Fixes for coding conventions violations
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 //           Current support and development: 
13 //                     Andrea Dainese, andrea.dainese@lnl.infn.it
14 //-------------------------------------------------------------------------
15
16 class TTree;
17 class TTreeSRedirector;
18 class AliESDEvent;
19
20 class AliITSPlaneEff;
21 class AliITSChannelStatus;
22 class AliITSDetTypeRec;
23 class AliPlaneEff;
24
25 #include <TObjArray.h>
26
27 #include "AliITStrackMI.h"
28 #include "AliITSRecPoint.h"
29 #include "AliTracker.h"
30
31
32 //-------------------------------------------------------------------------
33 class AliITStrackerMI : public AliTracker {
34 public:
35   AliITStrackerMI();
36   AliITStrackerMI(const Char_t *geom);
37   virtual ~AliITStrackerMI();
38   AliCluster *GetCluster(Int_t index) const;
39   virtual Bool_t GetTrackPoint(Int_t index, AliTrackPoint& p) const;
40   virtual Bool_t GetTrackPointTrackingError(Int_t index, 
41                         AliTrackPoint& p, const AliESDtrack *t);
42   AliITSRecPoint *GetClusterLayer(Int_t layn, Int_t ncl) const
43                         {return fgLayers[layn].GetCluster(ncl);}
44   Int_t GetNumberOfClustersLayer(Int_t layn) const 
45                         {return fgLayers[layn].GetNumberOfClusters();}
46   Int_t LoadClusters(TTree *cf);
47   void UnloadClusters();
48   void FillClusterArray(TObjArray* array) const;
49   Int_t Clusters2Tracks(AliESDEvent *event);
50   Int_t PropagateBack(AliESDEvent *event);
51   Int_t RefitInward(AliESDEvent *event);
52   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track, 
53                  const AliITStrackMI *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
54   Bool_t RefitAt(Double_t x, AliITStrackMI *track, 
55                  const Int_t *clusters, Bool_t extra=kFALSE, Bool_t planeeff=kFALSE);
56   void SetupFirstPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts=0);
57   void SetupSecondPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts=0);
58
59   void SetLastLayerToTrackTo(Int_t l=0) {fLastLayerToTrackTo=l;} 
60   void UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;
61
62   void  GetDCASigma(const AliITStrackMI* track, Float_t & sigmarfi, Float_t &sigmaz);
63   Double_t GetPredictedChi2MI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint *cluster,Int_t layer);
64   Int_t UpdateMI(AliITStrackMI* track, const AliITSRecPoint* cl,Double_t chi2,Int_t layer) const;
65   AliPlaneEff *GetPlaneEff() {return (AliPlaneEff*)fPlaneEff;}   // return the pointer to AliPlaneEff
66   void SetDetTypeRec(const AliITSDetTypeRec *detTypeRec) {fkDetTypeRec = detTypeRec; ReadBadFromDetTypeRec(); }
67   TObjArray* GetTrackHypothesys()  {return &fTrackHypothesys;}
68   TObjArray* GetBestHypothesys()   {return &fBestHypothesys;}
69   TObjArray* GetOriginal()         {return &fOriginal;}
70   TTreeSRedirector *GetDebugStreamer() const {return fDebugStreamer;}
71   static Int_t CorrectForTPCtoITSDeadZoneMaterial(AliITStrackMI *t);
72   void  SetForceSkippingOfLayer();
73   Int_t ForceSkippingOfLayer(Int_t l) const { return fForceSkippingOfLayer[l]; }
74
75   class AliITSdetector { 
76   public:
77     AliITSdetector():fR(0),fRmisal(0),fPhi(0),fSinPhi(0),fCosPhi(0),fYmin(0),fYmax(0),fZmin(0),fZmax(0),fIsBad(kFALSE),fNChips(0),fChipIsBad(0) {}
78     AliITSdetector(Double_t r,Double_t phi):fR(r),fRmisal(r),fPhi(phi),fSinPhi(TMath::Sin(phi)),fCosPhi(TMath::Cos(phi)),fYmin(10000),fYmax(-1000),fZmin(10000),fZmax(-1000),fIsBad(kFALSE),fNChips(0),fChipIsBad(0) {}
79     ~AliITSdetector() {if(fChipIsBad) delete [] fChipIsBad;}
80     inline void GetGlobalXYZ( const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const;
81     Double_t GetR()   const {return fR;}
82     Double_t GetRmisal()   const {return fRmisal;}
83     Double_t GetPhi() const {return fPhi;}
84     Double_t GetYmin() const {return fYmin;}
85     Double_t GetYmax() const {return fYmax;}
86     Double_t GetZmin() const {return fZmin;}
87     Double_t GetZmax() const {return fZmax;}
88     Bool_t   IsBad() const {return fIsBad;}
89     Int_t    GetNChips() const {return fNChips;}
90     Bool_t   IsChipBad(Int_t iChip) const {return (fChipIsBad ? fChipIsBad[iChip] : kFALSE);}
91     void SetRmisal(Double_t rmisal) {fRmisal = rmisal;}
92     void SetYmin(Double_t min) {fYmin = min;}
93     void SetYmax(Double_t max) {fYmax = max;}
