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 /* $Id$ */
   7
   8 //-------------------------------------------------------------------------
   9 //                          ITS tracker
  10 //     reads AliITSclusterMI clusters and creates AliITStrackMI tracks
  11 //           Origin: Marian Ivanov, CERN, Marian.Ivanov@cern.ch
  12 //-------------------------------------------------------------------------
  13
  14 class TTree;
  15 class TTreeSRedirector;
  16 class AliESD;
  17 class AliHelix;
  18 class AliITSgeom;
  19
  20 #include <TObjArray.h>
  21 #include "AliITSRecPoint.h"
  22 #include "AliITStrackMI.h"
  23 #include "AliTracker.h"
  24
  25 //-------------------------------------------------------------------------
  26 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  27 public:
  28   AliITStrackerMI():AliTracker(){}
  29   AliITStrackerMI(const AliITSgeom *geom);
  30   ~AliITStrackerMI();
  31   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  32   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  33   AliITSRecPoint *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
  34                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
  35   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const
  36                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
  37   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
  38   void UnloadClusters();
  39   Int_t Clusters2Tracks(AliESD *event);
  40   Int_t PropagateBack(AliESD *event);
  41   Int_t RefitInward(AliESD *event);
  42   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *seed,
  43                  const AliITStrackMI *t, Bool_t extra=kFALSE);
  44   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *seed, const Int_t *clindex);
  45   void SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  46   void SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  47
  48   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  49   void SetLayersNotToSkip(Int_t *l);
  50   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  51   void GetNTeor(Int_t layer, const AliITSRecPoint* cl, Float_t theta, Float_t phi, Float_t &ny, Float_t &nz);
  52   Int_t  GetError(Int_t layer, const AliITSRecPoint*cl, Float_t theta, Float_t phi, Float_t expQ, Float_t &erry, Float_t &errz);
  53
  54   void  GetDCASigma(AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
  55   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
  56   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  57   class AliITSdetector {
  58   public:
  59     AliITSdetector(){}
  60     AliITSdetector(Double_t r,Double_t phi) {fR=r; fPhi=phi; fSinPhi = TMath::Sin(phi); fCosPhi = TMath::Cos(phi);
  61     fYmin=10000;fYmax=-1000; fZmin=10000;fZmax=-1000;}
  62     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
  63     Double_t GetR()   const {return fR;}
  64     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  65     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  66     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  67     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  68     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  69     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  70     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  71     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  72     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  73   private:
  74     Double_t fR;    // polar coordinates
  75     Double_t fPhi;  // of this detector
  76     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  77     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  78     Double_t fYmin;   //  local y minimal
  79     Double_t fYmax;   //  local max y
  80     Double_t fZmin;   //  local z min
  81     Double_t fZmax;   //  local z max
  82   };
  83
  84   class AliITSlayer {
  85     friend class AliITStrackerMI;
  86   public:
  87     AliITSlayer();
  88     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
  89    ~AliITSlayer();
  90     Int_t InsertCluster(AliITSRecPoint *c);
  91     void  SortClusters();
  92     void ResetClusters();
  93     void ResetWeights();
  94     void SelectClusters(Double_t zmi,Double_t zma,Double_t ymi,Double_t yma);
  95     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci);
  96     void ResetRoad();
  97     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
  98     Double_t GetR() const {return fR;}
  99     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
 100     AliITSRecPoint *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
 101     Float_t         *GetWeight(Int_t i)  {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
 102     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
 103     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 104     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 105     Int_t InRoad() const ;
 106     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 107     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 108     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 109     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 110     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 111     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 112     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 113   protected:
 114     AliITSlayer(const AliITSlayer& /*layer*/);
 115     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& /*layer*/);
 116     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 117     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 118     Int_t fNladders;            // number of ladders
 119     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 120     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 121     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 122     Int_t fN;                   // number of clusters
 123     AliITSRecPoint *fClusters[kMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 124     Int_t        fClusterIndex[kMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 125     Float_t fY[kMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 126     Float_t fZ[kMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 127     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 128     //
 129     AliITSRecPoint *fClusters5[6][kMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 130     Int_t        fClusterIndex5[6][kMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 131     Float_t fY5[6][kMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 132     Float_t fZ5[6][kMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 133     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 134     Float_t fDy5;                                       //delta y
 135     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 136     //
 137     AliITSRecPoint *fClusters10[11][kMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 138     Int_t        fClusterIndex10[11][kMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 139     Float_t fY10[11][kMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 140     Float_t fZ10[11][kMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 141     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 142     Float_t fDy10;                                        // delta y
 143     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
 144     //
 145     AliITSRecPoint *fClusters20[21][kMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 146     Int_t        fClusterIndex20[21][kMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 147     Float_t fY20[21][kMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 148     Float_t fZ20[21][kMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 149     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 150     Float_t fDy20;                                        //delta y
