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;class TParticlePDG;
  13
  14 class AliTRDgeometry;
  15 class AliTRDtrack;
  16 class AliTRDtracklet;
  17 class AliTRDcluster;
  18 class AliESD;
  19 class TTreeSRedirector;
  20
  21 const unsigned kMaxLayersPerSector = 1000;
  22 const unsigned kMaxTimeBinIndex = 216;  // (30 drift + 6 ampl) * 6 planes
  23 const unsigned kMaxClusterPerTimeBin = 7000;
  24 const unsigned kZones = 5;
  25 const Int_t    kTrackingSectors = 18;
  26
  27 class AliTRDseed : public TObject{
  28   friend class AliTRDtracker;
  29  public:
  30   AliTRDseed();                 // default constructor
  31   ~AliTRDseed(){};              // default constructor
  32   static  void EvaluateUni(Int_t nvectors, Double_t *data, Double_t &mean, Double_t &sigma, Int_t hh);
  33   static  Float_t   FitRiemanTilt(AliTRDseed * seed, Bool_t error);
  34   void           UseClusters(); // use clusters
  35   void           Update();      // update information - without tilt correction
  36   void           CookLabels();  // cook label
  37   void           UpdateUsed();
  38   void           Reset();       // reset seed
  39   Bool_t         IsOK() const {return fN2>8;}
  40  private:
  41   Float_t        fTilt;         // tilting angle
  42   Float_t        fPadLength;    // pad length
  43   Float_t        fX0;           // x0 position
  44   Float_t        fX[25];        // !x position
  45   Float_t        fY[25];        // !y position
  46   Float_t        fZ[25];        // !z position
  47   Int_t          fIndexes[25];  // !indexes
  48   AliTRDcluster *fClusters[25]; // !clusters
  49   Bool_t         fUsable[25];   // !indication  - usable cluster
  50   Float_t        fYref[2];      // reference y
  51   Float_t        fZref[2];      // reference z
  52   Float_t        fYfit[2];      // y fit position +derivation
  53   Float_t        fYfitR[2];      // y fit position +derivation
  54   Float_t        fZfit[2];      // z fit position
  55   Float_t        fZfitR[2];      // z fit position
  56   Float_t        fSigmaY;        // "robust" sigma in Y - constant fit
  57   Float_t        fSigmaY2;       // "robust" sigma in Y - line fit
  58   Float_t        fMeanz;         // mean vaue of z
  59   Float_t        fZProb;         // max probbable z
  60   Int_t          fLabels[2];    // labels
  61   Int_t          fN;            // number of associated clusters
  62   Int_t          fN2;            // number of not crossed
  63   Int_t          fNUsed;        // number of used clusters
  64   Int_t          fFreq;         // freq
  65   Int_t          fNChange;      // change z counter
  66   Float_t        fMPads;        // mean number of pads per cluster
  67   // global
  68   //
  69   Float_t        fC;            // curvature
  70   Float_t        fCC;           // curvature with constrain
  71   Float_t        fChi2;         // global chi2
  72   Float_t        fChi2Z;        // global chi2
  73  private:
  74   ClassDef(AliTRDseed,1)
  75 };
  76
  77
  78 class AliTRDtracker : public AliTracker {
  79
  80  public:
  81
  82
  83   AliTRDtracker();
  84   AliTRDtracker(const TFile *in);
  85   virtual ~AliTRDtracker();
  86   static        Int_t  Freq(Int_t n, const Int_t *inlist, Int_t *outlist, Bool_t down);
  87   Int_t         Clusters2Tracks(AliESD* event);
  88   Int_t         PropagateBack(AliESD* event);
  89   Int_t         RefitInward(AliESD* event);
  90   // transformation
  91   Int_t         LocalToGlobalID(Int_t lid);
  92   Int_t         GlobalToLocalID(Int_t gid);
  93   Bool_t        Transform(AliTRDcluster * cluster);
  94   //
  95   Int_t         LoadClusters(TTree *cTree);
  96   void          UnloadClusters();
  97   AliCluster   *GetCluster(Int_t index) const { if (index >= fNclusters) return NULL;
  98                                                 return (AliCluster*) fClusters->UncheckedAt(index); };
  99   Bool_t        GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
 100   virtual void  CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 101   virtual void  UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
 102
 103   void          SetAddTRDseeds() { fAddTRDseeds = kTRUE; }
 104   void          SetNoTilt() { fNoTilt = kTRUE; }
 105
 106   Double_t      GetTiltFactor(const AliTRDcluster* c);
 107
 108   Int_t         ReadClusters(TObjArray *array, TTree *in) const;
