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 "AliITSPlaneEff.h"
  22 #include "AliPlaneEff.h"
  23 #include "AliTracker.h"
  24
  25 //-------------------------------------------------------------------------
  26 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
  27 public:
  28   AliITStrackerMI();
  29   AliITStrackerMI(const Char_t *geom);
  30   virtual ~AliITStrackerMI();
  31   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
  32   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
  33   virtual Bool_t GetTrackPointTrackingError(Int_t index,
  34                         AliTrackPoint& p, const AliESDtrack *t);
  35   AliITSRecPoint *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
  36                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
  37   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const
  38                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
  39   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
  40   void UnloadClusters();
  41   Int_t Clusters2Tracks(AliESDEvent *event);
  42   Int_t PropagateBack(AliESDEvent *event);
  43   Int_t RefitInward(AliESDEvent *event);
  44   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track,
  45                  const AliITStrackMI *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
  46   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track,
  47                  const Int_t *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
  48   void SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  49   void SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts=0);
  50
  51   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;}
  52   void SetLayersNotToSkip(Int_t *l);
  53   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
  54
  55   void  GetDCASigma(AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
  56   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
  57   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
  58   AliPlaneEff *GetPlaneEff() {return (AliPlaneEff*)fPlaneEff;}   // return the pointer to AliPlaneEff
  59   class AliITSdetector {
  60   public:
  61     AliITSdetector():fR(0),fPhi(0),fSinPhi(0),fCosPhi(0),fYmin(0),fYmax(0),fZmin(0),fZmax(0){}
  62     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) {}
  63     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
  64     Double_t GetR()   const {return fR;}
  65     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
  66     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
  67     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
  68     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
  69     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
  70     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
  71     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
  72     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
  73     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
  74   private:
  75     Double_t fR;    // polar coordinates
  76     Double_t fPhi;  // of this detector
  77     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
  78     Double_t fCosPhi; // cos of phi
  79     Double_t fYmin;   //  local y minimal
  80     Double_t fYmax;   //  local max y
  81     Double_t fZmin;   //  local z min
  82     Double_t fZmax;   //  local z max
  83   };
  84
  85   class AliITSlayer {
  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 zmin,Double_t zmax,Double_t ymin,Double_t ymax);
  95     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci,Bool_t test=kFALSE);
  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     Int_t GetClusterTracks(Int_t i, Int_t j) const {return fClusterTracks[i][j];}
 114     void SetClusterTracks(Int_t i, Int_t j, Int_t c) {fClusterTracks[i][j]=c;}
 115   protected:
 116     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer);
 117     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& layer){
 118       this->~AliITSlayer();new(this) AliITSlayer(layer);
 119       return *this;}
 120     Double_t fR;                // mean radius of this layer
 121     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
 122     Int_t fNladders;            // number of ladders
 123     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
 124     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
 125     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
 126     Int_t fN;                   // number of clusters
 127     AliITSRecPoint *fClusters[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 128     Int_t        fClusterIndex[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
 129     Float_t fY[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters
 130     Float_t fZ[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters
 131     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
 132     //
 133     AliITSRecPoint *fClusters5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 134     Int_t        fClusterIndex5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
 135     Float_t fY5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y
 136     Float_t fZ5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y
 137     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
 138     Float_t fDy5;                                       //delta y
 139     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
 140     //
 141     AliITSRecPoint *fClusters10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 142     Int_t        fClusterIndex10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
 143     Float_t fY10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y
 144     Float_t fZ10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y
 145     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
 146     Float_t fDy10;                                        // delta y
 147     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
 148     //
 149     AliITSRecPoint *fClusters20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 150     Int_t        fClusterIndex20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
 151     Float_t fY20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y
 152     Float_t fZ20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y
 153     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
 154     Float_t fDy20;                                        //delta y
 155     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
 156     //
 157     AliITSRecPoint** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
 158     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice
 159     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
 160     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
 161     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice
 162     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
 163     //
 164     Float_t  fClusterWeight[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
 165     Int_t    fClusterTracks[4][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
 166     Float_t fZmax;      //    edges
 167     Float_t fYmin;      //   of  the
 168     Float_t fYmax;      //   "window"
 169     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
 170     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"
 171     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
 172     Int_t fAccepted;     // accept indicator
 173     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
 174   };
 175   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
 176   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
 177
 178 protected:
 179   Int_t GetNearestLayer(const Double_t *xr) const;  //get nearest upper layer close to the point xr
 180   void FindV02(AliESDEvent *event);  //try to find V0
 181   void RefitV02(AliESDEvent *event);  //try to refit  V0's
 182   void UpdateTPCV0(AliESDEvent *event);  //try to update, or reject TPC  V0s
 183   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
 184   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
 185   Double_t GetEffectiveThickness();
 186   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex, Bool_t constrain);
 187   void ResetBestTrack() {
 188      fBestTrack.~AliITStrackMI();
 189      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
 190   }
 191   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
