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 class AliITSPlaneEff;
  21 class AliITSChannelStatus;
  22 class AliITSDetTypeRec;
  23 class AliPlaneEff;
  24
  25 #include <TObjArray.h>
  26
  27 #include "AliITStrackMI.h"
  28 #include "AliITSRecPoint.h"
  29 #include "AliTracker.h"
  30
  31
  32 //-------------------------------------------------------------------------
  33 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  34 public:
  35   AliITStrackerMI();
  36   AliITStrackerMI(const Char_t *geom);
  37   virtual ~AliITStrackerMI();
  38   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  39   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  40   virtual Bool_t GetTrackPointTrackingError(Int_t index,
  41                         AliTrackPoint& p, const AliESDtrack *t);
  42   AliITSRecPoint *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
  43                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
  44   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const
  45                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
  46   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
  47   void UnloadClusters();
  48   void FillClusterArray(TObjArray* array) const;
  49   Int_t Clusters2Tracks(AliESDEvent *event);
  50   Int_t PropagateBack(AliESDEvent *event);
  51   Int_t RefitInward(AliESDEvent *event);
  52   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track,
  53                  const AliITStrackMI *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
  54   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track,
  55                  const Int_t *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
  56   void SetupFirstPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts=0);
  57   void SetupSecondPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts=0);
  58
  59   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  60   void SetLayersNotToSkip(const Int_t *l);
  61   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  62
  63   void  GetDCASigma(const AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
  64   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
  65   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  66   AliPlaneEff *GetPlaneEff() {return (AliPlaneEff*)fPlaneEff;}   // return the pointer to AliPlaneEff
  67   void SetDetTypeRec(const AliITSDetTypeRec *detTypeRec) {fkDetTypeRec = detTypeRec; ReadBadFromDetTypeRec(); }
  68
  69   class AliITSdetector {
  70   public:
  71     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) {}
  72     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) {}
  73     ~AliITSdetector() {if(fChipIsBad) delete [] fChipIsBad;}
  74     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
  75     Double_t GetR()   const {return fR;}
  76     Double_t GetRmisal()   const {return fRmisal;}
  77     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  78     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  79     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  80     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  81     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  82     Bool_t   IsBad() const {return fIsBad;}
  83     Int_t    GetNChips() const {return fNChips;}
  84     Bool_t   IsChipBad(Int_t iChip) const {return (fChipIsBad ? fChipIsBad[iChip] : kFALSE);}
  85     void SetRmisal(Double_t rmisal) {fRmisal = rmisal;}
  86     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  87     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  88     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  89     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  90     void SetBad() {fIsBad = kTRUE;}
  91     void ReadBadDetectorAndChips(Int_t ilayer,Int_t idet,const AliITSDetTypeRec *detTypeRec);
  92   private:
  93     AliITSdetector(const AliITSdetector& det);
  94     AliITSdetector & operator=(const AliITSdetector& det){
  95       this->~AliITSdetector();new(this) AliITSdetector(det);
