ITS/UPGRADE/AliITSUTrackerSA.cxx

   1 //-------------------------------------------------------------------------
   2 //               Implementation of the ITS tracker class
   3 //    It reads AliITSUClusterPix clusters and and fills the ESD with tracks
   4 //-------------------------------------------------------------------------
   5
   6 #include <TBranch.h>
   7 #include <TMath.h>
   8 using TMath::Abs;
   9 using TMath::Sort;
  10 using TMath::Sqrt;
  11 #include <TTree.h>
  12 #include <algorithm>
  13 using std::sort;
  14
  15 // Vc library
  16 //#include "Vc/Vc"
  17 //#include "AliITSUTrackerSAauxVc.h" // Structs and other stuff using Vc library
  18 #include "AliLog.h"
  19 #include "AliESDEvent.h"
  20 #include "AliITSUClusterPix.h"
  21 #include "AliITSUTrackerSA.h"
  22 #include "AliITSUReconstructor.h"
  23 #include "AliITSURecoDet.h"
  24 #include "AliESDtrack.h"
  25
  26 #include <Riostream.h>
  27
  28
  29
  30 //#include "AliITSUtrackSA.h"      // Some dedicated SA track class ?
  31
  32 ClassImp(AliITSUTrackerSA)
  33
  34 const Double_t AliITSUTrackerSA::fgkToler =  1e-6;// tolerance for layer on-surface check
  35
  36 //________________________________________________________________________________
  37 AliITSUTrackerSA::AliITSUTrackerSA(AliITSUReconstructor* rec) :
  38   fReconstructor(rec)
  39   ,fITS(0)
  40   ,fMatLUT(0)
  41   ,fUseMatLUT(kFALSE)
  42   ,fCurrMass(0.14)
  43   //
  44   ,fClusters(),
  45   fClustersTC(),
  46   fDoublets(),
  47   fIndex(),
  48   fNClusters(),
  49   fNDoublets(),
  50   fPhiCut(0.05),
  51   fRPhiCut(0.03),
  52   fZCut(0.01)
  53 {
  54   //--------------------------------------------------------------------
  55   // This default constructor needs to be provided
  56   //--------------------------------------------------------------------
  57   for(Int_t i=0;i<7;++i) {
  58     fClusters[i].reserve(5000);
  59   }
  60   if (rec) Init(rec);
  61 }
  62
  63 //________________________________________________________________________________
  64 AliITSUTrackerSA::AliITSUTrackerSA(const AliITSUTrackerSA &t):
  65   AliTracker(t),
  66   fReconstructor(t.fReconstructor),
  67   fITS(t.fITS),
  68   fMatLUT(t.fMatLUT),
  69   fUseMatLUT(t.fUseMatLUT),
  70   fCurrMass(t.fCurrMass),
  71   //
  72   fClusters(),
  73   fClustersTC(),
  74   fIndex(),
  75   fNClusters(),
  76   fNDoublets(),
  77   fPhiCut(),
  78   fRPhiCut(),
  79   fZCut()
  80 {
  81   //--------------------------------------------------------------------
  82   // The copy constructor is protected
  83   //--------------------------------------------------------------------
  84 }
  85
  86 //________________________________________________________________________________
  87 AliITSUTrackerSA::~AliITSUTrackerSA()
  88 {
  89   // d-tor
  90   delete fMatLUT;
  91 }
  92
  93
  94 //_________________________________________________________________________
  95 void AliITSUTrackerSA::Init(AliITSUReconstructor* rec)
  96 {
  97   // init with external reconstructor
  98   //
  99   fITS = rec->GetITSInterface();
 100   //
 101   // create material lookup table
 102   const int kNTest = 1000;
 103   const double kStepsPerCM=5;
 104   fMatLUT  = new AliITSUMatLUT(fITS->GetRMin(),fITS->GetRMax(),Nint(kStepsPerCM*(fITS->GetRMax()-fITS->GetRMin())));
 105   double zmn = 1e6;
 106   for (int ilr=fITS->GetNLayers();ilr--;) {
 107     AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayer(ilr);
 108     if (zmn>Abs(lr->GetZMin())) zmn = Abs(lr->GetZMin());
 109     if (zmn>Abs(lr->GetZMax())) zmn = Abs(lr->GetZMax());
 110   }
 111   fMatLUT->FillData(kNTest,-zmn,zmn);
 112   //
 113 }
 114
 115 //________________________________________________________________________________
 116 Int_t AliITSUTrackerSA::Clusters2Tracks(AliESDEvent *event) {
 117   //--------------------------------------------------------------------
 118   // This is the main tracking function
 119   // The clusters must already be loaded
 120   //--------------------------------------------------------------------
 121
 122   // Possibly, create the track "seeds" (combinatorial)
 123
 124   // Possibly, increment the seeds with additional clusters (Kalman)
 125
 126   // Possibly, (re)fit the found tracks
 127
 128   // Three iterations:
 129   // - High momentum first;
 130   // - Low momentum with vertex constraint;
 131   // - Everything else.
 132
 133   MakeDoublets();       // To be implemented
 134   //MakeTriplets();       // Are triplets really necessary? MFT does not use them.
 135   CASelection(event);
 136   //GlobalFit();          // To be implemented
 137   //ChiSquareSelection(); // To be implemented
 138
 139   return 0;
 140 }
 141
 142 //________________________________________________________________________________
 143 Int_t AliITSUTrackerSA::PropagateBack(AliESDEvent */*event*/) {
 144   //--------------------------------------------------------------------
 145   // Here, we implement the Kalman smoother ?
 146   // The clusters must be already loaded
 147   //--------------------------------------------------------------------
 148
 149   return 0;
 150 }
 151
 152 //________________________________________________________________________________
 153 Int_t AliITSUTrackerSA::RefitInward(AliESDEvent */*event*/) {
 154   //--------------------------------------------------------------------
 155   // Some final refit, after the outliers get removed by the smoother ?
