ITS/AliITStrackerMI.h

   1 #ifndef ALIITSTRACKERMI_H
   2 #define ALIITSTRACKERMI_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 //-------------------------------------------------------------------------
   7 //                          ITS tracker
   8 //     reads AliITSclusterMI clusters and creates AliITStrackV2 tracks
   9 //           Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  10 //-------------------------------------------------------------------------
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  12 #include <TObjArray.h>
  13
  14 #include "AliTracker.h"
  15 #include "AliITSrecoV2.h"
  16 #include "AliITStrackV2.h"
  17 #include "AliITSclusterV2.h"
  18
  19 class AliITSclusterV2;
  20 class AliESD;
  21 class AliITSgeom;
  22 class TTree;
  23 class AliHelix;
  24 class AliV0vertex;
  25
  26
  27
  28 class AliITSRecV0Info: public TObject {
  29 public:
  30   void Update(Float_t vertex[3], Float_t mass1, Float_t mass2);
  31   Double_t       fDist1;    //info about closest distance according closest MC - linear DCA
  32   Double_t       fDist2;    //info about closest distance parabolic DCA
  33   Double_t       fInvMass;  //reconstructed invariant mass -
  34   //
  35   Double_t       fPdr[3];    //momentum at vertex daughter  - according approx at DCA
  36   Double_t       fXr[3];     //rec. position according helix
  37   //
  38   Double_t       fPm[3];    //momentum at the vertex mother
  39   Double_t       fAngle[3]; //three angles
  40   Double_t       fRr;       // rec position of the vertex
  41   Int_t          fLab[2];   //MC label of the partecle
  42   Float_t        fPointAngleFi; //point angle fi
  43   Float_t        fPointAngleTh; //point angle theta
  44   Float_t        fPointAngle;   //point angle full
  45   ClassDef(AliITSRecV0Info,1)  // container for
  46 };
  47
  48
  49
  50
  51 //-------------------------------------------------------------------------
  52 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  53 public:
  54   AliITStrackerMI():AliTracker(){}
  55   AliITStrackerMI(const AliITSgeom *geom);
  56   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  57   AliITSclusterV2 *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
  58                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
  59   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const
  60                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
  61   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
  62   void UnloadClusters();
  63   Int_t Clusters2Tracks(TTree *in, TTree *out);
  64   Int_t Clusters2Tracks(AliESD *event);
  65   Int_t PropagateBack(AliESD *event);
  66   Int_t RefitInward(AliESD *event);
  67   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackV2 *seed, const AliITStrackV2 *t);
  68   void SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  69   void SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  70
  71   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  72   void SetLayersNotToSkip(Int_t *l);
  73   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  74   void GetNTeor(Int_t layer, const AliITSclusterV2* cl, Float_t theta, Float_t phi, Float_t &ny, Float_t &nz);
  75   Int_t  GetError(Int_t layer, const AliITSclusterV2*cl, Float_t theta, Float_t phi, Float_t expQ, Float_t &erry, Float_t &errz);
  76   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackV2* track, const AliITSclusterV2 *cluster,Int_t layer);
  77   Int_t UpdateMI(AliITStrackV2* track, const AliITSclusterV2* cl,Double_t chi2,Int_t layer);
  78   class AliITSdetector {
  79   public:
  80     AliITSdetector(){}
  81     AliITSdetector(Double_t r,Double_t phi) {fR=r; fPhi=phi; fSinPhi = TMath::Sin(phi); fCosPhi = TMath::Cos(phi);
  82     fYmin=10000;fYmax=-1000; fZmin=10000;fZmax=-1000;}
  83     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSclusterV2 *cl, Double_t xyz[3]) const;
  84     Double_t GetR()   const {return fR;}
  85     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  86     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  87     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  88     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  89     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  90     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  91     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  92     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  93     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  94   private:
  95     Double_t fR;    // polar coordinates
  96     Double_t fPhi;  // of this detector
  97     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  98     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  99     Double_t fYmin;   //  local y minimal
 100     Double_t fYmax;   //  local max y
 101     Double_t fZmin;   //  local z min
 102     Double_t fZmax;   //  local z max
 103   };
 104
 105   class AliITSlayer {
 106     friend class AliITStrackerMI;
 107   public:
 108     AliITSlayer();
 109     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
 110    ~AliITSlayer();
 111     Int_t InsertCluster(AliITSclusterV2 *c);
 112     void  SortClusters();
 113     void ResetClusters();
 114     void ResetWeights();
 115     void SelectClusters(Double_t zmi,Double_t zma,Double_t ymi,Double_t yma);
 116     const AliITSclusterV2 *GetNextCluster(Int_t &ci);
 117     void ResetRoad();
 118     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
 119     Double_t GetR() const {return fR;}
 120     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
 121     AliITSclusterV2 *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
 122     Float_t         *GetWeight(Int_t i) {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
 123     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
 124     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 125     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 126     Int_t InRoad() const ;
 127     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 128     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 129     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 130     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 131     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 132     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 133     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 134   protected:
 135     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 136     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 137     Int_t fNladders;            // number of ladders
 138     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 139     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 140     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 141     Int_t fN;                   // number of clusters
 142     AliITSclusterV2 *fClusters[kMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 143     Int_t        fClusterIndex[kMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 144     Float_t fY[kMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 145     Float_t fZ[kMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 146     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 147     //
 148     AliITSclusterV2 *fClusters5[6][kMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 149     Int_t        fClusterIndex5[6][kMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 150     Float_t fY5[6][kMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 151     Float_t fZ5[6][kMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 152     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 153     Float_t fDy5;                                       //delta y
 154     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 155     //
 156     AliITSclusterV2 *fClusters10[11][kMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 157     Int_t        fClusterIndex10[11][kMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 158     Float_t fY10[11][kMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 159     Float_t fZ10[11][kMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 160     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 161     Float_t fDy10;
 162     Float_t fBy10[11][2];
 163     //
 164     AliITSclusterV2 *fClusters20[21][kMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 165     Int_t        fClusterIndex20[21][kMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 166     Float_t fY20[21][kMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 167     Float_t fZ20[21][kMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 168     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 169     Float_t fDy20;
 170     Float_t fBy20[21][2];
 171     //
 172     AliITSclusterV2** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 173     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 174     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 175     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 176     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 177     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 178     //
 179     Float_t  fClusterWeight[kMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 180     Int_t    fClusterTracks[4][kMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 181     Float_t fZmax;      //    edges
 182     Float_t fYmin;      //   of  the
 183     Float_t fYmax;      //   "window"
 184     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 185     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 186     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 187     Int_t fAccepted;
 188     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 189   };
 190   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 191   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 192
 193 protected:
 194   void FindV0(AliESD *event);  //try to find V0
 195   Double_t  TestV0(AliHelix *h1, AliHelix *h2, AliITSRecV0Info *vertex);  //try to find V0 - return DCA
 196   Double_t  FindBestPair(Int_t esdtrack0, Int_t esdtrack1,AliITSRecV0Info *vertex);  // try to find best pair from the tree of track hyp.
