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[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDtracker.h
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@@ -6,44 +6,55 @@
 
 #include "AliTracker.h" 
 #include "TObjArray.h" 
-#include "AliBarrelTrack.h"
-#include "AliESD.h"
 
 class TFile;
 class TTree;
-class TParticle;
-class TParticlePDG;
+class TParticle;class TParticlePDG;
 
 class AliTRDgeometry;
-class AliTRDparameter;
 class AliTRDtrack;
+class AliTRDtracklet;
 class AliTRDcluster;
-class AliTRDmcTrack;
+class AliTRDseed;
+class AliESD;
+class TTreeSRedirector;
 
-const unsigned kMaxLayersPerSector = 1000;  
-const unsigned kMaxTimeBinIndex = 216;  // (30 drift + 6 ampl) * 6 planes  
-const unsigned kMaxClusterPerTimeBin = 7000; 
-const unsigned kZones = 5; 
-const Int_t    kTrackingSectors = 18; 
+///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+//                                                                           //
+//  The standard TRD tracker                                                 //  
+//  Based on Kalman filltering approach                                      //
+//                                                                           //
+///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 class AliTRDtracker : public AliTracker { 
 
  public:
 
+  enum { kMaxLayersPerSector   = 1000
+       , kMaxTimeBinIndex      = 216
+       , kMaxClusterPerTimeBin = 7000
+       , kZones                = 5
+       , kTrackingSectors      = 18   };
+
   AliTRDtracker();
   AliTRDtracker(const TFile *in);
   virtual ~AliTRDtracker(); 
 
-  Int_t         Clusters2Tracks(const TFile *in, TFile *out);
+  static Int_t  Freq(Int_t n, const Int_t *inlist, Int_t *outlist, Bool_t down);    
   Int_t         Clusters2Tracks(AliESD* event);
-  Int_t         PropagateBack(const TFile *in, TFile *out);
   Int_t         PropagateBack(AliESD* event);
   Int_t         RefitInward(AliESD* event);
 
+  // transformation
+  Int_t         LocalToGlobalID(Int_t lid);
+  Int_t         GlobalToLocalID(Int_t gid);
+  Bool_t        Transform(AliTRDcluster * cluster);
+  //
   Int_t         LoadClusters(TTree *cTree);
-  void          UnloadClusters(){UnloadEvent();}
+  void          UnloadClusters();
   AliCluster   *GetCluster(Int_t index) const { if (index >= fNclusters) return NULL; 
                                                 return (AliCluster*) fClusters->UncheckedAt(index); };
+  Bool_t        GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
   virtual void  CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
   virtual void  UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;  
   
@@ -52,64 +63,49 @@ class AliTRDtracker : public AliTracker {
 
   Double_t      GetTiltFactor(const AliTRDcluster* c);
 
-  void          ReadClusters(TObjArray *array, const Char_t *filename); 
-  Int_t         ReadClusters(TObjArray *array, TTree *in);
+  Int_t         ReadClusters(TObjArray *array, TTree *in) const;
   Int_t         CookSectorIndex(Int_t gs) const { return kTrackingSectors - 1 - gs; }
-  AliTRDcluster * GetCluster(AliTRDtrack * track, Int_t plane, Int_t timebin);
+  AliTRDcluster * GetCluster(AliTRDtrack * track, Int_t plane, Int_t timebin, UInt_t &index);
   Int_t         GetLastPlane(AliTRDtrack * track); //return last updated plane
+  Int_t         FindClusters(Int_t sector, Int_t t0, Int_t t1, AliTRDtrack *track
+                           , Int_t *clusters, AliTRDtracklet& tracklet);
 
