HLT/TPCLib/AliHLTTPCMerger.cxx

   1 //$Id$
   2 // Original: AliHLTMerger.cxx,v 1.16 2005/06/14 10:55:21 cvetan
   3
   4 /**************************************************************************
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  19  **************************************************************************/
  20
  21 /** @file   AliHLTTPCMerger.cxx
  22     @author Uli Frankenfeld, maintained by Matthias Richter
  23     @date
  24     @brief  The HLT TPC merger base class
  25 */
  26
  27 #include "AliHLTTPCLogging.h"
  28 #include "AliHLTTPCMerger.h"
  29 #include "AliHLTTPCTrack.h"
  30 #include "AliHLTTPCTrackSegmentData.h"
  31 #include "AliHLTTPCTransform.h"
  32 #include "AliHLTTPCTrackArray.h"
  33
  34 #ifdef use_root //use root ntuple for slow merge
  35 #include <TNtuple.h>
  36 #include <TTree.h>
  37 #include <TFile.h>
  38 #endif
  39
  40 #if __GNUC__ >= 3
  41 using namespace std;
  42 #endif
  43
  44 ClassImp(AliHLTTPCMerger)
  45
  46 AliHLTTPCMerger::AliHLTTPCMerger()
  47 {
  48   //Default constructor
  49   fInTrack=0;
  50   fOutTrack=0;
  51   fCurrentTracks=0;
  52   fNIn=0;
  53 }
  54
  55 AliHLTTPCMerger::~AliHLTTPCMerger()
  56 {
  57   //Destructor
  58   DeleteArray();
  59 }
  60
  61 void AliHLTTPCMerger::InitMerger(Int_t ntrackarrays,Char_t *tracktype)
  62 {
  63   //Used to setup all arrays
  64
  65   if(strcmp(tracktype,"AliHLTTPCTrack")==0) fTrackType='t';
  66   else if(strcmp(tracktype,"AliHLTTPCConfMapTrack")==0) fTrackType='c';
  67 #ifdef INCLUDE_TPC_HOUGH
  68   else if(strcmp(tracktype,"AliHLTTPCHoughTrack")==0) fTrackType='h';
  69 #endif
  70   else
  71     LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCMerger::AliHLTTPCMerger","Track types")
  72       <<"Unknown tracktype"<<ENDLOG;
  73   SetArray(ntrackarrays);
  74   fCurrentTracks=0;
  75
  76 }
  77
  78 void AliHLTTPCMerger::DeleteArray()
  79 {
  80   //delete arrays
  81   for(Int_t i=0; i<fNIn;i++)
  82     {
  83       if(!fInTrack[i]) continue;
  84       delete fInTrack[i];
  85       fInTrack[i]=0;
  86     }
  87   if(fInTrack)
  88     delete[] fInTrack;
  89   if(fOutTrack)
  90     delete fOutTrack;
  91   fInTrack=0;
  92   fOutTrack=0;
  93 }
  94
  95 void AliHLTTPCMerger::SetArray(Int_t nin)
  96 {
  97   //set arrays
  98   DeleteArray();//Make sure arrays are cleaned
  99
 100   fNIn = nin;
 101   fInTrack = new AliHLTTPCTrackArray*[fNIn];
 102   for(Int_t i=0; i<fNIn;i++)
 103     {
 104 #ifdef INCLUDE_TPC_HOUGH
 105       if(fTrackType=='h')
 106         fInTrack[i] = new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCHoughTrack");
 107       else
 108 #endif
 109         fInTrack[i] = new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCTrack");
 110
 111     }
 112 #ifdef INCLUDE_TPC_HOUGH
 113   if(fTrackType=='h')
 114     fOutTrack= new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCHoughTrack");
 115   else
 116 #endif
 117     fOutTrack= new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCTrack");
 118 }
 119
 120 void AliHLTTPCMerger::Reset()
 121 {
 122   //reset
