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