ITS/AliITStrackerMI.h

   1 #ifndef ALIITSTRACKERMI_H
   2 #define ALIITSTRACKERMI_H
   3 /* Copyright(c) 2007-2009, 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 AliESDEvent;
  17
  18 #include <TObjArray.h>
  19 #include "AliITSRecPoint.h"
  20 #include "AliITStrackMI.h"
  21 #include "AliTracker.h"
  22
  23 //-------------------------------------------------------------------------
  24 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  25 public:
  26   AliITStrackerMI();
  27   AliITStrackerMI(const Char_t *geom);
  28   virtual ~AliITStrackerMI();
  29   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  30   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  31   virtual Bool_t GetTrackPointTrackingError(Int_t index,
  32                         AliTrackPoint& p, const AliESDtrack *t);
  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(AliESDEvent *event);
  40   Int_t PropagateBack(AliESDEvent *event);
  41   Int_t RefitInward(AliESDEvent *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
  52   void  GetDCASigma(AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
  53   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
  54   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  55   class AliITSdetector {
  56   public:
  57     AliITSdetector():fR(0),fPhi(0),fSinPhi(0),fCosPhi(0),fYmin(0),fYmax(0),fZmin(0),fZmax(0){}
  58     AliITSdetector(Double_t r,Double_t phi):fR(r),fPhi(phi),fSinPhi(TMath::Sin(phi)),fCosPhi(TMath::Cos(phi)),fYmin(10000),fYmax(-1000),fZmin(10000),fZmax(-1000) {}
  59     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
  60     Double_t GetR()   const {return fR;}
  61     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  62     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  63     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  64     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  65     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  66     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  67     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  68     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  69     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  70   private:
  71     Double_t fR;    // polar coordinates
  72     Double_t fPhi;  // of this detector
  73     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  74     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  75     Double_t fYmin;   //  local y minimal
  76     Double_t fYmax;   //  local max y
  77     Double_t fZmin;   //  local z min
  78     Double_t fZmax;   //  local z max
  79   };
  80
  81   class AliITSlayer {
  82   public:
  83     AliITSlayer();
  84     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
  85    ~AliITSlayer();
  86     Int_t InsertCluster(AliITSRecPoint *c);
  87     void  SortClusters();
  88     void ResetClusters();
  89     void ResetWeights();
  90     void SelectClusters(Double_t zmi,Double_t zma,Double_t ymi,Double_t yma);
  91     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci);
  92     void ResetRoad();
  93     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
  94     Double_t GetR() const {return fR;}
  95     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
  96     AliITSRecPoint *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
  97     Float_t         *GetWeight(Int_t i) {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
  98     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
  99     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 100     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 101     Int_t InRoad() const ;
 102     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 103     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 104     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 105     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 106     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 107     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 108     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 109     Int_t GetClusterTracks(Int_t i, Int_t j) const {return fClusterTracks[i][j];}
 110     void SetClusterTracks(Int_t i, Int_t j, Int_t c) {fClusterTracks[i][j]=c;}
 111   protected:
 112     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer);
 113     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& layer){
 114       this->~AliITSlayer();new(this) AliITSlayer(layer);
 115       return *this;}
 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[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 124     Int_t        fClusterIndex[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 125     Float_t fY[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 126     Float_t fZ[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 127     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 128     //
 129     AliITSRecPoint *fClusters5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 130     Int_t        fClusterIndex5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 131     Float_t fY5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 132     Float_t fZ5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // 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][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 138     Int_t        fClusterIndex10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 139     Float_t fY10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 140     Float_t fZ10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // 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][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 146     Int_t        fClusterIndex20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 147     Float_t fY20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 148     Float_t fZ20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // 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[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 161     Int_t    fClusterTracks[4][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; //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(AliESDEvent *event);  //try to find V0