 156   // The clusters must be loaded
 157   //--------------------------------------------------------------------
 158
 159   return 0;
 160 }
 161
 162 Int_t AliITSUTrackerSA::LoadClusters(TTree *cluTree) {
 163   //--------------------------------------------------------------------
 164   // This function reads the ITSU clusters from the tree,
 165   // sort them, distribute over the internal tracker arrays, etc
 166   //--------------------------------------------------------------------
 167   fITS->LoadClusters(cluTree);
 168   fITS->ProcessClusters();
 169   //
 170   for(int iL=0; iL<7; ++iL) {
 171     fClustersTC[iL]=*fITS->GetLayerActive(iL)->GetClustersAddress();
 172     TClonesArray *clCont=fClustersTC[iL];
 173     fNClusters[iL]=clCont->GetEntriesFast();
 174     Float_t phi[fNClusters[iL]];
 175     fIndex[iL] = new Int_t[fNClusters[iL]];
 176     for(int iC=0;iC<fNClusters[iL];++iC) {
 177       const AliITSUClusterPix *cl = (AliITSUClusterPix*)clCont->At(iC);
 178       float pos[3];
 179       cl->GetGlobalXYZ(pos);
 180       phi[iC] = pos[0]==0.f ? TMath::PiOver2() : TMath::ATan2(pos[1]-GetY(),pos[0]-GetX());
 181       float angle=0.f; // TO BE UNDERSTOOD: DO I STILL NEED THE STATION ANGLE IF I USE THE GLOBAL COVARIANCE MATRIX?
 182       fClusters[iL].push_back(itsCluster(pos[0],pos[1],pos[2],cl->GetSigmaY2(),cl->GetSigmaZ2(),cl->GetSigmaYZ(),phi[iC],angle));
 183     }
 184     TMath::Sort(fNClusters[iL],phi,fIndex[iL],kFALSE);
 185   }
 186 // #ifdef __DEBUG__
 187 //   PrintInfo("clusters");
 188 // #endif
 189   return 0;
 190 }
 191
 192 //________________________________________________________________________________
 193 void AliITSUTrackerSA::UnloadClusters() {
 194   //--------------------------------------------------------------------
 195   // This function unloads ITSU clusters from the RAM
 196   //--------------------------------------------------------------------
 197   for(int i=0;i<7;++i) {
 198     fClusters[i].clear();
 199     fNClusters[i]=0;
 200     delete fIndex[i];
 201   }
 202   for(int i=0;i<6;++i) fDoublets[i].clear();
 203 }
 204
 205 //________________________________________________________________________________
 206 AliCluster *AliITSUTrackerSA::GetCluster(Int_t /*index*/) const {
 207   //--------------------------------------------------------------------
 208   //       Return pointer to a given cluster
 209   //--------------------------------------------------------------------
 210   return 0;  // replace with an actual pointer
 211 }
 212
 213 //________________________________________________________________________________
 214 void AliITSUTrackerSA::CASelection(AliESDEvent *event) {
 215   // Here it's implemented the Cellular Automaton routine
 216   // Firstly the level of each doublet is set according to the level of
 217   // the neighbour doublets.
 218   // Doublet are considered to be neighbour if they share one point and the
 219   // phi and theta direction difference of the two is below a cut value.
 220
 221   cout << "Begin of the CA selection" << endl;
 222   for( int iL = 1; iL < 6; ++iL ) {
 223
 224     const itsCluster* clusters1 = &fClusters[iL-1][0];
 225     const itsCluster* clusters2 = &fClusters[iL][0];
 226     const itsCluster* clusters3 = &fClusters[iL+1][0];
 227
 228     const nPlets* doublets1 = &fDoublets[iL-1][0];
 229     nPlets* doublets2 = &fDoublets[iL][0];
 230
 231     for ( int iD2 = 0; iD2 < fNDoublets[iL]; ++iD2 ) {
 232       for ( int iD1 = 0; iD1 < fNDoublets[iL-1]; ++iD1 ) {
 233         const int id1 = doublets1[iD1].id0;
 234         const int id2 = doublets2[iD2].id0;
 235         if ( id1 == id2 ) {
 236           if ( doublets2[iD2].level <= ( doublets1[iD1].level + 1 ) ) {
 237             const int id3 = doublets2[iD2].id1;
 238             const float r3 = Sqrt( clusters3[id3].x * clusters3[id3].x + clusters3[id3].y * clusters3[id3].y );
 239             const float r2 = Sqrt( clusters2[id2].x * clusters2[id2].x + clusters2[id2].y * clusters2[id2].y );
 240             const float extrZ3 = doublets1[iD1].tanLambda * ( r3 - r2 ) + clusters2[id2].z ;
 241             //cout << extrZ3 << " " << clusters3[id3].z << " " << Abs ( extrZ3 - clusters3[id3].z ) << endl;
 242             if ( Abs ( extrZ3 - clusters3[id3].z ) < fZCut ) {
 243               //cout << "OK Z doublets: "<< iL-1 << "," << iD1 << "\t" << iL << "," <<iD2 << endl;
 244               const float det = (clusters1[id1].x - GetX())*(clusters2[id2].y - GetY()) - (clusters2[id2].x-GetX() )*(clusters1[id1].y - GetY()); // (GetX() - clusters2[id2].x)*(clusters1[id1].y - clusters2[id2].y) - (GetY() - clusters2[id2].y)*(clusters1[id1].x - clusters2[id2].x);
