(Alberto) Updated track matching algorithm
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALTracker.cxx
1 //========================================================================
2 // Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. 
3 //                                                                        
4 // Author: The ALICE Off-line Project.                                    
5 // Contributors are mentioned in the code where appropriate.              
6 //                                                                        
7 // Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   
8 // documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   
9 // without fee, provided that the above copyright notice appears in all   
10 // copies and that both the copyright notice and this permission notice   
11 // appear in the supporting documentation. The authors make no claims     
12 // about the suitability of this software for any purpose. It is          
13 // provided "as is" without express or implied warranty.                  
14 //======================================================================== 
15 //                       
16 //                       Class AliEMCALTracker 
17 //                      -----------------------
18 // Implementation of the track matching method between barrel tracks and
19 // EMCAL clusters.
20 // Besides algorithm implementation, some cuts are required to be set
21 // in order to define, for each track, an acceptance window where clusters
22 // are searched to find best match (if any).
23 // The class accepts as input an ESD container, and works directly on it,
24 // simply setting, for each of its tracks, the fEMCALindex flag, for each
25 // track which is matched to a cluster.
26 // In order to use method, one must launch PropagateBack().
27 //
28 // ------------------------------------------------------------------------
29 // author: A. Pulvirenti (alberto.pulvirenti@ct.infn.it)
30 //=========================================================================
31
32 #include <Riostream.h>
33 #include <iomanip>
34
35 #include <TFile.h>
36 #include <TTree.h>
37 #include <TMath.h>
38 #include <TList.h>
39 #include <TString.h>
40 #include <TVector3.h>
41 #include <TClonesArray.h>
42 #include <TGeoMatrix.h>
43
44 #include "AliLog.h"
45 #include "AliESD.h"
46 #include "AliESDtrack.h"
47 #include "AliKalmanTrack.h"
48 #include "AliEMCALRecPoint.h"
49 #include "AliRunLoader.h"
50 #include "AliEMCALTrack.h"
51 #include "AliEMCALLoader.h"
52 #include "AliEMCALGeometry.h"
53
54 #include "AliEMCALTracker.h"
55
56 ClassImp(AliEMCALTracker)
57 //
58 //------------------------------------------------------------------------------
59 //
60 AliEMCALTracker::AliEMCALTracker() 
61   : AliTracker(),
62     fNPropSteps(0),
63     fTrackCorrMode(kTrackCorrNone),
64     fCutX(50.0),
65     fCutY(50.0),
66     fCutZ(50.0),
67     fCutAlphaMin(-200.0),
68     fCutAlphaMax(200.0),
69     fCutAngle(100.0),
70     fMaxDist(100.0),
71     fRho(1.0),
72     fX0(1.0),
73     fTracks(0),
74     fClusters(0),
75     fMatches(0),
76     fGeom(0)
77 {
78         //
79         // Default constructor.
80         // Initializes al simple data members to default values,
81         // and all collections to NULL.
82         // Output file name is set to a default value.
83         //
84 }
85 //
86 //------------------------------------------------------------------------------
87 //
88 AliEMCALTracker::AliEMCALTracker(const AliEMCALTracker& copy) 
89   : AliTracker(),
90     fNPropSteps(copy.fNPropSteps),
91     fTrackCorrMode(copy.fTrackCorrMode),
92     fCutX(copy.fCutX),
93     fCutY(copy.fCutY),
94     fCutZ(copy.fCutZ),
95     fCutAlphaMin(copy.fCutAlphaMin),
96     fCutAlphaMax(copy.fCutAlphaMax),
97     fCutAngle(copy.fCutAngle),
98     fMaxDist(copy.fMaxDist),
99     fRho(copy.fRho),
100     fX0(copy.fX0),
101     fTracks((TObjArray*)copy.fTracks->Clone()),
102     fClusters((TObjArray*)copy.fClusters->Clone()),
103     fMatches((TList*)copy.fMatches->Clone()),
104     fGeom(copy.fGeom)
105 {
106         //
107         // Copy constructor
108         // Besides copying all parameters, duplicates all collections.
109         //
110 }
111 //
112 //------------------------------------------------------------------------------
113 //
114 AliEMCALTracker& AliEMCALTracker::operator=(const AliEMCALTracker& copy)
115 {
116         //
117         // Assignment operator.
118         // Besides copying all parameters, duplicates all collections.  