 123   for(Int_t i=0; i<fNIn;i++)
 124     {
 125       fInTrack[i]->Reset();
 126     }
 127   fOutTrack->Reset();
 128 }
 129
 130 void AliHLTTPCMerger::FillTracks(Int_t ntracks, AliHLTTPCTrackSegmentData* tr)
 131 {
 132   //Read tracks from shared memory (or memory)
 133   AliHLTTPCTrackArray *destination = GetInTracks(fCurrentTracks);
 134   if(Is2Global())
 135     destination->FillTracks(ntracks, tr, fSlice);
 136   else
 137     destination->FillTracks(ntracks, tr);
 138 }
 139
 140 void AliHLTTPCMerger::AddAllTracks()
 141 {
 142   //add all tracks
 143   for(Int_t i=0; i<GetNIn();i++)
 144     {
 145       AliHLTTPCTrackArray *in = GetInTracks(i);
 146       AliHLTTPCTrackArray *out = GetOutTracks();
 147       out->AddTracks(in);
 148     }
 149 }
 150
 151 void AliHLTTPCMerger::SortGlobalTracks(AliHLTTPCTrack **tracks, Int_t ntrack)
 152 {
 153   //sort global tracks
 154   AliHLTTPCTrack **tmp = new AliHLTTPCTrack*[ntrack];
 155   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tmp[i] = tracks[i];
 156   Int_t *t = new Int_t[ntrack];
 157   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) t[i]=-1;
 158
 159   for(Int_t j=0;j<ntrack;j++)
 160     {
 161       Double_t minr=300;
 162       Int_t    mini=0;
 163       for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)
 164         {
 165           if(!tracks[i]) continue;
 166           Double_t rr=pow(tracks[i]->GetFirstPointX(),2)+pow(tracks[i]->GetFirstPointY(),2);
 167           Double_t r=sqrt(rr);
 168           if(r<minr){
 169             minr=r;
 170             mini=i;
 171           }
 172         }
 173       t[j]=mini;
 174       tracks[mini]=0;
 175     }
 176   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tracks[i] = tmp[t[i]];
 177   delete[] t;
 178   delete[] tmp;
 179 }
 180
 181 void AliHLTTPCMerger::SortTracks(AliHLTTPCTrack **tracks, Int_t ntrack) const
 182 {
 183   //sort tracks
 184   AliHLTTPCTrack **tmp = new  AliHLTTPCTrack*[ntrack];
 185   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tmp[i] = tracks[i];
 186   Int_t *t = new Int_t[ntrack];
 187   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) t[i]=-1;
 188
 189   for(Int_t j=0;j<ntrack;j++)
 190     {
 191       Double_t minx=300;
 192       Int_t    mini=0;
 193       for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)
 194         {
 195           if(!tracks[i]) continue;
 196           if(tracks[i]->GetFirstPointX()<minx)
 197             {
 198               minx=tracks[i]->GetFirstPointX();
 199               mini=i;
 200             }
 201         }
 202       t[j]=mini;
 203       tracks[mini]=0;
 204     }
 205   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tracks[i] = tmp[t[i]];
 206   delete[] t;
 207   delete[] tmp;
 208 }
 209
 210 void AliHLTTPCMerger::AddTrack(AliHLTTPCTrackArray *mergedtrack,AliHLTTPCTrack *track)
 211 {
 212   // add tracks
 213   AliHLTTPCTrack *t[1];
 214   t[0] = track;
 215   MultiMerge(mergedtrack,t,1);
 216 }
 217
 218 AliHLTTPCTrack * AliHLTTPCMerger::MergeTracks(AliHLTTPCTrackArray *mergedtrack,AliHLTTPCTrack *t0,AliHLTTPCTrack *t1)
 219 {