-  Float_t  GetSeedGap()       const {return fgkSeedGap;}   
-  Int_t    GetMaxGap()        const {return fMaxGap;}   
-  Int_t    GetTimeBinsPerPlane()   const {return fTimeBinsPerPlane;}   
-  Float_t  GetSeedStep()      const {return fgkSeedStep;}
-  Float_t  GetSeedDepth()     const {return fgkSeedDepth;}
-  Float_t  GetSkipDepth()     const {return fgkSkipDepth;}
-  Double_t GetMaxChi2()       const {return fgkMaxChi2;}
-  Float_t  GetMaxSeedC()      const {return fgkMaxSeedC;}
-  Float_t  GetMaxSeedTan()    const {return fgkMaxSeedTan;}
-  Double_t GetSeedErrorSY()   const {return fgkSeedErrorSY;}
-  Double_t GetSeedErrorSY3()  const {return fgkSeedErrorSY3;}
-  Double_t GetSeedErrorSZ()   const {return fgkSeedErrorSZ;}
-  Float_t  GetLabelFraction() const {return fgkLabelFraction;}
-  Float_t  GetWideRoad()      const {return fgkWideRoad;}
-
-  Float_t  GetMinClustersInTrack() const {return fgkMinClustersInTrack;}
-  Float_t  GetMinClustersInSeed()  const {return fgkMinClustersInSeed;} 
-  Float_t  GetMaxSeedDeltaZ()      const {return fgkMaxSeedDeltaZ;}
-  Float_t  GetMaxSeedVertexZ()     const {return fgkMaxSeedVertexZ;}
+  Int_t         GetTimeBinsPerPlane() const   { return fTimeBinsPerPlane;     }   
+  Double_t      GetMaxChi2() const            { return fgkMaxChi2;            }
+  Float_t       GetLabelFraction() const      { return fgkLabelFraction;      }
+  Float_t       GetMinClustersInTrack() const { return fgkMinClustersInTrack; }
 
   // x <-> timebin conversions useful in analysis macros
-  Double_t GetX(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const;
-  Double_t GetX(Int_t sec, Int_t pl) const { 
-    return fTrSec[sec]->GetLayer(pl)->GetX(); }
-  Int_t GetGlobalTimeBin(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const {
-    return fTrSec[sec]->CookTimeBinIndex(plane,localTB); }
-  Double_t GetLayerNumber(Int_t sec, Double_t x) const {
-    return fTrSec[sec]->GetLayerNumber(x); }
+  Double_t      GetX(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const;
+  Double_t      GetX(Int_t sec, Int_t pl) const 
+                                              { return fTrSec[sec]->GetLayer(pl)->GetX(); }
+  Int_t         GetGlobalTimeBin(Int_t sec, Int_t plane, Int_t localTB) const 
+                                              { return fTrSec[sec]->CookTimeBinIndex(plane,localTB); }
+  Double_t GetLayerNumber(Int_t sec, Double_t x) const 
+                                              { return fTrSec[sec]->GetLayerNumber(x); }
+
+ protected:
 
   class AliTRDpropagationLayer {
+
    // *****************  internal class *******************
    public: 
+
      AliTRDpropagationLayer(Double_t x, Double_t dx, Double_t rho, 
-                            Double_t x0, Int_t tbIndex); 
+                            Double_t x0, Int_t tbIndex, Int_t plane); 
+
+     ~AliTRDpropagationLayer() { if(fTimeBinIndex >= 0) { delete[] fClusters; delete[] fIndex; }}
 
-     ~AliTRDpropagationLayer() { 
-       if(fTimeBinIndex >= 0) { delete[] fClusters; delete[] fIndex; }
-     }
-     void InsertCluster(AliTRDcluster *c, UInt_t index);
+     void           InsertCluster(AliTRDcluster *c, UInt_t index);
      operator       Int_t() const {return fN;}
      AliTRDcluster* operator[](Int_t i) {return fClusters[i];}
      UInt_t         GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];} 
      Double_t       GetX() const { return fX; }
      Double_t       GetdX() const { return fdX; }
-     Double_t       GetRho() const { return fRho; }
-     Double_t       GetX0() const { return fX0; }
      Int_t          GetTimeBinIndex() const { return fTimeBinIndex; }     
-     void           GetPropagationParameters(Double_t y, Double_t z,
-                                Double_t &dx, Double_t &rho, Double_t &x0, 
-                                Bool_t &lookForCluster) const;
-     Int_t          GetZone( Double_t z) const;
-     Int_t          Find(Double_t y) const; 
+     Int_t          GetPlane() const { return fPlane;}
+     Int_t          Find(Float_t y) const; 
+     Int_t          FindNearestCluster(Float_t y, Float_t z, Float_t maxroad, Float_t maxroadz) const;
      void           SetZmax(Int_t cham, Double_t center, Double_t w)
                       { fZc[cham] = center;  fZmax[cham] = w; }
      void           SetZ(Double_t* center, Double_t *w, Double_t *wsensitive);
@@ -125,39 +121,45 @@ class AliTRDtracker : public AliTracker {
                             