94     void SetZmin(Double_t min) {fZmin = min;}
95     void SetZmax(Double_t max) {fZmax = max;}
96     void SetBad() {fIsBad = kTRUE;}
97     void ReadBadDetectorAndChips(Int_t ilayer,Int_t idet,const AliITSDetTypeRec *detTypeRec);
98   private:
99     AliITSdetector(const AliITSdetector& det);
100     AliITSdetector & operator=(const AliITSdetector& det){
101       this->~AliITSdetector();new(this) AliITSdetector(det);
102       return *this;}
103     Double_t fR;    // polar coordinates: r 
104     Double_t fRmisal;    // polar coordinates: r, with misalignment 
105     Double_t fPhi;  // polar coordinates: phi
106     Double_t fSinPhi; // sin of phi;
107     Double_t fCosPhi; // cos of phi 
108     Double_t fYmin;   //  local y minimal
109     Double_t fYmax;   //  local max y
110     Double_t fZmin;   //  local z min
111     Double_t fZmax;   //  local z max
112     Bool_t fIsBad;    // is detector dead or noisy?
113     Int_t fNChips;    // number of chips
114     Bool_t *fChipIsBad; //[fNChips] is chip dead or noisy? 
115   };
116
117   class AliITSlayer {
118   public:
119     AliITSlayer();
120     AliITSlayer(Double_t r, Double_t p, Double_t z, Int_t nl, Int_t nd);
121     ~AliITSlayer();
122     Int_t InsertCluster(AliITSRecPoint *c);
123     void  SortClusters();
124     void ResetClusters();
125     void ResetWeights();
126     void SelectClusters(Double_t zmin,Double_t zmax,Double_t ymin,Double_t ymax);
127     const AliITSRecPoint *GetNextCluster(Int_t &ci,Bool_t test=kFALSE);
128     void ResetRoad();
129     Double_t GetRoad() const {return fRoad;}
130     Double_t GetR() const {return fR;}
131     Int_t FindClusterIndex(Float_t z) const;
132     AliITSRecPoint *GetCluster(Int_t i) const {return i<fN ? fClusters[i]:0;} 
133     Float_t  *GetWeight(Int_t i)  {return i<fN ? &fClusterWeight[i]:0;}
134     AliITSdetector &GetDetector(Int_t n) const { return fDetectors[n]; }
135     Int_t FindDetectorIndex(Double_t phi, Double_t z) const;
136     Double_t GetThickness(Double_t y, Double_t z, Double_t &x0) const;
137     Int_t InRoad() const ;
138     Int_t GetNumberOfClusters() const {return fN;}
139     Int_t GetNladders() const {return fNladders;}
140     Int_t GetNdetectors() const {return fNdetectors;}
141     Int_t GetSkip() const {return fSkip;}
142     void  SetSkip(Int_t skip){fSkip=skip;}
143     void IncAccepted(){fAccepted++;}
144     Int_t GetAccepted() const {return fAccepted;}    
145     Int_t GetClusterTracks(Int_t i, Int_t j) const {return fClusterTracks[i][j];}
146     void SetClusterTracks(Int_t i, Int_t j, Int_t c) {fClusterTracks[i][j]=c;}
147   protected:
148     AliITSlayer(const AliITSlayer& layer);
149     AliITSlayer & operator=(const AliITSlayer& layer){
150       this->~AliITSlayer();new(this) AliITSlayer(layer);
151       return *this;}
152     Double_t fR;                // mean radius of this layer
153     Double_t fPhiOffset;        // offset of the first detector in Phi
154     Int_t fNladders;            // number of ladders
155     Double_t fZOffset;          // offset of the first detector in Z
156     Int_t fNdetectors;          // detectors/ladder
157     AliITSdetector *fDetectors; // array of detectors
158     Int_t fN;                   // number of clusters
159     AliITSRecPoint *fClusters[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
160     Int_t        fClusterIndex[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // pointers to clusters
161     Float_t fY[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // y position of the clusters      
162     Float_t fZ[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer];                // z position of the clusters      
163     Float_t fYB[2];                                       // ymin and ymax
164     //
165     AliITSRecPoint *fClusters5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y
166     Int_t        fClusterIndex5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5]; // pointers to clusters -     slice in y    
167     Float_t fY5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // y position of the clusters  slice in y    
168     Float_t fZ5[6][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer5];                // z position of the clusters  slice in y 
169     Int_t fN5[6];                                       // number of cluster in slice
170     Float_t fDy5;                                       //delta y