 220   //merge tracks
 221   AliHLTTPCTrack *t[2];
 222   t[0] = t0;
 223   t[1] = t1;
 224   SortTracks(t,2);
 225   return MultiMerge(mergedtrack,t,2);
 226 }
 227
 228 AliHLTTPCTrack * AliHLTTPCMerger::MultiMerge(AliHLTTPCTrackArray *mergedtracks,AliHLTTPCTrack **tracks, Int_t ntrack)
 229 {
 230   //multi merge the tracks
 231   //check npoints
 232   Int_t nps = 0;
 233   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)
 234     {
 235       nps+=tracks[i]->GetNHits();
 236     }
 237   if(nps>AliHLTTPCTransform::GetNRows())
 238     {
 239       LOG(AliHLTTPCLog::kWarning,"AliHLTTPCMerger::MultiMerge","Adding Points")
 240         <<AliHLTTPCLog::kDec<<"Too many Points: "<<nps<<ENDLOG;
 241       return 0;
 242     }
 243
 244   //create new track
 245   AliHLTTPCTrack *newtrack = mergedtracks->NextTrack();
 246   //copy points
 247   UInt_t * nn = new UInt_t[AliHLTTPCTransform::GetNRows()];
 248   nps = 0;
 249
 250   //  for(Int_t i=0;i<ntrack;i++){
 251   for(Int_t i=ntrack-1;i>=0;i--)
 252     {
 253       memcpy(&nn[nps],tracks[i]->GetHitNumbers(),tracks[i]->GetNHits()*sizeof(UInt_t));
 254       nps+=tracks[i]->GetNHits();
 255     }
 256   AliHLTTPCTrack *tpf=tracks[0];
 257   AliHLTTPCTrack *tpl=tracks[ntrack-1];
 258   AliHLTTPCTrack *best = tpf;
 259   if(tpf->GetNHits()<tpl->GetNHits() && Is2Global())
 260     best = tpl;//Best means = most points and therefore best fit (in global case)
 261
 262   newtrack->SetNHits(nps);
 263   newtrack->SetHits(nps,nn);
 264   newtrack->SetFirstPoint(tpf->GetFirstPointX(),tpf->GetFirstPointY(),tpf->GetFirstPointZ());
 265   newtrack->SetLastPoint(tpl->GetLastPointX(),tpl->GetLastPointY(),tpl->GetLastPointZ());
 266   newtrack->SetPt(best->GetPt());
 267   newtrack->SetPsi(best->GetPsi());
 268   newtrack->SetTgl(best->GetTgl());
 269   newtrack->SetCharge(tpf->GetCharge());
 270   delete [] nn;
 271   return newtrack;
 272 }
 273
 274 void* AliHLTTPCMerger::GetNtuple(char *varlist) const
 275 {
 276   //get ntuple
 277 #ifdef use_root
 278   TNtuple* nt = new TNtuple("ntuple","ntuple",varlist);
 279   return (void*) nt;
 280 #else
 281   return 0;
 282 #endif
 283 }
 284
 285 void* AliHLTTPCMerger::GetNtuple() const
 286 {
 287   //get ntuple
 288 #ifdef use_root
 289   TNtuple* nt = new TNtuple("ntuple","ntuple",
 290                             "dx:dy:dz:dk:dpsi:dtgl:dq:disx:disy:disz:dis:n0:n1:diff:drx:dry:drz");
 291   return (void*) nt;
 292 #else
 293   return 0;
 294 #endif
 295 }
 296
 297 Bool_t AliHLTTPCMerger::WriteNtuple(char *filename, void* nt) const
 298 {
 299   //write ntuple
 300 #ifdef use_root
 301   TNtuple *ntuple=(TNtuple *) nt;
 302   TFile *f = new TFile(filename,"RECREATE");
 303   ntuple->Write();
 304   f->Close();
 305   delete ntuple;
 306   return kTRUE;
 307 #else
 308   return kFALSE;
 309 #endif
 310 }
 311
 312 void AliHLTTPCMerger::FillNtuple(void *nt,AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 313 {
 314   //fill ntuple
 315   Float_t data[17];
 316   if(outertrack->IsPoint()&&innertrack->IsPoint())
 317     {
 318       data[0] =Float_t(innertrack->GetPointX()-outertrack->GetPointX());
