ITS/AliITStrackerMI.h

   1 #ifndef ALIITSTRACKERMI_H
   2 #define ALIITSTRACKERMI_H
   3 /* Copyright(c) 2007-2009, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 //-------------------------------------------------------------------------
   9 //                          ITS tracker
  10 //     reads AliITSclusterMI clusters and creates AliITStrackMI tracks
  11 //           Origin: Marian Ivanov, CERN, Marian.Ivanov@cern.ch
  12 //           Current support and development:
  13 //                     Andrea Dainese, andrea.dainese@lnl.infn.it
  14 //-------------------------------------------------------------------------
  15
  16 class TTree;
  17 class TTreeSRedirector;
  18 class AliESDEvent;
  19
  20 #include <TObjArray.h>
  21 #include "AliITSRecPoint.h"
  22 #include "AliITStrackMI.h"
  23 #include "AliITSPlaneEff.h"
  24 #include "AliITSChannelStatus.h"
  25 #include "AliITSDetTypeRec.h"
  26 #include "AliPlaneEff.h"
  27 #include "AliTracker.h"
  28
  29 //-------------------------------------------------------------------------
  30 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  31 public:
  32   AliITStrackerMI();
  33   AliITStrackerMI(const Char_t *geom);
  34   virtual ~AliITStrackerMI();
  35   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  36   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  37   virtual Bool_t GetTrackPointTrackingError(Int_t index,
  38                         AliTrackPoint& p, const AliESDtrack *t);
  39   AliITSRecPoint *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
  40                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
  41   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const
  42                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
  43   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
  44   void UnloadClusters();
  45   void FillClusterArray(TObjArray* array) const;
  46   Int_t Clusters2Tracks(AliESDEvent *event);
  47   Int_t PropagateBack(AliESDEvent *event);
  48   Int_t RefitInward(AliESDEvent *event);
  49   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track,
  50                  const AliITStrackMI *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
  51   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track,
  52                  const Int_t *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
  53   void SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  54   void SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  55
  56   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  57   void SetLayersNotToSkip(Int_t *l);
  58   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  59
  60   void  GetDCASigma(AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
  61   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
  62   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  63   AliPlaneEff *GetPlaneEff() {return (AliPlaneEff*)fPlaneEff;}   // return the pointer to AliPlaneEff
  64   void SetDetTypeRec(AliITSDetTypeRec *detTypeRec) {fDetTypeRec = detTypeRec; ReadBadFromDetTypeRec(); }
  65
  66   class AliITSdetector {
  67   public:
  68     AliITSdetector():fR(0),fRmisal(0),fPhi(0),fSinPhi(0),fCosPhi(0),fYmin(0),fYmax(0),fZmin(0),fZmax(0),fIsBad(kFALSE),fNChips(0),fChipIsBad(0) {}
  69     AliITSdetector(Double_t r,Double_t phi):fR(r),fRmisal(r),fPhi(phi),fSinPhi(TMath::Sin(phi)),fCosPhi(TMath::Cos(phi)),fYmin(10000),fYmax(-1000),fZmin(10000),fZmax(-1000),fIsBad(kFALSE),fNChips(0),fChipIsBad(0) {}
  70     ~AliITSdetector() {if(fChipIsBad) delete [] fChipIsBad;}
  71     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
  72     Double_t GetR()   const {return fR;}
  73     Double_t GetRmisal()   const {return fRmisal;}
  74     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  75     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  76     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  77     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  78     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  79     Bool_t   IsBad() const {return fIsBad;}
  80     Int_t    GetNChips() const {return fNChips;}
  81     Bool_t   IsChipBad(Int_t iChip) const {return (fChipIsBad ? fChipIsBad[iChip] : kFALSE);}
  82     void SetRmisal(Double_t rmisal) {fRmisal = rmisal;}
  83     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  84     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  85     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  86     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  87     void SetBad() {fIsBad = kTRUE;}
  88     void ReadBadDetectorAndChips(Int_t ilayer,Int_t idet,AliITSDetTypeRec *detTypeRec);
  89   private:
  90     AliITSdetector(const AliITSdetector& det);
  91     AliITSdetector & operator=(const AliITSdetector& det){
  92       this->~AliITSdetector();new(this) AliITSdetector(det);
  93       return *this;}
  94     Double_t fR;    // polar coordinates: r
  95     Double_t fRmisal;    // polar coordinates: r, with misalignment
  96     Double_t fPhi;  // polar coordinates: phi
  97     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  98     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  99     Double_t fYmin;   //  local y minimal
