TRD/AliTRDseedV1.h

   1 #ifndef ALITRDSEEDV1_H
   2 #define ALITRDSEEDV1_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4 * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //                                                                        //
  10 // \class AliTRDseedV1
  11 // \brief The TRD offline tracklet
  12 // \author Alexandru Bercuci
  13 //                                                                        //
  14 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  15
  16 #ifndef ALITRDTRACKLETBASE_H
  17 #include "AliTRDtrackletBase.h"
  18 #endif
  19
  20 #ifndef ROOT_TMath
  21 #include "TMath.h"
  22 #endif
  23
  24 #ifndef ALITRDGEOMETRY_H
  25 #include "AliTRDgeometry.h"
  26 #endif
  27
  28 #ifndef ALIPID_H
  29 #include "AliPID.h"
  30 #endif
  31
  32 #ifndef ALIRIEMAN_H
  33 #include "AliRieman.h"
  34 #endif
  35
  36 #ifndef ALITRDCLUSTER_H
  37 #include "AliTRDcluster.h"
  38 #endif
  39
  40 #include "AliTRDReconstructor.h"
  41
  42 class TTreeSRedirector;
  43 class TLinearFitter;
  44
  45 class AliRieman;
  46
  47 class AliTRDtrackingChamber;
  48 class AliTRDtrackV1;
  49 class AliTRDpadPlane;
  50 class AliTRDseedV1 : public AliTRDtrackletBase
  51 {
  52   friend class AliHLTTRDTracklet;
  53
  54 public:
  55   enum ETRDtrackletBuffers {
  56     kNbits     = 6      // bits to store number of clusters
  57    ,kMask      = 0x3f   // bit mask
  58    ,kNtb       = 31     // max clusters/pad row
  59    ,kNclusters = 2*kNtb // max number of clusters/tracklet
  60    ,kNslices   = 10     // max dEdx slices
  61   };
  62
  63   // bits from 0-13 are reserved by ROOT (see TObject.h)
  64   enum ETRDtrackletStatus {
  65     kOwner      = BIT(14) // owner of its clusters
  66    ,kRowCross   = BIT(15) // pad row cross tracklet
  67    ,kPID        = BIT(16) // PID contributor
  68    ,kCalib      = BIT(17) // calibrated tracklet
  69    ,kKink       = BIT(18) // kink prolongation tracklet
  70    ,kStandAlone = BIT(19) // tracklet build during stand alone track finding
  71   };
  72   enum ETRDtrackletError {
  73     kAttachClFound = 1  // not enough clusters found
  74    ,kAttachRowGap       // found gap attached rows
  75    ,kAttachRow          // found 3 rows
  76    ,kAttachMultipleCl   // multiple clusters attached to time bin
  77    ,kAttachClAttach     // not enough clusters attached
  78    ,kFitFailed          // fit failed det=0
  79    ,kFitOutside         // ref radial position outside chamber - wrong covariance
  80   };
  81
  82   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
  83   ~AliTRDseedV1();
  84   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
  85   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
  86
  87   Bool_t    AttachClusters(AliTRDtrackingChamber *const chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
  88   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
  89   void      Calibrate();
  90   void      CookdEdx(Int_t nslices);
  91   void      CookLabels();
  92   Bool_t    CookPID();
  93   Bool_t    Fit(Bool_t tilt=kFALSE, Bool_t zcorr=kFALSE);
  94   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  95   inline void      Init(const AliRieman *fit);
  96   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
  97   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
  98   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
  99   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
 100   Bool_t    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
 101   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
 102   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
 103   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
 104   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
 105
 106   Float_t   GetC() const             { return fC; }
 107   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
 108   inline Float_t   GetChi2Z() const;
 109   inline Float_t   GetChi2Y() const;
 110   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
 111   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
 112   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
 113   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
 114   static Double_t GetCovSqrt(const Double_t * const c, Double_t *d);
 115   static Double_t GetCovInv(const Double_t * const c, Double_t *d);
 116   UChar_t   GetErrorMsg() const      { return fErrorMsg;}
 117   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 118   const Float_t*  GetdEdx() const    { return &fdEdx[0];}
 119   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 120   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1]; }
 121   Float_t   GetdZdX() const          { return fZref[1]; }
 122   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 123   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 124   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 125               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 126   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 127   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 128   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 129   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = NULL) const;
 130   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&kMask;}
 131   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 132   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>kNbits)&kMask);}
 133   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t(((fN>>kNbits)>>kNbits)&kMask);}
 134   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 135   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 136   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 137   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 138
 139   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 140   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 141   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 142   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
 143   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 144   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 145   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 146   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 147   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 148   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 149   UShort_t  GetVolumeId() const;
 150   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 151   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 152   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 153   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
 154   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 155   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 156   Float_t   GetZ() const             { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 157   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
 158   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 159   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 160   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 161   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 162
 163   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 164   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 165   void      Print(Option_t *o = "") const;
 166   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 167   void      Reset(Option_t *opt="");
 168
 169   void      SetC(Float_t c)          { fC = c;}
 170   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 171   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 172   void      SetErrorMsg(Int_t err)   { fErrorMsg = err;}
 173   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 174   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 175   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 176   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
 177   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 178   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 179   void      SetOwner();
 180   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane *p);
 181   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 182   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 183   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 184   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 185   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 186   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fkReconstructor = rec;}
 187   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 188   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