 319       data[1] =Float_t(innertrack->GetPointY()-outertrack->GetPointY());
 320       data[2] =Float_t(innertrack->GetPointZ()-outertrack->GetPointZ());
 321       data[3] =Float_t(innertrack->GetKappa()-outertrack->GetKappa());
 322       Double_t psi= innertrack->GetPointPsi() - outertrack->GetPointPsi();
 323       if(psi>AliHLTTPCTransform::Pi()) psi-=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 324       else if(psi<-AliHLTTPCTransform::Pi()) psi+=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 325       data[4] =Float_t(psi);
 326       data[5] =Float_t(innertrack->GetTgl()-outertrack->GetTgl());
 327       data[6] =Float_t(innertrack->GetCharge()-outertrack->GetCharge());
 328       data[7] =Float_t(innertrack->GetLastPointX()-outertrack->GetFirstPointX());
 329       data[8] =Float_t(innertrack->GetLastPointY()-outertrack->GetFirstPointY());
 330       data[9] =Float_t(innertrack->GetLastPointZ()-outertrack->GetFirstPointZ());
 331       data[10] =sqrt(pow(data[7],2)+pow(data[8],2)+pow(data[9],2));
 332       data[11]= outertrack->GetNHits();
 333       data[12]= innertrack->GetNHits();
 334       data[13] = Float_t(TrackDiff(innertrack,outertrack));
 335       data[14]=0;
 336       data[15]=0;
 337       data[16]=0;
 338 #ifdef use_root
 339       TNtuple *ntuple = (TNtuple *) nt;
 340       ntuple->Fill(data);
 341 #endif
 342     }
 343 }
 344
 345 void AliHLTTPCMerger::FillNtuple(void *nt,Float_t *data) const
 346 {
 347   //fill ntuple
 348 #ifdef use_root
 349   TNtuple *ntuple = (TNtuple *) nt;
 350   ntuple->Fill(data);
 351 #endif
 352 }
 353
 354 Double_t AliHLTTPCMerger::GetAngle(Double_t a1,Double_t a2)
 355 {
 356   //get angle
 357   Double_t da = a1 - a2 + 4*AliHLTTPCTransform::Pi();
 358   da = fmod(da,AliHLTTPCTransform::TwoPi());
 359   if(da>AliHLTTPCTransform::Pi()) da = AliHLTTPCTransform::TwoPi()-da;
 360   return da;
 361 }
 362
 363 void AliHLTTPCMerger::SetParameter(Double_t maxy, Double_t maxz, Double_t maxkappa, Double_t maxpsi, Double_t maxtgl)
 364 {
 365   //set parameters for merger
 366   fMaxY = maxy;
 367   fMaxZ = maxz;
 368   fMaxKappa = maxkappa;
 369   fMaxPsi = maxpsi;
 370   fMaxTgl = maxtgl;
 371 }
 372
 373 Bool_t AliHLTTPCMerger::IsTrack(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 374 {
 375   //is track to be merged
 376   if(innertrack->GetCharge()!=outertrack->GetCharge()) return kFALSE;
 377   if( (!innertrack->IsPoint()) || (!outertrack->IsPoint()) )  return kFALSE;
 378   if(innertrack->GetNHits()+outertrack->GetNHits()>AliHLTTPCTransform::GetNRows()) return kFALSE;
 379
 380   if(fabs(innertrack->GetPointY()-outertrack->GetPointY()) >fMaxY) return kFALSE;
 381   if(fabs(innertrack->GetPointZ()-outertrack->GetPointZ()) >fMaxZ) return kFALSE;
 382   if(fabs(innertrack->GetKappa()-outertrack->GetKappa())   >fMaxKappa) return kFALSE;
 383   if(GetAngle(innertrack->GetPointPsi(),outertrack->GetPointPsi()) >fMaxPsi) return kFALSE;
 384   if(fabs(innertrack->GetTgl()-outertrack->GetTgl()) >fMaxTgl) return kFALSE;
 385   //if no rejection up to this point: merge!!