119         //
120         
121         fCutX = copy.fCutX;
122         fCutY = copy.fCutY;
123         fCutZ = copy.fCutZ;
124         fCutAlphaMin = copy.fCutAlphaMin;
125         fCutAlphaMax = copy.fCutAlphaMax;
126         fCutAngle = copy.fCutAngle;
127         fMaxDist = copy.fMaxDist;
128         
129         fTracks = (TObjArray*)copy.fTracks->Clone();
130         fClusters = (TObjArray*)copy.fClusters->Clone();
131         fMatches = (TList*)copy.fMatches->Clone();
132         
133         fGeom = copy.fGeom;
134         
135         return (*this);
136 }
137 //
138 //------------------------------------------------------------------------------
139 //
140 TTree* AliEMCALTracker::SearchTrueMatches()
141 {
142         if (!fClusters) return 0;
143         if (fClusters->IsEmpty()) return 0;
144         if (!fTracks) return 0;
145         if (fTracks->IsEmpty()) return 0;
146         
147         TTree *outTree = new TTree("tree", "True matches from event");
148         Int_t indexT, indexC, label;
149         outTree->Branch("indexC", &indexC, "indexC/I");
150         outTree->Branch("indexT", &indexT, "indexT/I");
151         outTree->Branch("label",  &label , "label/I");
152         
153         Double_t dist;
154         Int_t ic, nClusters = (Int_t)fClusters->GetEntries();
155         Int_t it, nTracks = fTracks->GetEntries();
156         
157         for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) {
158                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
159                 label = cluster->Label();
160                 indexC = cluster->Index();
161                 for (it = 0; it < nTracks; it++) {
162                         AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it);
163                         if (TMath::Abs(track->GetSeedLabel()) != label) continue;
164                         dist = CheckPair(track, cluster);
165                         if (dist <= fMaxDist) {
166                                 indexT = track->GetSeedIndex();
167                                 outTree->Fill();
168                         }
169                 }
170         }
171         
172         return outTree;
173 }
174 //
175 //------------------------------------------------------------------------------
176 //
177 void AliEMCALTracker::Clear(Option_t* option)
178 {
179         //
180         // Clearing method
181         // Clears all specified arrays and the containers themselves.
182         //
183
184         TString opt(option);
185         Bool_t doDelete = opt.Contains("DELETE");
186         Bool_t clearTracks = opt.Contains("TRACKS");
187         Bool_t clearClusters = opt.Contains("CLUSTERS");
188         Bool_t clearMatches = opt.Contains("MATCHES");
189         if (opt.Contains("ALL")) {
190                 clearTracks = kTRUE;
191                 clearClusters = kTRUE;
192                 clearMatches = kTRUE;
193         }
194         
195         if (fTracks != 0x0 && clearTracks) {
196                 if (!doDelete) {
197                         fTracks->Clear();
198                 }
199                 else {
200                         if (!fTracks->IsEmpty()) fTracks->Delete();
201                         delete fTracks;
202                         fTracks = 0;
203                 }
204         }
205         if (fClusters != 0x0 && clearClusters) {
206                 if (!doDelete) {
207                         fClusters->Clear();
208                 }
209                 else {
210                         if (!fClusters->IsEmpty()) fClusters->Delete();
211                         delete fClusters;
212                         fClusters = 0;
213                 }
214         }
215         if (fMatches != 0x0 && clearMatches) {
216                 if (!doDelete) {
217                         fMatches->Clear();
218                 }
219                 else {
220                         if (!fMatches->IsEmpty()) fMatches->Delete();
221                         delete fMatches;
222                         fMatches = 0;
223                 }
224         }
225 }
226 //
227 //------------------------------------------------------------------------------
228 //
229 Int_t AliEMCALTracker::LoadClusters(TTree *cTree) 
230 {
231         //
232         // Load EMCAL clusters in the form of AliEMCALRecPoint,
233         // from simulation temporary files.
234         // (When included in reconstruction chain, this method is used automatically)
235         //
236         
237         Clear("CLUSTERS");
238
239         TBranch *branch = cTree->GetBranch("EMCALECARP");
240         if (!branch) {
241                 AliError("Can't get the branch with the EMCAL clusters");
242                 return 1;
243         }
244         
245         TClonesArray dummy("AliEMCALRecPoint", 10000);
246         TClonesArray *clusters = &dummy;
247         branch->SetAddress(&clusters);
248         Int_t nClusters = (Int_t)clusters->GetEntries();
249         
250         cTree->GetEvent(0);
251         fClusters = new TObjArray(0);
252         for (Int_t i = 0; i < nClusters; i++) {
253                 AliEMCALRecPoint *cluster = (AliEMCALRecPoint*)clusters->At(i);
254                 if (!cluster) continue;
255                 if (cluster->GetClusterType() != AliESDCaloCluster::kClusterv1) continue;
256                 AliEMCALMatchCluster *matchCluster = new AliEMCALMatchCluster(i, cluster);
257                 fClusters->AddLast(matchCluster);
258         }
259         if (fClusters->IsEmpty()) {
260                 AliError("No clusters collected");
261                 return 1;
262         }
263         
264         AliInfo(Form("Collected %d clusters", fClusters->GetEntries()));
265
266         return 0;
267 }
268 //
269 //------------------------------------------------------------------------------
270 //
271 Int_t AliEMCALTracker::LoadClusters(AliESD *esd) 
272 {
273         //
274         // Load EMCAL clusters in the form of AliESDCaloClusters,
275         // from an AliESD object.
276         //
277
278         // make sure that tracks/clusters collections are empty
279         Clear("CLUSTERS");
280         
281         Int_t start = esd->GetFirstEMCALCluster();
282         Int_t nClustersEMC = esd->GetNumberOfEMCALClusters();
283         Int_t end = start + nClustersEMC;
284         
285         fClusters = new TObjArray(0);
286                 
287         Int_t i;
288         for (i = start; i < end; i++) {
289                 AliESDCaloCluster *cluster = esd->GetCaloCluster(i);
290                 if (!cluster) continue;
291                 if (cluster->GetClusterType() != AliESDCaloCluster::kClusterv1) continue;
292                 AliEMCALMatchCluster *matchCluster = new AliEMCALMatchCluster(i, cluster);
293                 fClusters->AddLast(matchCluster);
294         }
295         if (fClusters->IsEmpty()) {
296                 AliError("No clusters collected");
297                 return 1;
298         }
299         
300         AliInfo(Form("Collected %d clusters", fClusters->GetEntries()));
301
302         return 0;
303 }
304 //
305 //------------------------------------------------------------------------------
306 //
307 Int_t AliEMCALTracker::LoadTracks(AliESD *esd)
308 {
309         //
310         // Load ESD tracks.
