ITS/UPGRADE/AliITSUTrackerGlo.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17   TO CHECK
  18   GetBz usage
  19
  20  */
  21
  22 //-------------------------------------------------------------------------
  23 //  Implementation of the ITS Upgrade tracker mother class.
  24 //-------------------------------------------------------------------------
  25 #include <TTree.h>
  26 #include <Riostream.h>
  27 #include <TMath.h>
  28
  29 #include "AliITSUTrackerGlo.h"
  30 #include "AliESDEvent.h"
  31 #include "AliESDtrack.h"
  32 #include "AliITSURecoDet.h"
  33 #include "AliITSURecoSens.h"
  34 #include "AliITSUReconstructor.h"
  35 #include "AliITSReconstructor.h"
  36 #include "AliITSUSeed.h"
  37 #include "AliITSUAux.h"
  38 #include "AliITSUClusterPix.h"
  39 using namespace AliITSUAux;
  40 using namespace TMath;
  41
  42
  43 ClassImp(AliITSUTrackerGlo)
  44 //_________________________________________________________________________
  45 AliITSUTrackerGlo::AliITSUTrackerGlo(AliITSUReconstructor* rec)
  46 :  fReconstructor(rec)
  47   ,fITS(0)
  48   ,fCurrMass(kPionMass)
  49   ,fSeedsLr(0)
  50   ,fSeedsPool("AliITSUSeed",0)
  51 {
  52   // Default constructor
  53   if (rec) Init(rec);
  54 }
  55
  56 //_________________________________________________________________________
  57 AliITSUTrackerGlo::~AliITSUTrackerGlo()
  58 {
  59  // Default destructor
  60  //
  61   delete fITS;
  62   delete[] fSeedsLr;
  63   //
  64 }
  65
  66 //_________________________________________________________________________
  67 void AliITSUTrackerGlo::Init(AliITSUReconstructor* rec)
  68 {
  69   // init with external reconstructor
  70   //
  71   fITS = new AliITSURecoDet(rec->GetGeom(),"ITSURecoInterface");
  72   for (int ilr=fITS->GetNLayersActive();ilr--;) {
  73     fITS->GetLayerActive(ilr)->SetClusters(rec->GetClusters(ilr));
  74   }
  75   //
  76   fSeedsPool.ExpandCreateFast(1000); // RS TOCHECK
  77   int n = fITS->GetNLayersActive()+1;
  78   fSeedsLr = new TObjArray[n];
  79   //
  80
  81 }
  82
  83 //_________________________________________________________________________
  84 Int_t AliITSUTrackerGlo::Clusters2Tracks(AliESDEvent *esdEv)
  85 {
  86   //
  87   //
  88   fITS->ProcessClusters();
  89   // select ESD tracks to propagate
  90   int nTrESD = esdEv->GetNumberOfTracks();
  91   for (int itr=0;itr<nTrESD;itr++) {
  92     AliESDtrack *esdTr = esdEv->GetTrack(itr);
  93     FindTrack(esdTr);
  94   }
  95
  96   return 0;
  97 }
  98
  99 //_________________________________________________________________________
 100 Int_t AliITSUTrackerGlo::PropagateBack(AliESDEvent * /*event*/)
 101 {
 102   //
 103   // To be implemented
 104   //
 105
 106  Info("PropagateBack","To be implemented");
 107   return 0;
 108 }
 109
 110 //_________________________________________________________________________
 111 Int_t AliITSUTrackerGlo::RefitInward(AliESDEvent * /*event*/)
 112 {
 113   //
 114   // To be implemented
 115   //
 116
 117   Info("RefitInward","To be implemented");
 118   return 0;
 119 }
 120
 121 //_________________________________________________________________________
 122 Int_t AliITSUTrackerGlo::LoadClusters(TTree * treeRP)
 123 {
 124   // read from tree (if pointer provided) or directly from the ITS reco interface
 125   //
 126   return fReconstructor->LoadClusters(treeRP);
 127 }
 128
 129 //_________________________________________________________________________
 130 void AliITSUTrackerGlo::UnloadClusters()
 131 {
 132   //
 133   // To be implemented
 134   //
 135
 136   Info("UnloadClusters","To be implemented");
 137 }
 138 //_________________________________________________________________________
 139 AliCluster * AliITSUTrackerGlo::GetCluster(Int_t /*index*/) const
 140 {
 141   //
 142   // To be implemented
 143   //
 144
 145   Info("GetCluster","To be implemented");
 146   return 0x0;
 147 }
 148
 149 //_________________________________________________________________________
 150 Bool_t AliITSUTrackerGlo::NeedToProlong(AliESDtrack* esdTr)
 151 {
 152   // do we need to match this track to ITS?
