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