 245               //cout << det << endl;
 246               if ( Abs(det) <= 1e-12 ) {
 247                 // linear extrapolation to next layer
 248                 const float dsq = ( doublets1[iD1].tanPhi * (clusters3[id3].x + clusters2[id2].x) + clusters3[id3].y - clusters2[id2].y ) *
 249                   ( doublets1[iD1].tanPhi * (clusters3[id3].x + clusters2[id2].x) + clusters3[id3].y - clusters2[id2].y ) / (1 + doublets1[iD1].tanPhi * doublets1[iD1].tanPhi );
 250                 if ( dsq < fRPhiCut*fRPhiCut )  {
 251                   doublets2[iD2].level += doublets1[iD1].level;
 252                   doublets2[iD2].neighbours.push_back(iD1);
 253                 }
 254               } else {
 255                 const float r1sq = clusters1[id1].x * clusters1[id1].x + clusters1[id1].y * clusters1[id1].y ;
 256                 const float rvsq = GetX() * GetX() + GetY() * GetY();
 257                 const float deta = (rvsq - r1sq) * (clusters2[id2].y - GetY()) - (rvsq - r2*r2) * (clusters1[id1].y - GetY());
 258                 const float detb = - (rvsq - r1sq) * (clusters2[id2].x - GetX()) + (rvsq - r2*r2) * (clusters1[id1].x - GetX()) ;
 259                 const float a = deta/det ;
 260                 const float b = detb/det ;
 261                 const float c = -rvsq - a * GetX() - b * GetY();
 262                 const float rc = Sqrt( a*a/4.f + b*b/4.f - c );
 263                 const float d = Sqrt( (a/2.f + clusters3[id3].x) * (a/2.f + clusters3[id3].x) + (b/2.f + clusters3[id3].y) * (b/2.f + clusters3[id3].y) );
 264                 //cout << d << " " << rc << " " << d - rc << endl;
 265                 if ( Abs( d - rc ) < fRPhiCut ) {
 266                   doublets2[iD2].level += doublets1[iD1].level;
 267                   doublets2[iD2].neighbours.push_back(iD1);
 268                 }
 269               }
 270             }
 271           }
 272         }
 273       }
 274     }
 275   }
 276
 277   /*#ifdef __DEBUG__
 278   PrintInfo("doublets");
 279   #endif*/
 280
 281   // Hic sunt leones: the following code could be optimised to be iterative. But now I don't have time.
 282   for ( int level = 6; level >= 2 ; --level ) {
 283     vector<trackC> candidates;
 284     int nCand=0;
 285     const int limit = level > 5 ? 5 : level;
 286     for ( int doubl = 5; doubl >= limit; --doubl ) {
 287       for ( int iD = 0; iD < fNDoublets[doubl]; ++iD ) {
 288         if ( fDoublets[doubl][iD].level == level ) {
 289           cout << "Pushing new candidate" << endl;
 290           candidates.push_back(trackC());
 291           candidates[nCand].fPoints[doubl*2+2] = fDoublets[doubl][iD].id1;
 292           candidates[nCand].fPoints[doubl*2] = fDoublets[doubl][iD].id0;
 293           CandidatesTreeTraversal(candidates, iD, doubl, nCand);
 294         }
 295       }
 296     }
 297
 298     nCand = candidates.size();
 299     Double_t rDest = fITS->GetRMax();
 300     cout << "Number of candidates at level " << level << ": " << candidates.size() << endl;
 301     int index[nCand];
 302     for( int i = 0; i < nCand; ++i ) index[i] = i;
 303     for ( int cand = 0; cand < nCand; ++cand ) {
 304       int count = 0;
 305       for ( int j = 0; j < 14; ++j ) {
 306         if( candidates[cand].fPoints[j] > -1 ) ++count;
 307       }
 308       cout << "Candidates " << cand << ", number of points: " << count << endl;
 309       //      candidates[cand].ResetCovariance(50.);
 310       InitTrackParams(candidates[cand]);
 311       cout << "Fit cnd: " << cand << " " << candidates[cand] << endl;
 312       candidates[cand].fChi2 = RefitTrack( (AliExternalTrackParam*)&candidates[cand], candidates[cand].fPoints, rDest ,-1);
 313     }
 314     CompDesc comp(&candidates);
 315     sort(index,index+nCand,comp);
 316     for ( int cand = 0; cand < nCand; ++cand ) {
 317       const int ii = index[cand];
 318 #ifdef __DEBUG__
 319       //cout << ii << " " << candidates[ii] << endl;
 320 #endif
 321       if ( candidates[ii].fChi2 < 0. ) break;
 322       bool goodTrack = true;
 323       for ( unsigned int point = 0; point < 14; ++point ) {
 324         if ( candidates[ii].fPoints[point] != -1 ) {
 325           if( !(fClusters[ point/2 ][ candidates[ii].fPoints[point] ].isUsed ) ) {
 326             fClusters[ point/2 ][ candidates[ii].fPoints[point] ].isUsed = true;
 327           } else {
 328             goodTrack = false;
 329           }
 330         }
 331       }
 332       if ( goodTrack ) {
 333         AliESDtrack outTrack;
 334         outTrack.SetOuterParam((AliExternalTrackParam*)&candidates[ii],AliESDtrack::kITSpureSA);
 335         event->AddTrack(&outTrack);
 336       }
 337     }
 338
 339   }
 340
 341   // A first try...
