TRD/AliTRDtracker.h

   1 #ifndef ALITRDTRACKER_H
   2 #define ALITRDTRACKER_H
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   6
   7 #include "AliTracker.h"
   8 #include "TObjArray.h"
   9
  10 class TFile;
  11 class TTree;
  12 class TParticle;
  13 class TParticlePDG;
  14
  15 class AliTRDgeometry;
  16 class AliTRDparameter;
  17 class AliTRDtrack;
  18 class AliTRDtracklet;
  19 class AliTRDcluster;
  20 class AliESD;
  21 class TTreeSRedirector;
  22
  23 const unsigned kMaxLayersPerSector = 1000;
  24 const unsigned kMaxTimeBinIndex = 216;  // (30 drift + 6 ampl) * 6 planes
  25 const unsigned kMaxClusterPerTimeBin = 7000;
  26 const unsigned kZones = 5;
  27 const Int_t    kTrackingSectors = 18;
  28
  29 class AliTRDseed : public TObject{
  30   friend class AliTRDtracker;
  31  public:
  32   AliTRDseed();                 // default constructor
  33   ~AliTRDseed(){};              // default constructor
  34   static  void EvaluateUni(Int_t nvectors, Double_t *data, Double_t &mean, Double_t &sigma, Int_t hh);
  35   static  Float_t   FitRiemanTilt(AliTRDseed * seed, Bool_t error);
  36   void           UseClusters(); // use clusters
  37   void           Update();      // update information - without tilt correction
  38   void           CookLabels();  // cook label
  39   void           UpdateUsed();
  40   void           Reset();       // reset seed
  41   Bool_t         isOK(){return fN2>8;}
  42  private:
  43   Float_t        fTilt;         // tilting angle
  44   Float_t        fPadLength;    // pad length
  45   Float_t        fX0;           // x0 position
  46   Float_t        fX[25];        // !x position
  47   Float_t        fY[25];        // !y position
  48   Float_t        fZ[25];        // !z position
  49   Int_t          fIndexes[25];  // !indexes
  50   AliTRDcluster *fClusters[25]; // !clusters
  51   Bool_t         fUsable[25];   // !indication  - usable cluster
  52   Float_t        fYref[2];      // reference y
  53   Float_t        fZref[2];      // reference z
  54   Float_t        fYfit[2];      // y fit position +derivation
  55   Float_t        fYfitR[2];      // y fit position +derivation
  56   Float_t        fZfit[2];      // z fit position
  57   Float_t        fZfitR[2];      // z fit position
  58   Float_t        fSigmaY;        // "robust" sigma in Y - constant fit
  59   Float_t        fSigmaY2;       // "robust" sigma in Y - line fit
  60   Float_t        fMeanz;         // mean vaue of z
  61   Float_t        fZProb;         // max probbable z
  62   Int_t          fLabels[2];    // labels
  63   Int_t          fN;            // number of associated clusters
  64   Int_t          fN2;            // number of not crossed
  65   Int_t          fNUsed;        // number of used clusters
  66   Int_t          fFreq;         // freq
  67   Int_t          fNChange;      // change z counter
  68   Float_t        fMPads;        // mean number of pads per cluster
  69   // global
  70   //
  71   Float_t        fC;            // curvature
  72   Float_t        fCC;           // curvature with constrain
  73   Float_t        fChi2;         // global chi2
  74   Float_t        fChi2Z;        // global chi2
  75  private:
  76   ClassDef(AliTRDseed,1)
  77 };
  78
  79
  80 class AliTRDtracker : public AliTracker {
  81
  82  public:
  83
  84
  85   AliTRDtracker();
  86   AliTRDtracker(const TFile *in);
  87   virtual ~AliTRDtracker();
  88   static        Int_t  Freq(Int_t n, const Int_t *inlist, Int_t *outlist, Bool_t down);
  89   Int_t         Clusters2Tracks(AliESD* event);
  90   Int_t         PropagateBack(AliESD* event);
  91   Int_t         RefitInward(AliESD* event);
  92
  93   Int_t         LoadClusters(TTree *cTree);
  94   void          UnloadClusters();
  95   AliCluster   *GetCluster(Int_t index) const { if (index >= fNclusters) return NULL;
  96                                                 return (AliCluster*) fClusters->UncheckedAt(index); };
  97   Bool_t        GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  98   virtual void  CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
  99   virtual void  UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
 100
 101   void          SetAddTRDseeds() { fAddTRDseeds = kTRUE; }
 102   void          SetNoTilt() { fNoTilt = kTRUE; }
 103
 104   Double_t      GetTiltFactor(const AliTRDcluster* c);
 105