      Bool_t         IsSensitive() const {return (fTimeBinIndex>=0)? kTRUE: kFALSE;}
                        
-     void    Clear() {for(Int_t i=0; i<fN; i++) fClusters[i] = NULL; fN = 0;}
-     Bool_t  IsHole(Int_t zone) const  { return fIsHole[zone];}              
+     void           Clear() {for(Int_t i=0; i<fN; i++) fClusters[i] = NULL; fN = 0;}
+     Bool_t         IsHole(Int_t zone) const  { return fIsHole[zone];}              
+
    private:     
 
-     Int_t         fN;          // this is fN
-     Int_t         fSec;        // sector mumber
-     AliTRDcluster **fClusters; // array of pointers to clusters
-     UInt_t        *fIndex;     // array of cluster indexes
-     Double_t       fX;         // x coordinate of the middle plane
-     Double_t       fdX;        // radial thickness of the time bin
-     Double_t       fRho;       // default density of the material 
-     Double_t       fX0;        // default radiation length 
-     Int_t          fTimeBinIndex;  // plane * F(local_tb)  
-     Double_t       fZc[kZones];  // Z position of the center for 5 active areas
-     Double_t       fZmax[kZones]; // half of active area length in Z
-     Double_t       fZmaxSensitive[kZones]; //sensitive area for detection Z     
-     Bool_t         fIsHole[kZones]; //is hole in given sector       
-     Double_t       fYmax;        // half of active area length in Y
-     Double_t       fYmaxSensitive;        // half of active area length in Y
-
-     Bool_t         fHole;        // kTRUE if there is a hole in the layer
-     Double_t       fHoleZc;      // Z of the center of the hole 
-     Double_t       fHoleZmax;    // half of the hole length in Z
-     Double_t       fHoleYc;      // Y of the center of the hole 
-     Double_t       fHoleYmax;    // half of the hole length in Y 
-     Double_t       fHoleRho;     // density of the gas in the hole 
-     Double_t       fHoleX0;      // radiation length of the gas in the hole 
-   };
-
-   class AliTRDtrackingSector {
+     Int_t           fN;                     // this is fN
+     Int_t           fSec;                   // sector mumber
+     AliTRDcluster **fClusters;              // array of pointers to clusters
+     UInt_t         *fIndex;                 // array of cluster indexes
+     Double_t        fX;                     // x coordinate of the middle plane
+     Double_t        fdX;                    // radial thickness of the time bin
+     Double_t        fRho;                   // default density of the material 
+     Double_t        fX0;                    // default radiation length 
+     Int_t           fTimeBinIndex;          // plane * F(local_tb)  
+     Int_t           fPlane;                 // plane number
+     Double_t        fZc[kZones];            // Z position of the center for 5 active areas
+     Double_t        fZmax[kZones];          // half of active area length in Z
+     Double_t        fZmaxSensitive[kZones]; // sensitive area for detection Z     
+     Bool_t          fIsHole[kZones];        // is hole in given sector       
+     Double_t        fYmax;                  // half of active area length in Y
+     Double_t        fYmaxSensitive;         // half of active area length in Y
+
+     Bool_t          fHole;                  // kTRUE if there is a hole in the layer
+     Double_t        fHoleZc;                // Z of the center of the hole 
+     Double_t        fHoleZmax;              // half of the hole length in Z
+     Double_t        fHoleYc;                // Y of the center of the hole 
+     Double_t        fHoleYmax;              // half of the hole length in Y 
+     Double_t        fHoleRho;               // density of the gas in the hole 
+     Double_t        fHoleX0;                // radiation length of the gas in the hole 
+
+  };
+
+  class AliTRDtrackingSector {
+
    public:
-     AliTRDtrackingSector(AliTRDgeometry* geo, Int_t gs, AliTRDparameter* par);
+
+     AliTRDtrackingSector(AliTRDgeometry* geo, Int_t gs);
      ~AliTRDtrackingSector() { for(Int_t i=0; i<fN; i++) delete fLayers[i]; }
+
      Int_t    GetNumberOfLayers() const { return fN; }
      Int_t    GetNumberOfTimeBins() const;
      Double_t GetX(Int_t pl) const { return fLayers[pl]->GetX(); }
@@ -166,122 +168,60 @@ class AliTRDtracker : public AliTracker {
      Int_t    GetInnerTimeBin() const;
      Int_t    GetOuterTimeBin() const;
      Int_t    GetLayerNumber(Int_t tb) const {return fTimeBinIndex[tb];}
-     Float_t  GetTzeroShift() const { return fTzeroShift; }   
      Int_t    Find(Double_t x) const; 
      void     InsertLayer(AliTRDpropagationLayer* pl);
+
      //     AliTRDpropagationLayer* operator[](Int_t i) { return fLayers[i]; }
      AliTRDpropagationLayer* GetLayer(Int_t i) { return fLayers[i]; }
      Int_t    CookTimeBinIndex(Int_t plane, Int_t localTB) const;     
 
