ITS/AliITStrackerMI.h

   1 #ifndef ALIITSTRACKERMI_H
   2 #define ALIITSTRACKERMI_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 //-------------------------------------------------------------------------
   7 //                          ITS tracker
   8 //     reads AliITSclusterMI clusters and creates AliITStrackMI tracks
   9 //           Origin: Marian Ivanov, CERN, Marian.Ivanov@cern.ch
  10 //-------------------------------------------------------------------------
  11
  12 #include <TObjArray.h>
  13
  14 #include "AliTracker.h"
  15 #include "AliITStrackMI.h"
  16 #include "AliITSclusterV2.h"
  17 #include "AliV0vertex.h"
  18
  19 class AliESD;
  20 class AliITSgeom;
  21 class TTree;
  22 class AliHelix;
  23 class AliV0vertex;
  24 class AliESDV0MI;
  25
  26
  27
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  29 //-------------------------------------------------------------------------
  30 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  31 public:
  32   AliITStrackerMI():AliTracker(){}
  33   virtual ~AliITStrackerMI() {
  34     delete[] fCoeficients;
  35   }
  36
  37   AliITStrackerMI(const AliITSgeom *geom);
  38   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  39   AliITSclusterV2 *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   Int_t Clusters2Tracks(AliESD *event);
  46   Int_t PropagateBack(AliESD *event);
  47   Int_t RefitInward(AliESD *event);
  48   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *seed, const AliITStrackMI *t);
  49   void SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  50   void SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  51
  52   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  53   void SetLayersNotToSkip(Int_t *l);
  54   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  55   void GetNTeor(Int_t layer, const AliITSclusterV2* cl, Float_t theta, Float_t phi, Float_t &ny, Float_t &nz);
  56   Int_t  GetError(Int_t layer, const AliITSclusterV2*cl, Float_t theta, Float_t phi, Float_t expQ, Float_t &erry, Float_t &errz);
  57   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSclusterV2 *cluster,Int_t layer);
  58   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSclusterV2* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  59   class AliITSdetector {
  60   public:
  61     AliITSdetector(){}
  62     AliITSdetector(Double_t r,Double_t phi) {fR=r; fPhi=phi; fSinPhi = TMath::Sin(phi); fCosPhi = TMath::Cos(phi);
  63     fYmin=10000;fYmax=-1000; fZmin=10000;fZmax=-1000;}
  64     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSclusterV2 *cl, Double_t xyz[3]) const;
  65     Double_t GetR()   const {return fR;}
  66     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  67     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  68     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  69     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  70     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  71     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  72     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  73     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  74     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  75   private:
  76     Double_t fR;    // polar coordinates
  77     Double_t fPhi;  // of this detector
  78     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  79     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  80     Double_t fYmin;   //  local y minimal
  81     Double_t fYmax;   //  local max y
  82     Double_t fZmin;   //  local z min
  83     Double_t fZmax;   //  local z max
  84   };
  85
  86   class AliITSlayer {
  87     friend class AliITStrackerMI;
  88   public:
  89     AliITSlayer();
  90     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
  91    ~AliITSlayer();
  92     Int_t InsertCluster(AliITSclusterV2 *c);
  93     void  SortClusters();
  94     void ResetClusters();
  95     void ResetWeights();
  96     void SelectClusters(Double_t zmi,Double_t zma,Double_t ymi,Double_t yma);
  97     const AliITSclusterV2 *GetNextCluster(Int_t &ci);
  98     void ResetRoad();
  99     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
 100     Double_t GetR() const {return fR;}
 101     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
 102     AliITSclusterV2 *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
 103     Float_t         *GetWeight(Int_t i)   {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
 104     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
 105     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 106     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 107     Int_t InRoad() const ;
 108     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 109     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 110     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 111     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 112     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 113     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 114     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 115   protected:
 116     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer){;}
 117     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 118     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 119     Int_t fNladders;            // number of ladders
 120     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 121     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 122     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 123     Int_t fN;                   // number of clusters
 124     AliITSclusterV2 *fClusters[kMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 125     Int_t        fClusterIndex[kMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 126     Float_t fY[kMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 127     Float_t fZ[kMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 128     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 129     //
 130     AliITSclusterV2 *fClusters5[6][kMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 131     Int_t        fClusterIndex5[6][kMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 132     Float_t fY5[6][kMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 133     Float_t fZ5[6][kMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 134     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 135     Float_t fDy5;                                       //delta y
 136     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 137     //
 138     AliITSclusterV2 *fClusters10[11][kMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 139     Int_t        fClusterIndex10[11][kMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 140     Float_t fY10[11][kMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 141     Float_t fZ10[11][kMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 142     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 143     Float_t fDy10;                                        // delta y
 144     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
 145     //
 146     AliITSclusterV2 *fClusters20[21][kMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 147     Int_t        fClusterIndex20[21][kMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 148     Float_t fY20[21][kMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 149     Float_t fZ20[21][kMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 150     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 151     Float_t fDy20;                                        //delta y
 152     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
 153     //
 154     AliITSclusterV2** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 155     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 156     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 157     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 158     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 159     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 160     //
 161     Float_t  fClusterWeight[kMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 162     Int_t    fClusterTracks[4][kMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 163     Float_t fZmax;      //    edges
 164     Float_t fYmin;      //   of  the
 165     Float_t fYmax;      //   "window"
 166     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 167     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 168     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 169     Int_t fAccepted;     // accept indicator
 170     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 171   };
 172   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 173   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 174
 175 protected:
 176   void FindV0(AliESD *event);  //try to find V0
 177   Double_t  TestV0(AliHelix *h1, AliHelix *h2, AliESDV0MI *vertex);  //try to find V0 - return DCA
 178   Double_t  FindBestPair(Int_t esdtrack0, Int_t esdtrack1,AliESDV0MI *vertex);  // try to find best pair from the tree of track hyp.