 109   Int_t         CookSectorIndex(Int_t gs) const { return kTrackingSectors - 1 - gs; }
 110   AliTRDcluster * GetCluster(AliTRDtrack * track, Int_t plane, Int_t timebin, UInt_t &index);
 111   Int_t         GetLastPlane(AliTRDtrack * track); //return last updated plane
 112   Int_t FindClusters(Int_t sector, Int_t t0, Int_t t1, AliTRDtrack * track, Int_t *clusters, AliTRDtracklet& tracklet);
 113
 114   Int_t    GetTimeBinsPerPlane()   const {return fTimeBinsPerPlane;}
 115   Double_t GetMaxChi2()       const {return fgkMaxChi2;}
 116   Float_t  GetLabelFraction() const {return fgkLabelFraction;}
 117
 118   Float_t  GetMinClustersInTrack() const {return fgkMinClustersInTrack;}
 119
 120   // x <-> timebin conversions useful in analysis macros
 121   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const;
 122   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t pl) const {
 123     return fTrSec[sec]->GetLayer(pl)->GetX(); }
 124   Int_t GetGlobalTimeBin(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const {
 125     return fTrSec[sec]->CookTimeBinIndex(plane,localTB); }
 126   Double_t GetLayerNumber(Int_t sec, Double_t x) const {
 127     return fTrSec[sec]->GetLayerNumber(x); }
 128
 129   class AliTRDpropagationLayer {
 130    // *****************  internal class *******************
 131    public:
 132      AliTRDpropagationLayer(Double_t x, Double_t dx, Double_t rho,
 133                             Double_t x0, Int_t tbIndex, Int_t plane);
 134
 135      ~AliTRDpropagationLayer() {
 136        if(fTimeBinIndex >= 0) { delete[] fClusters; delete[] fIndex; }
 137      }
 138      void InsertCluster(AliTRDcluster *c, UInt_t index);
 139      operator       Int_t() const {return fN;}
 140      AliTRDcluster* operator[](Int_t i) {return fClusters[i];}
 141      UInt_t         GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];}
 142      Double_t       GetX() const { return fX; }
 143      Double_t       GetdX() const { return fdX; }
 144      Int_t          GetTimeBinIndex() const { return fTimeBinIndex; }
 145      Int_t          GetPlane() const { return fPlane;}
 146      Int_t          Find(Float_t y) const;
 147      Int_t          FindNearestCluster(Float_t y, Float_t z, Float_t maxroad, Float_t maxroadz) const;
 148      void           SetZmax(Int_t cham, Double_t center, Double_t w)
 149                       { fZc[cham] = center;  fZmax[cham] = w; }
 150      void           SetZ(Double_t* center, Double_t *w, Double_t *wsensitive);
 151      void           SetHoles(Bool_t* holes);
 152      void           SetYmax(Double_t w, Double_t wsensitive) { fYmax = w; fYmaxSensitive = wsensitive; }
 153      Double_t       GetYmax() const { return fYmax; }
 154      Double_t       GetZmax(Int_t c) const { return fZmax[c]; }
 155      Double_t       GetZc(Int_t c) const { return fZc[c]; }
 156
 157      void           SetHole(Double_t Zmax, Double_t Ymax,
 158                             Double_t rho = 1.29e-3, Double_t x0 = 36.66,
 159                             Double_t Yc = 0, Double_t Zc = 0);
 160
 161      Bool_t         IsSensitive() const {return (fTimeBinIndex>=0)? kTRUE: kFALSE;}
 162
 163      void    Clear() {for(Int_t i=0; i<fN; i++) fClusters[i] = NULL; fN = 0;}
 164      Bool_t  IsHole(Int_t zone) const  { return fIsHole[zone];}
 165    private:
 166
 167      Int_t         fN;          // this is fN
 168      Int_t         fSec;        // sector mumber
 169      AliTRDcluster **fClusters; // array of pointers to clusters
 170      UInt_t        *fIndex;     // array of cluster indexes
 171      Double_t       fX;         // x coordinate of the middle plane
 172      Double_t       fdX;        // radial thickness of the time bin
 173      Double_t       fRho;       // default density of the material
 174      Double_t       fX0;        // default radiation length
 175      Int_t          fTimeBinIndex;  // plane * F(local_tb)
 176      Int_t          fPlane;         // plane number
 177      Double_t       fZc[kZones];  // Z position of the center for 5 active areas
 178      Double_t       fZmax[kZones]; // half of active area length in Z
 179      Double_t       fZmaxSensitive[kZones]; //sensitive area for detection Z
 180      Bool_t         fIsHole[kZones]; //is hole in given sector
 181      Double_t       fYmax;        // half of active area length in Y
