Version where the process for HLT and vdrift on DAQ are off(Raphaelle)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDonlineTrackMatching.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-2012, 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 //
18 // Track matching between TRD online tracks and ESD tracks.
19 //
20 // Author: Felix Rettig <rettig@compeng.uni-frankfurt.de>
21 //
22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
23
24 #include <TH1.h>
25 #include <AliESDEvent.h>
26 #include <AliExternalTrackParam.h>
27 #include "AliESDtrack.h"
28 #include "AliESDTrdTrack.h"
29 #include <AliGeomManager.h>
30 #include "AliTRDgeometry.h"
31 #include "AliTRDpadPlane.h"
32 #include "AliTRDonlineTrackMatching.h"
33
34 const Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fgkSaveInnerRadius = 290.5;
35 const Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fgkSaveOuterRadius = 364.5;
36
37 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMinTPCrows = 0.;
38 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters = 0.;
39 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters = 0.;
40 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters = 0.;
41 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY = 0.;
42 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ = 0.;
43 UShort_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutsITSlayerMask = 0;  // similar to 2011 default cut: 0x3
44 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal = 0.;
45 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutPtDCAOfs = 0.;
46 Float_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutPtDCACoeff = 0.;
47 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutMinimal = kFALSE;
48 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutRequireTPCrefit = kTRUE;
49 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutRequireITSrefit = kFALSE;
50 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::fEsdTrackCutPrim = kFALSE;
51
52 AliTRDonlineTrackMatching::AliTRDonlineTrackMatching() :
53   TObject(),
54   fTRDgeo(NULL),
55   fMinMatchRating(0.25),
56   fHistMatchRating(NULL)
57 {
58   // default ctor
59   SetEsdTrackDefaultCuts("minimal");
60 }
61
62 AliTRDonlineTrackMatching::AliTRDonlineTrackMatching(const AliTRDonlineTrackMatching &c) :
63   TObject(c),
64   fTRDgeo(c.fTRDgeo),
65   fMinMatchRating(c.fMinMatchRating),
66   fHistMatchRating(c.fHistMatchRating)
67 {
68   // copy ctor
69 }
70
71 AliTRDonlineTrackMatching::~AliTRDonlineTrackMatching() {
72
73   // dtor
74
75   delete fTRDgeo;
76   fTRDgeo = NULL;
77 }
78
79 Short_t AliTRDonlineTrackMatching::EstimateSector(const Double_t globalCoords[3]) {
80
81   // estimates sector by phi angle in x-y plane
82
83   if ((TMath::Abs(globalCoords[0]) > 600) || (TMath::Abs(globalCoords[0]) > 600) || (TMath::Sqrt(globalCoords[0]*globalCoords[0] + globalCoords[1]*globalCoords[1]) < 0.01)){
84     //printf("GGG %.3f/%.3f\n", globalCoords[0], globalCoords[1]);
85     return -1;
86   } else {
87     Double_t ang = TMath::ATan2(globalCoords[1], globalCoords[0]);
88     if (ang > 0){
89 #ifdef TRD_TM_DEBUG
90       printf("    es: %.2f/%.2f  -> phi: %.2fdeg -> Sec %02d  (A)\n",
91              globalCoords[0], globalCoords[1], TMath::ATan2(globalCoords[1], globalCoords[0])*180./TMath::Pi(),
92              TMath::FloorNint(ang/(20./180.*TMath::Pi())));
93 #endif
94       return TMath::FloorNint(ang/(20./180.*TMath::Pi()));
95     } else {
96 #ifdef TRD_TM_DEBUG
97       printf("    es: %.2f/%.2f  -> phi: %.2fdeg -> Sec %02d  (B)\n",
98              globalCoords[0], globalCoords[1], TMath::ATan2(globalCoords[1], globalCoords[0])*180./TMath::Pi(),
99              17 - TMath::FloorNint(TMath::Abs(ang)/(20./180.*TMath::Pi())));
100 #endif
101       return 17 - TMath::FloorNint(TMath::Abs(ang)/(20./180.*TMath::Pi()));
102     }
103
104   }
105 }
106
107 Short_t AliTRDonlineTrackMatching::EstimateLayer(Double_t radius) {
108
109   // estimates layer by radial distance (for virtual stack at phi = 0)
110
111   const Float_t rBoundaries[7] = {290.80, 302.20, 315.06, 327.55, 340.3, 352.80, 364.15}; // radial border lines centered between anode plane and successing radiator
112   const Short_t rLayers[7] = {-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5};
113   for (UShort_t i = 0; i < 7; ++i){
114     if (radius < rBoundaries[i])
115       return rLayers[i];
116   }
117   return -2; // radius larger than outmost layer
118 }
119
120 Short_t AliTRDonlineTrackMatching::EstimateLocalStack(const Double_t globalCoords[3]) {
121
122   // determines stack within sector by z position
123
124   Double_t absZ = TMath::Abs(globalCoords[2]);
125   Short_t signZ = (globalCoords[2] > 0.) ? 1 : -1;
126   Double_t r = TMath::Sqrt(globalCoords[0]*globalCoords[0] + globalCoords[1]*globalCoords[1]);