 386   return kTRUE;
 387 }
 388
 389 Bool_t AliHLTTPCMerger::IsRTrack(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 390 {
 391   //same as IsTrack
 392   return IsTrack(innertrack,outertrack);
 393 }
 394
 395 Double_t AliHLTTPCMerger::TrackDiff(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 396 {
 397   //return track difference
 398   Double_t diff =-1;
 399   Double_t x[4],y[4],z[4],dy[4],dz[4];
 400   AliHLTTPCTrack *tracks[2];
 401
 402   tracks[0] = innertrack;
 403   tracks[1] = outertrack;
 404   SortGlobalTracks(tracks,2);
 405   innertrack = tracks[0];
 406   outertrack = tracks[1];
 407
 408   x[0] = innertrack->GetFirstPointX();
 409   x[1] = innertrack->GetLastPointX();
 410   x[2] = outertrack->GetFirstPointX();
 411   x[3] = outertrack->GetLastPointX();
 412
 413   y[0] = innertrack->GetFirstPointY();
 414   y[1] = innertrack->GetLastPointY();
 415   y[2] = outertrack->GetFirstPointY();
 416   y[3] = outertrack->GetLastPointY();
 417
 418   z[0] = innertrack->GetFirstPointZ();
 419   z[1] = innertrack->GetLastPointZ();
 420   z[2] = outertrack->GetFirstPointZ();
 421   z[3] = outertrack->GetLastPointZ();
 422
 423
 424   outertrack->CalculatePoint(x[0]);
 425   if(!outertrack->IsPoint()) return diff;
 426   dy[0] = fabs(y[0] - outertrack->GetPointY());
 427   dz[0] = fabs(z[0] - outertrack->GetPointZ());
 428
 429   outertrack->CalculatePoint(x[1]);
 430   if(!outertrack->IsPoint()) return diff;
 431   dy[1] = fabs(y[1] - outertrack->GetPointY());
 432   dz[1] = fabs(z[1] - outertrack->GetPointZ());
 433
 434   innertrack->CalculatePoint(x[2]);
 435   if(!innertrack->IsPoint()) return diff;
 436   dy[2] = fabs(y[2] - innertrack->GetPointY());
 437   dz[2] = fabs(z[2] - innertrack->GetPointZ());
 438
 439   innertrack->CalculatePoint(x[3]);
 440   if(!innertrack->IsPoint()) return diff;
 441   dy[3] = fabs(y[3] - innertrack->GetPointY());
 442   dz[3] = fabs(z[3] - innertrack->GetPointZ());
 443
 444   diff=0;
 445   for(Int_t i=0;i<4;i++)
 446     diff+=sqrt(dy[i]*dy[i]+dz[i]*dz[i]);
 447   return diff;
 448 }
 449
 450 void AliHLTTPCMerger::PrintDiff(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 451 {
 452   // print difference
 453   if(!innertrack->IsPoint()||!outertrack->IsPoint())
 454     {
 455       LOG(AliHLTTPCLog::kInformational,"AliHLTTPCMerger::PrintDiff","No Points")<<ENDLOG;
 456       //cerr<<"AliHLTTPCMerger::PrintDiff: No Points"<<endl;
 457       //cerr<<"---------------------------"<<endl;
 458       return;
 459     }
 460
 461   Double_t dx = innertrack->GetPointX()-outertrack->GetPointX();
 462   Double_t dy = innertrack->GetPointY()-outertrack->GetPointY();
 463   Double_t dz = innertrack->GetPointZ()-outertrack->GetPointZ();
 464   Double_t dk = innertrack->GetKappa()-outertrack->GetKappa();
 465   Double_t dpsi= innertrack->GetPointPsi() - outertrack->GetPointPsi();
 466   if(dpsi>AliHLTTPCTransform::Pi()) dpsi-=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 467   else if(dpsi<-AliHLTTPCTransform::Pi())dpsi+=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 468   //Double_t dpsi = GetAngle(innertrack->GetPointPsi(),outertrack->GetPointPsi());