 153   //
 154   static double bz = GetBz();
 155   if (!esdTr->IsOn(AliESDtrack::kTPCin) ||
 156       esdTr->IsOn(AliESDtrack::kTPCout) ||
 157       esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSin)  ||
 158       esdTr->GetKinkIndex(0)>0) return kFALSE;
 159   //
 160   if (esdTr->Pt()<AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMinPtForProlongation()) return kFALSE;
 161   //
 162   float dtz[2];
 163   esdTr->GetDZ(GetX(),GetY(),GetZ(),bz,dtz);
 164   // if track is not V0 candidata but has large offset wrt IP, reject it. RS TOCHECK
 165   if ( !(esdTr->GetV0Index(0)>0 && dtz[0]>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDforV0dghtrForProlongation())
 166        && (Abs(dtz[0])>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDForProlongation() ||
 167            Abs(dtz[1])>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDZForProlongation())) return kFALSE;
 168   //
 169   return kTRUE;
 170 }
 171
 172 //_________________________________________________________________________
 173 void AliITSUTrackerGlo::FindTrack(AliESDtrack* esdTr)
 174 {
 175   // find prolongaion candidates finding for single seed
 176   //
 177   if (!NeedToProlong(esdTr)) return;  // are we interested in this track?
 178   if (!InitSeed(esdTr))      return;  // initialize prolongations hypotheses tree
 179   //
 180   AliITSURecoSens *hitSens[AliITSURecoSens::kNNeighbors];
 181   AliITSUSeed seedUC;  // copy of the seed from the upper layer
 182   AliITSUSeed seedT;   // transient seed between the seedUC and new prolongation hypothesis
 183   //
 184   TObjArray clArr; // container for transfer of clusters matching to seed
 185   //
 186   for (int ila=fITS->GetNLayersActive();ila--;) {
 187     int ilaUp = ila+1;                         // prolong seeds from layer above
 188     int nSeedsUp = GetNSeeds(ilaUp);
 189     for (int isd=0;isd<nSeedsUp;isd++) {
 190       AliITSUSeed* seedU = GetSeed(ilaUp,isd);  // seed on prev.active layer to prolong
 191       seedUC = *seedU;
 192       seedUC.SetParent(seedU);
 193       // go till next active layer
 194       if (!TransportToLayer(&seedUC, fITS->GetLrIDActive(ilaUp), fITS->GetLrIDActive(ila)) ) {
 195         //
 196         // Check if the seed satisfies to track definition
 197         if (NeedToKill(&seedUC,kTransportFailed)) KillSeed(ilaUp,isd);
 198         continue; // RS TODO: decide what to do with tracks stopped on higher layers w/o killing
 199       }
 200       AliITSURecoLayer* lrA = fITS->GetLayerActive(ila);
 201       if (!GetRoadWidth(&seedUC, ila)) { // failed to find road width on the layer
 202         if (NeedToKill(&seedUC,kRWCheckFailed)) KillSeed(ilaUp,isd);
 203         continue;
 204       }
 205       int nsens = lrA->FindSensors(&fTrImpData[kTrPhi0], hitSens);  // find detectors which may be hit by the track (max 4)
 206       //
 207       for (int isn=nsens;isn--;) {
 208         seedT = seedUC;
 209         AliITSURecoSens* sens = hitSens[isn];
 210         //
 211         if (!seedT.Propagate(sens->GetPhiTF(),sens->GetXTF(),GetBz())) continue; // propagation failed, seedT is intact
 212         int clID0 = sens->GetFirstClusterId();
 213         for (int icl=sens->GetNClusters();icl--;) {
 214           int res = CheckCluster(&seedT,ila,clID0+icl);
 215           //
 216           if (res==kStopSearchOnSensor) break;     // stop looking on this sensor
 217           if (res==kClusterNotMatching) continue;  // cluster does not match
 218           // cluster is matching and it was added to the hypotheses tree
 219         }
 220       }
 221       // cluster search is done. Do we need ta have a version of this seed skipping current layer
 222       seedT.SetLr(ila);
 223       if (!NeedToKill(&seedT,kMissingCluster)) AddProlongationHypothesis(NewSeedFromPool(&seedT) ,ila);
 224     }
 225   }
 226   //
 227   ResetSeedTree();
 228 }
 229
 230 //_________________________________________________________________________
 231 Bool_t AliITSUTrackerGlo::InitSeed(AliESDtrack *esdTr)
 232 {
