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   };
  79
  80   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
  81   ~AliTRDseedV1();
  82   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
  83   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
  84
  85   Bool_t    AttachClusters(AliTRDtrackingChamber *const chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
  86   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
  87   void      Calibrate();
  88   void      CookdEdx(Int_t nslices);
  89   void      CookLabels();
  90   Bool_t    CookPID();
  91   Bool_t    Fit(Bool_t tilt=kFALSE, Bool_t zcorr=kFALSE);
  92   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  93   inline void      Init(const AliRieman *fit);
  94   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
  95   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
  96   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
  97   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
  98   Bool_t    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
  99   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
 100   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
 101   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
 102   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
 103
 104   Float_t   GetC() const             { return fC; }
 105   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
 106   inline Float_t   GetChi2Z() const;
 107   inline Float_t   GetChi2Y() const;
 108   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
 109   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
 110   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
 111   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
 112   static Double_t GetCovSqrt(const Double_t * const c, Double_t *d);
 113   static Double_t GetCovInv(const Double_t * const c, Double_t *d);
 114   UChar_t   GetErrorMsg() const      { return fErrorMsg;}
 115   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 116   const Float_t*  GetdEdx() const    { return &fdEdx[0];}
 117   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 118   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1]; }
 119   Float_t   GetdZdX() const          { return fZref[1]; }
 120   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 121   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 122   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 123               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 124   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 125   static TLinearFitter*  GetFitterY();
 126   static TLinearFitter*  GetFitterZ();
 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   static TLinearFitter   *fgFitterY;        // Linear Fitter for tracklet fit in xy-plane
 240   static TLinearFitter   *fgFitterZ;        // Linear Fitter for tracklet fit in xz-plane
 241
 242   ClassDef(AliTRDseedV1, 8)                 // The offline TRD tracklet
 243 };
 244
 245 //____________________________________________________________
 246 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 247 {
 248   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 249   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 250   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 251   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 252 }
 253
 254 //____________________________________________________________
 255 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 256 {
 257   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 258   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 259   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 260   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 261 }
 262
 263 //____________________________________________________________
 264 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 265 {
 266   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 267   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 268   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 269   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 270 }
 271
 272
 273
 274 //____________________________________________________________
 275 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 276 {
 277   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 278   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 279   return 0.;
 280 }
 281
 282 //____________________________________________________________
 283 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
 284 {
 285   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
 286   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
 287   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
 288   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
 289   if(fkReconstructor && fkReconstructor->IsHLT()){
 290     fRefCov[0] = 1;
 291     fRefCov[2] = 10;
 292   }else{
 293     fRefCov[0] = rieman->GetErrY(fX0);
 294     fRefCov[2] = rieman->GetErrZ(fX0);
 295   }
 296   fC       = rieman->GetC();
 297   fChi2    = rieman->GetChi2();
 298 }
 299
 300 //____________________________________________________________
 301 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 302 {
 303 // Mimic the usage of STL iterators.
 304 // Forward iterator
 305
 306   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 307   while(fClusterIdx < kNclusters){
 308     if(!(*fClusterIter)){
 309       fClusterIdx++;
 310       fClusterIter++;
 311       continue;
 312     }
 313     return *fClusterIter;
 314   }
 315   return NULL;
 316 }
 317
 318 //____________________________________________________________
 319 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 320 {
 321 // Mimic the usage of STL iterators.
 322 // Backward iterator
 323
 324   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 325   while(fClusterIdx >= 0){
 326     if(!(*fClusterIter)){
 327       fClusterIdx--;
 328       fClusterIter--;
 329       continue;
 330     }
 331     return *fClusterIter;
 332   }
 333   return NULL;
 334 }
 335
 336 //____________________________________________________________
 337 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 338 {
 339 // Mimic the usage of STL iterators.
 340 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 341 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 342
 343   if(forward){
 344     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 345     fClusterIdx=-1;
 346   } else {
 347     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 348     fClusterIdx=kNclusters;
 349   }
 350 }
 351
 352 //____________________________________________________________
 353 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 354 {
 355 // Copy some "important" covariance matrix elements
 356 //  var(y)
 357 // cov(y,z)  var(z)
 358 //                  var(snp)
 359 //                           var(tgl)
 360 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 361
 362   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 363   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 364   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 365   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 366   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 367 }
 368
 369
 370 //____________________________________________________________
 371 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 372 {
 373   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 374   fN &= ~kMask;
 375   fN |= (n&kMask);
 376 }
 377
 378 //____________________________________________________________
 379 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 380 {
 381   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 382   UInt_t mask(kMask<<kNbits);
 383   fN &= ~mask;
 384   n=n<<kNbits; fN |= (n&mask);
 385 }
 386
 387 //____________________________________________________________
 388 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 389 {
 390   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 391   UInt_t mask((kMask<<kNbits)<<kNbits);
 392   fN &= ~mask;
 393   n = (n<<kNbits)<<kNbits; fN|=(n&mask);
 394 }
 395
 396 //____________________________________________________________
 397 inline void AliTRDseedV1::Swap(Int_t &n1, Int_t &n2)
 398 {
 399 // swap values of n1 with n2
 400   Int_t tmp(n1);
 401   n1=n2; n2=tmp;
 402 }
 403
 404 //____________________________________________________________
 405 inline void AliTRDseedV1::Swap(Double_t &d1, Double_t &d2)
 406 {
 407 // swap values of d1 with d2
 408   Double_t tmp(d1);
 409   d1=d2; d2=tmp;
 410 }
 411
 412
 413 #endif
 414
 415
 416