 192      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
 193      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
 194   }
 195   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
 196   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
 197   Double_t GetTruncatedChi2(AliITStrackMI * track, Float_t fac);
 198   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
 199   Double_t GetInterpolatedChi2(AliITStrackMI * forwardtrack, AliITStrackMI * backtrack);
 200   Double_t GetMatchingChi2(AliITStrackMI * track1, AliITStrackMI * track2);
 201   Double_t GetSPDDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr);
 202
 203   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
 204   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
 205   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
 206   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax);
 207   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks);
 208   void RegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 209   void UnRegisterClusterTracks(AliITStrackMI* track, Int_t id);
 210   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSRecPoint *clist[6]);
 211   Int_t GetOverlapTrack(AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
 212   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
 213   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48];}
 214   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+12];}
 215   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+24];}
 216   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+36];}
 217   void       SignDeltas( TObjArray *ClusterArray, Float_t zv);
 218   void MakeCoefficients(Int_t ntracks);
 219   void BuildMaterialLUT(TString material);
 220   void MakeTrksMaterialLUT(Int_t ntracks);
 221   void DeleteTrksMaterialLUT();
 222   Int_t CorrectForPipeMaterial(AliITStrackMI *t, TString direction="inward");
 223   Int_t CorrectForShieldMaterial(AliITStrackMI *t, TString shield, TString direction="inward");
 224   Int_t CorrectForLayerMaterial(AliITStrackMI *t, Int_t layerindex, Double_t oldGlobXYZ[3], TString direction="inward");
 225   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
 226   Int_t CheckSkipLayer(AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet) const;
 227   Int_t CheckDeadZone(/*AliITStrackMI *track,*/Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t zmin,Double_t zmax/*,Double_t ymin,Double_t ymax*/) const;
 228   Bool_t LocalModuleCoord(Int_t ilayer,Int_t idet,AliITStrackMI *track,
 229                           Float_t &xloc,Float_t &zloc) const;
 230 // method to be used for Plane Efficiency evaluation
 231   Bool_t IsOKForPlaneEff(AliITStrackMI* track, Int_t ilayer) const; // Check if a track is usable
 232                                                                     // for Plane Eff evaluation
 233   void UseTrackForPlaneEff(AliITStrackMI* track, Int_t ilayer);     // Use this track for Plane Eff
 234 //
 235   Int_t fI;                              // index of the current layer
 236   static AliITSlayer fgLayers[AliITSgeomTGeo::kNLayers];// ITS layers
 237   AliITStrackMI fTracks[AliITSgeomTGeo::kNLayers];      // track estimations at the ITS layers
 238   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track
 239   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
 240   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 241   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
 242   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
 243   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
 244   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
 245   Int_t fPass;                           // current pass through the data
 246   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
 247   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
 248   Int_t fLayersNotToSkip[AliITSgeomTGeo::kNLayers];     // layer masks
 249   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
 250   Float_t * fCoefficients;               //! working array with errors and mean cluster shape
 251   AliESDEvent  * fEsd;                   //! pointer to the ESD event
 252   Double_t fSPDdetzcentre[4];            // centres of SPD modules in z
 253   TString fTrackingPhase;                // current tracking phase
 254   Int_t fUseTGeo;                        // use TGeo to get material budget
 255   Int_t   fNtracks;                      // number of tracks to prolong
 256   Float_t fxOverX0Pipe;                  // material budget
 257   Float_t fxTimesRhoPipe;                // material budget
 258   Float_t fxOverX0Shield[2];             // material budget
 259   Float_t fxTimesRhoShield[2];           // material budget
 260   Float_t fxOverX0Layer[6];              // material budget
 261   Float_t fxTimesRhoLayer[6];            // material budget
 262   Float_t *fxOverX0PipeTrks;             //! material budget
 263   Float_t *fxTimesRhoPipeTrks;           //! material budget
 264   Float_t *fxOverX0ShieldTrks;           //! material budget
 265   Float_t *fxTimesRhoShieldTrks;         //! material budget
 266   Float_t *fxOverX0LayerTrks;            //! material budget
 267   Float_t *fxTimesRhoLayerTrks;          //! material budget
 268   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;      //!debug streamer
 269   AliITSPlaneEff *fPlaneEff;             //! Pointer to the ITS plane efficicency
 270 private:
 271   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &tracker);
 272   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &tracker);
 273   ClassDef(AliITStrackerMI,4)   //ITS tracker MI
 274 };
 275
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 279 /////////////////////////////////////////////////////////
 280 /////////////////////////////////////////////////////////
 281 /////////////////////////////////////////////////////////
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 285
 286
 287 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 288   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass
 289   //
 290   //   flags[0] - vertex constaint flag
 291   //              negative means "skip the pass"
 292   //              0        means "no constraint"
 293   //              positive means "normal constraint"
 294
 295    fConstraint[0]=flags[0];
 296    if (cuts==0) return;
 297 }
 298
 299 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(Int_t *flags, Double_t *cuts) {
 300   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass
 301   //
 302   //   flags[0] - vertex constaint flag
 303   //              negative means "skip the pass"
 304   //              0        means "no constraint"
 305   //              positive means "normal constraint"
 306
 307    fConstraint[1]=flags[0];
 308    if (cuts==0) return;
 309 }
 310
 311 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
 312   //--------------------------------------------------------------------
 313   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
 314   //--------------------------------------------------------------------
 315    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
 316    if (tpcLabel<0) return;
 317    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
 318    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
 319      t->SetFakeRatio(1.);
 320    }
 321    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
 322      t->SetLabel(-tpcLabel);
 323    }
 324 }
 325
 326 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
 327 {
 328   //--------------------------------------------------------------------
 329   //get normalize chi2
 330   //--------------------------------------------------------------------
 331   track->SetNormChi2(layer,2.*track->GetNSkipped()+0.25*track->GetNDeadZone()+track->GetdEdxMismatch()+track->GetChi2()/
 332   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
 333     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->GetNSkipped()),
 334                1./(1.+track->GetNSkipped())));
 335   return track->GetNormChi2(layer);
 336 }
 337 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
 338 {
 339   //
 340   // get cluster coordinates in global cooordinate
 341   //
 342   xyz[2] = cl->GetZ();
 343   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
 344   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
 345 }
 346 #endif