 233   // init prolongaion candidates finding for single seed
 234   fCurrMass = esdTr->GetMass();
 235   if (fCurrMass<kPionMass*0.9) fCurrMass = kPionMass; // don't trust to mu, e identification from TPCin
 236   //
 237   AliITSUSeed* seed = NewSeedFromPool();
 238   seed->AliExternalTrackParam::operator=(*esdTr);
 239   seed->SetParent(esdTr);
 240   AddProlongationHypothesis(seed,fITS->GetNLayersActive());
 241   return kTRUE;
 242   // TO DO
 243 }
 244
 245 //_________________________________________________________________________
 246 void AliITSUTrackerGlo::ResetSeedTree()
 247 {
 248   // reset current hypotheses tree
 249   for (int i=fITS->GetNLayersActive()+1;i--;) fSeedsLr[fITS->GetNLayersActive()].Clear();
 250 }
 251
 252 //_________________________________________________________________________
 253 Bool_t AliITSUTrackerGlo::TransportToLayer(AliITSUSeed* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo)
 254 {
 255   // transport seed from layerFrom to the entrance of layerTo
 256   //
 257   const double kToler = 1e-6; // tolerance for layer on-surface check
 258   //
 259   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
 260   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
 261   Bool_t checkFirst = kTRUE;
 262   while(lFrom!=lTo) {
 263     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 264     if (lrFr) {
 265       Bool_t doLayer = kTRUE;
 266       double xToGo = dir>0 ? lrFr->GetRMax() : lrFr->GetRMin();
 267       if (checkFirst) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 268         checkFirst = kFALSE;
 269         if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>kToler) doLayer = kFALSE; } // on the surface or outside of the layer
 270         else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>kToler) doLayer = kFALSE; } // on the surface or outside of the layer
 271       }
 272       if (doLayer) {
 273         if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 274         // go via layer to its boundary, applying material correction.
 275         if (!PropagateTrackTo(seed,xToGo,fCurrMass, lrFr->GetMaxStep(), kFALSE, -1, 0, kTRUE)) return kFALSE;
 276       }
 277     }
 278     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
 279     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
 280     //
 281     // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
 282     double xToGo = dir>0 ? lrTo->GetRMin() : lrTo->GetRMax();
 283     if (seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 284     if (!seed->PropagateTo(xToGo, GetBz())) return kFALSE; // RS: do we need BxByBz?
 285     lrFr = lrTo;
 286   }
 287   return kTRUE;
 288   //
 289 }
 290
 291 //_________________________________________________________________________
 292 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GetRoadWidth(AliITSUSeed* seed, int ilrA)
 293 {
 294   // calculate road width in terms of phi and z for the track which MUST be on the external radius of the layer
 295   // as well as some aux info
 296   double bz = GetBz();
 297   AliITSURecoLayer* lrA = fITS->GetLayerActive(ilrA);
 298   seed->GetXYZ(&fTrImpData[kTrXIn]);    // lab position at the entrance from above
 299   //
 300   fTrImpData[kTrPhiIn] = ATan2(fTrImpData[kTrYIn],fTrImpData[kTrXIn]);
 301   if (!seed->Rotate(fTrImpData[kTrPhiIn])) return kFALSE; // go to the frame of the entry point into the layer
 302   double dr  = lrA->GetDR();                              // approximate X dist at the inner radius
 303   if (!seed->GetXYZAt(seed->GetX()-dr, bz, fTrImpData + kTrXOut)) {
 304     // special case: track does not reach inner radius, might be tangential
 305     double r = seed->GetD(0,0,bz);
 306     double x;
 307     if (!seed->GetXatLabR(r,x,bz,-1)) {
 308       AliError(Form("This should not happen: r=%f",r));
 309       seed->Print();
 310       return kFALSE;
 311     }
 312     dr = Abs(seed->GetX() - x);
 313     if (!seed->GetXYZAt(x, bz, fTrImpData + kTrXOut)) {
 314       AliError(Form("This should not happen: x=%f",x));
