ITS/UPGRADE/AliITSUTrackerGlo.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17   TO CHECK
  18   GetBz usage
  19
  20  */
  21
  22 //-------------------------------------------------------------------------
  23 //  Implementation of the ITS Upgrade tracker mother class.
  24 //-------------------------------------------------------------------------
  25 #include <TTree.h>
  26 #include <Riostream.h>
  27 #include <TMath.h>
  28
  29 #include "AliITSUTrackerGlo.h"
  30 #include "AliESDEvent.h"
  31 #include "AliESDtrack.h"
  32 #include "AliITSURecoDet.h"
  33 #include "AliITSURecoSens.h"
  34 #include "AliITSUReconstructor.h"
  35 #include "AliITSReconstructor.h"
  36 #include "AliITSUSeed.h"
  37 #include "AliITSUAux.h"
  38 #include "AliITSUClusterPix.h"
  39 using namespace AliITSUAux;
  40 using namespace TMath;
  41
  42
  43
  44 //----------------- tmp stuff -----------------
  45
  46 ClassImp(AliITSUTrackerGlo)
  47
  48 const Double_t AliITSUTrackerGlo::fgkToler =  1e-6;// tolerance for layer on-surface check
  49
  50
  51 //_________________________________________________________________________
  52 AliITSUTrackerGlo::AliITSUTrackerGlo(AliITSUReconstructor* rec)
  53 :  fReconstructor(rec)
  54   ,fITS(0)
  55   ,fCurrESDtrack(0)
  56   ,fCurrMass(kPionMass)
  57   ,fHypStore(100)
  58   ,fCurrHyp(0)
  59   ,fSeedsPool("AliITSUSeed",0)
  60   ,fFreeSeedsID(0)
  61   ,fNFreeSeeds(0)
  62   ,fLastSeedID(0)
  63   ,fTrCond()
  64   ,fTrackPhase(-1)
  65   ,fClInfo(0)
  66 {
  67   // Default constructor
  68   if (rec) Init(rec);
  69 }
  70
  71 //_________________________________________________________________________
  72 AliITSUTrackerGlo::~AliITSUTrackerGlo()
  73 {
  74  // Default destructor
  75  //
  76   delete fITS;
  77   delete[] fClInfo;
  78   //
  79 }
  80
  81 //_________________________________________________________________________
  82 void AliITSUTrackerGlo::Init(AliITSUReconstructor* rec)
  83 {
  84   // init with external reconstructor
  85   //
  86   fITS = new AliITSURecoDet(rec->GetGeom(),"ITSURecoInterface");
  87   int nLr = fITS->GetNLayersActive();
  88   fClInfo = new Int_t[nLr<<1];
  89   for (int ilr=nLr;ilr--;) {
  90     fITS->GetLayerActive(ilr)->SetClusters(rec->GetClusters(ilr));
  91   }
  92   //
  93   fSeedsPool.ExpandCreateFast(1000); // RS TOCHECK
  94   fFreeSeedsID.Set(1000);
  95   //
  96   fTrCond.SetNLayers(fITS->GetNLayersActive());
  97   fTrCond.AddNewCondition(5);
  98   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<0)|(0x1<<1) );
  99   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<3)|(0x1<<4) );
 100   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<5)|(0x1<<6) );
 101   //
 102   fTrCond.AddNewCondition(5);
 103   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<0)|(0x1<<2) );
 104   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<3)|(0x1<<4) );
 105   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<5)|(0x1<<6) );
 106   //
 107   fTrCond.AddNewCondition(5);
 108   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<1)|(0x1<<2) );
 109   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<3)|(0x1<<4) );
 110   fTrCond.AddGroupPattern( (0x1<<5)|(0x1<<6) );
 111   //
 112   printf("Tracking Conditions: ");
 113   fTrCond.Print();
 114 }
 115
 116 //_________________________________________________________________________
 117 Int_t AliITSUTrackerGlo::Clusters2Tracks(AliESDEvent *esdEv)
 118 {
 119   //
 120   //
 121   ResetSeedsPool();
 122   fTrackPhase = kClus2Tracks;
 123   int nTrESD = esdEv->GetNumberOfTracks();
 124   AliInfo(Form("Will try to find prolongations for %d tracks",nTrESD));
 125   AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->Print();
 126   fHypStore.Delete();
 127   if (fHypStore.GetSize()<nTrESD) fHypStore.Expand(nTrESD+100);
 128   //
 129   fITS->ProcessClusters();
 130   // select ESD tracks to propagate
 131   for (int itr=0;itr<nTrESD;itr++) {
 132     AliESDtrack *esdTr = esdEv->GetTrack(itr);
 133     AliInfo(Form("Processing track %d | MCLabel: %d",itr,esdTr->GetTPCLabel()));
 134     if (!NeedToProlong(esdTr)) continue;  // are we interested in this track?