    private:
-     Int_t                     fN;      // total number of layers
-     AliTRDgeometry            *fGeom;  // geometry
-     AliTRDparameter           *fPar;   // parameter
-     AliTRDpropagationLayer    *fLayers[kMaxLayersPerSector];   // layers   
-     Int_t                     fTimeBinIndex[kMaxTimeBinIndex]; // time bin index
-     Float_t                   fTzeroShift;   // T0 shift in cm
-     Int_t                     fGeomSector;   // sector # in AliTRDgeometry
-   };
-
- protected:
-
-  AliTRDgeometry     *fGeom;            // Pointer to TRD geometry
-  AliTRDparameter    *fPar;             // Pointer to TRD parameter
 
-  AliTRDtrackingSector *fTrSec[kTrackingSectors];  // array of tracking sectors;    
-  Int_t            fNclusters;        // Number of clusters in TRD 
-  TObjArray        *fClusters;        // List of clusters for all sectors
-
-  Int_t            fNseeds;           // Number of track seeds  
-  TObjArray        *fSeeds;           // List of track seeds
-   
-  Int_t            fNtracks;          // Number of reconstructed tracks 
-  TObjArray        *fTracks;          // List of reconstructed tracks   
-
-  Float_t          fSY2corr;          // Correction coefficient for
-                                      // cluster SigmaY2 
-
-  Float_t          fSZ2corr;          // Correction coefficient for
-                                      // cluster SigmaZ2 
-
-  static const Float_t  fgkSeedGap;   // Distance between inner and outer
-                                      // time bin in seeding 
-                                      // (fraction of all time bins) 
-  
-  static const Float_t  fgkSeedStep;  // Step in iterations
-  static const Float_t  fgkSeedDepth; // Fraction of TRD allocated for seeding
-  static const Float_t  fgkSkipDepth; // Fraction of TRD which can be skipped
-                                      // in track prolongation             
-  Int_t       fTimeBinsPerPlane;      // number of sensitive timebins per plane
-  Int_t       fMaxGap;                // max gap (in time bins) in the track  
-                                      // in track prolongation             
-
-  static const Double_t fgkMaxChi2;   // max increment in track chi2 
-        
-  static const Float_t  fgkMinClustersInTrack; // min number of clusters in track
-                                               // out of total timebins
-
-  static const Float_t  fgkMinFractionOfFoundClusters; // min found clusters 
-                                                       // out of expected  
-
-  static const Float_t  fgkMinClustersInSeed;  // min fraction of clusters in seed
-  static const Float_t  fgkMaxSeedDeltaZ;   // max dZ in MakeSeeds
-  static const Float_t  fgkMaxSeedDeltaZ12; // max abs(z1-z2) in MakeSeeds
-  static const Float_t  fgkMaxSeedC;       // max initial curvature in MakeSeeds
-  static const Float_t  fgkMaxSeedTan;     // max initial Tangens(lambda) in MakeSeeds
-  static const Float_t  fgkMaxSeedVertexZ; // max vertex Z in MakeSeeds
-  static const Double_t fgkSeedErrorSY;    // sy parameter in MakeSeeds
-  static const Double_t fgkSeedErrorSY3;   // sy3 parameter in MakeSeeds
-  static const Double_t fgkSeedErrorSZ;    // sz parameter in MakeSeeds
-  static const Float_t  fgkLabelFraction;  // min fraction of same label
-  static const Float_t  fgkWideRoad;       // max road width in FindProlongation
-
-  Bool_t                fVocal;            // Whatever...
-  Bool_t                fAddTRDseeds;      // Something else
-
-  Bool_t                fNoTilt;           // No tilt, or what?
-  Bool_t                fHoles[5][18];     // holes
+     Int_t                     fN;                              // total number of layers
+     AliTRDgeometry           *fGeom;                           // geometry
+     AliTRDpropagationLayer   *fLayers[kMaxLayersPerSector];    // layers   
+     Int_t                     fTimeBinIndex[kMaxTimeBinIndex]; // time bin index
+     Int_t                     fGeomSector;                     // sector # in AliTRDgeometry
+
+  };
+
+  AliTRDgeometry       *fGeom;                    // Pointer to TRD geometry
+  AliTRDtrackingSector *fTrSec[kTrackingSectors]; // array of tracking sectors;    
+  Int_t                 fNclusters;               // Number of clusters in TRD 
+  TObjArray            *fClusters;                // List of clusters for all sectors
+  Int_t                 fNseeds;                  // Number of track seeds  
+  TObjArray            *fSeeds;                   // List of track seeds
+  Int_t                 fNtracks;                 // Number of reconstructed tracks 
+  TObjArray            *fTracks;                  // List of reconstructed tracks   
+  Int_t                 fTimeBinsPerPlane;        // timebins per plane in track prolongation 
+
+  static const Double_t fgkMaxChi2;               // max increment in track chi2 
+  static const Float_t  fgkMinClustersInTrack;    // min number of clusters in track
+  static const Float_t  fgkLabelFraction;         // min fraction of same label
+  static const Double_t fgkMaxSnp;                // maximal snp for tracking
+  static const Double_t fgkMaxStep;               // maximal step for tracking  
+
+  Bool_t                fAddTRDseeds;             // Something else
+  Bool_t                fNoTilt;                  // No tilt, or what?
+  Bool_t                fHoles[5][18];            // holes
   