 106   Int_t         ReadClusters(TObjArray *array, TTree *in) const;
 107   Int_t         CookSectorIndex(Int_t gs) const { return kTrackingSectors - 1 - gs; }
 108   AliTRDcluster * GetCluster(AliTRDtrack * track, Int_t plane, Int_t timebin, UInt_t &index);
 109   Int_t         GetLastPlane(AliTRDtrack * track); //return last updated plane
 110   Int_t FindClusters(Int_t sector, Int_t t0, Int_t t1, AliTRDtrack * track, Int_t *clusters, AliTRDtracklet& tracklet);
 111
 112   Float_t  GetSeedGap()       const {return fgkSeedGap;}
 113   Int_t    GetMaxGap()        const {return fMaxGap;}
 114   Int_t    GetTimeBinsPerPlane()   const {return fTimeBinsPerPlane;}
 115   Float_t  GetSeedStep()      const {return fgkSeedStep;}
 116   Float_t  GetSeedDepth()     const {return fgkSeedDepth;}
 117   Float_t  GetSkipDepth()     const {return fgkSkipDepth;}
 118   Double_t GetMaxChi2()       const {return fgkMaxChi2;}
 119   Float_t  GetMaxSeedC()      const {return fgkMaxSeedC;}
 120   Float_t  GetMaxSeedTan()    const {return fgkMaxSeedTan;}
 121   Double_t GetSeedErrorSY()   const {return fgkSeedErrorSY;}
 122   Double_t GetSeedErrorSY3()  const {return fgkSeedErrorSY3;}
 123   Double_t GetSeedErrorSZ()   const {return fgkSeedErrorSZ;}
 124   Float_t  GetLabelFraction() const {return fgkLabelFraction;}
 125   Float_t  GetWideRoad()      const {return fgkWideRoad;}
 126
 127   Float_t  GetMinClustersInTrack() const {return fgkMinClustersInTrack;}
 128   Float_t  GetMinClustersInSeed()  const {return fgkMinClustersInSeed;}
 129   Float_t  GetMaxSeedDeltaZ()      const {return fgkMaxSeedDeltaZ;}
 130   Float_t  GetMaxSeedVertexZ()     const {return fgkMaxSeedVertexZ;}
 131
 132   // x <-> timebin conversions useful in analysis macros
 133   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const;
 134   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t pl) const {
 135     return fTrSec[sec]->GetLayer(pl)->GetX(); }
 136   Int_t GetGlobalTimeBin(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const {
 137     return fTrSec[sec]->CookTimeBinIndex(plane,localTB); }
 138   Double_t GetLayerNumber(Int_t sec, Double_t x) const {
 139     return fTrSec[sec]->GetLayerNumber(x); }
 140
 141   class AliTRDpropagationLayer {
 142    // *****************  internal class *******************
 143    public:
 144      AliTRDpropagationLayer(Double_t x, Double_t dx, Double_t rho,
 145                             Double_t x0, Int_t tbIndex);
 146
 147      ~AliTRDpropagationLayer() {
 148        if(fTimeBinIndex >= 0) { delete[] fClusters; delete[] fIndex; }
 149      }
 150      void InsertCluster(AliTRDcluster *c, UInt_t index);
 151      operator       Int_t() const {return fN;}
 152      AliTRDcluster* operator[](Int_t i) {return fClusters[i];}
 153      UInt_t         GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];}
 154      Double_t       GetX() const { return fX; }
 155      Double_t       GetdX() const { return fdX; }
 156      Double_t       GetRho() const { return fRho; }
 157      Double_t       GetX0() const { return fX0; }
 158      Int_t          GetTimeBinIndex() const { return fTimeBinIndex; }
 159      Bool_t         GetPropagationParameters(Double_t y, Double_t z,
 160                                 Double_t &dx, Double_t &rho, Double_t &x0,
 161                                              Bool_t &lookForCluster) const;
 162      Int_t          GetZone( Double_t z) const;
 163      Int_t          Find(Float_t y) const;
 164      Int_t          FindNearestCluster(Float_t y, Float_t z, Float_t maxroad, Float_t maxroadz) const;
 165      void           SetZmax(Int_t cham, Double_t center, Double_t w)
 166                       { fZc[cham] = center;  fZmax[cham] = w; }
 167      void           SetZ(Double_t* center, Double_t *w, Double_t *wsensitive);
 168      void           SetHoles(Bool_t* holes);
 169      void           SetYmax(Double_t w, Double_t wsensitive) { fYmax = w; fYmaxSensitive = wsensitive; }
 170      Double_t       GetYmax() const { return fYmax; }
 171      Double_t       GetZmax(Int_t c) const { return fZmax[c]; }
 172      Double_t       GetZc(Int_t c) const { return fZc[c]; }
 173
 174      void           SetHole(Double_t Zmax, Double_t Ymax,
 175                             Double_t rho = 1.29e-3, Double_t x0 = 36.66,
 176                             Double_t Yc = 0, Double_t Zc = 0);
 177
 178      Bool_t         IsSensitive() const {return (fTimeBinIndex>=0)? kTRUE: kFALSE;}