 135     FindTrack(esdTr, itr);
 136   }
 137   //
 138   AliInfo(Form("SeedsPool: %d, BookedUpTo: %d, free: %d",fSeedsPool.GetSize(),fSeedsPool.GetEntriesFast(),fNFreeSeeds));
 139   fHypStore.Print();
 140   FinalizeHypotheses();
 141   //
 142   return 0;
 143 }
 144
 145 //_________________________________________________________________________
 146 Int_t AliITSUTrackerGlo::PropagateBack(AliESDEvent *esdEv)
 147 {
 148   //
 149   // Do outward fits in ITS
 150   //
 151
 152   fTrackPhase = kPropBack;
 153   int nTrESD = esdEv->GetNumberOfTracks();
 154   AliInfo(Form("Will fit %d tracks",nTrESD));
 155   //
 156   double bz0 = GetBz();
 157   Double_t xyzTrk[3],xyzVtx[3]={GetX(),GetY(),GetZ()};
 158   AliITSUTrackHyp dummyTr,*currTr=0;
 159   const double kWatchStep=10.; // for larger steps watch arc vs segment difference
 160   Double_t times[AliPID::kSPECIES];
 161   //
 162   //
 163   for (int itr=0;itr<nTrESD;itr++) {
 164     AliESDtrack *esdTr = esdEv->GetTrack(itr);
 165     // Start time integral and add distance from current position to vertex
 166     if (esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSout)) continue; // already done
 167     //
 168     esdTr->GetXYZ(xyzTrk);
 169     Double_t dst = 0.;     // set initial track lenght, tof
 170     {
 171       double dxs = xyzTrk[0] - xyzVtx[0];
 172       double dys = xyzTrk[1] - xyzVtx[1];
 173       double dzs = xyzTrk[2] - xyzVtx[2];
 174       // RS: for large segment steps d use approximation of cicrular arc s by
 175       // s = 2R*asin(d/2R) = d/p asin(p) \approx d/p (p + 1/6 p^3) = d (1+1/6 p^2)
 176       // where R is the track radius, p = d/2R = 2C*d (C is the abs curvature)
 177       // Hence s^2/d^2 = (1+1/6 p^2)^2
 178       dst = dxs*dxs + dys*dys;
 179       if (dst > kWatchStep*kWatchStep) { // correct circular part for arc/segment factor
 180         double crv = Abs(esdTr->GetC(bz0));
 181         double fcarc = 1.+crv*crv*dst/6.;
 182         dst *= fcarc*fcarc;
 183       }
 184       dst += dzs*dzs;
 185       dst = Sqrt(dst);
 186     }
 187     //
 188     esdTr->SetStatus(AliESDtrack::kTIME);
 189     //
 190     if (!esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSin)) { // case of tracks w/o ITS prolongation: just set the time integration
 191       dummyTr.AliExternalTrackParam::operator=(*esdTr);
 192       dummyTr.StartTimeIntegral();
 193       dummyTr.AddTimeStep(dst);
 194       dummyTr.GetIntegratedTimes(times);
 195       esdTr->SetIntegratedTimes(times);
 196       esdTr->SetIntegratedLength(dummyTr.GetIntegratedLength());
 197       continue;
 198     }
 199     //
 200     currTr = GetTrackHyp(itr);
 201     currTr->StartTimeIntegral();
 202     currTr->AddTimeStep(dst);
 203     printf("Before resetCov: "); currTr->AliExternalTrackParam::Print();
 204     currTr->ResetCovariance(10000);
 205     RefitTrack(currTr,fITS->GetRMax()); // propagate to exit from the ITS/TPC screen
 206     //
 207   }
 208   //
 209   return 0;
 210 }
 211
 212 //_________________________________________________________________________
 213 Int_t AliITSUTrackerGlo::RefitInward(AliESDEvent * /*event*/)
 214 {
 215   //
 216   // To be implemented
 217   //
 218
 219   Info("RefitInward","To be implemented");
 220   return 0;
 221 }
 222
 223 //_________________________________________________________________________
 224 Int_t AliITSUTrackerGlo::LoadClusters(TTree * treeRP)
 225 {
 226   // read from tree (if pointer provided) or directly from the ITS reco interface
 227   //
 228   return fReconstructor->LoadClusters(treeRP);
 229 }
 230
 231 //_________________________________________________________________________
 232 void AliITSUTrackerGlo::UnloadClusters()
 233 {
 234   //
 235   // To be implemented
 236   //
 237
 238   Info("UnloadClusters","To be implemented");
 239 }
 240 //_________________________________________________________________________
 241 AliCluster * AliITSUTrackerGlo::GetCluster(Int_t /*index*/) const
 242 {
 243   //
 244   // To be implemented
 245   //
 246
 247   Info("GetCluster","To be implemented");
 248   return 0x0;
 249 }
 250
 251 //_________________________________________________________________________
 252 Bool_t AliITSUTrackerGlo::NeedToProlong(AliESDtrack* esdTr)
 253 {
 254   // do we need to match this track to ITS?