311         //
312         
313         Clear("TRACKS");
314         
315         Int_t nTracks = esd->GetNumberOfTracks();
316         fTracks = new TObjArray(0);
317         
318         Int_t i, j;
319         Bool_t isKink;
320         Double_t alpha; 
321         for (i = 0; i < nTracks; i++) {
322                 AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(i);
323                 // set by default the value corresponding to "no match"
324                 esdTrack->SetEMCALcluster(kUnmatched);
325 //              if (esdTrack->GetLabel() < 0) continue;
326 //              if (!(esdTrack->GetStatus() & AliESDtrack::kTOFout)) continue;
327                 isKink = kFALSE;
328                 for (j = 0; j < 3; j++) {
329                         if (esdTrack->GetKinkIndex(j) != 0) isKink = kTRUE;
330                 }
331                 if (isKink) continue;
332                 AliEMCALTrack *track = new AliEMCALTrack(*esdTrack);
333                 track->SetMass(0.13957018);
334                 // check alpha and reject the tracks which fall outside EMCAL acceptance
335                 alpha = track->GetAlpha() * TMath::RadToDeg();
336                 if (alpha >  -155.0 && alpha < 67.0) {
337                         delete track;
338                         continue;
339                 }
340 //              if (!PropagateToEMCAL(track)) {
341 //                      delete track;
342 //                      continue;
343 //              }
344                 track->SetSeedIndex(i);
345                 track->SetSeedLabel(esdTrack->GetLabel());
346                 fTracks->AddLast(track);
347         }
348         if (fTracks->IsEmpty()) {
349                 AliError("No tracks collected");
350                 return 1;
351         }
352         
353         AliInfo(Form("Collected %d tracks", fTracks->GetEntries()));
354
355         return 0;
356 }
357 //
358 //------------------------------------------------------------------------------
359 //
360 Int_t AliEMCALTracker::PropagateBack(AliESD* esd)
361 {
362         //
363         // Main operation method.
364         // Gets external AliESD containing tracks to be matched.
365         // After executing match finding, stores in the same ESD object all infos
366         // and releases the object for further reconstruction steps.
367         //
368         
369         if (!esd) {
370                 AliError("NULL ESD passed");
371                 return 1;
372         }
373         
374         // step 1: 
375         // if cluster array is empty, cluster are collected
376         // from the passed ESD, and work is done with ESDCaloClusters
377         Int_t okLoadClusters, nClusters;
378         if (!fClusters || (fClusters && fClusters->IsEmpty())) {
379                 okLoadClusters = LoadClusters(esd);
380                 if (okLoadClusters) return 2;
381         }
382         nClusters = fClusters->GetEntries();
383         
384         // step 2:
385         // collect ESD tracks
386         Int_t okLoadTracks = LoadTracks(esd), nTracks;
387         if (okLoadTracks) return 3;
388         nTracks = fTracks->GetEntries();
389         
390         // step 3:
391         // each track is propagated to the "R" position of each cluster.
392         // The closest cluster is assigned as match.
393         // IF no clusters lie within the maximum allowed distance, no matches are assigned.
394         Int_t nMatches = CreateMatches();
395         if (!nMatches) {
396                 AliInfo(Form("#clusters = %d -- #tracks = %d --> No good matches found.", nClusters, nTracks));
397                 return 4;
398         }
399         else {
400                 AliInfo(Form("#clusters = %d -- #tracks = %d --> Found %d matches.", nClusters, nTracks, nMatches));
401         }
402         
403         // step 4:
404         // when more than 1 track share the same matched cluster, only the closest one is kept.