 179
 180      void    Clear() {for(Int_t i=0; i<fN; i++) fClusters[i] = NULL; fN = 0;}
 181      Bool_t  IsHole(Int_t zone) const  { return fIsHole[zone];}
 182    private:
 183
 184      Int_t         fN;          // this is fN
 185      Int_t         fSec;        // sector mumber
 186      AliTRDcluster **fClusters; // array of pointers to clusters
 187      UInt_t        *fIndex;     // array of cluster indexes
 188      Double_t       fX;         // x coordinate of the middle plane
 189      Double_t       fdX;        // radial thickness of the time bin
 190      Double_t       fRho;       // default density of the material
 191      Double_t       fX0;        // default radiation length
 192      Int_t          fTimeBinIndex;  // plane * F(local_tb)
 193      Double_t       fZc[kZones];  // Z position of the center for 5 active areas
 194      Double_t       fZmax[kZones]; // half of active area length in Z
 195      Double_t       fZmaxSensitive[kZones]; //sensitive area for detection Z
 196      Bool_t         fIsHole[kZones]; //is hole in given sector
 197      Double_t       fYmax;        // half of active area length in Y
 198      Double_t       fYmaxSensitive;        // half of active area length in Y
 199
 200      Bool_t         fHole;        // kTRUE if there is a hole in the layer
 201      Double_t       fHoleZc;      // Z of the center of the hole
 202      Double_t       fHoleZmax;    // half of the hole length in Z
 203      Double_t       fHoleYc;      // Y of the center of the hole
 204      Double_t       fHoleYmax;    // half of the hole length in Y
 205      Double_t       fHoleRho;     // density of the gas in the hole
 206      Double_t       fHoleX0;      // radiation length of the gas in the hole
 207    };
 208
 209    class AliTRDtrackingSector {
 210    public:
 211      AliTRDtrackingSector(AliTRDgeometry* geo, Int_t gs, AliTRDparameter* par);
 212      ~AliTRDtrackingSector() { for(Int_t i=0; i<fN; i++) delete fLayers[i]; }
 213      Int_t    GetNumberOfLayers() const { return fN; }
 214      Int_t    GetNumberOfTimeBins() const;
 215      Double_t GetX(Int_t pl) const { return fLayers[pl]->GetX(); }
 216      void     MapTimeBinLayers();
 217      Int_t    GetLayerNumber(Double_t x) const;
 218      Int_t    GetInnerTimeBin() const;
 219      Int_t    GetOuterTimeBin() const;
 220      Int_t    GetLayerNumber(Int_t tb) const {return fTimeBinIndex[tb];}
 221      Float_t  GetTzeroShift() const { return fTzeroShift; }
 222      Int_t    Find(Double_t x) const;
 223      void     InsertLayer(AliTRDpropagationLayer* pl);
 224      //     AliTRDpropagationLayer* operator[](Int_t i) { return fLayers[i]; }
 225      AliTRDpropagationLayer* GetLayer(Int_t i) { return fLayers[i]; }
 226      Int_t    CookTimeBinIndex(Int_t plane, Int_t localTB) const;
 227
 228    private:
 229      Int_t                     fN;      // total number of layers
 230      AliTRDgeometry            *fGeom;  // geometry
 231      AliTRDparameter           *fPar;   // parameter
 232      AliTRDpropagationLayer    *fLayers[kMaxLayersPerSector];   // layers
 233      Int_t                     fTimeBinIndex[kMaxTimeBinIndex]; // time bin index
 234      Float_t                   fTzeroShift;   // T0 shift in cm
 235      Int_t                     fGeomSector;   // sector # in AliTRDgeometry
 236    };
 237
 238  protected:
 239
 240   friend class AliTRDtracker::AliTRDtrackingSector;
 241
 242   AliTRDgeometry     *fGeom;            // Pointer to TRD geometry
 243   AliTRDparameter    *fPar;             // Pointer to TRD parameter
 244
 245   AliTRDtrackingSector *fTrSec[kTrackingSectors];  // array of tracking sectors;
 246   Int_t            fNclusters;        // Number of clusters in TRD
 247   TObjArray        *fClusters;        // List of clusters for all sectors
 248
 249   Int_t            fNseeds;           // Number of track seeds
 250   TObjArray        *fSeeds;           // List of track seeds
 251
 252   Int_t            fNtracks;          // Number of reconstructed tracks
 253   TObjArray        *fTracks;          // List of reconstructed tracks
 254
 255   Float_t          fSY2corr;          // Correction coefficient for
 256                                       // cluster SigmaY2
 257
 258   Float_t          fSZ2corr;          // Correction coefficient for
 259                                       // cluster SigmaZ2