 342   // for ( int level = 6; level >=3 ; --level ) {
 343   //   vector<int> points[7];
 344   //   for ( int doubl = 5; doubl >= 2; --doubl ) {
 345   //     if( ( doubl + 1 - level ) < 0 ) break;
 346   //     for ( int iD = 0; iD < fNDoublets[doubl]; ++iD ) {
 347   //    if ( fDoublets[doubl][iD].level == level ) {
 348   //      points[doubl+1].push_back( fDoublets[doubl][iD].id1 );
 349   //      points[doubl].push_back( fDoublets[doubl][iD].id0 );
 350
 351   //      vector<int> currentVector = (fDoublets[doubl][iD].neighbours);
 352   //      for( int iL = 1; iL <= doubl; ++iL ) {
 353   //        const nPlets * doublets = &fDoublets[doubl-iL][0];
 354   //        vector<int> tmp;
 355   //        for ( unsigned int iV = 0 ; iV < currentVector.size() ; ++iV ) {
 356   //          points[doubl-iL].push_back( doublets[ currentVector[ iV ] ].id0 ) ;
 357   //          for ( unsigned int iN = 0 ; iN < doublets[ currentVector[ iV ] ].neighbours.size(); ++iN ) {
 358   //            tmp.push_back( doublets[ currentVector[ iV ] ].neighbours[ iN ] );
 359   //          }
 360   //        }
 361   //        currentVector.swap( tmp );
 362   //      }
 363   //    }
 364   //     }
 365   //   }
 366   // }
 367 }
 368
 369 //________________________________________________________________________________
 370 void AliITSUTrackerSA::MakeDoublets() {
 371   // Make associations between two points on adjacent layers within an azimuthal window.
 372   // Under consideration:
 373   // - track parameter estimation using the primary vertex position
 374   // To do:
 375   // - last iteration
 376
 377   cout << "Vertex of used by the tracker: " << GetX() << " " << GetY() << " " << GetZ() << endl;
 378
 379   for( int iL = 0 ; iL < 6 ; ++iL ) {
 380     fNDoublets[iL] = 0;
 381     const itsCluster* clusters1 = &fClusters[iL][0];
 382     const itsCluster* clusters2 = &fClusters[iL+1][0];
 383
 384     // 0 - 2Pi junction treatment (part I)
 385     for ( int iCC1 = 0 ; iCC1 < fNClusters[iL] ; ++iCC1 ) {
 386       bool flag = true;
 387       const int iC1 = fIndex[iL][iCC1];
 388       for ( int iCC2 = fNClusters[iL+1]-1; iCC2 > -1 ; --iCC2 ) {
 389         const int iC2 = fIndex[iL+1][iCC2];
 390         if( (TMath::TwoPi() - (clusters2[iC2].phi-clusters1[iC1].phi) ) < fPhiCut ) {
 391           fDoublets[iL].push_back(nPlets(iC1,iC2));
 392           fDoublets[iL][fNDoublets[iL]].tanPhi = (clusters1[iC1].y-clusters2[iC2].y)/(clusters1[iC1].x-clusters2[iC2].x);
 393           float r1  = Sqrt(clusters1[iC1].x * clusters1[iC1].x + clusters1[iC1].y * clusters1[iC1].y);
 394           cout << clusters2[iC2].x * clusters2[iC2].x + clusters2[iC2].y * clusters2[iC2].y << flush << endl;
 395           float r2  = Sqrt(clusters2[iC2].x * clusters2[iC2].x + clusters2[iC2].y * clusters2[iC2].y);
 396           fDoublets[iL][fNDoublets[iL]].tanLambda = (clusters1[iC1].z-clusters2[iC2].z)/(r1-r2);
 397           ++fNDoublets[iL];
 398           flag = false;
 399         } else break;
 400
 401       }
 402       if (flag) break;
 403     }
 404
 405
 406     // "Central" points
 407     for ( int iCC1 = 0 ; iCC1 < fNClusters[iL] ; ++iCC1 ) {
 408       const int iC1 = fIndex[iL][iCC1];
 409       for ( int iCC2 = 0; iCC2 < fNClusters[iL+1] ; ++iCC2 ) {
 410         const int iC2 = fIndex[iL+1][iCC2];
 411         if( Abs( clusters1[iC1].phi - clusters2[iC2].phi ) < fPhiCut ) {
 412           fDoublets[iL].push_back(nPlets(iC1,iC2));
 413           fDoublets[iL][fNDoublets[iL]].tanPhi = (clusters1[iC1].y-clusters2[iC2].y)/(clusters1[iC1].x-clusters2[iC2].x);
 414           float r1  = Sqrt(clusters1[iC1].x * clusters1[iC1].x + clusters1[iC1].y * clusters1[iC1].y);
 415           float r2  = Sqrt(clusters2[iC2].x * clusters2[iC2].x + clusters2[iC2].y * clusters2[iC2].y);
 416           fDoublets[iL][fNDoublets[iL]].tanLambda = (clusters1[iC1].z-clusters2[iC2].z)/(r1-r2);
 417           ++fNDoublets[iL];
 418         } else if( clusters2[iC2].phi - clusters1[iC1].phi > fPhiCut ) break;
 419
 420       }
 421
 422     }
 423
 424     // 0 - 2Pi junction treatment (part II)
 425     for ( int iCC1 = fNClusters[iL]-1; iCC1 > -1 ; --iCC1 ) {
 426       bool flag = true;
 427       const int iC1 = fIndex[iL][iCC1];
 428       for ( int iCC2 = 0; iCC2 < fNClusters[iL+1] ; ++iCC2 ) {
 429         const int iC2 = fIndex[iL+1][iCC2];
 430         if( (TMath::TwoPi() - (clusters1[iC1].phi-clusters2[iC2].phi) ) < fPhiCut ) {
 431           fDoublets[iL].push_back(nPlets(iC1,iC2));
 432           fDoublets[iL][fNDoublets[iL]].tanPhi = (clusters1[iC1].y-clusters2[iC2].y)/(clusters1[iC1].x-clusters2[iC2].x);
 433           float r1  = Sqrt(clusters1[iC1].x * clusters1[iC1].x + clusters1[iC1].y * clusters1[iC1].y);
 434           float r2  = Sqrt(clusters2[iC2].x * clusters2[iC2].x + clusters2[iC2].y * clusters2[iC2].y);
 435           fDoublets[iL][fNDoublets[iL]].tanLambda = (clusters1[iC1].z-clusters2[iC2].z)/(r1-r2);
 436           ++fNDoublets[iL];
 437           flag = false;
 438         } else break;
 439
 440       }
 441
 442       if (flag) break;
 443     }
 444
 445   }
 446   // #ifdef __DEBUG__
 447   // PrintInfo("doublets");
 448   // #endif
 449 }
 450 //______________________________________________________________________________
 451 Bool_t AliITSUTrackerSA::InitTrackParams(trackC &track)
 452 {
 453   // Set the initial guess on track kinematics for propagation.