  96       return *this;}
  97     Double_t fR;    // polar coordinates: r
  98     Double_t fRmisal;    // polar coordinates: r, with misalignment
  99     Double_t fPhi;  // polar coordinates: phi
 100     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
 101     Double_t fCosPhi; // cos of phi
 102     Double_t fYmin;   //  local y minimal
 103     Double_t fYmax;   //  local max y
 104     Double_t fZmin;   //  local z min
 105     Double_t fZmax;   //  local z max
 106     Bool_t fIsBad;    // is detector dead or noisy?
 107     Int_t fNChips;    // number of chips
 108     Bool_t *fChipIsBad; //[fNChips] is chip dead or noisy?
 109   };
 110
 111   class AliITSlayer {
 112   public:
 113     AliITSlayer();
 114     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
 115     ~AliITSlayer();
 116     Int_t InsertCluster(AliITSRecPoint *c);
 117     void  SortClusters();
 118     void ResetClusters();
 119     void ResetWeights();
 120     void SelectClusters(Double_t zmin,Double_t zmax,Double_t ymin,Double_t ymax);
 121     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci,Bool_t test=kFALSE);
 122     void ResetRoad();
 123     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
 124     Double_t GetR() const {return fR;}
 125     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
 126     AliITSRecPoint *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
 127     Float_t  *GetWeight(Int_t i)  {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
 128     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
 129     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 130     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 131     Int_t InRoad() const ;
 132     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 133     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 134     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 135     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 136     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 137     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 138     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 139     Int_t GetClusterTracks(Int_t i, Int_t j) const {return fClusterTracks[i][j];}
 140     void SetClusterTracks(Int_t i, Int_t j, Int_t c) {fClusterTracks[i][j]=c;}
 141   protected:
 142     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer);
 143     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& layer){
 144       this->~AliITSlayer();new(this) AliITSlayer(layer);
 145       return *this;}
 146     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 147     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 148     Int_t fNladders;            // number of ladders
 149     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 150     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 151     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 152     Int_t fN;                   // number of clusters
 153     AliITSRecPoint *fClusters[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 154     Int_t        fClusterIndex[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 155     Float_t fY[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 156     Float_t fZ[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 157     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 158     //
 159     AliITSRecPoint *fClusters5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 160     Int_t        fClusterIndex5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 161     Float_t fY5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 162     Float_t fZ5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 163     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 164     Float_t fDy5;                                       //delta y
 165     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 166     //
 167     AliITSRecPoint *fClusters10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 168     Int_t        fClusterIndex10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 169     Float_t fY10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 170     Float_t fZ10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 171     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 172     Float_t fDy10;                                        // delta y
 173     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
 174     //
 175     AliITSRecPoint *fClusters20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 176     Int_t        fClusterIndex20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 177     Float_t fY20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 178     Float_t fZ20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 179     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 180     Float_t fDy20;                                        //delta y
 181     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
 182     //
 183     AliITSRecPoint** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 184     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 185     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 186     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 187     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 188     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 189     //
 190     Float_t  fClusterWeight[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 191     Int_t    fClusterTracks[4][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 192     Float_t fZmax;      //    edges
 193     Float_t fYmin;      //   of  the
 194     Float_t fYmax;      //   "window"
 195     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 196     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 197     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 198     Int_t fAccepted;     // accept indicator
 199     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 200   };
 201   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 202   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 203
 204 protected:
 205   Bool_t ComputeRoad(AliITStrackMI* track,Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t &zmin,Double_t &zmax,Double_t &ymin,Double_t &ymax) const;
 206   Int_t GetNearestLayer(const Double_t *xr) const;  //get nearest upper layer close to the point xr
 207   void FindV02(AliESDEvent *event);  //try to find V0
 208   void RefitV02(const AliESDEvent *event);  //try to refit  V0's
 209   void UpdateTPCV0(const AliESDEvent *event);  //try to update, or reject TPC  V0s
 210   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 211   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
 212   Double_t GetEffectiveThickness();
 213   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex, Bool_t constrain);
 214   void ResetBestTrack() {
 215      fBestTrack.~AliITStrackMI();
 216      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
 217   }
 218   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
 219      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
 220      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
 221   }
 222   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
 223   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
 224   Double_t GetTruncatedChi2(const AliITStrackMI * track, Float_t fac);
 225   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
 226   Double_t GetInterpolatedChi2(const AliITStrackMI * forwardtrack,const AliITStrackMI * backtrack);
 227   Double_t GetMatchingChi2(const AliITStrackMI * track1,const AliITStrackMI * track2);
 228   Double_t GetSPDDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr) const;
 229
 230   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 231   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