 469   Double_t dtgl= innertrack->GetTgl()-outertrack->GetTgl();
 470   Double_t dq =innertrack->GetCharge()-outertrack->GetCharge();
 471
 472   LOG(AliHLTTPCLog::kInformational,"AliHLTTPCMerger::PrintDiff","Points") <<"dx: "<<dx<<" dy: "<<dy<<" dz: "<<dz<<" dk: "<<dk<<" dpsi: "<<dpsi<<" dtgl: "<<dtgl<<" dq: "<<dq<<ENDLOG;
 473   //fprintf(stderr,"dx: %4f dy: %4f dz: %4f dk: %4f dpsi: %4f dtgl: %4f dq: %4f\n",dx,dy,dz,dk,dpsi,dtgl,dq);
 474   //cerr<<"---------------------------"<<endl;
 475
 476 }
 477
 478 void AliHLTTPCMerger::Print()
 479 {
 480   // print some infos
 481   for(Int_t i=0; i<fNIn; i++)
 482     {
 483       AliHLTTPCTrackArray *ttt= GetInTracks(i);
 484       for(Int_t j =0;j<ttt->GetNTracks();j++)
 485         {
 486           AliHLTTPCTrack *track=ttt->GetCheckedTrack(j);
 487           if(!track) continue;
 488           track->CalculateHelix();
 489           //      Double_t angle = atan2(track->GetLastPointY(),track->GetLastPointX());
 490           //      if(angle<0) angle+=AliHLTTPCTransform::Pi();
 491           if(track->CalculatePoint(135))
 492             //      if(!track->CalculateEdgePoint(angle)) cerr<<"**************"<<endl;
 493             //      if(track->CalculatePoint(track->GetLastPointX()))
 494             //      if(track->CalculatePoint(0))
 495             {
 496               //      PrintTrack(track);
 497               //      track->CalculateReferencePoint(AliHLTTPCTransform::Pi()/180.);
 498               track->CalculateReferencePoint(0.001);
 499               Float_t dx=(float)track->GetPointX()-track->GetPointX();
 500               Float_t dy=(float)track->GetPointY()-track->GetPointY();
 501               Float_t dz=(float)track->GetPointZ()-track->GetPointZ();
 502               LOG(AliHLTTPCLog::kInformational,"AliHLTTPCMerger::Print","RefPoint") <<"npt: "<<track->GetNHits()<<" dx: "<<dx<<" dy: "<<dy<<" dz: "<<dz<<ENDLOG;
 503
 504               //fprintf(stderr,"npt: %3d dx: %8.5f dy: %8.5f dz: %8.5f\n",track->GetNHits(),dx,dy,dz);
 505               //cerr<<"---------------------------"<<endl;
 506             }
 507         }
 508     }
 509 }
 510
 511 void AliHLTTPCMerger::PrintTrack(AliHLTTPCTrack *track)
 512 {
 513   //print track info
 514   fprintf(stderr,"npt: %3d pt: %.2f psi: %.2f tgl: %5.2f q: %2d\n",
 515           track->GetNHits(),track->GetPt(),track->GetPsi(),
 516           track->GetTgl(),track->GetCharge());
 517   fprintf(stderr,
 518           "x1: %6.2f y1: %6.2f z1: %6.2f xl: %6.2f yl: %6.2f zl: %6.2f\n",
 519           track->GetFirstPointX(),track->GetFirstPointY(),track->GetFirstPointZ(),
 520           track->GetLastPointX(),track->GetLastPointY(),track->GetLastPointZ());
 521   if(track->IsPoint())
 522     {
 523       fprintf(stderr,
 524               "R: %.2f Xc: %.2f Yc: %.2f Xp: %.2f Yp: %.2f Zp: %.2f Psip: %.2f\n",
 525               track->GetRadius(),track->GetCenterX(),track->GetCenterY(),
 526               track->GetPointX(),track->GetPointY(),track->GetPointZ(),
 527               track->GetPointPsi());
 528     }
 529 }