-  Bool_t AdjustSector(AliTRDtrack *track); 
+  Bool_t                AdjustSector(AliTRDtrack *track); 
  
-  
-  // Barrel tracks [SR, 03.04.2003]
-
-  static const Int_t fgkFirstPlane;   // Id of the first (innermost) reference plane 
-  static const Int_t fgkLastPlane;    // Id of the last (outermost) reference plane
-  
-  void SetBarrelTree(const char *mode);
-  void StoreBarrelTrack(AliTRDtrack *ps, Int_t refPlane, Int_t isIn);
-  
-  TFile *fBarrelFile;                // Some kind of barrel file
-  TTree *fBarrelTree;                // And a barrel tree
-  TClonesArray *fBarrelArray;        // Wow, there even an array for that barrel
-  AliBarrelTrack *fBarrelTrack;      // And, finally, the track
-
  private:
 
-  void          LoadEvent();
-  void          UnloadEvent();
-
-  virtual void  MakeSeeds(Int_t inner, Int_t outer, Int_t turn);
+  AliTRDtrack         *RegisterSeed(AliTRDseed *seeds, Double_t *params);
+  void                 MakeSeedsMI(Int_t inner, Int_t outer, AliESD *esd=0);
 
-  Int_t         FollowProlongation(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
-  Int_t         FollowBackProlongation(AliTRDtrack& t);
-  Int_t         Refit(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
+  Int_t                FollowBackProlongation(AliTRDtrack& t);
+  Int_t                FollowProlongation(AliTRDtrack& t);
+  void                 CookdEdxTimBin(AliTRDtrack& t);  
+  Int_t                PropagateToX(AliTRDtrack& t, Double_t xToGo, Double_t maxStep);
+  Double_t             ExpectedSigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt) const;
+  Double_t             ExpectedSigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl) const;
 
-  Int_t         PropagateToTPC(AliTRDtrack& t);
-  Int_t         PropagateToOuterPlane(AliTRDtrack& t, Double_t x);
+  TTreeSRedirector    *fDebugStreamer;            //!debug streamer
 
-  Int_t         WriteTracks(); 
-  void          ReadClusters(TObjArray *array, const TFile *in=0);
-
-  void          SetSY2corr(Float_t w)    {fSY2corr = w;}
-  void          SetSZ2corr(Float_t w)    {fSZ2corr = w;}
-  Double_t      ExpectedSigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt) const;
-  Double_t      ExpectedSigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl) const;
-
-  ClassDef(AliTRDtracker,1)           // manager base class  
+  ClassDef(AliTRDtracker,2)                      // TRD tracker
 
 };
-
 #endif