 232   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 233   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax);
 234   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 235   void RegisterClusterTracks(const AliITStrackMI* track, Int_t id);
 236   void UnRegisterClusterTracks(const AliITStrackMI* track, Int_t id);
 237   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSRecPoint *clist[6]);
 238   Int_t GetOverlapTrack(const AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 239   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 240   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48];}
 241   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+12];}
 242   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+24];}
 243   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+36];}
 244   void       SignDeltas(const TObjArray *clusterArray, Float_t zv);
 245   void MakeCoefficients(Int_t ntracks);
 246   void BuildMaterialLUT(TString material);
 247   void MakeTrksMaterialLUT(Int_t ntracks);
 248   void DeleteTrksMaterialLUT();
 249   Int_t CorrectForPipeMaterial(AliITStrackMI *t, TString direction="inward");
 250   Int_t CorrectForShieldMaterial(AliITStrackMI *t, TString shield, TString direction="inward");
 251   Int_t CorrectForLayerMaterial(AliITStrackMI *t, Int_t layerindex, Double_t oldGlobXYZ[3], TString direction="inward");
 252   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 253   void ReadBadFromDetTypeRec();
 254   Int_t CheckSkipLayer(const AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet) const;
 255   Int_t CheckDeadZone(AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t dz,Double_t dy,Bool_t noClusters=kFALSE) const;
 256   Bool_t LocalModuleCoord(Int_t ilayer,Int_t idet,const AliITStrackMI *track,
 257                           Float_t &xloc,Float_t &zloc) const;
 258 // method to be used for Plane Efficiency evaluation
 259   Bool_t IsOKForPlaneEff(const AliITStrackMI* track, const Int_t *clusters, Int_t ilayer) const; // Check if a track is usable
 260                                                                                            // for Plane Eff evaluation
 261   void UseTrackForPlaneEff(const AliITStrackMI* track, Int_t ilayer);                            // Use this track for Plane Eff
 262 //
 263   Int_t fI;                              // index of the current layer
 264   static AliITSlayer fgLayers[AliITSgeomTGeo::kNLayers];// ITS layers
 265   AliITStrackMI fTracks[AliITSgeomTGeo::kNLayers];      // track estimations at the ITS layers
 266   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 267   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 268   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 269   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 270   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
 271   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 272   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 273   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 274   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 275   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
 276   Int_t fLayersNotToSkip[AliITSgeomTGeo::kNLayers];     // layer masks
 277   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 278   Float_t * fCoefficients;               //! working array with errors and mean cluster shape
 279   AliESDEvent  * fEsd;                   //! pointer to the ESD event
 280   Double_t fSPDdetzcentre[4];            // centres of SPD modules in z
 281   TString fTrackingPhase;                // current tracking phase
 282   Int_t fUseTGeo;                        // use TGeo to get material budget
 283   Int_t   fNtracks;                      // number of tracks to prolong
 284   Float_t fxOverX0Pipe;                  // material budget
 285   Float_t fxTimesRhoPipe;                // material budget
 286   Float_t fxOverX0Shield[2];             // material budget
 287   Float_t fxTimesRhoShield[2];           // material budget
 288   Float_t fxOverX0Layer[6];              // material budget
 289   Float_t fxTimesRhoLayer[6];            // material budget
 290   Float_t *fxOverX0PipeTrks;             //! material budget
 291   Float_t *fxTimesRhoPipeTrks;           //! material budget
 292   Float_t *fxOverX0ShieldTrks;           //! material budget
 293   Float_t *fxTimesRhoShieldTrks;         //! material budget
 294   Float_t *fxOverX0LayerTrks;            //! material budget
 295   Float_t *fxTimesRhoLayerTrks;          //! material budget
 296   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;      //!debug streamer
 297   AliITSChannelStatus *fITSChannelStatus;//! bitmaps with channel status for SPD and SDD
 298   const AliITSDetTypeRec *fkDetTypeRec;         //! ITS det type rec, from AliITSReconstructor
 299   AliITSPlaneEff *fPlaneEff;             //! Pointer to the ITS plane efficicency
 300 private:
 301   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &tracker);
 302   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &tracker);
 303   ClassDef(AliITStrackerMI,7)   //ITS tracker MI
 304 };
 305
 306
 307
 308
 309 /////////////////////////////////////////////////////////
 310 /////////////////////////////////////////////////////////
 311 /////////////////////////////////////////////////////////
 312
 313
 314
 315
 316
 317 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts) {
 318   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 319   //
 320   //   flags[0] - vertex constaint flag
 321   //              negative means "skip the pass"
 322   //              0        means "no constraint"
 323   //              positive means "normal constraint"
 324
 325    fConstraint[0]=flags[0];
 326    if (cuts==0) return;
 327 }
 328
 329 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts) {
 330   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 331   //
 332   //   flags[0] - vertex constaint flag
 333   //              negative means "skip the pass"
 334   //              0        means "no constraint"
 335   //              positive means "normal constraint"
 336
 337    fConstraint[1]=flags[0];
 338    if (cuts==0) return;
 339 }
 340
 341 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 342   //--------------------------------------------------------------------
 343   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 344   //--------------------------------------------------------------------
 345    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 346    if (tpcLabel<0) return;
 347    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 348    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 349      t->SetFakeRatio(1.);
 350    }
 351    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 352      t->SetLabel(-tpcLabel);
 353    }
 354 }
 355
 356 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 357 {
 358   //--------------------------------------------------------------------
 359   //get normalize chi2
 360   //--------------------------------------------------------------------
 361   track->SetNormChi2(layer,2.*track->GetNSkipped()+0.25*track->GetNDeadZone()+track->GetdEdxMismatch()+track->GetChi2()/
 362   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 363     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->GetNSkipped()),
 364                1./(1.+track->GetNSkipped())));
 365   return track->GetNormChi2(layer);
 366 }
 367 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
 368 {
 369   //
 370   // get cluster coordinates in global cooordinate
 371   //
 372   xyz[2] = cl->GetZ();
 373   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 374   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 375 }
 376 #endif