Create the magnetic field map in the reconstruction macros (Yuri)
[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
134   // Fix parameters or add constraints here
135   for (Int_t iSt=0; iSt<5; iSt++)
136     if (!bStOnOff[iSt]) alig->FixStation(iSt+1);
137
138   // Left and right sides of the detector are independent, one can choose to align 
139   // only one side
140   Bool_t bSpecLROnOff[2] = {kTRUE,kTRUE};
141   alig->FixHalfSpectrometer(bStOnOff,bSpecLROnOff);
142
143   // Set predifined global constrains: X, Y, P, XvsZ, YvsZ, PvsZ, XvsY, YvsY, PvsY
144   Bool_t bVarXYT[9] = {kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE,kTRUE};
145   Bool_t bDetTLBR[4] = {kFALSE,kTRUE,kFALSE,kTRUE};
146   alig->AddConstraints(bStOnOff,bVarXYT,bDetTLBR,bSpecLROnOff);
147
148
149   char cFileName[100];  
150     
151   Int_t lMaxFile = 1000;
152   Int_t iFile = 0;
153   Int_t iEvent = 0;
154   bool bKeepLoop = kTRUE;
155   Int_t iTrackTot=0;
156   Int_t iTrackOk=0;
157
158   while(bKeepLoop && iFile<lMaxFile){
159     iFile++;
160     if (bLoop) {
161       sFileList.getline(cFileName,100);
162       if (sFileList.eof()) bKeepLoop = kFALSE;
163     }
164     else {
165       sprintf(cFileName,esdFileName.Data());
166       bKeepLoop = kFALSE;
167     }
168     if (!strstr(cFileName,"AliESDs.root")) continue;      
169     cout << "Using file: " << cFileName << endl;
170     
171     // load ESD event
172     TFile* esdFile = TFile::Open(cFileName); // open the file
173     if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
174       cout << "opening ESD file " << cFileName << "failed" << endl;
175       continue;
176     }
177     TTree* esdTree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree"); // get the tree
178     if (!esdTree) {
179       cout << "no ESD tree found" << endl;
180       esdFile->Close();
181       continue;
182     }
183     AliESDEvent* esdEvent = new AliESDEvent(); // link ESD event to the tree
184     esdEvent->ReadFromTree(esdTree);
185
186     Int_t nevents = esdTree->GetEntries();
187     cout << "... with " << nevents << endl;
188     for(Int_t event = 0; event < nevents; event++) {
189       if (iEvent >= nEvents){
190         bKeepLoop = kFALSE;
191         break;
192       }
193       iEvent++;
194
195       if (esdTree->GetEvent(event) <= 0) {
196         cout << "fails to read ESD object for event " << event << endl;
197         continue;
198       }
199
200       Int_t nTracks = Int_t(esdEvent->GetNumberOfMuonTracks());
201       if (!event%100) cout << " there are " << nTracks << " tracks in event " << event << endl;
202       for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTracks; iTrack++) {
203         AliESDMuonTrack* esdTrack = esdEvent->GetMuonTrack(iTrack);
204         if (!esdTrack->ClustersStored()) continue;
205         Double_t invBenMom = esdTrack->GetInverseBendingMomentum();
206         fInvBenMom->Fill(invBenMom);
207         fBenMom->Fill(1./invBenMom);
208         if (TMath::Abs(invBenMom)<=1.04) {
209           AliMUONTrack track;
210           AliMUONESDInterface::ESDToMUON(*esdTrack, track);
211           alig->ProcessTrack(&track);
212           alig->LocalFit(iTrackOk++,trackParams,0);
213         }
214         iTrackTot++;
215       }
216     }
217     delete esdEvent;