 100     Double_t fYmax;   //  local max y
 101     Double_t fZmin;   //  local z min
 102     Double_t fZmax;   //  local z max
 103     Bool_t fIsBad;    // is detector dead or noisy?
 104     Int_t fNChips;    // number of chips
 105     Bool_t *fChipIsBad; //[fNChips] is chip dead or noisy?
 106   };
 107
 108   class AliITSlayer {
 109   public:
 110     AliITSlayer();
 111     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
 112     ~AliITSlayer();
 113     Int_t InsertCluster(AliITSRecPoint *c);
 114     void  SortClusters();
 115     void ResetClusters();
 116     void ResetWeights();
 117     void SelectClusters(Double_t zmin,Double_t zmax,Double_t ymin,Double_t ymax);
 118     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci,Bool_t test=kFALSE);
 119     void ResetRoad();
 120     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
 121     Double_t GetR() const {return fR;}
 122     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
 123     AliITSRecPoint *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
 124     Float_t         *GetWeight(Int_t i) {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
 125     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
 126     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 127     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 128     Int_t InRoad() const ;
 129     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 130     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 131     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 132     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 133     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 134     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 135     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 136     Int_t GetClusterTracks(Int_t i, Int_t j) const {return fClusterTracks[i][j];}
 137     void SetClusterTracks(Int_t i, Int_t j, Int_t c) {fClusterTracks[i][j]=c;}
 138   protected:
 139     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer);
 140     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& layer){
 141       this->~AliITSlayer();new(this) AliITSlayer(layer);
 142       return *this;}
 143     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 144     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 145     Int_t fNladders;            // number of ladders
 146     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 147     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 148     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 149     Int_t fN;                   // number of clusters
 150     AliITSRecPoint *fClusters[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 151     Int_t        fClusterIndex[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 152     Float_t fY[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 153     Float_t fZ[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 154     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 155     //
 156     AliITSRecPoint *fClusters5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 157     Int_t        fClusterIndex5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 158     Float_t fY5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 159     Float_t fZ5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 160     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 161     Float_t fDy5;                                       //delta y
 162     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 163     //
 164     AliITSRecPoint *fClusters10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 165     Int_t        fClusterIndex10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 166     Float_t fY10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 167     Float_t fZ10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 168     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 169     Float_t fDy10;                                        // delta y
 170     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
 171     //
 172     AliITSRecPoint *fClusters20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 173     Int_t        fClusterIndex20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 174     Float_t fY20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 175     Float_t fZ20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 176     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 177     Float_t fDy20;                                        //delta y
 178     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
 179     //
 180     AliITSRecPoint** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 181     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 182     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 183     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 184     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 185     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 186     //
 187     Float_t  fClusterWeight[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 188     Int_t    fClusterTracks[4][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 189     Float_t fZmax;      //    edges
 190     Float_t fYmin;      //   of  the
 191     Float_t fYmax;      //   "window"
 192     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 193     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 194     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 195     Int_t fAccepted;     // accept indicator
 196     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 197   };
 198   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 199   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 200
 201 protected:
 202   Bool_t ComputeRoad(AliITStrackMI* track,Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t &zmin,Double_t &zmax,Double_t &ymin,Double_t &ymax) const;
 203   Int_t GetNearestLayer(const Double_t *xr) const;  //get nearest upper layer close to the point xr
 204   void FindV02(AliESDEvent *event);  //try to find V0
 205   void RefitV02(AliESDEvent *event);  //try to refit  V0's
 206   void UpdateTPCV0(AliESDEvent *event);  //try to update, or reject TPC  V0s
 207   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 208   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
 209   Double_t GetEffectiveThickness();
 210   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex, Bool_t constrain);
 211   void ResetBestTrack() {
 212      fBestTrack.~AliITStrackMI();
 213      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
 214   }
 215   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
 216      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
 217      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
 218   }
 219   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
 220   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
 221   Double_t GetTruncatedChi2(AliITStrackMI * track, Float_t fac);
 222   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
 223   Double_t GetInterpolatedChi2(AliITStrackMI * forwardtrack, AliITStrackMI * backtrack);
 224   Double_t GetMatchingChi2(AliITStrackMI * track1, AliITStrackMI * track2);
 225   Double_t GetSPDDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr);
 226
 227   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 228   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
 229   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 230   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax);