 151     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
 152     //
 153     AliITSRecPoint** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 154     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 155     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 156     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 157     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 158     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 159     //
 160     Float_t  fClusterWeight[kMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 161     Int_t    fClusterTracks[4][kMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 162     Float_t fZmax;      //    edges
 163     Float_t fYmin;      //   of  the
 164     Float_t fYmax;      //   "window"
 165     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 166     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 167     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 168     Int_t fAccepted;     // accept indicator
 169     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 170   };
 171   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 172   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 173
 174 protected:
 175   Int_t GetNearestLayer(const Double_t *xr) const;  //get nearest upper layer close to the point xr
 176   void FindV02(AliESD *event);  //try to find V0
 177   void RefitV02(AliESD *event);  //try to refit  V0's
 178   void UpdateTPCV0(AliESD *event);  //try to update, or reject TPC  V0s
 179   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 180   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
 181   Double_t GetEffectiveThickness(Double_t y, Double_t z) const;
 182   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex, Bool_t constrain);
 183   void ResetBestTrack() {
 184      fBestTrack.~AliITStrackMI();
 185      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
 186   }
 187   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
 188      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
 189      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
 190   }
 191   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
 192   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
 193   Double_t GetTruncatedChi2(AliITStrackMI * track, Float_t fac);
 194   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
 195   Double_t GetInterpolatedChi2(AliITStrackMI * forwardtrack, AliITStrackMI * backtrack);
 196   Double_t GetMatchingChi2(AliITStrackMI * track1, AliITStrackMI * track2);
 197   Double_t GetDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr);
 198
 199   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 200   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
 201   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 202   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax);
 203   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 204   void RegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 205   void UnRegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 206   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSRecPoint *clist[6]);
 207   Int_t GetOverlapTrack(AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 208   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 209   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48];}
 210   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+12];}
 211   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+24];}
 212   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoeficients[trackindex*48+36];}
 213   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 214   void MakeCoeficients(Int_t ntracks);
 215   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 216   Int_t fI;                              // index of the current layer
 217   static AliITSlayer fgLayers[kMaxLayer];// ITS layers
 218   AliITStrackMI fTracks[kMaxLayer];      // track estimations at the ITS layers
 219   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 220   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 221   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 222   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 223   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
 224   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 225   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 226   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 227   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 228   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
 229   Int_t fLayersNotToSkip[kMaxLayer];     // layer masks
 230   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 231   Float_t * fCoeficients;                //! working array with errors and mean cluser shape
 232   AliESD  * fEsd;                        //! pointer to the ESD event
 233   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;     //!debug streamer
 234 private:
 235   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &);
 236   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &);
 237   ClassDef(AliITStrackerMI,2)   //ITS tracker MI
 238 };
 239
 240
 241
 242
 243 /////////////////////////////////////////////////////////
 244 /////////////////////////////////////////////////////////
 245 /////////////////////////////////////////////////////////
 246
 247
 248
 249
 250
 251 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 252   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 253   //
 254   //   flags[0] - vertex constaint flag
 255   //              negative means "skip the pass"
 256   //              0        means "no constraint"
 257   //              positive means "normal constraint"
 258
 259    fConstraint[0]=flags[0];
 260    if (cuts==0) return;
 261 }
 262
 263 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 264   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 265   //
 266   //   flags[0] - vertex constaint flag
 267   //              negative means "skip the pass"
 268   //              0        means "no constraint"
 269   //              positive means "normal constraint"
 270
 271    fConstraint[1]=flags[0];
 272    if (cuts==0) return;
 273 }
 274
 275 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 276   //--------------------------------------------------------------------
 277   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 278   //--------------------------------------------------------------------
 279    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 280    if (tpcLabel<0) return;
 281    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 282    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 283      t->SetFakeRatio(1.);
 284    }
 285    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 286      t->SetLabel(-tpcLabel);
 287    }
 288 }
 289
 290 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 291 {
 292   //--------------------------------------------------------------------
 293   //get normalize chi2
 294   //--------------------------------------------------------------------
 295   track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->GetChi2()/
 296   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 297     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->fNSkipped),
 298                1./(1.+track->fNSkipped));
 299   return track->fNormChi2[layer];
 300 }
 301 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
 302 {
 303   //
 304   // get cluster coordinates in global cooordinate
 305   //
 306   xyz[2] = cl->GetZ();
 307   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 308   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 309 }
 310 #endif