405         Int_t nRemoved = SolveCompetitions();
406         AliInfo(Form("Removed %d duplicate matches", nRemoved));
407         if (nRemoved >= nMatches) {
408                 AliError("Removed ALL matches! Check the algorithm or data. Nothing to save");
409                 return 5;
410         }
411         
412         // step 5:
413         // save obtained information setting the 'fEMCALindex' field of AliESDtrack object
414         Int_t nSaved = 0, trackID, nGood = 0, nFake = 0;
415         TListIter iter(fMatches);
416         AliEMCALMatch *match = 0;
417         while ( (match = (AliEMCALMatch*)iter.Next()) ) {
418                 if (!match->CanBeSaved()) continue;
419                 AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(match->GetIndexT());
420                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(match->GetIndexC());
421                 trackID = track->GetSeedIndex();
422                 AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(trackID);
423                 if (!esdTrack) continue;
424                 if (TMath::Abs(esdTrack->GetLabel()) == cluster->Label()) {
425                         esdTrack->SetEMCALcluster(cluster->Index());
426                         nGood++;
427                 }
428                 else {
429                         esdTrack->SetEMCALcluster(-cluster->Index());
430                         nFake++;
431                 }
432                 nSaved++;
433         }
434         /*
435         AliEMCALTrack *track = 0;
436         TObjArrayIter tracks(fTracks);
437         while ( (track = (AliEMCALTrack*)tracks.Next()) ) {
438                 trackID = track->GetSeedIndex();
439                 clusterID = track->GetMatchedClusterIndex();
440                 AliESDtrack *esdTrack = esd->GetTrack(trackID);
441                 if (!esdTrack) continue;
442                 if (clusterID < 0) {
443                         esdTrack->SetEMCALcluster(kUnmatched);
444                 }
445                 else {
446                         AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(clusterID);
447                         if (!cluster) continue;
448                         if (esdTrack->GetLabel() == cluster->Label()) {
449                                 nGood++;
450                                 esdTrack->SetEMCALcluster(cluster->Index());
451                         }
452                         else {
453                                 esdTrack->SetEMCALcluster(-cluster->Index());
454                         }
455                         nSaved++;
456                 }
457         }
458         */
459         AliInfo(Form("Saved %d matches [%d good + %d fake]", nSaved, nGood, nFake));
460
461         return 0;
462 }
463 //
464 //------------------------------------------------------------------------------
465 //
466 void AliEMCALTracker::SetTrackCorrectionMode(Option_t *option)
467 {
468         //
469         // Set track correction mode
470         // gest the choice in string format and converts into 
471         // internal enum
472         //
473         
474         TString opt(option);
475         opt.ToUpper();
476         
477         if (!opt.CompareTo("NONE")) {
478                 fTrackCorrMode = kTrackCorrNone;
479         }
480         else if (!opt.CompareTo("MMB")) {
481                 fTrackCorrMode = kTrackCorrMMB;
482         }
483         else if (!opt.CompareTo("FIXED")) {
484                 fTrackCorrMode = kTrackCorrFixed;
485         }
486         else {
487                 cerr << "E-AliEMCALTracker::SetTrackCorrectionMode '" << option << "': Unrecognized option" << endl;
488         }
489 }
490
491 //
492 //------------------------------------------------------------------------------
493 //
494 Double_t AliEMCALTracker::AngleDiff(Double_t angle1, Double_t angle2)
495 {
496         // 
497         // [PRIVATE]
498         // Given two angles in radiants, it converts them in the range 0-2pi
499         // then computes their true difference, i.e. if the difference a1-a2
500         // results to be larger than 180 degrees, it returns 360 - diff.
501         //
502         
503         if (angle1 < 0.0) angle1 += TMath::TwoPi();
504         if (angle1 > TMath::TwoPi()) angle1 -= TMath::TwoPi();
505         if (angle2 < 0.0) angle2 += TMath::TwoPi();
506         if (angle2 > TMath::TwoPi()) angle2 -= TMath::TwoPi();
507         
508         Double_t diff = TMath::Abs(angle1 - angle2);
509         if (diff > TMath::Pi()) diff = TMath::TwoPi() - diff;
510         
511         if (angle2 > angle1) diff = -diff;
512         
513         return diff;
514 }
515 //
516 //------------------------------------------------------------------------------
517 //
518 Double_t AliEMCALTracker::CheckPair
519 (AliEMCALTrack *track, AliEMCALMatchCluster *cl)
520 {
521         //
522         // Given a track and a cluster,
523         // propagates the first to the radius of the second.
524         // Then, checks the propagation point against all cuts.
525         // If at least a cut is not passed, a valuer equal to 
526         // twice the maximum allowed distance is passed (so the value returned
527         // will not be taken into account when creating matches)
528         //
529         
530         // TEMP
531         Bool_t isTrue = kFALSE;
532 //      if (tr->GetSeedLabel() == cl->Label()) {
533 //              isTrue = kTRUE;
534 //      }
535         
536         // copy track into temporary variable