171     Float_t fBy5[6][2];                                    //slice borders
172     //
173     AliITSRecPoint *fClusters10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y
174     Int_t        fClusterIndex10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10]; // pointers to clusters -     slice in y    
175     Float_t fY10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // y position of the clusters  slice in y    
176     Float_t fZ10[11][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer10];                // z position of the clusters  slice in y 
177     Int_t fN10[11];                                       // number of cluster in slice
178     Float_t fDy10;                                        // delta y
179     Float_t fBy10[11][2];                                 // slice borders
180     //
181     AliITSRecPoint *fClusters20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y
182     Int_t        fClusterIndex20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20]; // pointers to clusters -     slice in y    
183     Float_t fY20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // y position of the clusters  slice in y    
184     Float_t fZ20[21][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer20];                // z position of the clusters  slice in y 
185     Int_t fN20[21];                                       // number of cluster in slice
186     Float_t fDy20;                                        //delta y 
187     Float_t fBy20[21][2];                                 //slice borders
188     //
189     AliITSRecPoint** fClustersCs;                         //clusters table in current slice
190     Int_t   *fClusterIndexCs;                             //cluster index in current slice 
191     Float_t *fYcs;                                        //y position in current slice
192     Float_t *fZcs;                                        //z position in current slice
193     Int_t    fNcs;                                        //number of clusters in current slice    
194     Int_t fCurrentSlice;                                  //current slice
195     //
196     Float_t  fClusterWeight[AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; // probabilistic weight of the cluster
197     Int_t    fClusterTracks[4][AliITSRecoParam::fgkMaxClusterPerLayer]; //tracks registered to given cluster
198     Float_t fZmin;      //    the
199     Float_t fZmax;      //    edges
200     Float_t fYmin;      //   of  the
201     Float_t fYmax;      //   "window"
202     Int_t fI;            // index of the current cluster within the "window"
203     Int_t fImax;            // index of the last cluster within the "window"    
204     Int_t fSkip;     // indicates possibility to skip cluster
205     Int_t fAccepted;     // accept indicator 
206     Double_t fRoad;      // road defined by the cluster density
207     Double_t fMaxSigmaClY; // maximum cluster error Y (to enlarge road)
208     Double_t fMaxSigmaClZ; // maximum cluster error Z (to enlarge road)
209     Double_t fNMaxSigmaCl; // number of sigma for road enlargement
210   };
211   AliITStrackerMI::AliITSlayer    & GetLayer(Int_t layer) const;
212   AliITStrackerMI::AliITSdetector & GetDetector(Int_t layer, Int_t n) const {return GetLayer(layer).GetDetector(n); }
213   Int_t GetNearestLayer(const Double_t *xr) const;  //get nearest upper layer close to the point xr
214   void SetCurrentEsdTrack(Int_t i) {fCurrentEsdTrack=i;}
215   void FollowProlongationTree(AliITStrackMI * otrack, Int_t esdindex, Bool_t constrain);
216
217 protected:
218   Bool_t ComputeRoad(AliITStrackMI* track,Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t &zmin,Double_t &zmax,Double_t &ymin,Double_t &ymax) const;
219     
220   void CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
221   void CookLabel(AliITStrackMI *t,Float_t wrong) const;
222   Double_t GetEffectiveThickness();
223   void ResetBestTrack() {
224      fBestTrack.~AliITStrackMI();
225      new(&fBestTrack) AliITStrackMI(fTrackToFollow);
226   }
227   void ResetTrackToFollow(const AliITStrackMI &t) {
228      fTrackToFollow.~AliITStrackMI();
229      new(&fTrackToFollow) AliITStrackMI(t);
230   }
231   void CookdEdx(AliITStrackMI* track);
232   Double_t GetNormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t mode);
233   Double_t GetTruncatedChi2(const AliITStrackMI * track, Float_t fac);
234   Double_t NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer);