 315       seed->Print();
 316       return kFALSE;
 317     }
 318   }
 319   //
 320   fTrImpData[kTrPhiOut] = ATan2(fTrImpData[kTrYOut],fTrImpData[kTrXOut]);
 321   double sgy = seed->GetSigmaY2() + dr*dr*seed->GetSigmaSnp2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaY2(ilrA);
 322   double sgz = seed->GetSigmaZ2() + dr*dr*seed->GetSigmaTgl2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaZ2(ilrA);
 323   sgy = Sqrt(sgy)*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY();
 324   sgz = Sqrt(sgz)*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ();
 325   fTrImpData[kTrPhi0] = 0.5*(fTrImpData[kTrPhiOut]+fTrImpData[kTrPhiIn]);
 326   fTrImpData[kTrZ0]   = 0.5*(fTrImpData[kTrZOut]+fTrImpData[kTrPhiIn]);
 327   fTrImpData[kTrDPhi] = 0.5*Abs(fTrImpData[kTrPhiOut]-fTrImpData[kTrPhiIn]) + sgy/lrA->GetR();
 328   fTrImpData[kTrDZ]   = 0.5*Abs(fTrImpData[kTrZOut]-fTrImpData[kTrPhiIn])   + sgz;
 329   //
 330   return kTRUE;
 331 }
 332
 333 //_________________________________________________________________________
 334 AliITSUSeed* AliITSUTrackerGlo::NewSeedFromPool(const AliITSUSeed* src)
 335 {
 336   // create new seed, optionally copying from the source
 337   return src ?
 338     new(fSeedsPool[fSeedsPool.GetEntriesFast()]) AliITSUSeed(*src) :
 339     new(fSeedsPool[fSeedsPool.GetEntriesFast()]) AliITSUSeed();
 340 }
 341
 342 //_________________________________________________________________________
 343 Int_t AliITSUTrackerGlo::CheckCluster(AliITSUSeed* track, Int_t lr, Int_t clID)
 344 {
 345   // Check if the cluster (in tracking frame!) is matching to track.
 346   // The track must be already propagated to sensor tracking frame.
 347   // Returns:  kStopSearchOnSensor if the search on given sensor should be stopped,
 348   //           kClusterMatching    if the cluster is matching
 349   //           kClusterMatching    otherwise
 350   //
 351   // The seed is already propagated to cluster
 352   const double kTolerX = 5e-4;
 353   AliCluster *cl = fITS->GetLayerActive(lr)->GetCluster(clID);
 354   //
 355   if (TMath::Abs(cl->GetX())>kTolerX) { // if due to the misalingment X is large, propagate track only
 356     if (!track->PropagateParamOnlyTo(track->GetX()+cl->GetX(),GetBz())) return kStopSearchOnSensor; // propagation failed, seedT is intact
 357   }
 358   double dy = cl->GetY() - track->GetY();
 359   double dy2 = dy*dy;
 360   double tol2 = (track->GetSigmaY2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaY2(lr))*
 361     AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY()*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY(); // RS TOOPTIMIZE
 362   if (dy2>tol2) {                          // the clusters are sorted in Z(col) then in Y(row).
 363     if (dy>0) return kStopSearchOnSensor;  // No chance that other cluster of this sensor will match (all Y's will be even larger)
 364     else      return kClusterNotMatching;   // Other clusters may match
 365   }
 366   double dz2 = cl->GetZ()-track->GetZ();
 367   dz2 *= dz2;
 368   tol2 = (track->GetSigmaZ2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaZ2(lr))*
 369     AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ()*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ(); // RS TOOPTIMIZE
 370   if (dz2>tol2) return kClusterNotMatching; // Other clusters may match
 371   //
 372   // check chi2
 373   Double_t p[2]={cl->GetY(), cl->GetZ()};
 374   Double_t cov[3]={cl->GetSigmaY2(), cl->GetSigmaYZ(), cl->GetSigmaZ2()};
 375   double chi2 = track->GetPredictedChi2(p,cov);
 376   if (chi2>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxTr2ClChi2(lr)) return kClusterNotMatching;
 377   //
 378   track = NewSeedFromPool(track);  // input track will be reused, use its clone for updates
 379   if (!track->Update(p,cov)) return kClusterNotMatching;
 380   track->SetChi2Cl(chi2);
 381   track->SetLrClusterID(lr,clID);
 382   cl->IncreaseClusterUsage();
 383   //
 384   AddProlongationHypothesis(track,lr);
 385   //
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