 255   //
 256   static double bz = GetBz();
 257   if (!esdTr->IsOn(AliESDtrack::kTPCin) ||
 258       esdTr->IsOn(AliESDtrack::kTPCout) ||
 259       esdTr->IsOn(AliESDtrack::kITSin)  ||
 260       esdTr->GetKinkIndex(0)>0) return kFALSE;
 261   //
 262   if (esdTr->Pt()<AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMinPtForProlongation()) return kFALSE;
 263   //
 264   float dtz[2];
 265   esdTr->GetDZ(GetX(),GetY(),GetZ(),bz,dtz);
 266   // if track is not V0 candidata but has large offset wrt IP, reject it. RS TOCHECK
 267   if ( !(esdTr->GetV0Index(0)>0 && dtz[0]>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDforV0dghtrForProlongation())
 268        && (Abs(dtz[0])>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDForProlongation() ||
 269            Abs(dtz[1])>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxDZForProlongation())) return kFALSE;
 270   //
 271   return kTRUE;
 272 }
 273
 274 //_________________________________________________________________________
 275 void AliITSUTrackerGlo::FindTrack(AliESDtrack* esdTr, Int_t esdID)
 276 {
 277   // find prolongaion candidates finding for single seed
 278   //
 279   AliITSUSeed seedUC;  // copy of the seed from the upper layer
 280   AliITSUSeed seedT;   // transient seed between the seedUC and new prolongation hypothesis
 281   //
 282   if (!InitHypothesis(esdTr,esdID)) return;  // initialize prolongations hypotheses tree
 283   //
 284   AliITSURecoSens *hitSens[AliITSURecoSens::kNNeighbors+1];
 285   //
 286   TObjArray clArr; // container for transfer of clusters matching to seed
 287   //
 288   int nLrActive = fITS->GetNLayersActive();
 289   for (int ila=nLrActive;ila--;) {
 290     int ilaUp = ila+1;                         // prolong seeds from layer above
 291     //
 292     // for the outermost layer the seed is created from the ESD track
 293     int nSeedsUp = (ilaUp==nLrActive) ? 1 : fCurrHyp->GetNSeeds(ilaUp);
 294     //
 295     for (int isd=0;isd<nSeedsUp;isd++) {
 296       AliITSUSeed* seedU;
 297       if (ilaUp==nLrActive) {
 298         seedU = 0;
 299         seedUC.InitFromESDTrack(esdTr);
 300       }
 301       else {
 302         seedU = fCurrHyp->GetSeed(ilaUp,isd);  // seed on prev.active layer to prolong
 303         seedUC = *seedU;                       // its copy will be prolonged
 304         seedUC.SetParent(seedU);
 305       }
 306       seedUC.ResetFMatrix();                    // reset the matrix for propagation to next layer
 307       // go till next active layer
 308       AliInfo(Form("working on Lr:%d Seed:%d of %d",ila,isd,nSeedsUp));
 309       if (!TransportToLayer(&seedUC, fITS->GetLrIDActive(ilaUp), fITS->GetLrIDActive(ila)) ) {
 310         //
 311         AliInfo("Transport failed");
 312         // Check if the seed satisfies to track definition
 313         if (NeedToKill(&seedUC,kTransportFailed) && seedU) KillSeed(seedU,kTRUE);
 314         continue; // RS TODO: decide what to do with tracks stopped on higher layers w/o killing
 315       }
 316       AliITSURecoLayer* lrA = fITS->GetLayerActive(ila);
 317       if (!GetRoadWidth(&seedUC, ila)) { // failed to find road width on the layer
 318         if (NeedToKill(&seedUC,kRWCheckFailed) && seedU) KillSeed(seedU,kTRUE);
 319         continue;
 320       }
 321       int nsens = lrA->FindSensors(&fTrImpData[kTrPhi0], hitSens);  // find detectors which may be hit by the track
 322       AliInfo(Form("Will check %d sensors on lr:%d ",nsens,ila));
 323       //
 324       double bz = GetBz();
 325       for (int isn=nsens;isn--;) {
 326         seedT = seedUC;
 327         AliITSURecoSens* sens = hitSens[isn];
 328         //
 329         // We need to propagate the seed to sensor on lrA staying the frame of the sensor from prev.layer,
 330         // since the transport matrix should be defined in this frame.
 331         double xs; // X in the TF of current seed, corresponding to intersection with sensor plane
 332         if (!seedT.GetTrackingXAtXAlpha(sens->GetXTF(),sens->GetPhiTF(),bz, xs)) continue;
 333         if (!PropagateSeed(&seedT,xs,fCurrMass)) continue;
 334         //      if (!seedT.PropagateToX(xs,bz)) continue;
 335         //      if (!seedT.Rotate(sens->GetPhiTF())) continue;
 336         if (!seedT.RotateToAlpha(sens->GetPhiTF())) continue;
 337         //
 338         int clID0 = sens->GetFirstClusterId();
 339         for (int icl=sens->GetNClusters();icl--;) {
 340           int res = CheckCluster(&seedT,ila,clID0+icl);
 341           //
 342           if (res==kStopSearchOnSensor) break;     // stop looking on this sensor
 343           if (res==kClusterNotMatching) continue;  // cluster does not match
 344           // cluster is matching and it was added to the hypotheses tree
 345         }
 346       }
 347       // cluster search is done. Do we need ta have a version of this seed skipping current layer
 348       seedT.SetLr(ila);
 349       if (!NeedToKill(&seedT,kMissingCluster)) {
 350         AliITSUSeed* seedSkp = NewSeedFromPool(&seedT);
 351         double penalty = -AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMissPenalty(ila);
 352         // to do: make penalty to account for probability to miss the cluster for good reason
 353         seedSkp->SetChi2Cl(penalty);
 354         AddProlongationHypothesis(seedSkp,ila);
 355       }
 356     }
 357     ((TObjArray*)fCurrHyp->GetLayerSeeds(ila))->Sort();
 358     printf(">>> All hypotheses on lr %d: \n",ila);
 359     for (int ih=0;ih<fCurrHyp->GetNSeeds(ila);ih++) {
 360       printf(" #%3d ",ih); fCurrHyp->GetSeed(ila,ih)->Print();
 361       //
 362       /*
 363       if (ila!=0) continue;
 364       double vecL[5] = {0};
 365       double matL[15] = {0};
 366       AliITSUSeed* sp = fCurrHyp->GetSeed(ila,ih);
 367       while(sp->GetParent()) {
 368         sp->Smooth(vecL,matL);
 369         if (sp->GetLayerID()>=fITS->GetNLayersActive()-1) break;
 370         sp = (AliITSUSeed*)sp->GetParent();
 371       }
 372       */
 373     }
 374   }
 375   //
 376   SaveCurrentTrackHypotheses();
 377   //
 378 }
 379
 380 //_________________________________________________________________________
 381 Bool_t AliITSUTrackerGlo::InitHypothesis(AliESDtrack *esdTr, Int_t esdID)
 382 {
 383   // init prolongaion candidates finding for single seed
 384   fCurrHyp = GetTrackHyp(esdID);
 385   if (fCurrHyp) return kTRUE;
 386   //
 387   fCurrMass = esdTr->GetMass();
 388   fCurrESDtrack = esdTr;
 389   if (fCurrMass<kPionMass*0.9) fCurrMass = kPionMass; // don't trust to mu, e identification from TPCin