 197   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 198   void CookLabel(AliITStrackV2 *t,Float_t wrong) const;
 199   Double_t GetEffectiveThickness(Double_t y, Double_t z) const;
 200   void FollowProlongationTree(AliITStrackV2 * otrack, Int_t esdindex);
 201   void ResetBestTrack() {
 202      fBestTrack.~AliITStrackV2();
 203      new(&fBestTrack) AliITStrackV2(fTrackToFollow);
 204   }
 205   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackV2 &t) {
 206      fTrackToFollow.~AliITStrackV2();
 207      new(&fTrackToFollow) AliITStrackV2(t);
 208   }
 209   void CookdEdx(AliITStrackV2* track);
 210   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackV2 * track, Int_t mode);
 211   Double_t GetTruncatedChi2(AliITStrackV2 * track, Float_t fac);
 212   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackV2 * track, Int_t layer);
 213   Double_t GetInterpolatedChi2(AliITStrackV2 * forwardtrack, AliITStrackV2 * backtrack);
 214   Double_t GetMatchingChi2(AliITStrackV2 * track1, AliITStrackV2 * track2);
 215   Double_t GetDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr);
 216
 217   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 218   void AddTrackHypothesys(AliITStrackV2 * track, Int_t esdindex);
 219   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 220   AliITStrackV2 * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackV2 * original, Int_t checkmax);
 221   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 222   void RegisterClusterTracks(AliITStrackV2* track, Int_t id);
 223   void UnRegisterClusterTracks(AliITStrackV2* track, Int_t id);
 224   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackV2* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSclusterV2 *clist[6]);
 225   Int_t GetOverlapTrack(AliITStrackV2 *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 226   AliITStrackV2 * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 227   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48];}
 228   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+12];}
 229   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+24];}
 230   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+36];}
 231   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 232   void MakeCoeficients(Int_t ntracks);
 233   void UpdateESDtrack(AliITStrackV2* track, ULong_t flags);
 234   Int_t fI;                              // index of the current layer
 235   static AliITSlayer fgLayers[kMaxLayer];// ITS layers
 236   AliITStrackV2 fTracks[kMaxLayer];      // track estimations at the ITS layers
 237   AliITStrackV2 fBestTrack;              // "best" track
 238   AliITStrackV2 fTrackToFollow;          // followed track
 239   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 240   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 241   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 242   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 243   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 244
 245   Int_t fLayersNotToSkip[kMaxLayer];     // layer masks
 246   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 247   Float_t * fCoeficients;                //! working array with errors and mean cluser shape
 248   ClassDef(AliITStrackerMI,1)   //ITS tracker V2
 249 };
 250
 251
 252
 253
 254 /////////////////////////////////////////////////////////
 255 /////////////////////////////////////////////////////////
 256 /////////////////////////////////////////////////////////
 257
 258
 259
 260
 261
 262 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 263   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 264   //
 265   //   flags[0] - vertex constaint flag
 266   //              negative means "skip the pass"
 267   //              0        means "no constraint"
 268   //              positive means "normal constraint"
 269
 270    fConstraint[0]=flags[0];
 271    if (cuts==0) return;
 272 }
 273
 274 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 275   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 276   //
 277   //   flags[0] - vertex constaint flag
 278   //              negative means "skip the pass"
 279   //              0        means "no constraint"
 280   //              positive means "normal constraint"
 281
 282    fConstraint[1]=flags[0];
 283    if (cuts==0) return;
 284 }
 285
 286 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 287   //--------------------------------------------------------------------
 288   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 289   //--------------------------------------------------------------------
 290    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 291    if (tpcLabel<0) return;
 292    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 293    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 294      t->SetFakeRatio(1.);
 295    }
 296    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 297      t->SetLabel(-tpcLabel);
 298    }
 299 }
 300
 301 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackV2 * track, Int_t layer)
 302 {
 303   //--------------------------------------------------------------------
 304   //get normalize chi2
 305   //--------------------------------------------------------------------
 306   track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->GetChi2()/
 307   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 308     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->fNSkipped),
 309                1./(1.+track->fNSkipped));
 310   return track->fNormChi2[layer];
 311 }
 312 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSclusterV2 *cl, Double_t xyz[3]) const
 313 {
 314   //
 315   // get cluster coordinates in global cooordinate
 316   //
 317   xyz[2] = cl->GetZ();
 318   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 319   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 320 }
 321 #endif