 177   void RefitV02(AliESDEvent *event);  //try to refit  V0's
 178   void UpdateTPCV0(AliESDEvent *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();
 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 &fCoefficients[trackindex*48];}
 210   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+12];}
 211   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+24];}
 212   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+36];}
 213   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 214   void MakeCoefficients(Int_t ntracks);
 215   void BuildMaterialLUT(TString material);
 216   void MakeTrksMaterialLUT(Int_t ntracks);
 217   void DeleteTrksMaterialLUT();
 218   Int_t CorrectForPipeMaterial(AliITStrackMI *t, TString direction="inward");
 219   Int_t CorrectForShieldMaterial(AliITStrackMI *t, TString shield, TString direction="inward");
 220   Int_t CorrectForLayerMaterial(AliITStrackMI *t, Int_t layerindex, Double_t oldGlobXYZ[3], TString direction="inward");
 221   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 222   Int_t fI;                              // index of the current layer
 223   static AliITSlayer fgLayers[AliITSgeomTGeo::kNLayers];// ITS layers
 224   AliITStrackMI fTracks[AliITSgeomTGeo::kNLayers];      // track estimations at the ITS layers
 225   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 226   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 227   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 228   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 229   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
 230   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 231   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 232   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 233   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 234   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
 235   Int_t fLayersNotToSkip[AliITSgeomTGeo::kNLayers];     // layer masks
 236   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 237   Float_t * fCoefficients;               //! working array with errors and mean cluster shape
 238   AliESDEvent  * fEsd;                   //! pointer to the ESD event
 239   Double_t fSPDdetzcentre[4];            // centres of SPD modules in z
 240   TString fTrackingPhase;                // current tracking phase
 241   Int_t fUseTGeo;                        // use TGeo to get material budget
 242   Int_t   fNtracks;                      // number of tracks to prolong
 243   Float_t fxOverX0Pipe;                  // material budget
 244   Float_t fxTimesRhoPipe;                // material budget
 245   Float_t fxOverX0Shield[2];             // material budget
 246   Float_t fxTimesRhoShield[2];           // material budget
 247   Float_t fxOverX0Layer[6];              // material budget
 248   Float_t fxTimesRhoLayer[6];            // material budget
 249   Float_t *fxOverX0PipeTrks;             //! material budget
 250   Float_t *fxTimesRhoPipeTrks;           //! material budget
 251   Float_t *fxOverX0ShieldTrks;           //! material budget
 252   Float_t *fxTimesRhoShieldTrks;         //! material budget
 253   Float_t *fxOverX0LayerTrks;            //! material budget
 254   Float_t *fxTimesRhoLayerTrks;          //! material budget
 255   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;      //!debug streamer
 256 private:
 257   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &tracker);
 258   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &tracker);
 259   ClassDef(AliITStrackerMI,4)   //ITS tracker MI
 260 };
 261
 262
 263
 264
 265 /////////////////////////////////////////////////////////
 266 /////////////////////////////////////////////////////////
 267 /////////////////////////////////////////////////////////
 268
 269
 270
 271
 272
 273 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 274   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 275   //
 276   //   flags[0] - vertex constaint flag
 277   //              negative means "skip the pass"
 278   //              0        means "no constraint"
 279   //              positive means "normal constraint"
 280
 281    fConstraint[0]=flags[0];
 282    if (cuts==0) return;
 283 }
 284
 285 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 286   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 287   //
 288   //   flags[0] - vertex constaint flag
 289   //              negative means "skip the pass"
 290   //              0        means "no constraint"
 291   //              positive means "normal constraint"
 292
 293    fConstraint[1]=flags[0];
 294    if (cuts==0) return;
 295 }
 296
 297 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 298   //--------------------------------------------------------------------
 299   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 300   //--------------------------------------------------------------------
 301    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 302    if (tpcLabel<0) return;
 303    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 304    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 305      t->SetFakeRatio(1.);
 306    }
 307    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 308      t->SetLabel(-tpcLabel);
 309    }
 310 }
 311
 312 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 313 {
 314   //--------------------------------------------------------------------
 315   //get normalize chi2
 316   //--------------------------------------------------------------------
 317   track->SetNormChi2(layer,2.*track->GetNSkipped()+0.25*track->GetNDeadZone()+track->GetdEdxMismatch()+track->GetChi2()/
 318   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 319     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->GetNSkipped()),
 320                1./(1.+track->GetNSkipped())));
 321   return track->GetNormChi2(layer);
 322 }
 323 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
 324 {
 325   //
 326   // get cluster coordinates in global cooordinate
 327   //
 328   xyz[2] = cl->GetZ();
 329   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 330   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 331 }
 332 #endif