 390   //
 391   fCurrHyp = new AliITSUTrackHyp(fITS->GetNLayersActive());
 392   fCurrHyp->SetESDTrack(esdTr);
 393   fCurrHyp->SetUniqueID(esdID);
 394   fCurrHyp->SetMass(fCurrMass);
 395   SetTrackHyp(fCurrHyp,esdID);
 396   //
 397   return kTRUE;
 398   // TO DO
 399 }
 400
 401 //_________________________________________________________________________
 402 Bool_t AliITSUTrackerGlo::TransportToLayer(AliITSUSeed* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo)
 403 {
 404   // transport seed from layerFrom to the entrance of layerTo
 405   //
 406   //
 407   if (lTo==lFrom) AliFatal(Form("was called with lFrom=%d lTo=%d",lFrom,lTo));
 408   //
 409   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
 410   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
 411   Bool_t checkFirst = kTRUE;
 412   while(lFrom!=lTo) {
 413     if (lrFr) {
 414       if (!GoToExitFromLayer(seed,lrFr,dir,checkFirst)) return kFALSE; // go till the end of current layer
 415       checkFirst = kFALSE;
 416     }
 417     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
 418     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
 419     //
 420     // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
 421     double xToGo = lrTo->GetR(-dir);
 422     if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 423     if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass,100, kFALSE )) return kFALSE;
 424     lrFr = lrTo;
 425   }
 426   return kTRUE;
 427   //
 428 }
 429
 430 //_________________________________________________________________________
 431 Bool_t AliITSUTrackerGlo::TransportToLayer(AliExternalTrackParam* seed, Int_t lFrom, Int_t lTo)
 432 {
 433   // transport track from layerFrom to the entrance of layerTo
 434   //
 435   if (lTo==lFrom) AliFatal(Form("was called with lFrom=%d lTo=%d",lFrom,lTo));
 436   //
 437   int dir = lTo > lFrom ? 1:-1;
 438   AliITSURecoLayer* lrFr = fITS->GetLayer(lFrom); // this can be 0 when extrapolation from TPC to ITS is requested
 439   Bool_t checkFirst = kTRUE;
 440   while(lFrom!=lTo) {
 441     if (lrFr) {
 442       if (!GoToExitFromLayer(seed,lrFr,dir,checkFirst)) return kFALSE; // go till the end of current layer
 443       checkFirst = kFALSE;
 444     }
 445     AliITSURecoLayer* lrTo =  fITS->GetLayer( (lFrom+=dir) );
 446     if (!lrTo) AliFatal(Form("Layer %d does not exist",lFrom));
 447     //
 448     if (!GoToExitFromLayer(seed,lrTo,dir)) return kFALSE; // go the entrance of the layer, assuming no materials in between
 449     lrFr = lrTo;
 450   }
 451   return kTRUE;
 452   //
 453 }
 454
 455 //_________________________________________________________________________
 456 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToExitFromLayer(AliITSUSeed* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
 457 {
 458   // go to the exit from lr in direction dir, applying material corrections in steps specific for this layer
 459   // If check is requested, do this only provided the track has not exited the layer already
 460   double xToGo = lr->GetR(dir);
 461   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 462     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 463     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
 464     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
 465   }
 466   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 467   // go via layer to its boundary, applying material correction.
 468   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, lr->GetMaxStep())) return kFALSE;
 469   return kTRUE;
 470   //
 471 }
 472
 473 //_________________________________________________________________________
 474 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToExitFromLayer(AliExternalTrackParam* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
 475 {
 476   // go to the exit from lr in direction dir, applying material corrections in steps specific for this layer
 477   // If check is requested, do this only provided the track has not exited the layer already
 478   double xToGo = lr->GetR(dir);
 479   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 480     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 481     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
 482     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // on the surface or outside of the layer
 483   }
 484   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 485   // go via layer to its boundary, applying material correction.
 486   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, lr->GetMaxStep())) return kFALSE;
 487   return kTRUE;
 488   //
 489 }
 490
 491
 492 //_________________________________________________________________________
 493 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToEntranceToLayer(AliITSUSeed* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
 494 {
 495   // go to the entrance of lr in direction dir, w/o applying material corrections.
 496   // If check is requested, do this only provided the track did not reach the layer already
 497   double xToGo = lr->GetR(-dir);
 498   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 499     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 500     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
 501     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
 502   }
 503   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 504   // go via layer to its boundary, applying material correction.
 505   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kFALSE;
 506   return kTRUE;
 507   //
 508 }
 509
 510 //_________________________________________________________________________
 511 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GoToEntranceToLayer(AliExternalTrackParam* seed, AliITSURecoLayer* lr, Int_t dir, Bool_t check)
 512 {
 513   // go to the entrance of lr in direction dir, w/o applying material corrections.
 514   // If check is requested, do this only provided the track did not reach the layer already
 515   double xToGo = lr->GetR(-dir);
 516   if (check) { // do we need to track till the surface of the current layer ?
 517     double curR2 = seed->GetX()*seed->GetX() + seed->GetY()*seed->GetY(); // current radius
 518     if      (dir>0) { if (curR2-xToGo*xToGo>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
 519     else if (dir<0) { if (xToGo*xToGo-curR2>fgkToler) return kTRUE; } // already passed
 520   }
 521   if (!seed->GetXatLabR(xToGo,xToGo,GetBz(),dir)) return kFALSE;
 522   // go via layer to its boundary, applying material correction.
