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 #include "AliITSPlaneEff.h"
  23
  24 //-------------------------------------------------------------------------
  25 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  26 public:
  27   AliITStrackerMI();
  28   AliITStrackerMI(const Char_t *geom);
  29   virtual ~AliITStrackerMI();
  30   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  31   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  32   virtual Bool_t GetTrackPointTrackingError(Int_t index,
  33                         AliTrackPoint& p, const AliESDtrack *t);
  34   AliITSRecPoint *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
  35                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
  36   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const
  37                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
  38   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
  39   void UnloadClusters();
  40   Int_t Clusters2Tracks(AliESDEvent *event);
  41   Int_t PropagateBack(AliESDEvent *event);
  42   Int_t RefitInward(AliESDEvent *event);
  43   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *seed,
  44                  const AliITStrackMI *t, Bool_t extra=kFALSE);
  45   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *seed, const Int_t *clindex);
  46   void SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  47   void SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  48
  49   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  50   void SetLayersNotToSkip(Int_t *l);
  51   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  52
  53   void  GetDCASigma(AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
  54   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
  55   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  56   class AliITSdetector {
  57   public:
  58     AliITSdetector():fR(0),fPhi(0),fSinPhi(0),fCosPhi(0),fYmin(0),fYmax(0),fZmin(0),fZmax(0){}
  59     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) {}
  60     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
  61     Double_t GetR()   const {return fR;}
  62     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  63     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  64     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  65     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  66     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  67     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  68     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  69     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  70     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  71   private:
  72     Double_t fR;    // polar coordinates
  73     Double_t fPhi;  // of this detector
  74     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  75     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  76     Double_t fYmin;   //  local y minimal
  77     Double_t fYmax;   //  local max y
  78     Double_t fZmin;   //  local z min
  79     Double_t fZmax;   //  local z max
  80   };
  81
  82   class AliITSlayer {
  83   public:
  84     AliITSlayer();
  85     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
  86    ~AliITSlayer();
  87     Int_t InsertCluster(AliITSRecPoint *c);
  88     void  SortClusters();
  89     void ResetClusters();
  90     void ResetWeights();
  91     void SelectClusters(Double_t zmin,Double_t zmax,Double_t ymin,Double_t ymax);
  92     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci);
  93     void ResetRoad();
  94     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
  95     Double_t GetR() const {return fR;}
  96     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
  97     AliITSRecPoint *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN? fClusters[i]:0;}
  98     Float_t         *GetWeight(Int_t i) {return i<fN ?&fClusterWeight[i]:0;}
  99     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
 100     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
 101     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
 102     Int_t InRoad() const ;
 103     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
 104     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
 105     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
 106     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
 107     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
 108     void IncAccepted(){fAccepted++;}
 109     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}
 110     Int_t GetClusterTracks(Int_t i, Int_t j) const {return fClusterTracks[i][j];}
 111     void SetClusterTracks(Int_t i, Int_t j, Int_t c) {fClusterTracks[i][j]=c;}
 112   protected:
 113     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer);
 114     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& layer){
 115       this->~AliITSlayer();new(this) AliITSlayer(layer);
 116       return *this;}
 117     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 118     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 119     Int_t fNladders;            // number of ladders
 120     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 121     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 122     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 123     Int_t fN;                   // number of clusters
 124     AliITSRecPoint *fClusters[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 125     Int_t        fClusterIndex[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 126     Float_t fY[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 127     Float_t fZ[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 128     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 129     //
 130     AliITSRecPoint *fClusters5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 131     Int_t        fClusterIndex5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 132     Float_t fY5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 133     Float_t fZ5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 134     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 135     Float_t fDy5;                                       //delta y
 136     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 137     //
 138     AliITSRecPoint *fClusters10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 139     Int_t        fClusterIndex10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 140     Float_t fY10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 141     Float_t fZ10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 142     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 143     Float_t fDy10;                                        // delta y
 144     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
 145     //
 146     AliITSRecPoint *fClusters20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 147     Int_t        fClusterIndex20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 148     Float_t fY20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 149     Float_t fZ20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 150     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 151     Float_t fDy20;                                        //delta y
 152     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
 153     //
 154     AliITSRecPoint** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 155     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 156     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 157     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 158     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 159     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 160     //
 161     Float_t  fClusterWeight[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 162     Int_t    fClusterTracks[4][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 163     Float_t fZmax;      //    edges
 164     Float_t fYmin;      //   of  the
 165     Float_t fYmax;      //   "window"
 166     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 167     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 168     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 169     Int_t fAccepted;     // accept indicator
 170     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 171   };
 172   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 173   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 174