 182      Double_t       fYmaxSensitive;        // half of active area length in Y
 183
 184      Bool_t         fHole;        // kTRUE if there is a hole in the layer
 185      Double_t       fHoleZc;      // Z of the center of the hole
 186      Double_t       fHoleZmax;    // half of the hole length in Z
 187      Double_t       fHoleYc;      // Y of the center of the hole
 188      Double_t       fHoleYmax;    // half of the hole length in Y
 189      Double_t       fHoleRho;     // density of the gas in the hole
 190      Double_t       fHoleX0;      // radiation length of the gas in the hole
 191    };
 192
 193    class AliTRDtrackingSector {
 194    public:
 195      AliTRDtrackingSector(AliTRDgeometry* geo, Int_t gs);
 196      ~AliTRDtrackingSector() { for(Int_t i=0; i<fN; i++) delete fLayers[i]; }
 197      Int_t    GetNumberOfLayers() const { return fN; }
 198      Int_t    GetNumberOfTimeBins() const;
 199      Double_t GetX(Int_t pl) const { return fLayers[pl]->GetX(); }
 200      void     MapTimeBinLayers();
 201      Int_t    GetLayerNumber(Double_t x) const;
 202      Int_t    GetInnerTimeBin() const;
 203      Int_t    GetOuterTimeBin() const;
 204      Int_t    GetLayerNumber(Int_t tb) const {return fTimeBinIndex[tb];}
 205      Int_t    Find(Double_t x) const;
 206      void     InsertLayer(AliTRDpropagationLayer* pl);
 207      //     AliTRDpropagationLayer* operator[](Int_t i) { return fLayers[i]; }
 208      AliTRDpropagationLayer* GetLayer(Int_t i) { return fLayers[i]; }
 209      Int_t    CookTimeBinIndex(Int_t plane, Int_t localTB) const;
 210
 211    private:
 212      Int_t                     fN;      // total number of layers
 213      AliTRDgeometry            *fGeom;  // geometry
 214      AliTRDpropagationLayer    *fLayers[kMaxLayersPerSector];   // layers
 215      Int_t                     fTimeBinIndex[kMaxTimeBinIndex]; // time bin index
 216      Int_t                     fGeomSector;   // sector # in AliTRDgeometry
 217    };
 218
 219  protected:
 220
 221   friend class AliTRDtracker::AliTRDtrackingSector;
 222
 223   AliTRDgeometry     *fGeom;            // Pointer to TRD geometry
 224
 225   AliTRDtrackingSector *fTrSec[kTrackingSectors];  // array of tracking sectors;
 226   Int_t            fNclusters;        // Number of clusters in TRD
 227   TObjArray        *fClusters;        // List of clusters for all sectors
 228
 229   Int_t            fNseeds;           // Number of track seeds
 230   TObjArray        *fSeeds;           // List of track seeds
 231
 232   Int_t            fNtracks;          // Number of reconstructed tracks
 233   TObjArray        *fTracks;          // List of reconstructed tracks
 234
 235
 236   Int_t       fTimeBinsPerPlane;      // number of sensitive timebins per plane
 237                                       // in track prolongation
 238
 239   static const Double_t fgkMaxChi2;   // max increment in track chi2
 240
 241   static const Float_t  fgkMinClustersInTrack; // min number of clusters in track
 242                                                // out of total timebins
 243
 244   static const Float_t  fgkLabelFraction;  // min fraction of same label
 245   //
 246   static const Double_t fgkMaxSnp;           // maximal snp for tracking
 247   static const Double_t fgkMaxStep;           // maximal step for tracking
 248
 249   Bool_t                fAddTRDseeds;      // Something else
 250
 251   Bool_t                fNoTilt;           // No tilt, or what?
 252   Bool_t                fHoles[5][18];     // holes
 253
 254   Bool_t AdjustSector(AliTRDtrack *track);
 255
 256  private:
 257   AliTRDtrack *   RegisterSeed(AliTRDseed * seeds, Double_t *params);
 258   void  MakeSeedsMI(Int_t inner, Int_t outer, AliESD *esd=0);
 259
 260   Int_t         FollowBackProlongation(AliTRDtrack& t);
 261   Int_t         FollowProlongation(AliTRDtrack& t);
 262   void          CookdEdxTimBin(AliTRDtrack& t);
 263
 264   Int_t         PropagateToX(AliTRDtrack& t, Double_t xToGo, Double_t maxStep);
 265
 266   Double_t      ExpectedSigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt) const;
 267   Double_t      ExpectedSigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl) const;
 268   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;     //!debug streamer
 269   ClassDef(AliTRDtracker,2)           // manager base class
 270
 271 };
 272
 273 #endif