 179   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 180   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
 181   Double_t GetEffectiveThickness(Double_t y, Double_t z) const;
 182   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex);
 183   void ResetBestTrack() {
 184      fBestTrack.~AliITStrackMI();
 185      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
 186   }
 187   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
 188      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
 189      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
 190   }
 191   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
 192   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
 193   Double_t GetTruncatedChi2(AliITStrackMI * track, Float_t fac);
 194   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
 195   Double_t GetInterpolatedChi2(AliITStrackMI * forwardtrack, AliITStrackMI * backtrack);
 196   Double_t GetMatchingChi2(AliITStrackMI * track1, AliITStrackMI * track2);
 197   Double_t GetDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr);
 198
 199   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 200   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
 201   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 202   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax);
 203   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 204   void RegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 205   void UnRegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 206   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSclusterV2 *clist[6]);
 207   Int_t GetOverlapTrack(AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 208   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 209   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48];}
 210   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+12];}
 211   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+24];}
 212   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+36];}
 213   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 214   void MakeCoeficients(Int_t ntracks);
 215   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 216   Int_t fI;                              // index of the current layer
 217   static AliITSlayer fgLayers[kMaxLayer];// ITS layers
 218   AliITStrackMI fTracks[kMaxLayer];      // track estimations at the ITS layers
 219   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 220   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 221   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 222   TObjArray     fV0Array;                // ! array of V0
 223   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 224   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 225   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 226   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 227
 228   Int_t fLayersNotToSkip[kMaxLayer];     // layer masks
 229   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 230   Float_t * fCoeficients;                //! working array with errors and mean cluser shape
 231  private:
 232   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI * tracker){;}
 233   ClassDef(AliITStrackerMI,2)   //ITS tracker MI
 234 };
 235
 236
 237
 238
 239 /////////////////////////////////////////////////////////
 240 /////////////////////////////////////////////////////////
 241 /////////////////////////////////////////////////////////
 242
 243
 244
 245
 246
 247 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 248   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 249   //
 250   //   flags[0] - vertex constaint flag
 251   //              negative means "skip the pass"
 252   //              0        means "no constraint"
 253   //              positive means "normal constraint"
 254
 255    fConstraint[0]=flags[0];
 256    if (cuts==0) return;
 257 }
 258
 259 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 260   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 261   //
 262   //   flags[0] - vertex constaint flag
 263   //              negative means "skip the pass"
 264   //              0        means "no constraint"
 265   //              positive means "normal constraint"
 266
 267    fConstraint[1]=flags[0];
 268    if (cuts==0) return;
 269 }
 270
 271 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 272   //--------------------------------------------------------------------
 273   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 274   //--------------------------------------------------------------------
 275    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 276    if (tpcLabel<0) return;
 277    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 278    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 279      t->SetFakeRatio(1.);
 280    }
 281    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 282      t->SetLabel(-tpcLabel);
 283    }
 284 }
 285
 286 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 287 {
 288   //--------------------------------------------------------------------
 289   //get normalize chi2
 290   //--------------------------------------------------------------------
 291   track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->GetChi2()/
 292   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 293     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->fNSkipped),
 294                1./(1.+track->fNSkipped));
 295   return track->fNormChi2[layer];
 296 }
 297 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSclusterV2 *cl, Double_t xyz[3]) const
 298 {
 299   //
 300   // get cluster coordinates in global cooordinate
 301   //
 302   xyz[2] = cl->GetZ();
 303   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 304   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 305 }
 306 #endif