235   Double_t GetInterpolatedChi2(const AliITStrackMI * forwardtrack,const AliITStrackMI * backtrack);  
236   Double_t GetMatchingChi2(const AliITStrackMI * track1,const AliITStrackMI * track2);
237   Double_t GetSPDDeadZoneProbability(Double_t zpos, Double_t zerr) const;
238
239   Float_t    *GetWeight(Int_t index);
240   void AddTrackHypothesys(AliITStrackMI * track, Int_t esdindex);
241   void SortTrackHypothesys(Int_t esdindex, Int_t maxcut, Int_t mode);
242   AliITStrackMI * GetBestHypothesys(Int_t esdindex, AliITStrackMI * original, Int_t checkmax); 
243   void  GetBestHypothesysMIP(TObjArray &itsTracks); 
244   void RegisterClusterTracks(const AliITStrackMI* track, Int_t id);
245   void UnRegisterClusterTracks(const AliITStrackMI* track, Int_t id);
246   Float_t GetNumberOfSharedClusters(AliITStrackMI* track,Int_t id, Int_t list[6], AliITSRecPoint *clist[6]);
247   Int_t GetOverlapTrack(const AliITStrackMI *track, Int_t trackID, Int_t &shared, Int_t clusterlist[6], Int_t overlist[6]);
248   AliITStrackMI * GetBest2Tracks(Int_t trackID1, Int_t treackID2, Float_t th0, Float_t th1);
249   Float_t  * GetErrY(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48];}
250   Float_t  * GetErrZ(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+12];}
251   Float_t  * GetNy(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+24];}
252   Float_t  * GetNz(Int_t trackindex) const {return &fCoefficients[trackindex*48+36];}
253   void       SignDeltas(const TObjArray *clusterArray, Float_t zv);
254   void MakeCoefficients(Int_t ntracks);
255   void BuildMaterialLUT(TString material);
256   void MakeTrksMaterialLUT(Int_t ntracks);
257   void DeleteTrksMaterialLUT();
258   Int_t CorrectForPipeMaterial(AliITStrackMI *t, TString direction="inward");
259   Int_t CorrectForShieldMaterial(AliITStrackMI *t, TString shield, TString direction="inward");
260   Int_t CorrectForLayerMaterial(AliITStrackMI *t, Int_t layerindex, Double_t oldGlobXYZ[3], TString direction="inward");
261   void UpdateESDtrack(AliITStrackMI* track, ULong_t flags) const;
262   void ReadBadFromDetTypeRec();
263   Int_t CheckSkipLayer(const AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet) const;
264   Int_t CheckDeadZone(AliITStrackMI *track,Int_t ilayer,Int_t idet,Double_t dz,Double_t dy,Bool_t noClusters=kFALSE) const;
265   Bool_t LocalModuleCoord(Int_t ilayer,Int_t idet,const AliITStrackMI *track,
266                           Float_t &xloc,Float_t &zloc) const;
267 // method to be used for Plane Efficiency evaluation
268   Bool_t IsOKForPlaneEff(const AliITStrackMI* track, const Int_t *clusters, Int_t ilayer) const; // Check if a track is usable
269                                                                                            // for Plane Eff evaluation
270   void UseTrackForPlaneEff(const AliITStrackMI* track, Int_t ilayer);                            // Use this track for Plane Eff
271 // 
272   Int_t fI;                              // index of the current layer
273   static AliITSlayer fgLayers[AliITSgeomTGeo::kNLayers];// ITS layers
274   AliITStrackMI fTracks[AliITSgeomTGeo::kNLayers];      // track estimations at the ITS layers
275   AliITStrackMI fBestTrack;              // "best" track 
276   AliITStrackMI fTrackToFollow;          // followed track
277   TObjArray     fTrackHypothesys;        // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
278   TObjArray     fBestHypothesys;         // ! array with track hypothesys- ARRAY is the owner of tracks- MI
279   TObjArray     fOriginal;               // ! array with seeds from the TPC
280   Int_t         fBestTrackIndex[100000]; // ! index of the best track
281   Int_t         fCurrentEsdTrack;        // ! current esd track           - MI
282   Int_t fPass;                           // current pass through the data 
283   Int_t fConstraint[2];                  // constraint flags
284   Bool_t fAfterV0;                       //indicates V0 founded
285   Int_t fForceSkippingOfLayer[AliITSgeomTGeo::kNLayers]; // layers to be skipped
286   Int_t fLastLayerToTrackTo;             // the innermost layer to track to
287   Float_t * fCoefficients;               //! working array with errors and mean cluster shape
288   AliESDEvent  * fEsd;                   //! pointer to the ESD event
289   Double_t fSPDdetzcentre[4];            // centres of SPD modules in z
290   TString fTrackingPhase;                // current tracking phase