537         AliEMCALTrack *tr = new AliEMCALTrack(*track);
538         
539         Double_t distance = 2.0 * fMaxDist;
540         
541         // check against cut on difference 'alpha - phi'
542         Double_t phi = TMath::ATan2(cl->Y(), cl->X());
543         phi = AngleDiff(phi, tr->GetAlpha());
544         if (phi < fCutAlphaMin || phi > fCutAlphaMax) return distance;
545         
546         // try to propagate to cluster radius
547         // (return the 'distance' value if it fails)
548         Double_t pos[3], &x = pos[0], &y = pos[1], &z = pos[2];
549         Double_t x0, rho;
550         tr->GetXYZ(pos);
551         Double_t rt = TMath::Sqrt(x*x + y*y);
552         Double_t rc = TMath::Sqrt(cl->X()*cl->X() + cl->Y()*cl->Y());
553         
554         if (fTrackCorrMode == kTrackCorrMMB) {
555                 Double_t pos1[3], pos2[3], param[6];
556                 pos1[0] = x;
557                 pos1[1] = y;
558                 pos1[2] = z;
559                 pos2[0] = cl->X();
560                 pos2[1] = cl->Y();
561                 pos2[2] = cl->Z();
562                 AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(pos1, pos2, param);
563                 rho = param[0];
564                 x0 = param[1];
565         }
566         else if (fTrackCorrMode == kTrackCorrFixed) {
567                 rho = fRho;
568                 x0 = fX0;
569         }
570         else {
571                 rho = 0.0;
572                 x0 = 0.0;
573         }
574         if (fNPropSteps) {
575                 Int_t i;
576                 Double_t r;
577                 cout.setf(ios::fixed);
578                 cout.precision(5);
579                 if (isTrue) cout << "Init : " << rt << ' ' << x << ' ' << y << ' ' << z << endl;
580                 for (i = 0; i < fNPropSteps; i++) {
581                         r = rt + (rc - rt) * ((Double_t)(i+1)/(Double_t)fNPropSteps);
582                         if (!tr->PropagateTo(r, x0, rho)) return distance;
583                         tr->GetXYZ(pos);
584                         if (isTrue) cout << "Step : " << r << ' ' << x << ' ' << y << ' ' << z << endl;
585                 }
586                 if (isTrue) cout << "Clstr: " << rc << ' ' << cl->X() << ' ' << cl->Y() << ' ' << cl->Z() << endl;
587         }
588         else {
589                 // when no steps are used, no correction makes sense
590                 //if (!tr->PropagateTo(rc, 0.0, 0.0)) return distance;
591                 if (!tr->PropagateToGlobal(cl->X(), cl->Y(), cl->Z(), 0.0, 0.0)) return distance;
592                 /*
593                 Bool_t propOK = kFALSE;
594                 cout << "START" << endl;
595                 Double_t dist, rCHK, bestDist = 10000000.0;
596                 for (Double_t rTMP = rc; rTMP> rc*0.95; rTMP -= 0.1) {
597                         if (!tr->PropagateTo(rTMP)) continue;
598                         propOK = kTRUE;
599                         tr->GetXYZ(pos);
600                         rCHK = TMath::Sqrt(x*x + y*y);
601                         dist = TMath::Abs(rCHK - rc);
602                         cout << rCHK << " vs. " << rc << endl;
603                         
604                         if (TMath::Abs(rCHK - rc) < 0.01) break;
605                 }
606                 cout << "STOP" << endl;
607                 if (!propOK) return distance;
608                 */
609         }
610         
611         // get global propagation of track at end of propagation
612         tr->GetXYZ(pos);
613         
614         // check angle cut
615         TVector3 vc(cl->X(), cl->Y(), cl->Z());
616         TVector3 vt(x, y, z);
617         Double_t angle = TMath::Abs(vc.Angle(vt)) * TMath::RadToDeg();
618         // check: where is the track?
619         Double_t r, phiT, phiC;
620         r = TMath::Sqrt(pos[0]*pos[0] + pos[1]*pos[1]);
621         phiT = TMath::ATan2(pos[1], pos[0]) * TMath::RadToDeg();
622         phiC = vc.Phi() * TMath::RadToDeg();
623         //cout << "Propagated R, phiT, phiC = " << r << ' ' << phiT << ' ' << phiC << endl;
624         
625         if (angle > fCutAngle) {
626                 //cout << "angle" << endl;
627                 return distance;
628         }
629                 
630         // compute differences wr to each coordinate
631         x -= cl->X();
632         if (TMath::Abs(x) > fCutX) {
633                 //cout << "cut X" << endl;
634                 return distance;
635         }
636         y -= cl->Y();
637         if (TMath::Abs(y) > fCutY) {
638                 //cout << "cut Y" << endl;
639                 return distance;
640         }
641         z -= cl->Z();
642         if (TMath::Abs(z) > fCutZ) {
643                 //cout << "cut Z" << endl;
644                 return distance;
645         }
646         
647         // compute true distance
648         distance = TMath::Sqrt(x*x + y*y + z*z);
649         //Double_t temp = CheckPairV2(tr, cl);
650         //if (temp < distance) return temp; else 
651         
652         // delete temporary object
653         delete tr;
654         
655         return distance;
656 }
657 //
658 //------------------------------------------------------------------------------
659 //
660 Double_t AliEMCALTracker::CheckPairV2
661 (AliEMCALTrack *tr, AliEMCALMatchCluster *cl)
662 {
663         //
664         // Given a track and a cluster,
665         // propagates the first to the radius of the second.
666         // Then, checks the propagation point against all cuts.