 523   if (!PropagateSeed(seed,xToGo,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kFALSE;
 524   return kTRUE;
 525   //
 526 }
 527
 528 //_________________________________________________________________________
 529 Bool_t AliITSUTrackerGlo::GetRoadWidth(AliITSUSeed* seed, int ilrA)
 530 {
 531   // calculate road width in terms of phi and z for the track which MUST be on the external radius of the layer
 532   // as well as some aux info
 533   double bz = GetBz();
 534   AliITSURecoLayer* lrA = fITS->GetLayerActive(ilrA);
 535   seed->GetXYZ(&fTrImpData[kTrXIn]);    // lab position at the entrance from above
 536   static AliExternalTrackParam sc;   // seed copy for manipalitions
 537   sc = *seed;
 538   //
 539   fTrImpData[kTrPhiIn] = ATan2(fTrImpData[kTrYIn],fTrImpData[kTrXIn]);
 540   if (!sc.Rotate(fTrImpData[kTrPhiIn])) return kFALSE; // go to the frame of the entry point into the layer
 541   double dr  = lrA->GetDR();                              // approximate X dist at the inner radius
 542   if (!sc.GetXYZAt(sc.GetX()-dr, bz, fTrImpData + kTrXOut)) {
 543     // special case: track does not reach inner radius, might be tangential
 544     double r = sc.GetD(0,0,bz);
 545     double x;
 546     if (!sc.GetXatLabR(r,x,bz,-1)) {
 547       sc.Print();
 548       AliFatal(Form("This should not happen: r=%f",r));
 549     }
 550     dr = Abs(sc.GetX() - x);
 551     if (!sc.GetXYZAt(x, bz, fTrImpData + kTrXOut)) {
 552       sc.Print();
 553       AliFatal(Form("This should not happen: x=%f",x));
 554     }
 555   }
 556   //
 557   fTrImpData[kTrPhiOut] = ATan2(fTrImpData[kTrYOut],fTrImpData[kTrXOut]);
 558   double sgy = sc.GetSigmaY2() + dr*dr*sc.GetSigmaSnp2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaY2(ilrA);
 559   double sgz = sc.GetSigmaZ2() + dr*dr*sc.GetSigmaTgl2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaZ2(ilrA);
 560   sgy = Sqrt(sgy)*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY();
 561   sgz = Sqrt(sgz)*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ();
 562   fTrImpData[kTrPhi0] = 0.5*(fTrImpData[kTrPhiOut]+fTrImpData[kTrPhiIn]);
 563   fTrImpData[kTrZ0]   = 0.5*(fTrImpData[kTrZOut]+fTrImpData[kTrZIn]);
 564   fTrImpData[kTrDPhi] = 0.5*Abs(fTrImpData[kTrPhiOut]-fTrImpData[kTrPhiIn]) + sgy/lrA->GetR();
 565   fTrImpData[kTrDZ]   = 0.5*Abs(fTrImpData[kTrZOut]-fTrImpData[kTrZIn])   + sgz;
 566   //
 567   return kTRUE;
 568 }
 569
 570 //________________________________________
 571 void AliITSUTrackerGlo::ResetSeedsPool()
 572 {
 573   // mark all seeds in the pool as unused
 574   AliInfo(Form("CurrentSize: %d, BookedUpTo: %d, free: %d",fSeedsPool.GetSize(),fSeedsPool.GetEntriesFast(),fNFreeSeeds));
 575   fNFreeSeeds = 0;
 576   fSeedsPool.Clear(); // seeds don't allocate memory
 577 }
 578
 579
 580 //________________________________________
 581 void AliITSUTrackerGlo::MarkSeedFree(AliITSUSeed *sd)
 582 {
 583   // account that this seed is "deleted"
 584   int id = sd->GetPoolID();
 585   if (id<0) {
 586     AliError(Form("Freeing of seed %p NOT from the pool is requested",sd));
 587     return;
 588   }
 589   //  AliInfo(Form("%d %p",id, seed));
 590   fSeedsPool.RemoveAt(id);
 591   if (fFreeSeedsID.GetSize()<=fNFreeSeeds) fFreeSeedsID.Set( 2*fNFreeSeeds + 100 );
 592   fFreeSeedsID.GetArray()[fNFreeSeeds++] = id;
 593 }
 594
 595 //_________________________________________________________________________
 596 Int_t AliITSUTrackerGlo::CheckCluster(AliITSUSeed* track, Int_t lr, Int_t clID)
 597 {
 598   // Check if the cluster (in tracking frame!) is matching to track.
 599   // The track must be already propagated to sensor tracking frame.
 600   // Returns:  kStopSearchOnSensor if the search on given sensor should be stopped,
 601   //           kClusterMatching    if the cluster is matching
 602   //           kClusterMatching    otherwise
 603   //
 604   const double kTolerX = 5e-4;
 605   AliCluster *cl = fITS->GetLayerActive(lr)->GetCluster(clID);
 606   //
 607   Bool_t goodCl = kFALSE;
 608   int currLabel = Abs(fCurrESDtrack->GetTPCLabel());
 609   //
 610   if (cl->GetLabel(0)>=0) {
 611     for (int i=0;i<3;i++) if (cl->GetLabel(i)>=0 && cl->GetLabel(i)==currLabel) {goodCl = kTRUE; break;}
 612   }
 613   else goodCl = kTRUE;
 614   //
 615   if (TMath::Abs(cl->GetX())>kTolerX) { // if due to the misalingment X is large, propagate track only
 616     if (!track->PropagateParamOnlyTo(track->GetX()+cl->GetX(),GetBz())) {
 617       if (goodCl) {printf("Loose good cl: Failed propagation. |"); cl->Print();}
 618       return kStopSearchOnSensor; // propagation failed, seedT is intact
 619     }
 620   }
 621   double dy = cl->GetY()-track->GetY();
 622   double dz = cl->GetZ()-track->GetZ();
 623   //
 624   double dy2 = dy*dy;
 625   double tol2 = (track->GetSigmaY2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaY2(lr))*
 626     AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY()*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadY(); // RS TOOPTIMIZE
 627   if (dy2>tol2) {                          // the clusters are sorted in Z(col) then in Y(row).
