTot << " Tracks so far." << endl;
 235   }
 236   alig->GlobalFit(parameters,errors,pulls);
 237
 238   cout << "Done with GlobalFit " << endl;
 239
 240   // Store results
 241   Double_t DEid[156] = {0};
 242   Double_t MSDEx[156] = {0};
 243   Double_t MSDEy[156] = {0};
 244   Double_t MSDEz[156] = {0};
 245   Double_t MSDEp[156] = {0};
 246   Double_t DEidErr[156] = {0};
 247   Double_t MSDExErr[156] = {0};
 248   Double_t MSDEyErr[156] = {0};
 249   Double_t MSDEzErr[156] = {0};
 250   Double_t MSDEpErr[156] = {0};
 251   Int_t lNDetElem = 4*2+4*2+18*2+26*2+26*2;
 252   Int_t lNDetElemCh[10] = {4,4,4,4,18,18,26,26,26,26};
 253   // Int_t lSNDetElemCh[10] = {4,8,12,16,34,52,78,104,130,156};
 254   Int_t idOffset = 0; // 400
 255   Int_t lSDetElemCh = 0;
 256   for(Int_t iDE=0; iDE<lNDetElem; iDE++){
 257     DEidErr[iDE] = 0.;
 258     DEid[iDE] = idOffset+100;
 259     DEid[iDE] += iDE;
 260     lSDetElemCh = 0;
 261     for(Int_t iCh=0; iCh<9; iCh++){
 262       lSDetElemCh += lNDetElemCh[iCh];
 263       if (iDE>=lSDetElemCh) {
 264         DEid[iDE] += 100;
 265         DEid[iDE] -= lNDetElemCh[iCh];
 266       }
 267     }
 268     MSDEx[iDE]=parameters[4*iDE+0];
 269     MSDEy[iDE]=parameters[4*iDE+1];
 270     MSDEz[iDE]=parameters[4*iDE+3];
 271     MSDEp[iDE]=parameters[4*iDE+2];
 272     MSDExErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+0);
 273     MSDEyErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+1);
 274     MSDEzErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+3);
 275     MSDEpErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(4*iDE+2);
 276   }
 277
 278   cout << "Let's create graphs ...  " << endl;
 279
 280   TGraphErrors *gMSDEx = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEx,DEidErr,MSDExErr);
 281   TGraphErrors *gMSDEy = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEy,DEidErr,MSDEyErr);
 282   TGraphErrors *gMSDEz = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEz,DEidErr,MSDEzErr);
 283   TGraphErrors *gMSDEp = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEp,DEidErr,MSDEpErr);
 284
 285   cout << "... graphs created, open file ...  " << endl;
 286
 287   TFile *hFile = new TFile("measShifts.root","RECREATE");
 288
 289   cout << "... file opened ...  " << endl;
 290
 291   gMSDEx->Write("gMSDEx");
 292   gMSDEy->Write("gMSDEy");
 293   gMSDEz->Write("gMSDEz");
 294   gMSDEp->Write("gMSDEp");
 295   fInvBenMom->Write();
 296   fBenMom->Write();
 297   hFile->Close();
 298
 299   cout << "... and closed!" << endl;
 300   // Re Align
 301   AliMUONGeometryTransformer *newTransform = alig->ReAlign(transform,parameters,true);
 302   newTransform->WriteTransformations("transform2ReAlign.dat");
 303
 304   // Generate realigned data in local cdb
 305   const TClonesArray* array = newTransform->GetMisAlignmentData();
 306
 307   // 100 mum residual resolution for chamber misalignments?
 308   alig->SetAlignmentResolution(array,-1,0.01,0.01,0.004,0.003);
 309
 310   cdbManager->SetSpecificStorage("MUON/Align/Data","local://ReAlignCDB");
 311
 312   AliCDBMetaData* cdbData = new AliCDBMetaData();
 313   cdbData->SetResponsible("Dimuon Offline project");
 314   cdbData->SetComment("MUON alignment objects with residual misalignment");
 315   AliCDBId id("MUON/Align/Data", 0, AliCDBRunRange::Infinity());
 316   cdbManager->Put(const_cast<TClonesArray*>(array), id, cdbData);
 317
 318 }
 319