667         // If at least a cut is not passed, a valuer equal to 
668         // twice the maximum allowed distance is passed (so the value returned
669         // will not be taken into account when creating matches)
670         //
671         
672         // TEMP
673 //      Bool_t isTrue = kFALSE;
674 //      if (tr->GetSeedLabel() == cl->Label()) {
675 //              isTrue = kTRUE;
676 //              cout << "TRUE MATCH!!!" << endl;
677 //      }
678         
679         Double_t distance = 2.0 * fMaxDist;
680         
681         Double_t x0, rho;
682         if (fTrackCorrMode == kTrackCorrMMB) {
683                 Double_t pos1[3], pos2[3], param[6];
684                 tr->GetXYZ(pos1);
685 //              pos1[0] = x;
686 //              pos1[1] = y;
687 //              pos1[2] = z;
688                 pos2[0] = cl->X();
689                 pos2[1] = cl->Y();
690                 pos2[2] = cl->Z();
691                 AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(pos1, pos2, param);
692                 rho = param[0];
693                 x0 = param[1];
694         }
695         else if (fTrackCorrMode == kTrackCorrFixed) {
696                 rho = fRho;
697                 x0 = fX0;
698         }
699         else {
700                 rho = 0.0;
701                 x0 = 0.0;
702         }
703         
704         // check against cut on difference 'alpha - phi'
705         Double_t phi = TMath::ATan2(cl->Y(), cl->X());
706         phi = AngleDiff(phi, tr->GetAlpha());
707         if (phi < fCutAlphaMin || phi > fCutAlphaMax) return distance;
708         
709         // get cluster position and put them into a vector
710         TVector3 vc(cl->X(), cl->Y(), cl->Z());
711         // rotate the vector in order to put all clusters on a plane intersecting 
712         // vertically the X axis; the angle depends on the sector
713         Double_t clusterRot, clusterPhi = vc.Phi() * TMath::RadToDeg();
714         if (clusterPhi < 0.0) clusterPhi += 360.0;
715         if (clusterPhi < 100.0) {
716                 clusterRot = -90.0;
717         }
718         else if (clusterPhi < 120.0) {
719                 clusterRot = -110.0;
720         }
721         else if (clusterPhi < 140.0) {
722                 clusterRot = -130.0;
723         }
724         else if (clusterPhi < 160.0) {
725                 clusterRot = -150.0;
726         }
727         else if (clusterPhi < 180.0) {
728                 clusterRot = -170.0;
729         }
730         else {
731                 clusterRot = -190.0;
732         }
733         vc.RotateZ(clusterRot * TMath::DegToRad());
734         // generate a track from the ESD track selected
735         AliEMCALTrack *track = new AliEMCALTrack(*tr);
736         // compute the 'phi' coordinate of the intersection point to 
737         // the EMCAL surface
738         Double_t x = vc.X();
739         Double_t y;
740         track->GetYAt(vc.X(), track->GetBz(), y);
741         Double_t tmp = x*TMath::Cos(track->GetAlpha()) - y*TMath::Sin(track->GetAlpha());
742         y = x*TMath::Sin(track->GetAlpha()) + y*TMath::Cos(track->GetAlpha());
743         x = tmp;
744         Double_t trackPhi = TMath::ATan2(y, x) * TMath::RadToDeg();
745         // compute phi difference
746         Double_t dphi = trackPhi - clusterPhi;
747         if (TMath::Abs(dphi) > 180.0) {
748                 dphi = 360.0 - TMath::Abs(dphi);
749                 if (clusterPhi > trackPhi) dphi = -dphi;
750         }
751         // propagate track to the X position of rotated cluster
752         // and get the vector of X, Y, Z in the local ref. frame of the track
753         track->PropagateTo(vc.X(), x0, rho);
754         TVector3 vt(track->GetX(), track->GetY(), track->GetZ());
755         vt.RotateZ((clusterPhi - trackPhi) * TMath::DegToRad());
756         TVector3 vdiff = vt-vc;
757                 
758         // compute differences wr to each coordinate
759         if (vdiff.X() > fCutX) return distance;
760         if (vdiff.Y() > fCutY) return distance;
761         if (vdiff.Z() > fCutZ) return distance;
762         
763         // compute true distance
764         distance = vdiff.Mag();
765         return distance;
766 }
767 //
768 //------------------------------------------------------------------------------
769 //
770 Double_t AliEMCALTracker::CheckPairV3
771 (AliEMCALTrack *track, AliEMCALMatchCluster *cl)
772 {
773         //
774         // Given a track and a cluster,
775         // propagates the first to the radius of the second.
776         // Then, checks the propagation point against all cuts.
777         // If at least a cut is not passed, a valuer equal to 
778         // twice the maximum allowed distance is passed (so the value returned
779         // will not be taken into account when creating matches)
780         //
781         
782         AliEMCALTrack tr(*track);
783         
784         Int_t    sector;
785         Double_t distance = 2.0 * fMaxDist;
786         Double_t dx, dy, dz;
787         Double_t phi, alpha, slope, tgtXnum, tgtXden, sectorWidth = 20.0 * TMath::DegToRad();
788         Double_t xcurr, xprop, param[6] = {0., 0., 0., 0., 0., 0.}, d, x0, rho, bz;
789         Double_t x[3], x1[3], x2[3];
790         
791         // get initial track position
792         xcurr = tr.GetX();
793         
794         // evaluate the EMCAL sector number
795         phi = cl->Phi();
796         if (phi < 0.0) phi += TMath::TwoPi();
797         sector = (Int_t)(phi / sectorWidth);
798         alpha = ((Double_t)sector + 0.5) * sectorWidth;
799         // evaluate the corresponding X for track propagation
800         slope = TMath::Tan(alpha - 0.5*TMath::Pi());
801         tgtXnum = cl->Y() - slope * cl->X();
802         tgtXden = TMath::Sqrt(1.0 + slope*slope);
803         xprop = TMath::Abs(tgtXnum / tgtXden);
804         
805         // propagate by small steps
806         tr.GetXYZ(x1);
807         bz = tr.GetBz();
808         if (!tr.GetXYZAt(xprop, bz, x2)) return distance;
809         //AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(x1, x2, param);