 454   // Assume at least 3 points available
 455   int lrOcc[AliITSUAux::kMaxLayers], nCl=0;
 456   //
 457   // we will need endpoints and middle layer
 458   for (int i=fITS->GetNLayersActive();i--;) if (track.fPoints[i<<0x1]>-1) lrOcc[nCl++] = i;
 459   if (nCl<3) {
 460     AliError(Form("Cannot estimate momentum of tracks with %d clusters",nCl));
 461     cout << track << endl;
 462     return kFALSE;
 463   }
 464   //
 465   int lr0   = lrOcc[0];
 466   int lr1   = lrOcc[nCl/2];
 467   int lr2   = lrOcc[nCl-1];
 468   //
 469   const itsCluster& cl0 = fClusters[lr0][ track.fPoints[lr0<<0x1] ];
 470   const itsCluster& cl1 = fClusters[lr1][ track.fPoints[lr1<<0x1] ];
 471   const itsCluster& cl2 = fClusters[lr2][ track.fPoints[lr2<<0x1] ];
 472   double cv = Curvature(cl0.x,cl0.y, cl1.x,cl1.y, cl2.x,cl2.y);
 473   double tgl = (cl2.z-cl0.z)/TMath::Sqrt((cl2.x-cl0.x)*(cl2.x-cl0.x)+(cl2.y-cl0.y)*(cl2.y-cl0.y));
 474   //  double phi = TMath::ATan2((cl2.y-cl1.y),(cl2.x-cl1.x));
 475   //
 476   AliITSUClusterPix* clus = (AliITSUClusterPix*)fClustersTC[ lr0 ]->At( track.fPoints[lr0<<0x1] );
 477   AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayerActive(lr0);
 478   AliITSURecoSens* sens = lr->GetSensorFromID(clus->GetVolumeId());
 479   double x = sens->GetXTF() + clus->GetX();
 480   double alp = sens->GetPhiTF();
 481   //  printf("Alp: %f phi: %f\n",alp,phi);
 482   double par[5] = {clus->GetY(),clus->GetZ(),0,tgl,cv};
 483   double cov[15] = {
 484     5*5,
 485     0, 5*5,
 486     0, 0, 0.7*0.7,
 487     0,0,0,0.7*0.7,
 488     0,0,0,0,10
 489   };
 490   track.Set(x,alp,par,cov);
 491   return kTRUE;
 492 }
 493
 494 //______________________________________________________________________________
 495 void AliITSUTrackerSA::CandidatesTreeTraversal(vector<trackC> &track,  int &iD, int &doubl, int &nCand) {
 496
 497   if ( doubl < 1 ) {
 498 #ifdef __DEBUG__
 499     cout << "ERROR IN CandidatesTreeTraversal" << endl;
 500 #endif
 501     return;
 502   }
 503
 504   int currD = doubl-1;
 505   track[nCand].fPoints[ 2 * currD ] = fDoublets[ currD ] [ fDoublets[ doubl ][ iD ].neighbours[0] ].id0;
 506
 507
 508   if ( fDoublets[ currD ] [ fDoublets[ doubl ][ iD ].neighbours[0] ].level == 1 ) {
 509
 510     cout << "Setting track " << nCand << " information using its first cluster: " << endl;
 511     cout << "Layer " << currD << ", id " << track[nCand].fPoints[ 2 * currD ] <<endl;
 512     AliITSUClusterPix* clus = (AliITSUClusterPix*)fClustersTC[ currD ]->At( track[nCand].fPoints[ 2 * currD ] ); // assign your 1st cluster (from which the fit is starting)
 513     AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayerActive(currD) ; // assign the layer which the cluster belongs to
 514
 515     AliITSURecoSens* sens = lr->GetSensorFromID(clus->GetVolumeId());
 516     double x = sens->GetXTF() + clus->GetX();
 517     double alp = sens->GetPhiTF();
 518     double par[5] = {clus->GetY(),clus->GetZ(),0,0,0.01};
 519     double cov[15] = {
 520       5*5,
 521       0, 5*5,
 522       0, 0, 0.7*0.7,
 523       0,0,0,0.7*0.7,
 524       0,0,0,0,10
 525     };
 526     track[nCand].Set(x,alp,par,cov);
 527     //    cout << "after set " << track[nCand] << endl;
 528     return;
 529   } else {
 530     CandidatesTreeTraversal(track,fDoublets[doubl][iD].neighbours[0],currD,nCand);
 531   }
 532
 533   for( unsigned int iD2 = 1 ; iD2 < fDoublets[ doubl ][ iD ].neighbours.size() ; ++iD2 ) {
 534     track.push_back(track[nCand++]);
 535     track[nCand].fPoints[ 2 * currD ] = fDoublets[ currD ] [ fDoublets[ doubl ][ iD ].neighbours[ iD2 ] ].id0;
 536     if ( fDoublets[ currD ] [ fDoublets[ doubl ][ iD ].neighbours[iD2] ].level == 1 ) {
 537       AliITSUClusterPix* clus = (AliITSUClusterPix*)fClustersTC[ currD ]->At( track[nCand].fPoints[ 2 * currD ] ); // assign your 1st cluster (from which the fit is starting)
 538       AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayerActive(currD) ; // assign the layer which the cluster belongs to
 539
 540       AliITSURecoSens* sens = lr->GetSensorFromID(clus->GetVolumeId());
 541       double x = sens->GetXTF() + clus->GetX();
 542       double alp = sens->GetPhiTF();
 543       double par[5] = {clus->GetY(),clus->GetZ(),0,0,0};
 544       double cov[15] = {
 545         5*5,
 546         0, 5*5,
 547         0, 0, 0.7*0.7,
 548         0,0,0,0.7*0.7,
 549         0,0,0,0,10
 550       };
 551       track[nCand].Set(x,alp,par,cov);
 552       return;
 553     } else {
 554       CandidatesTreeTraversal(track,fDoublets[doubl][iD].neighbours[iD2],currD,nCand);
 555     }
 556   }
 557 }
 558
 559 //______________________________________________________________________________
 560 Double_t AliITSUTrackerSA::RefitTrack(AliExternalTrackParam* trc,
 561                                       Int_t clInfo[2*AliITSUAux::kMaxLayers],
 562                                       Double_t rDest, Int_t stopCond)
 563 {
 564   // refit track till radius rDest.