 189   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
 190 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 191   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 192   void      UpdateUsed();
 193   void      UseClusters();
 194
 195 protected:
 196   void        Copy(TObject &ref) const;
 197
 198 private:
 199   inline void SetN(Int_t n);
 200   inline void SetNUsed(Int_t n);
 201   inline void SetNShared(Int_t n);
 202   inline void Swap(Int_t &n1, Int_t &n2);
 203   inline void Swap(Double_t &d1, Double_t &d2);
 204
 205   const AliTRDReconstructor *fkReconstructor;//! local reconstructor
 206   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 207   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 208   Float_t          fExB;                    // tg(a_L) @ tracklet location
 209   Float_t          fVD;                     // drift velocity @ tracklet location
 210   Float_t          fT0;                     // time 0 @ tracklet location
 211   Float_t          fS2PRF;                  // sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 212   Float_t          fDiffL;                  // longitudinal diffusion coefficient
 213   Float_t          fDiffT;                  // transversal diffusion coefficient
 214   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 215   UChar_t          fErrorMsg;               // processing error
 216   UInt_t           fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 217   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 218   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 219   Float_t          fPad[3];                 // local pad definition : length/width/tilt
 220   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 221   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 222   Float_t          fYfit[2];                //  Fit y, dy/dx
 223   Float_t          fZfit[2];                //  Fit z
 224   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 225   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 226   Float_t          fX0;                     // anode wire position
 227   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
 228   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
 229   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
 230   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction
 231   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 232   Float_t          fC;                      // Curvature
 233   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 234   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
 235   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 236   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 237   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 238   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 239
 240   ClassDef(AliTRDseedV1, 10)                 // The offline TRD tracklet
 241 };
 242
 243 //____________________________________________________________
 244 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 245 {
 246   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 247   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 248   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 249   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 250 }
 251
 252 //____________________________________________________________
 253 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 254 {
 255   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 256   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 257   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 258   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 259 }
 260
 261 //____________________________________________________________
 262 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 263 {
 264   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 265   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 266   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 267   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 268 }
 269
 270
 271
 272 //____________________________________________________________
 273 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 274 {
 275   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 276   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 277   return 0.;
 278 }
 279
 280 //____________________________________________________________
 281 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
 282 {
 283   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
 284   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
 285   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
 286   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
 287   if(fkReconstructor && fkReconstructor->IsHLT()){
 288     fRefCov[0] = 1;
 289     fRefCov[2] = 10;
 290   }else{
 291     fRefCov[0] = rieman->GetErrY(fX0);
 292     fRefCov[2] = rieman->GetErrZ(fX0);
 293   }
 294   fC       = rieman->GetC();
 295   fChi2    = rieman->GetChi2();
 296 }
 297
 298 //____________________________________________________________
 299 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 300 {
 301 // Mimic the usage of STL iterators.
 302 // Forward iterator
 303
 304   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 305   while(fClusterIdx < kNclusters){
 306     if(!(*fClusterIter)){
 307       fClusterIdx++;
 308       fClusterIter++;
 309       continue;
 310     }
 311     return *fClusterIter;
 312   }
 313   return NULL;
 314 }
 315
 316 //____________________________________________________________
 317 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 318 {
 319 // Mimic the usage of STL iterators.
 320 // Backward iterator
 321
 322   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 323   while(fClusterIdx >= 0){
 324     if(!(*fClusterIter)){
 325       fClusterIdx--;
 326       fClusterIter--;
 327       continue;
 328     }
 329     return *fClusterIter;
 330   }
 331   return NULL;
 332 }
 333
 334 //____________________________________________________________
 335 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 336 {
 337 // Mimic the usage of STL iterators.
 338 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 339 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 340
 341   if(forward){
 342     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 343     fClusterIdx=-1;
 344   } else {
 345     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 346     fClusterIdx=kNclusters;
 347   }
 348 }
 349
 350 //____________________________________________________________
 351 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 352 {
 353 // Copy some "important" covariance matrix elements
 354 //  var(y)
 355 // cov(y,z)  var(z)
 356 //                  var(snp)
 357 //                           var(tgl)
 358 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 359
 360   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 361   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 362   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 363   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 364   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 365 }
 366
 367
 368 //____________________________________________________________
 369 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 370 {
 371   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 372   fN &= ~kMask;
 373   fN |= (n&kMask);
 374 }
 375
 376 //____________________________________________________________
 377 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 378 {
 379   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 380   UInt_t mask(kMask<<kNbits);
 381   fN &= ~mask;
 382   n=n<<kNbits; fN |= (n&mask);
 383 }
 384
 385 //____________________________________________________________
 386 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 387 {
 388   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 389   UInt_t mask((kMask<<kNbits)<<kNbits);
 390   fN &= ~mask;
 391   n = (n<<kNbits)<<kNbits; fN|=(n&mask);
 392 }
 393
 394 //____________________________________________________________
 395 inline void AliTRDseedV1::Swap(Int_t &n1, Int_t &n2)
 396 {
 397 // swap values of n1 with n2
 398   Int_t tmp(n1);
 399   n1=n2; n2=tmp;
 400 }
 401
 402 //____________________________________________________________
 403 inline void AliTRDseedV1::Swap(Double_t &d1, Double_t &d2)
 404 {
 405 // swap values of d1 with d2
 406   Double_t tmp(d1);
 407   d1=d2; d2=tmp;
 408 }
 409
 410
 411 #endif
 412
 413
 414