810         d = param[4];
811         rho = param[0];
812         x0 = param[1];
813         if (!tr.PropagateTo(xprop, d*rho/x0, x0)) return distance;
814         //if (!tr.PropagateTo(xprop, 0.0, 0.0)) return distance;
815         
816         // get propagated position at the end
817         tr.GetXYZ(x);
818         dx = TMath::Abs(x[0] - cl->X());
819         dy = TMath::Abs(x[1] - cl->Y());
820         dz = TMath::Abs(x[2] - cl->Z());
821         if (dx > fCutX || dy > fCutY || dz > fCutZ) return distance;
822         
823         distance = TMath::Sqrt(dx*dx + dy*dy + dz*dz);
824         
825         return distance;
826 }
827 //
828 //------------------------------------------------------------------------------
829 //
830 Bool_t AliEMCALTracker::PropagateToEMCAL(AliEMCALTrack *tr)
831 {
832         //
833         // Propagates the track to the proximity of the EMCAL surface
834         //
835         
836         Double_t xcurr, xtemp, xprop = 438.0, step = 10.0, param[6], d, x0, rho, bz;
837         Double_t x1[3], x2[3];
838         
839         // get initial track position
840         xcurr = tr->GetX();
841         
842         // propagate by small steps
843         for (xtemp = xcurr + step; xtemp < xprop; xtemp += step) {
844                 // to compute material budget, take current position and 
845                 // propagated hypothesis without energy loss
846                 tr->GetXYZ(x1);
847                 bz = tr->GetBz();
848                 if (!tr->GetXYZAt(xtemp, bz, x2)) return kFALSE;
849                 AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(x1, x2, param);
850                 d = param[4];
851                 rho = param[0];
852                 x0 = param[1];
853                 if (!tr->PropagateTo(xtemp, d*rho/x0, x0)) return kFALSE;
854         }
855         
856         return kTRUE;
857 }
858 //
859 //------------------------------------------------------------------------------
860 //
861 Int_t AliEMCALTracker::CreateMatches()
862 {
863         //
864         // Creation of matches between tracks and clusters.
865         // For each ESD track collected by ReadESD(), an AliEMCALTrack is made.
866         // If it finds a cluster close enough to its propagation to EMCAL,
867         // which passes all cuts, its index is stored.
868         // If many clusters are found which satisfy the criteria described above, 
869         // only the closest one is stored.
870         // At this level, it is possible that two tracks share the same cluster.
871         //
872         
873         // if matches collection is already present, it is deleted
874         if (fMatches) {
875                 fMatches->Delete();
876                 delete fMatches;
877         }
878         fMatches = new TList;
879         
880         // initialize counters and indexes
881         Int_t count = 0;
882         Int_t ic, nClusters = (Int_t)fClusters->GetEntries();
883         Int_t it, nTracks = fTracks->GetEntries();
884         
885         // external loop on clusters, internal loop on tracks
886         Double_t dist;
887         for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) {
888                 AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
889                 for (it = 0; it < nTracks; it++) {
890                         AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it);
891                         dist = CheckPair(track, cluster);
892                         //cout << dist << endl;
893                         if (dist <= fMaxDist) {
894                                 AliEMCALMatch *candidate = new AliEMCALMatch;
895                                 candidate->SetIndexT(it);
896                                 candidate->SetIndexC(ic);
897                                 candidate->SetDistance(dist);
898                                 candidate->SetPt(track->GetPt());
899                                 fMatches->Add(candidate);
900                                 count++;
901                         }
902                 }
903         }
904                 
905         /*
906         // loop on clusters and tracks
907         Int_t icBest;
908         Double_t dist, distBest;
909         for (it = 0; it < nTracks; it++) {
910                 AliEMCALTrack *track = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it);
911                 if (!track) continue;
912                 icBest = -1;
913                 distBest = fMaxDist;
914                 for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) {
915                         AliEMCALMatchCluster *cluster = (AliEMCALMatchCluster*)fClusters->At(ic);
916                         if (!cluster) continue;
917                         dist = CheckPair(track, cluster);
918                         if (dist < distBest) {
919                                 distBest = dist;
920                                 icBest = ic;
921                         }
922                 }
923                 if (icBest >= 0) {
924                         track->SetMatchedClusterIndex(icBest);
925                         track->SetMatchedClusterDist(distBest);
926                         count++;
927                 }
928                 else {
929                         track->SetMatchedClusterIndex(-1);
930                 }
931         }
932         */
933         
934         return count;
935 }
936 //
937 //------------------------------------------------------------------------------
938 //
939 Int_t AliEMCALTracker::SolveCompetitions()
940 {
941         //
942         // Match selector.
943         // The match list is sorted from the best to the worst match, w.r. to the 
944         // distance between track prolongation and cluster position.
945         // Based on this criterion, starting from the first (best) match, a flag
946         // is set to both the involved track and cluster, and all matches containing
947         // an already used track or cluster are removed, leaving only the best match
948         // for each cluster.