 231   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 232   void RegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 233   void UnRegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 234   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSRecPoint *clist[6]);
 235   Int_t GetOverlapTrack(AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 236   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 237   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48];}
 238   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+12];}
 239   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+24];}
 240   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+36];}
 241   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 242   void MakeCoefficients(Int_t ntracks);
 243   void BuildMaterialLUT(TString material);
 244   void MakeTrksMaterialLUT(Int_t ntracks);
 245   void DeleteTrksMaterialLUT();
 246   Int_t CorrectForPipeMaterial(AliITStrackMI *t, TString direction="inward");
 247   Int_t CorrectForShieldMaterial(AliITStrackMI *t, TString shield, TString direction="inward");
 248   Int_t CorrectForLayerMaterial(AliITStrackMI *t, Int_t layerindex, Double_t oldGlobXYZ[3], TString direction="inward");
 249   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 250   void ReadBadFromDetTypeRec();
 251   Int_t CheckSkipLayer(AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet) const;
 252   Int_t CheckDeadZone(AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t dz,Double_t dy,Bool_t noClusters=kFALSE) const;
 253   Bool_t LocalModuleCoord(Int_t ilayer,Int_t idet,AliITStrackMI *track,
 254                           Float_t &xloc,Float_t &zloc) const;
 255 // method to be used for Plane Efficiency evaluation
 256   Bool_t IsOKForPlaneEff(AliITStrackMI* track, const Int_t *clusters, Int_t ilayer) const; // Check if a track is usable
 257                                                                                            // for Plane Eff evaluation
 258   void UseTrackForPlaneEff(AliITStrackMI* track, Int_t ilayer);                            // Use this track for Plane Eff
 259 //
 260   Int_t fI;                              // index of the current layer
 261   static AliITSlayer fgLayers[AliITSgeomTGeo::kNLayers];// ITS layers
 262   AliITStrackMI fTracks[AliITSgeomTGeo::kNLayers];      // track estimations at the ITS layers
 263   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 264   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 265   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 266   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 267   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
 268   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 269   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 270   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 271   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 272   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
 273   Int_t fLayersNotToSkip[AliITSgeomTGeo::kNLayers];     // layer masks
 274   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 275   Float_t * fCoefficients;               //! working array with errors and mean cluster shape
 276   AliESDEvent  * fEsd;                   //! pointer to the ESD event
 277   Double_t fSPDdetzcentre[4];            // centres of SPD modules in z
 278   TString fTrackingPhase;                // current tracking phase
 279   Int_t fUseTGeo;                        // use TGeo to get material budget
 280   Int_t   fNtracks;                      // number of tracks to prolong
 281   Float_t fxOverX0Pipe;                  // material budget
 282   Float_t fxTimesRhoPipe;                // material budget
 283   Float_t fxOverX0Shield[2];             // material budget
 284   Float_t fxTimesRhoShield[2];           // material budget
 285   Float_t fxOverX0Layer[6];              // material budget
 286   Float_t fxTimesRhoLayer[6];            // material budget
 287   Float_t *fxOverX0PipeTrks;             //! material budget
 288   Float_t *fxTimesRhoPipeTrks;           //! material budget
 289   Float_t *fxOverX0ShieldTrks;           //! material budget
 290   Float_t *fxTimesRhoShieldTrks;         //! material budget
 291   Float_t *fxOverX0LayerTrks;            //! material budget
 292   Float_t *fxTimesRhoLayerTrks;          //! material budget
 293   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;      //!debug streamer
 294   AliITSChannelStatus *fITSChannelStatus;//! bitmaps with channel status for SPD and SDD
 295   AliITSDetTypeRec *fDetTypeRec;         //! ITS det type rec, from AliITSReconstructor
 296   AliITSPlaneEff *fPlaneEff;             //! Pointer to the ITS plane efficicency
 297 private:
 298   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &tracker);
 299   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &tracker);
 300   ClassDef(AliITStrackerMI,6)   //ITS tracker MI
 301 };
 302
 303
 304
 305
 306 /////////////////////////////////////////////////////////
 307 /////////////////////////////////////////////////////////
 308 /////////////////////////////////////////////////////////
 309
 310
 311
 312
 313
 314 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 315   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 316   //
 317   //   flags[0] - vertex constaint flag
 318   //              negative means "skip the pass"
 319   //              0        means "no constraint"
 320   //              positive means "normal constraint"
 321
 322    fConstraint[0]=flags[0];
 323    if (cuts==0) return;
 324 }
 325
 326 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 327   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 328   //
 329   //   flags[0] - vertex constaint flag
 330   //              negative means "skip the pass"
 331   //              0        means "no constraint"
 332   //              positive means "normal constraint"
 333
 334    fConstraint[1]=flags[0];
 335    if (cuts==0) return;
 336 }
 337
 338 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 339   //--------------------------------------------------------------------
 340   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 341   //--------------------------------------------------------------------
 342    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 343    if (tpcLabel<0) return;
 344    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 345    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 346      t->SetFakeRatio(1.);
 347    }
 348    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 349      t->SetLabel(-tpcLabel);
 350    }
 351 }
 352
 353 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 354 {
 355   //--------------------------------------------------------------------
 356   //get normalize chi2
 357   //--------------------------------------------------------------------
 358   track->SetNormChi2(layer,2.*track->GetNSkipped()+0.25*track->GetNDeadZone()+track->GetdEdxMismatch()+track->GetChi2()/
 359   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 360     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->GetNSkipped()),
 361                1./(1.+track->GetNSkipped())));
 362   return track->GetNormChi2(layer);
 363 }
 364 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
 365 {
 366   //
 367   // get cluster coordinates in global cooordinate
 368   //
 369   xyz[2] = cl->GetZ();
 370   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 371   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 372 }
 373 #endif