 565   // if stopCond<0 : propagate till last cluster then stop
 566   // if stopCond==0: propagate till last cluster then try to go till limiting rDest, don't mind if fail
 567   // if stopCond>0 : rDest must be reached
 568   //
 569   // The clList should provide the indices of clusters at corresponding layer (as stored in the layer
 570   // TClonesArray, with convention (allowing for up to 2 clusters per layer due to the overlaps):
 571   // if there is a cluster on given layer I, then it should be stored at clInfo[2*I-1]
 572   // if there is an additional cluster on this layer, it goes to clInfo[2*I]
 573   // -1 means no cluster
 574   //
 575   double rCurr = Sqrt(trc->GetX()*trc->GetX() + trc->GetY()*trc->GetY());
 576   int dir,lrStart,lrStop;
 577   //
 578   dir = rCurr<rDest ? 1 : -1;
 579   lrStart = fITS->FindFirstLayerID(rCurr,dir);
 580   lrStop  = fITS->FindLastLayerID(rDest,dir); // lr id before which we have to stop
 581   cout << "Start/End layers and direction " << lrStart << " " << lrStop << " " <<  dir << endl;
 582   //
 583   if (lrStop<0 || lrStart<0) AliFatal(Form("Failed to find start(%d) or last(%d) layers. "
 584                                            "Track from %.3f to %.3f",lrStart,lrStop,rCurr,rDest));
 585   //
 586   int nCl = 0;
 587   for (int i=2*fITS->GetNLayersActive();i--;) {if (clInfo[i]<0) continue; nCl++;}
 588   //
 589   AliExternalTrackParam tmpTr(*trc);
 590   double chi2 = 0;
 591   int iclLr[2],nclLr;
 592   int nclFit = 0;
 593   //
 594   int lrStop1 = lrStop+dir;
 595   for (int ilr=lrStart;ilr!=lrStop1;ilr+=dir) {
 596     AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayer(ilr);
 597     if ( dir*(rCurr-lr->GetR(dir))>0) {
 598       cout << ilr << " passed!" << endl;
 599       continue;
 600     } // this layer is already passed
 601     int ilrA2,ilrA = lr->GetActiveID();
 602     // passive layer or active w/o hits will be traversed on the way to next cluster
 603     if (!lr->IsActive() || clInfo[ilrA2=(ilrA<<1)]<0) {
 604       cout << ilr << " is inactive or without cluster for current candidates" << endl;
 605       continue;
 606     }
 607     cout << "OK layer " << ilr << endl;
 608     //
 609     // select the order in which possible 2 clusters (in case of the overlap) will be traversed and fitted
 610     nclLr=0;
 611     if (dir>0) { // clusters are stored in increasing radius order
 612       iclLr[nclLr++]=clInfo[ilrA2++];
 613       if (clInfo[ilrA2]>=0) iclLr[nclLr++]=clInfo[ilrA2];
 614     }
 615     else {
 616       if ( clInfo[ilrA2+1]>=0 ) iclLr[nclLr++]=clInfo[ilrA2+1];
 617       iclLr[nclLr++]=clInfo[ilrA2];
 618     }
 619     //
 620     Bool_t transportedToLayer = kFALSE;
 621     for (int icl=0;icl<nclLr;icl++) {
 622       AliITSUClusterPix* clus =  (AliITSUClusterPix*)lr->GetCluster(iclLr[icl]);
 623       AliITSURecoSens* sens = lr->GetSensorFromID(clus->GetVolumeId());
 624       if (!tmpTr.Rotate(sens->GetPhiTF())) { cout << "failed rotation" << endl; return -1; }
 625       //
 626       double xClus = sens->GetXTF()+clus->GetX();
 627       if (!transportedToLayer) {
 628         if (ilr!=lrStart && !TransportToLayerX(&tmpTr,lrStart,ilr,xClus)) {
 629           cout << "failed transport to the entrance" << endl; return -1; } // go to the entrance to the layer
 630         lrStart = ilr;
 631         transportedToLayer = kTRUE;
 632       }
 633       //
 634       if (!PropagateSeed(&tmpTr,xClus,fCurrMass)) { cout << "failed propagation of the seed X:" << xClus << endl; tmpTr.Print(); return -1; }
 635       //
 636       Double_t p[2]={clus->GetY(), clus->GetZ()};
 637       Double_t cov[3]={clus->GetSigmaY2(), clus->GetSigmaYZ(), clus->GetSigmaZ2()};
 638       double chi2cl = tmpTr.GetPredictedChi2(p,cov);
 639       chi2 += chi2cl;
 640       //
 641       if ( !tmpTr.Update(p,cov) ) { cout << "failed update of the covariance" << endl; return -1; }
 642       if (++nclFit==nCl && stopCond<0) {
 643         *trc = tmpTr;
 644         //      printf("Fit chi2: %f for %d clusters\n",chi2,nclFit);
 645         return chi2; // it was requested to not propagate after last update
 646       }
 647     }
 648     //
 649   }
 650   // All clusters were succesfully fitted. Even if the track does not reach rDest, this is enough to validate it.