 628     if (goodCl) {printf("Loose good cl: dy2=%e > tol2=%e |",dy2,tol2); cl->Print();}
 629     if (dy>0) return kStopSearchOnSensor;  // No chance that other cluster of this sensor will match (all Y's will be even larger)
 630     else      return kClusterNotMatching;   // Other clusters may match
 631   }
 632   double dz2 = dz*dz;
 633   tol2 = (track->GetSigmaZ2() + AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaZ2(lr))*
 634     AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ()*AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetNSigmaRoadZ(); // RS TOOPTIMIZE
 635   if (dz2>tol2) {
 636     if (goodCl) {printf("Loose good cl: dz2=%e > tol2=%e |",dz2,tol2); cl->Print();}
 637     return kClusterNotMatching; // Other clusters may match
 638   }
 639   //
 640   // check chi2
 641   Double_t p[2]={cl->GetY(), cl->GetZ()};
 642   Double_t cov[3]={cl->GetSigmaY2(), cl->GetSigmaYZ(), cl->GetSigmaZ2()};
 643   double chi2 = track->GetPredictedChi2(p,cov);
 644   if (chi2>AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxTr2ClChi2(lr)) {
 645     if (goodCl) {
 646       printf("Loose good cl: Chi2=%e > Chi2Max=%e |dy: %+.3e dz: %+.3e\n",
 647              chi2,AliITSUReconstructor::GetRecoParam()->GetMaxTr2ClChi2(lr),dy,dz);
 648       track->Print("etp");
 649       cl->Print("");
 650     }
 651     return kClusterNotMatching;
 652   }
 653   //
 654   track = NewSeedFromPool(track);  // input track will be reused, use its clone for updates
 655   if (!track->Update()) {
 656     if (goodCl) {printf("Loose good cl: Failed update |"); cl->Print();}
 657     MarkSeedFree(track);
 658     return kClusterNotMatching;
 659   }
 660   track->SetChi2Cl(chi2);
 661   track->SetLrClusterID(lr,clID);
 662   cl->IncreaseClusterUsage();
 663   //
 664   track->SetFake(!goodCl);
 665   //
 666   AliInfo(Form("AddCl(%d) Cl%d lr:%d: dY:%+8.4f dZ:%+8.4f (MC: %5d %5d %5d) |Chi2=%f(%c)",
 667                goodCl,clID,lr,dy,dz2,cl->GetLabel(0),cl->GetLabel(1),cl->GetLabel(2), chi2, track->IsFake() ? '-':'+'));
 668   //
 669   AddProlongationHypothesis(track,lr);
 670   //
 671   return kClusterMatching;
 672 }
 673
 674 //_________________________________________________________________________
 675 Bool_t AliITSUTrackerGlo::NeedToKill(AliITSUSeed *seed, Int_t flag)
 676 {
 677   // check if the seed should not be discarded
 678   const UShort_t kMask = 0xffff;
 679   if (flag==kMissingCluster) {
 680     int lastChecked = seed->GetLayerID();
 681     UShort_t patt = seed->GetHitsPattern();
 682     if (lastChecked) patt |= ~(kMask<<lastChecked); // not all layers were checked, complete unchecked once by potential hits
 683     Bool_t seedOK = fTrCond.CheckPattern(patt);
 684     return !seedOK;
 685   }
 686   return kTRUE;
 687 }
 688
 689 //______________________________________________________________________________
 690 Bool_t AliITSUTrackerGlo::PropagateSeed(AliITSUSeed *seed, Double_t xToGo, Double_t mass, Double_t maxStep, Bool_t matCorr)
 691 {
 692   // propagate seed to given x applying material correction if requested
 693   const Double_t kEpsilon = 1e-5;
 694   Double_t xpos     = seed->GetX();
 695   Int_t dir         = (xpos<xToGo) ? 1:-1;
 696   Double_t xyz0[3],xyz1[3],param[7];
 697   //
 698   Bool_t updTime = dir>0 && seed->IsStartedTimeIntegral();
 699   if (matCorr || updTime) seed->GetXYZ(xyz1);   //starting global position
 700   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
 701     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
 702     Double_t x    = xpos+step;
 703     Double_t bz=GetBz();   // getting the local Bz
 704     if (!seed->PropagateToX(x,bz))  return kFALSE;
 705     double ds = 0;
 706     if (matCorr || updTime) {
 707       xyz0[0]=xyz1[0]; // global pos at the beginning of step
 708       xyz0[1]=xyz1[1];
 709       xyz0[2]=xyz1[2];
 710       seed->GetXYZ(xyz1);    //  // global pos at the end of step
 711       if (matCorr) {
 712         MeanMaterialBudget(xyz0,xyz1,param);
 713         Double_t xrho=param[0]*param[4], xx0=param[1];
 714         if (dir>0) xrho = -xrho; // outward should be negative
 715         if (!seed->ApplyMaterialCorrection(xx0,xrho,mass,kFALSE)) return kFALSE;
 716         ds = param[4];
 717       }
 718        else { // matCorr is not requested but time integral is
 719         double d0 = xyz1[0]-xyz0[0];
 720         double d1 = xyz1[1]-xyz0[1];
 721         double d2 = xyz1[2]-xyz0[2];