291   Int_t fUseTGeo;                        // use TGeo to get material budget
292   Int_t   fNtracks;                      // number of tracks to prolong
293   Float_t fxOverX0Pipe;                  // material budget
294   Float_t fxTimesRhoPipe;                // material budget
295   Float_t fxOverX0Shield[2];             // material budget
296   Float_t fxTimesRhoShield[2];           // material budget
297   Float_t fxOverX0Layer[6];              // material budget
298   Float_t fxTimesRhoLayer[6];            // material budget
299   Float_t *fxOverX0PipeTrks;             //! material budget
300   Float_t *fxTimesRhoPipeTrks;           //! material budget
301   Float_t *fxOverX0ShieldTrks;           //! material budget
302   Float_t *fxTimesRhoShieldTrks;         //! material budget
303   Float_t *fxOverX0LayerTrks;            //! material budget
304   Float_t *fxTimesRhoLayerTrks;          //! material budget
305   TTreeSRedirector *fDebugStreamer;      //!debug streamer
306   AliITSChannelStatus *fITSChannelStatus;//! bitmaps with channel status for SPD and SDD
307   const AliITSDetTypeRec *fkDetTypeRec;         //! ITS det type rec, from AliITSReconstructor
308   AliITSPlaneEff *fPlaneEff;             //! Pointer to the ITS plane efficicency
309 private:
310   AliITStrackerMI(const AliITStrackerMI &tracker);
311   AliITStrackerMI & operator=(const AliITStrackerMI &tracker);
312   ClassDef(AliITStrackerMI,9)   //ITS tracker MI
313 };
314
315
316
317
318 /////////////////////////////////////////////////////////
319 /////////////////////////////////////////////////////////
320 /////////////////////////////////////////////////////////
321
322
323
324
325
326 inline void AliITStrackerMI::SetupFirstPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts) {
327   // This function sets up flags and cuts for the first tracking pass   
328   //
329   //   flags[0] - vertex constaint flag                                
330   //              negative means "skip the pass"                        
331   //              0        means "no constraint"                        
332   //              positive means "normal constraint"                    
333
334    fConstraint[0]=flags[0];
335    if (!cuts) return;
336 }
337
338 inline void AliITStrackerMI::SetupSecondPass(const Int_t *flags,const Double_t *cuts) {
339   // This function sets up flags and cuts for the second tracking pass   
340   //
341   //   flags[0] - vertex constaint flag                                
342   //              negative means "skip the pass"                        
343   //              0        means "no constraint"                        
344   //              positive means "normal constraint"                    
345
346    fConstraint[1]=flags[0];
347    if (!cuts) return;
348 }
349
350 inline void AliITStrackerMI::CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const {
351   //--------------------------------------------------------------------
352   //This function "cooks" a track label. If label<0, this track is fake.
353   //--------------------------------------------------------------------
354    Int_t tpcLabel=t->GetLabel();
355    if (tpcLabel<0) return;
356    AliTracker::CookLabel(t,wrong);
357    if (tpcLabel!=TMath::Abs(t->GetLabel())){
358      t->SetFakeRatio(1.);
359    }
360    if (tpcLabel !=t->GetLabel()) {
361      t->SetLabel(-tpcLabel);      
362    }
363 }
364
365 inline Double_t AliITStrackerMI::NormalizedChi2(AliITStrackMI * track, Int_t layer)
366 {
367   //--------------------------------------------------------------------
368   //get normalize chi2
369   //--------------------------------------------------------------------
370   track->SetNormChi2(layer,2.*track->GetNSkipped()+0.25*track->GetNDeadZone()+track->GetdEdxMismatch()+track->GetChi2()/
371   //track->fNormChi2[layer] = 2.*track->fNSkipped+0.25*track->fNDeadZone+track->fdEdxMismatch+track->fChi22/
372     TMath::Max(double(track->GetNumberOfClusters()-track->GetNSkipped()),
373                1./(1.+track->GetNSkipped())));
374   return track->GetNormChi2(layer);
375 }
376 inline void  AliITStrackerMI::AliITSdetector::GetGlobalXYZ(const AliITSRecPoint *cl, Double_t xyz[3]) const
377 {
378   //
379   // get cluster coordinates in global cooordinate 
380   //
381   xyz[2] = cl->GetZ();
382   xyz[0] = fR*fCosPhi - cl->GetY()*fSinPhi;
383   xyz[1] = fR*fSinPhi + cl->GetY()*fCosPhi;
384 }
385 #endif