 651   // Still, try to go as close as possible to rDest.
 652   //
 653   //  printf("Fit chi2: %f for %d clusters\n",chi2,nclFit);
 654   //
 655   if (lrStart!=lrStop) {
 656     if (!TransportToLayer(&tmpTr,lrStart,lrStop)) return (stopCond>0) ? -chi2 : chi2; // rDest was obligatory
 657     if (!GoToExitFromLayer(&tmpTr,fITS->GetLayer(lrStop),dir)) return (stopCond>0) ? -chi2 : chi2; // rDest was obligatory
 658   }
 659   // go to the destination radius. Note that here we don't select direction to avoid precision problems
 660   if (!tmpTr.GetXatLabR(rDest,rDest,GetBz(),0) || !PropagateSeed(&tmpTr,rDest,fCurrMass, 100, kFALSE)) {
 661     return (stopCond>0) ? -chi2 : chi2; // rDest was obligatory
 662   }
 663   *trc = tmpTr;
 664
 665   return chi2;
 666 }
 667
 668 //______________________________________________________________________________
 669 Bool_t AliITSUTrackerSA::PropagateSeed(AliExternalTrackParam *seed, Double_t xToGo, Double_t mass, Double_t maxStep, Bool_t matCorr)
 670 {
 671   // propagate seed to given x applying material correction if requested
 672   const Double_t kEpsilon = 1e-5;
 673   Double_t xpos     = seed->GetX();
 674   Int_t dir         = (xpos<xToGo) ? 1:-1;
 675   Double_t xyz0[3],xyz1[3];
 676   //
 677   Bool_t updTime = dir>0 && seed->IsStartedTimeIntegral();
 678   if (matCorr || updTime) seed->GetXYZ(xyz1);   //starting global position
 679   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
 680     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
 681     Double_t x    = xpos+step;
 682     Double_t bz=GetBz();   // getting the local Bz
 683     if (!seed->PropagateTo(x,bz)) return kFALSE;
 684     double ds = 0;
 685     if (matCorr || updTime) {
 686       xyz0[0]=xyz1[0]; // global pos at the beginning of step
 687       xyz0[1]=xyz1[1];
 688       xyz0[2]=xyz1[2];
 689       seed->GetXYZ(xyz1);    //  // global pos at the end of step
 690       //
 691       if (matCorr) {
 692         Double_t xrho,xx0;
 693         ds = GetMaterialBudget(xyz0,xyz1,xx0,xrho);
 694         if (dir>0) xrho = -xrho; // outward should be negative
 695         if (!seed->CorrectForMeanMaterial(xx0,xrho,mass)) return kFALSE;
 696       }
 697       else { // matCorr is not requested but time integral is
 698         double d0 = xyz1[0]-xyz0[0];
 699         double d1 = xyz1[1]-xyz0[1];
 700         double d2 = xyz1[2]-xyz0[2];
 701         ds = TMath::Sqrt(d0*d0+d1*d1+d2*d2);
 702       }
 703     }
 704     if (updTime) seed->AddTimeStep(ds);
 705     //
 706     xpos = seed->GetX();
 707   }
 708   return kTRUE;
 709 }
 710
 711 //_________________________________________________________________________
 712 Bool_t AliITSUTrackerSA::TransportToLayer(AliExternalTrackParam* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo, Double_t rLim)
 713 {
 714   // transport track from layerFrom to the entrance of layerTo or to rLim (if>0), wathever is closer
 715   //
 716   if (lTo==lFrom) AliFatal(Form("was called with lFrom=%d lTo=%d",lFrom,lTo));
 717   //
 718   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
 719   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
 720   Bool_t checkFirst = kTRUE;
 721   Bool_t limReached = kFALSE;
 722   while(lFrom!=lTo) {
 723     if (lrFr) {
 724       if (!GoToExitFromLayer(seed,lrFr,dir,checkFirst)) return kFALSE; // go till the end of current layer
 725       checkFirst = kFALSE;
 726     }
 727     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
 728     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
 729     //
 730     // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
 731     double xToGo = lrTo->GetR(-dir);
 732     if (rLim>0) {
 733       if (dir>0) {
 734         if (rLim<xToGo) {xToGo = rLim; limReached = kTRUE;}
 735       }
 736       else {
 737         if (rLim>xToGo) {xToGo = rLim; limReached = kTRUE;}
 738       }
 739     }
 740     //    double xts = xToGo;
 741     if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) {
 742       //      printf("FailHere1: %f %f %d\n",xts,xToGo,dir);
 743       //      seed->Print("etp");
 744       return kFALSE;
 745     }
 746     if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass,100, kFALSE )) {
 747       //printf("FailHere2: %f %f %d\n",xts,xToGo,dir);
 748       //seed->Print("etp");
 749       return kFALSE;
 750     }
 751     lrFr = lrTo;
 752     if (limReached) break;
 753   }
 754   return kTRUE;
 755   //
 756 }
 757
 758 //_________________________________________________________________________
 759 Bool_t AliITSUTrackerSA::TransportToLayerX(AliExternalTrackParam* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo, Double_t xStop)
 760 {
 761   // transport track from layerFrom to the entrance of layerTo but do not pass control parameter X
 762   //
 763   if (lTo==lFrom) AliFatal(Form("was called with lFrom=%d lTo=%d",lFrom,lTo));
 764   //
 765   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
 766   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
 767   Bool_t checkFirst = kTRUE;
 768   while(lFrom!=lTo) {
 769     if (lrFr) {
 770       if (!GoToExitFromLayer(seed,lrFr,dir,checkFirst)) return kFALSE; // go till the end of current layer
 771       checkFirst = kFALSE;
 772     }
 773     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
 774     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
 775     //
 776     // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
 777     double xToGo = lrTo->GetR(-dir); // R of the entrance to layer
 778     //
 779     //    double xts = xToGo;
 780     if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) {
 781       //      printf("FailHere1: %f %f %d\n",xts,xToGo,dir);
 782       //      seed->Print("etp");
 783       return kFALSE;
 784     }
 785     if ( (dir>0&&xToGo>xStop) || (dir<0&&xToGo<xStop) ) xToGo = xStop;
 786     //
 787 #ifdef _ITSU_DEBUG_
 788     AliDebug(2,Form("go in dir=%d to R=%.4f(X:%.4f)",dir,lrTo->GetR(-dir), xToGo));
 789 #endif
 790     if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass,100, kFALSE )) {
 791       //printf("FailHere2: %f %f %d\n",xts,xToGo,dir);
 792       //seed->Print("etp");
 793       return kFALSE;
 794     }
 795     lrFr = lrTo;
 796   }
 797   return kTRUE;
 798   //
 799 }
 800
 801 //_________________________________________________________________________
 802 Bool_t AliITSUTrackerSA::GoToExitFromLayer(AliExternalTrackParam* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
 803 {
 804   // go to the exit from lr in direction dir, applying material corrections in steps specific for this layer
 805   // If check is requested, do this only provided the track has not exited the layer already
 806   double xToGo = lr->GetR(dir);
 807   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 808     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 809     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>-fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
 810     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>-fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
 811   }
 812   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 813   // go via layer to its boundary, applying material correction.