 175 protected:
 176   Int_t GetNearestLayer(const Double_t *xr) const;  //get nearest upper layer close to the point xr
 177   void FindV02(AliESDEvent *event);  //try to find V0
 178   void RefitV02(AliESDEvent *event);  //try to refit  V0's
 179   void UpdateTPCV0(AliESDEvent *event);  //try to update, or reject TPC  V0s
 180   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 181   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
 182   Double_t GetEffectiveThickness();
 183   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex, Bool_t constrain);
 184   void ResetBestTrack() {
 185      fBestTrack.~AliITStrackMI();
 186      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
 187   }
 188   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
 189      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
 190      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
 191   }
 192   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
 193   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
 194   Double_t GetTruncatedChi2(AliITStrackMI * track, Float_t fac);
 195   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
 196   Double_t GetInterpolatedChi2(AliITStrackMI * forwardtrack, AliITStrackMI * backtrack);
 197   Double_t GetMatchingChi2(AliITStrackMI * track1, AliITStrackMI * track2);
 198   Double_t GetSPDDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr);
 199
 200   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 201   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
 202   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 203   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax);
 204   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 205   void RegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 206   void UnRegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 207   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSRecPoint *clist[6]);
 208   Int_t GetOverlapTrack(AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 209   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 210   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48];}
 211   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+12];}
 212   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+24];}
 213   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+36];}
 214   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 215   void MakeCoefficients(Int_t ntracks);
 216   void BuildMaterialLUT(TString material);
 217   void MakeTrksMaterialLUT(Int_t ntracks);
 218   void DeleteTrksMaterialLUT();
 219   Int_t CorrectForPipeMaterial(AliITStrackMI *t, TString direction="inward");
 220   Int_t CorrectForShieldMaterial(AliITStrackMI *t, TString shield, TString direction="inward");
 221   Int_t CorrectForLayerMaterial(AliITStrackMI *t, Int_t layerindex, Double_t oldGlobXYZ[3], TString direction="inward");
 222   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 223   Int_t CheckSkipLayer(AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet) const;
 224   Int_t CheckDeadZone(/*AliITStrackMI *track,*/Int_t ilayer,/*Int_t idet,*/Double_t zmin,Double_t zmax/*,Double_t ymin,Double_t ymax*/) const;
 225   Int_t fI;                              // index of the current layer
 226   static AliITSlayer fgLayers[AliITSgeomTGeo::kNLayers];// ITS layers
 227   AliITStrackMI fTracks[AliITSgeomTGeo::kNLayers];      // track estimations at the ITS layers
 228   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 229   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 230   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 231   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 232   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
 233   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 234   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 235   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 236   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 237   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
 238   Int_t fLayersNotToSkip[AliITSgeomTGeo::kNLayers];     // layer masks
 239   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 240   Float_t * fCoefficients;               //! working array with errors and mean cluster shape
 241   AliESDEvent  * fEsd;                   //! pointer to the ESD event
 242   Double_t fSPDdetzcentre[4];            // centres of SPD modules in z
 243   TString fTrackingPhase;                // current tracking phase
 244   Int_t fUseTGeo;                        // use TGeo to get material budget
 245   Int_t   fNtracks;                      // number of tracks to prolong
 246   Float_t fxOverX0Pipe;                  // material budget
 247   Float_t fxTimesRhoPipe;                // material budget
 248   Float_t fxOverX0Shield[2];             // material budget
 249   Float_t fxTimesRhoShield[2];           // material budget
 250   Float_t fxOverX0Layer[6];              // material budget
 251   Float_t fxTimesRhoLayer[6];            // material budget
 252   Float_t *fxOverX0PipeTrks;             //! material budget
 253   Float_t *fxTimesRhoPipeTrks;           //! material budget
 254   Float_t *fxOverX0ShieldTrks;           //! material budget
 255   Float_t *fxTimesRhoShieldTrks;         //! material budget
 256   Float_t *fxOverX0LayerTrks;            //! material budget
 257   Float_t *fxTimesRhoLayerTrks;          //! material budget
 258   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;      //!debug streamer
 259 //
 260   AliITSPlaneEff *fPlaneEff;             //| Pointer to the ITS plane efficicency
 261 private:
 262   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &tracker);
 263   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &tracker);
 264   ClassDef(AliITStrackerMI,4)   //ITS tracker MI
 265 };
 266
 267
 268
 269
 270
 271
 272 /////////////////////////////////////////////////////////
 273 /////////////////////////////////////////////////////////
 274 /////////////////////////////////////////////////////////
 275
 276
 277
 278
 279
 280 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 281   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 282   //
 283   //   flags[0] - vertex constaint flag
 284   //              negative means "skip the pass"
 285   //              0        means "no constraint"
 286   //              positive means "normal constraint"
 287
 288    fConstraint[0]=flags[0];
 289    if (cuts==0) return;
 290 }
 291
 292 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 293   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 294   //
 295   //   flags[0] - vertex constaint flag
 296   //              negative means "skip the pass"
 297   //              0        means "no constraint"
 298   //              positive means "normal constraint"
 299
 300    fConstraint[1]=flags[0];
 301    if (cuts==0) return;
 302 }
 303
 304 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 305   //--------------------------------------------------------------------
 306   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 307   //--------------------------------------------------------------------
 308    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 309    if (tpcLabel<0) return;
 310    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 311    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 312      t->SetFakeRatio(1.);
 313    }
 314    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 315      t->SetLabel(-tpcLabel);
 316    }
 317 }
 318
 319 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 320 {
 321   //--------------------------------------------------------------------
 322   //get normalize chi2
 323   //--------------------------------------------------------------------
 324   track->SetNormChi2(layer,2.*track->GetNSkipped()+0.25*track->GetNDeadZone()+track->GetdEdxMismatch()+track->GetChi2()/
 325   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 326     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->GetNSkipped()),
 327                1./(1.+track->GetNSkipped())));
 328   return track->GetNormChi2(layer);
 329 }
 330 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
 331 {
 332   //
 333   // get cluster coordinates in global cooordinate
 334   //
 335   xyz[2] = cl->GetZ();
 336   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 337   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 338 }
 339 #endif