949         //
950         
951         // sort matches with respect to track-cluster distance
952         fMatches->Sort(kSortAscending);
953         
954         // keep track of eliminated matches
955         Int_t count = 0;
956         
957         // initialize flags to check repetitions
958         Int_t ic, nClusters = (Int_t)fClusters->GetEntries();
959         Int_t it, nTracks = fTracks->GetEntries();
960         Bool_t *usedC = new Bool_t[nClusters];
961         Bool_t *usedT = new Bool_t[nTracks];
962         for (ic = 0; ic < nClusters; ic++) usedC[ic] = kFALSE;
963         for (it = 0; it < nTracks; it++) usedT[it] = kFALSE;
964         
965         // loop on matches
966         TListIter iter(fMatches);
967         AliEMCALMatch *match = 0;
968         while ( (match = (AliEMCALMatch*)iter.Next()) ) {
969                 ic = match->GetIndexC();
970                 it = match->GetIndexT();
971                 if (!usedT[it] && !usedC[ic]) {
972                         usedT[it] = kTRUE;
973                         usedC[ic] = kTRUE;
974                         match->CanBeSaved() = kTRUE;
975                 }
976                 else {
977                         count++;
978                 }
979         }
980         
981         /*
982         Int_t it1, it2, nTracks = (Int_t)fTracks->GetEntries();
983         AliEMCALTrack *track1 = 0, *track2 = 0;
984         for (it1 = 0; it1 < nTracks; it1++) {
985                 track1 = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it1);
986                 if (!track1) continue;
987                 if (track1->GetMatchedClusterIndex() < 0) continue;
988                 for (it2 = it1+1; it2 < nTracks; it2++) {
989                         track2 = (AliEMCALTrack*)fTracks->At(it2);
990                         if (!track2) continue;
991                         if (track2->GetMatchedClusterIndex() < 0) continue;
992                         if (track1->GetMatchedClusterIndex() != track2->GetMatchedClusterIndex()) continue;
993                         count++;
994                         if (track1->GetMatchedClusterDist() < track2->GetMatchedClusterDist()) {
995                                 track2->SetMatchedClusterIndex(-1);
996                         }
997                         else if (track2->GetMatchedClusterDist() < track1->GetMatchedClusterDist()) {
998                                 track1->SetMatchedClusterIndex(-1);
999                         }
1000                 }
1001         }
1002         */
1003         
1004         return count;
1005 }
1006 //
1007 //------------------------------------------------------------------------------
1008 //
1009 void AliEMCALTracker::UnloadClusters() 
1010 {
1011         //
1012         // Free memory from clusters
1013         //
1014         
1015         Clear("CLUSTERS");
1016 }
1017 //
1018 //------------------------------------------------------------------------------
1019 //
1020 AliEMCALTracker::AliEMCALMatchCluster::AliEMCALMatchCluster(Int_t index, AliEMCALRecPoint *recPoint)
1021   : fIndex(index),
1022     fLabel(recPoint->GetPrimaryIndex()),
1023     fX(0.),
1024     fY(0.),
1025     fZ(0.)
1026 {
1027         //
1028         // Translates an AliEMCALRecPoint object into the internal format.
1029         // Index of passed cluster in its native array must be specified.
1030         //
1031         TVector3 clpos;
1032         recPoint->GetGlobalPosition(clpos);
1033         
1034         fX = clpos.X();
1035         fY = clpos.Y();
1036         fZ = clpos.Z();
1037 }
1038 //
1039 //------------------------------------------------------------------------------
1040 //
1041 AliEMCALTracker::AliEMCALMatchCluster::AliEMCALMatchCluster(Int_t index, AliESDCaloCluster *caloCluster)
1042   : fIndex(index),
1043     fLabel(caloCluster->GetPrimaryIndex()),
1044     fX(0.),
1045     fY(0.),
1046     fZ(0.)
1047 {
1048         //
1049         // Translates an AliESDCaloCluster object into the internal format.
1050         // Index of passed cluster in its native array must be specified.
1051         //
1052         Float_t clpos[3];
1053         caloCluster->GetGlobalPosition(clpos);
1054         
1055         fX = (Double_t)clpos[0];
1056         fY = (Double_t)clpos[1];
1057         fZ = (Double_t)clpos[2];
1058 }
1059 //
1060 //------------------------------------------------------------------------------
1061 //
1062 Int_t AliEMCALTracker::AliEMCALMatch::Compare(const TObject *obj) const 
1063 {
1064         //
1065         // Tracks compared wrt their distance from matched point
1066         //
1067         
1068         AliEMCALTracker::AliEMCALMatch *that = (AliEMCALTracker::AliEMCALMatch*)obj;
1069         
1070         Double_t thisDist = fPt;//fDistance;
1071         Double_t thatDist = that->fPt;//that->GetDistance();
1072         
1073         if (thisDist > thatDist) return 1;
1074         else if (thisDist < thatDist) return -1;
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 AliEMCALTracker::AliEMCALMatch::AliEMCALMatch() 
1079   : TObject(),
1080     fCanBeSaved(kFALSE), 
1081     fIndexC(0), 
1082     fIndexT(0), 
1083     fDistance(0.),
1084     fPt(0.)
1085 {
1086   //default constructor
1087
1088 }
1089
1090 AliEMCALTracker::AliEMCALMatch::AliEMCALMatch(const AliEMCALMatch& copy)
1091   : TObject(),
1092     fCanBeSaved(copy.fCanBeSaved),
1093     fIndexC(copy.fIndexC),
1094     fIndexT(copy.fIndexT),
1095     fDistance(copy.fDistance),
1096     fPt(copy.fPt)
1097 {
1098   //copy ctor
1099 }