 722         ds = TMath::Sqrt(d0*d0+d1*d1+d2*d2);
 723       }
 724     }
 725     if (updTime) seed->AddTimeStep(ds);
 726     xpos = seed->GetX();
 727   }
 728   return kTRUE;
 729 }
 730
 731 //______________________________________________________________________________
 732 Bool_t AliITSUTrackerGlo::PropagateSeed(AliExternalTrackParam *seed, Double_t xToGo, Double_t mass, Double_t maxStep, Bool_t matCorr)
 733 {
 734   // propagate seed to given x applying material correction if requested
 735   const Double_t kEpsilon = 1e-5;
 736   Double_t xpos     = seed->GetX();
 737   Int_t dir         = (xpos<xToGo) ? 1:-1;
 738   Double_t xyz0[3],xyz1[3],param[7];
 739   //
 740   Bool_t updTime = dir>0 && seed->IsStartedTimeIntegral();
 741   if (matCorr || updTime) seed->GetXYZ(xyz1);   //starting global position
 742   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
 743     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
 744     Double_t x    = xpos+step;
 745     Double_t bz=GetBz();   // getting the local Bz
 746     if (!seed->PropagateTo(x,bz))  return kFALSE;
 747     double ds = 0;
 748     if (matCorr || updTime) {
 749       xyz0[0]=xyz1[0]; // global pos at the beginning of step
 750       xyz0[1]=xyz1[1];
 751       xyz0[2]=xyz1[2];
 752       seed->GetXYZ(xyz1);    //  // global pos at the end of step
 753       //
 754       if (matCorr) {
 755         MeanMaterialBudget(xyz0,xyz1,param);
 756         Double_t xrho=param[0]*param[4], xx0=param[1];
 757         if (dir>0) xrho = -xrho; // outward should be negative
 758         if (!seed->CorrectForMeanMaterial(xx0,xrho,mass)) return kFALSE;
 759         ds = param[4];
 760       }
 761       else { // matCorr is not requested but time integral is
 762         double d0 = xyz1[0]-xyz0[0];
 763         double d1 = xyz1[1]-xyz0[1];
 764         double d2 = xyz1[2]-xyz0[2];
 765         ds = TMath::Sqrt(d0*d0+d1*d1+d2*d2);
 766       }
 767     }
 768     if (updTime) seed->AddTimeStep(ds);
 769     //
 770     xpos = seed->GetX();
 771   }
 772   return kTRUE;
 773 }
 774
 775 //______________________________________________________________________________
 776 void AliITSUTrackerGlo::SaveCurrentTrackHypotheses()
 777 {
 778   // RS: shall we clean up killed seeds?
 779   fCurrHyp = 0;
 780   // TODO
 781
 782 }
 783
 784 //______________________________________________________________________________
 785 void AliITSUTrackerGlo::FinalizeHypotheses()
 786 {
 787   // select winner for each hypothesis, remove cl. sharing conflicts
 788   AliInfo("TODO");
 789   //
 790   int nh = fHypStore.GetEntriesFast();
 791   for (int ih=0;ih<nh;ih++) {
 792     AliITSUTrackHyp* hyp = (AliITSUTrackHyp*) fHypStore.UncheckedAt(ih);
 793     if (!hyp) continue;
 794     hyp->DefineWinner();  // TODO
 795     UpdateESDTrack(hyp);
 796   }
 797
 798 }
 799
 800 //______________________________________________________________________________
 801 void AliITSUTrackerGlo::UpdateESDTrack(AliITSUTrackHyp* hyp)
 802 {
 803   // update ESD track with current best hypothesis
 804   AliESDtrack* esdTr = hyp->GetESDTrack();
 805   if (!esdTr) return;
 806   AliITSUSeed* win = hyp->GetWinner();
 807   if (!win) return;
 808   esdTr->UpdateTrackParams(hyp,AliESDtrack::kITSin);
 809   //
 810   // transfer module indices
 811   // TODO
 812 }
 813
 814 //______________________________________________________________________________
 815 Bool_t AliITSUTrackerGlo::RefitTrack(AliITSUTrackHyp* trc, Double_t rDest)
 816 {
 817   // refit track till radius rDest
 818   AliITSUTrackHyp tmpTr;
 819   //
 820   double rCurr = Sqrt(trc->GetX()*trc->GetX() + trc->GetY()*trc->GetY());
 821   int dir,lrStart,lrStop;
 822   //
 823   dir = rCurr<rDest ? 1 : -1;
 824   lrStart = fITS->FindFirstLayerID(rCurr,dir);
 825   lrStop  = fITS->FindLastLayerID(rDest,dir);
 826   printf("Refit %d: Lr:%d (%f) -> Lr:%d (%f)\n",dir,lrStart,rCurr, lrStop,rDest);
 827   printf("Before refit: "); trc->AliExternalTrackParam::Print();
 828   if (lrStop<0 || lrStart<0) AliFatal(Form("Failed to find start(%d) or last(%d) layers. Track from %.3f to %.3f",lrStart,lrStop,rCurr,rDest));
 829   //
 830   trc->FetchClusterInfo(fClInfo);
 831   fCurrMass = trc->GetMass();
 832   tmpTr.AliKalmanTrack::operator=(*trc);
 833   tmpTr.SetChi2(0);
 834   int iclLr[2],nclLr;
 835   //
 836   for (int ilr=lrStart;ilr!=lrStop;ilr+=dir) {
 837     AliITSURecoLayer* lr = fITS->GetLayer(ilr);