 814   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, lr->GetMaxStep())) return kFALSE;
 815   //
 816   return kTRUE;
 817   //
 818 }
 819
 820 //_________________________________________________________________________
 821 Bool_t AliITSUTrackerSA::GoToEntranceToLayer(AliExternalTrackParam* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
 822 {
 823   // go to the entrance of lr in direction dir, w/o applying material corrections.
 824   // If check is requested, do this only provided the track did not reach the layer already
 825   double xToGo = lr->GetR(-dir);
 826   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 827     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 828     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>-fgkToler) return kTRUE; } // already passed
 829     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>-fgkToler) return kTRUE; } // already passed
 830   }
 831   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 832   // go via layer to its boundary, applying material correction.
 833   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kFALSE;
 834   return kTRUE;
 835   //
 836 }
 837
 838 //____________________________________________________
 839 Double_t AliITSUTrackerSA::GetMaterialBudget(const double* pnt0,const double* pnt1, double& x2x0, double& rhol) const
 840 {
 841   double par[7];
 842   if (fUseMatLUT && fMatLUT) {
 843     double d = fMatLUT->GetMatBudget(pnt0,pnt1,par);
 844     x2x0 = par[AliITSUMatLUT::kParX2X0];
 845     rhol = par[AliITSUMatLUT::kParRhoL];
 846     return d;
 847   }
 848   else {
 849     MeanMaterialBudget(pnt0,pnt1,par);
 850     x2x0 = par[1];
 851     rhol = par[0]*par[4];
 852     return par[4];
 853   }
 854 }
 855
 856 //____________________________________________________________________
 857 Double_t AliITSUTrackerSA::Curvature(Double_t x1,Double_t y1,Double_t
 858 x2,Double_t y2,Double_t x3,Double_t y3)
 859 {
 860
 861   //calculates the curvature of track
 862   Double_t den = (x3-x1)*(y2-y1)-(x2-x1)*(y3-y1);
 863   if(den==0) return 0;
 864   Double_t a = ((y3-y1)*(x2*x2+y2*y2-x1*x1-y1*y1)-(y2-y1)*(x3*x3+y3*y3-x1*x1-y1*y1))/den;
 865   Double_t b = -(x2*x2-x1*x1+y2*y2-y1*y1+a*(x2-x1))/(y2-y1);
 866   Double_t c = -x1*x1-y1*y1-a*x1-b*y1;
 867   Double_t xc=-a/2.;
 868
 869   if((a*a+b*b-4*c)<0) return 0;
 870   Double_t rad = TMath::Sqrt(a*a+b*b-4*c)/2.;
 871   if(rad==0) return 0;
 872
 873   if((x1>0 && y1>0 && x1<xc)) rad*=-1;
 874   if((x1<0 && y1>0 && x1<xc)) rad*=-1;
 875   //  if((x1<0 && y1<0 && x1<xc)) rad*=-1;
 876   // if((x1>0 && y1<0 && x1<xc)) rad*=-1;
 877
 878   return 1/rad;
 879
 880 }
 881
 882 #ifdef __DEBUG__
 883 //____________________________________________________
 884 void AliITSUTrackerSA::PrintInfo(TString what) {
 885   //
 886   if( what.Contains("clusters") ) {
 887     cout << "Dumping clusters info" << endl;
 888     for ( int i = 0; i < 7; ++i ) {
 889       cout << "**** Layer " << i << " ****" << endl;
 890       for ( int c = 0; c < fNClusters[i]; ++c ) {
 891         cout << "*** Cluster " << c << " ***" <<endl;
 892         cout << fClusters[i][c] << endl;
 893       }
 894     }
 895   }
 896   //
 897   if( what.Contains("doublets") ) {
 898     cout << "Dumping doublets info" << endl;
 899     for ( int i = 0; i < 6; ++i ) {
 900       cout << "**** Doublets array " << i << " ****" << endl;
 901       for ( int c = 0; c < fNDoublets[i]; ++c ) {
 902         cout << "*** Doublet " << c << " ***" <<endl;
 903         cout << fDoublets[i][c] << endl;
 904       }
 905     }
 906   }
 907 }
 908
 909 #endif