218     esdFile->Close();
219     cout << "Processed " << iTrackTot << " Tracks so far." << endl;
220   }
221   alig->GlobalFit(parameters,errors,pulls);
222
223   cout << "Done with GlobalFit " << endl;
224
225   // Store results
226   Double_t DEid[156] = {0};
227   Double_t MSDEx[156] = {0};
228   Double_t MSDEy[156] = {0};
229   Double_t MSDExt[156] = {0};
230   Double_t MSDEyt[156] = {0};
231   Double_t DEidErr[156] = {0};
232   Double_t MSDExErr[156] = {0};
233   Double_t MSDEyErr[156] = {0};
234   Double_t MSDExtErr[156] = {0};
235   Double_t MSDEytErr[156] = {0};
236   Int_t lNDetElem = 4*2+4*2+18*2+26*2+26*2;
237   Int_t lNDetElemCh[10] = {4,4,4,4,18,18,26,26,26,26};
238   // Int_t lSNDetElemCh[10] = {4,8,12,16,34,52,78,104,130,156};
239   Int_t idOffset = 0; // 400
240   Int_t lSDetElemCh = 0;
241   for(Int_t iDE=0; iDE<lNDetElem; iDE++){
242     DEidErr[iDE] = 0.;
243     DEid[iDE] = idOffset+100;
244     DEid[iDE] += iDE; 
245     lSDetElemCh = 0;
246     for(Int_t iCh=0; iCh<9; iCh++){
247       lSDetElemCh += lNDetElemCh[iCh];
248       if (iDE>=lSDetElemCh) {
249         DEid[iDE] += 100;
250         DEid[iDE] -= lNDetElemCh[iCh];
251       }
252     }
253     MSDEx[iDE]=parameters[3*iDE+0];
254     MSDEy[iDE]=parameters[3*iDE+1];
255     MSDExt[iDE]=parameters[3*iDE+2];
256     MSDEyt[iDE]=parameters[3*iDE+2];
257     MSDExErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+0);
258     MSDEyErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+1);
259     MSDExtErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+2);
260     MSDEytErr[iDE]=(Double_t)alig->GetParError(3*iDE+2);
261   }
262
263   cout << "Let's create graphs ...  " << endl;
264
265   TGraphErrors *gMSDEx = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEx,DEidErr,MSDExErr); 
266   TGraphErrors *gMSDEy = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEy,DEidErr,MSDEyErr); 
267   TGraphErrors *gMSDExt = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDExt,DEidErr,MSDExtErr); 
268   TGraphErrors *gMSDEyt = new TGraphErrors(lNDetElem,DEid,MSDEyt,DEidErr,MSDEytErr); 
269
270   cout << "... graphs created, open file ...  " << endl;
271
272   TFile *hFile = new TFile("measShifts.root","RECREATE");
273
274   cout << "... file opened ...  " << endl;
275
276   gMSDEx->Write("gMSDEx");
277   gMSDEy->Write("gMSDEy");
278   gMSDExt->Write("gMSDExt");
279   gMSDEyt->Write("gMSDEyt");
280   fInvBenMom->Write();
281   fBenMom->Write();
282   hFile->Close();
283   
284   cout << "... and closed!" << endl;
285   // Re Align
286   AliMUONGeometryTransformer *newTransform = alig->ReAlign(transform,parameters,true); 
287   newTransform->WriteTransformations("transform2ReAlign.dat");
288   
289   // Generate realigned data in local cdb
290   const TClonesArray* array = newTransform->GetMisAlignmentData();
291    
292   // CDB manager
293   AliCDBManager* cdbManager = AliCDBManager::Instance();
294   cdbManager->SetDefaultStorage("local://ReAlignCDB");
295   
296   AliCDBMetaData* cdbData = new AliCDBMetaData();
297   cdbData->SetResponsible("Dimuon Offline project");
298   cdbData->SetComment("MUON alignment objects with residual misalignment");
299   AliCDBId id("MUON/Align/Data", 0, 0); 
300   cdbManager->Put(const_cast<TClonesArray*>(array), id, cdbData);
301
302 }
303