 838     if ( dir*(rCurr-lr->GetR(dir))>0) continue; // this layer is already passed
 839     int ilrA2,ilrA = lr->GetActiveID();
 840     // passive layer or active w/o hits will be traversed on the way to next cluster
 841     if (!lr->IsActive() || fClInfo[ilrA2=(ilrA<<1)]<0) continue;
 842     //
 843     if (ilr!=lrStart && !TransportToLayer(&tmpTr,lrStart,ilr)) {
 844       printf("Failed to transport %d -> %d\n",lrStart,ilr);
 845       return kFALSE; // go to the entrance to the layer
 846     }
 847     lrStart = ilr;
 848     //
 849     // select the order in which possible 2 clusters (in case of the overlap) will be traversed and fitted
 850     nclLr=0;
 851     if (dir>0) { // clusters are stored in increasing radius order
 852       iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2++];
 853       if (fClInfo[ilrA2]>=0) iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2];
 854     }
 855     else {
 856       if ( fClInfo[ilrA2+1]>=0 ) iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2+1];
 857       iclLr[nclLr++]=fClInfo[ilrA2];
 858     }
 859     //
 860     for (int icl=0;icl<nclLr;icl++) {
 861       AliITSUClusterPix* clus =  (AliITSUClusterPix*)lr->GetCluster(iclLr[icl]);
 862       AliITSURecoSens* sens = lr->GetSensorFromID(clus->GetVolumeId());
 863       if (!tmpTr.Rotate(sens->GetPhiTF())) return kFALSE;
 864       printf("Refit cl:%d on lr %d Need to go %.4f -> %.4f\n",icl,ilrA,tmpTr.GetX(),sens->GetXTF()+clus->GetX());
 865       if (!PropagateSeed(&tmpTr,sens->GetXTF()+clus->GetX(),fCurrMass)) return kFALSE;
 866       if (!tmpTr.Update(clus)) return kFALSE;
 867       printf("AfterRefit: "); tmpTr.AliExternalTrackParam::Print();
 868     }
 869     //
 870   }
 871   // All clusters were succesfully fitted. Even if the track does not reach rDest, this is enough to validate it.
 872   // Still, try to go as close as possible to rDest.
 873   //
 874   if (lrStart!=lrStop) {
 875     printf("Going to last layer %d -> %d\n",lrStart,lrStop);
 876     if (!TransportToLayer(&tmpTr,lrStart,lrStop)) return kTRUE;
 877     if (!GoToExitFromLayer(&tmpTr,fITS->GetLayer(lrStop),dir)) return kFALSE; // go till the exit from layer
 878     //
 879     printf("On exit from last layer\n");
 880     tmpTr.AliExternalTrackParam::Print();
 881     // go to the destination radius
 882     if (!tmpTr.GetXatLabR(rDest,rDest,GetBz(),dir)) return kTRUE;
 883     if (!PropagateSeed(&tmpTr,rDest,fCurrMass, 100, kFALSE)) return kTRUE;
 884   }
 885   trc->AliKalmanTrack::operator=(tmpTr);
 886   printf("After refit (now at lr %d): ",lrStart); trc->AliExternalTrackParam::Print();
 887   return kTRUE;
 888 }
 889
 890 //__________________________________________________________________
 891 void AliITSUTrackerGlo::CookMCLabel(AliITSUTrackHyp* hyp)
 892 {
 893   // build MC label
 894   //
 895   const int kMaxLbPerCl = 3;
 896   int lbID[kMaxLayers*6],lbStat[kMaxLayers*6];
 897   Int_t lr,nLab=0,nCl=0;
 898   AliITSUSeed *seed = hyp->GetWinner();
 899   while(seed) {
 900     int clID = seed->GetLrCluster(lr);
 901     if (clID>=0) {
 902       AliCluster *cl = fITS->GetLayerActive(lr)->GetCluster(clID);
 903       nCl++;
 904       for (int imc=0;imc<kMaxLbPerCl;imc++) { // labels within single cluster
 905         int trLb = cl->GetLabel(imc);
 906         if (imc<0) break;
 907         // search this mc track in already accounted ones
 908         int iLab;
 909         for (iLab=0;iLab<nLab;iLab++) if (lbID[iLab]==trLb) break;
 910         if (iLab<nLab) lbStat[iLab]++;
 911         else {
 912           lbID[nLab] = trLb;
 913           lbStat[nLab++] = 1;
 914         }
 915       } // loop over given cluster's labels
 916     }
 917     seed = (AliITSUSeed*)seed->GetParent();
 918   } // loop over clusters
 919   //
 920   if (nCl) {
 921     int maxLab=0,nTPCok=0;
 922     AliESDtrack* esdTr = hyp->GetESDTrack();
 923     int tpcLab = esdTr ? Abs(esdTr->GetTPCLabel()) : -kDummyLabel;
 924     for (int ilb=nLab;ilb--;) {
 925       int st = lbStat[ilb];
 926       if (lbStat[maxLab]<st) maxLab=ilb;
 927       if (tpcLab==lbID[ilb]) nTPCok += st;
 928     }
 929     hyp->SetFakeRatio(1.-float(nTPCok)/nCl);
 930     hyp->SetLabel( nTPCok==nCl ? tpcLab : -tpcLab);
 931     hyp->SetITSLabel( lbStat[maxLab]==nCl ? lbStat[maxLab] : -lbStat[maxLab]); // winner label
 932     return;
 933   }
 934   //
 935   hyp->SetFakeRatio(-1.);
 936   hyp->SetLabel( kDummyLabel );
 937   hyp->SetITSLabel( kDummyLabel );
 938 }