 260
 261   static const Float_t  fgkSeedGap;   // Distance between inner and outer
 262                                       // time bin in seeding
 263                                       // (fraction of all time bins)
 264
 265   static const Float_t  fgkSeedStep;  // Step in iterations
 266   static const Float_t  fgkSeedDepth; // Fraction of TRD allocated for seeding
 267   static const Float_t  fgkSkipDepth; // Fraction of TRD which can be skipped
 268                                       // in track prolongation
 269   Int_t       fTimeBinsPerPlane;      // number of sensitive timebins per plane
 270   Int_t       fMaxGap;                // max gap (in time bins) in the track
 271                                       // in track prolongation
 272
 273   static const Double_t fgkMaxChi2;   // max increment in track chi2
 274
 275   static const Float_t  fgkMinClustersInTrack; // min number of clusters in track
 276                                                // out of total timebins
 277
 278   static const Float_t  fgkMinFractionOfFoundClusters; // min found clusters
 279                                                        // out of expected
 280
 281   static const Float_t  fgkMinClustersInSeed;  // min fraction of clusters in seed
 282   static const Float_t  fgkMaxSeedDeltaZ;   // max dZ in MakeSeeds
 283   static const Float_t  fgkMaxSeedDeltaZ12; // max abs(z1-z2) in MakeSeeds
 284   static const Float_t  fgkMaxSeedC;       // max initial curvature in MakeSeeds
 285   static const Float_t  fgkMaxSeedTan;     // max initial Tangens(lambda) in MakeSeeds
 286   static const Float_t  fgkMaxSeedVertexZ; // max vertex Z in MakeSeeds
 287   static const Double_t fgkSeedErrorSY;    // sy parameter in MakeSeeds
 288   static const Double_t fgkSeedErrorSY3;   // sy3 parameter in MakeSeeds
 289   static const Double_t fgkSeedErrorSZ;    // sz parameter in MakeSeeds
 290   static const Float_t  fgkLabelFraction;  // min fraction of same label
 291   static const Float_t  fgkWideRoad;       // max road width in FindProlongation
 292   //
 293   static const Double_t  fgkDriftCorrection; // correction coeficients for drift velocity
 294   static const Double_t  fgkOffset;         // correction coeficients
 295   static const Double_t  fgkOffsetX;         // correction coeficients offset in X
 296   static const Double_t  fgkCoef;           // correction coeficients
 297   static const Double_t  fgkMean;           // correction coeficients
 298   static const Double_t  fgkExB;            // correction coeficients
 299
 300   Bool_t                fVocal;            // Whatever...
 301   Bool_t                fAddTRDseeds;      // Something else
 302
 303   Bool_t                fNoTilt;           // No tilt, or what?
 304   Bool_t                fHoles[5][18];     // holes
 305
 306   Bool_t AdjustSector(AliTRDtrack *track);
 307
 308
 309   // Barrel tracks [SR, 03.04.2003]
 310
 311   static const Int_t fgkFirstPlane;   // Id of the first (innermost) reference plane
 312   static const Int_t fgkLastPlane;    // Id of the last (outermost) reference plane
 313
 314  private:
 315   AliTRDtrack *   RegisterSeed(AliTRDseed * seeds, Double_t *params);
 316   virtual void  MakeSeeds(Int_t inner, Int_t outer, Int_t turn);
 317   void  MakeSeedsMI(Int_t inner, Int_t outer, AliESD *esd=0);
 318
 319   Int_t         FollowProlongation(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
 320   Int_t         FollowProlongationG(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
 321   Int_t         FollowBackProlongation(AliTRDtrack& t);
 322   Int_t         FollowBackProlongationG(AliTRDtrack& t);
 323   Int_t         Refit(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
 324   void          CookdEdxTimBin(AliTRDtrack& t);
 325
 326   Int_t         PropagateToTPC(AliTRDtrack& t);
 327   Int_t         PropagateToOuterPlane(AliTRDtrack& t, Double_t x);
 328
 329   void          SetSY2corr(Float_t w)    {fSY2corr = w;}
 330   void          SetSZ2corr(Float_t w)    {fSZ2corr = w;}
 331   Double_t      ExpectedSigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt) const;
 332   Double_t      ExpectedSigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl) const;
 333   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;     //!debug streamer
 334   ClassDef(AliTRDtracker,2)           // manager base class
 335
 336 };
 337
 338 #endif