127   Short_t layer = EstimateLayer(r);
128
129 #ifdef TRD_TM_DEBUG
130   printf("EstimateLocalStack A  r: %.2f   x: %.2f/%.2f/%.2f  -> layer: %i    absZ = %.2f\n",
131          r, globalCoords[0], globalCoords[1], globalCoords[2], layer, absZ);
132 #endif
133
134   if (layer < 0)
135     return -1;
136
137   Double_t innerStackHalfLength = AliTRDgeometry::GetChamberLength(0, 2) / 2.;  // same for all layers
138   if (absZ < innerStackHalfLength)
139     return 2;
140
141   Double_t outerStackLength = AliTRDgeometry::GetChamberLength(layer, 1);
142
143   absZ -= innerStackHalfLength;
144
145 #ifdef TRD_TM_DEBUG
146   printf("EstimateLocalStack B  r: %.2f   x: %.2f/%.2f/%.2f  -> layer: %i    absZ = %.2f    il: %.2f   ol: %.2f\n",
147          r, globalCoords[0], globalCoords[1], globalCoords[2], layer, absZ, 2.*innerStackHalfLength, outerStackLength);
148 #endif
149
150   if (absZ > 2.05*outerStackLength)
151     return (signZ > 0) ? -2 : -1; // outside supermodule in z direction
152
153   if (absZ < outerStackLength)
154     return (signZ > 0) ? 1 : 3;
155   else
156     return (signZ > 0) ? 0 : 4;
157
158 }
159
160 Short_t AliTRDonlineTrackMatching::EstimateStack(const Double_t globalCoords[3]) {
161
162   // returns the closest TRD stack to a 3D position in global coordinates
163
164   Short_t sec = EstimateSector(globalCoords);
165   Short_t st = EstimateLocalStack(globalCoords);
166 #ifdef TRD_TM_DEBUG
167   printf("EstimateStack sec %d  st %d\n", sec, st);
168 #endif
169   if ((sec < 0) || (st < 0))
170     return -1;
171   else
172     return 5*sec + st;
173 }
174
175 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::StackToTrack(const AliExternalTrackParam *track, Short_t &stack, UShort_t &layersWithTracklet, Double_t magFieldinKiloGauss){
176
177   // returns stack to track param
178
179   stack = -1;
180   layersWithTracklet = 0;
181
182   UInt_t stackHits[fgkTrdStacks];
183   Double_t x[3] = { 0. };
184   memset(stackHits, 0, fgkTrdStacks*sizeof(UInt_t));
185
186 #ifdef TRD_TM_DEBUG
187   printf("STACK-TO-TRACK\n");
188 #endif
189
190   Double_t r = fgkSaveInnerRadius;
191   while (r < fgkSaveOuterRadius){
192     if (track->GetXYZAt(r, magFieldinKiloGauss, x)) {
193       stack = EstimateStack(x);
194       if (stack >= 0){
195         stackHits[stack]++;
196         if (stackHits[stack] > 16) // experimental
197           break;
198 #ifdef TRD_TM_DEBUG
199         printf(" r=%.3fcm  %.2f/%.2f  -  %d hits for stack %d  S%02d-%d   (mag=%.1f)\n",
200                r, x[0], x[1], stackHits[stack], stack, stack/5, stack%5, magFieldinKiloGauss);
201 #endif
202       }
203     }
204     r += 1.;
205   }
206
207   // find stack with most hits
208   UInt_t bestHits = 0;
209   for (UShort_t iStack = 0; iStack < fgkTrdStacks; ++iStack){
210     if (stackHits[iStack] == 0)
211       continue;
212 #ifdef TRD_TM_DEBUG
213     printf("  finally %d hits in stack S%02d-%d\n", stackHits[iStack], iStack/5, iStack%5);
214 #endif
215     if (stackHits[iStack] > bestHits){
216       bestHits = stackHits[iStack];
217       stack = iStack;
218     }
219   }
220
221   if (stack >= 0){
222 #ifdef TRD_TM_DEBUG
223     printf("best stack: S%02d-%d\n", TrdLsiSec(stack), TrdLsiSi(stack));
224 #endif
225     return kTRUE;
226   }
227
228   return kFALSE;
229 }
230
231 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::StackToTrack(const AliESDtrack* track, Short_t &stack, UShort_t &layersWithTracklet, Double_t magFieldinKiloGauss){
232
233   // returns stack to ESD track
234
235   if (track->GetOuterParam())
236     return StackToTrack(track->GetOuterParam(), stack, layersWithTracklet, magFieldinKiloGauss);
237   else if (track->GetInnerParam())
238     return StackToTrack(track->GetInnerParam(), stack, layersWithTracklet, magFieldinKiloGauss);
239   else
240     return StackToTrack(track, stack, layersWithTracklet, magFieldinKiloGauss);
241 }
242
243 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::AcceptTrack(const AliESDtrack* esdTrack, const AliESDEvent* esdEvent){
244
245   // returns result ESD track cuts
246
247   if (!esdTrack)
248     return kFALSE;
249
250   UInt_t status = esdTrack->GetStatus();
251
252   if (fEsdTrackCutMinimal){
253     return ((status & AliESDtrack::kTPCout) > 0);
254   }
255
256   // require TPC fit
257   if ((fEsdTrackCutRequireTPCrefit) && (!(status & AliESDtrack::kTPCrefit)))
258     return kFALSE;
259
260   // require ITS re-fit
261   if ((fEsdTrackCutRequireITSrefit) && (!(status & AliESDtrack::kITSrefit)))
262     return kFALSE;
263
264   // TPC requirements
265   Float_t nCrossedRowsTPC = esdTrack->GetTPCCrossedRows();
266   Float_t ratioCrossedRowsOverFindableClustersTPC =
267     (esdTrack->GetTPCNclsF() > 0) ? (nCrossedRowsTPC / esdTrack->GetTPCNclsF()) : 1.0;
268   Float_t chi2PerClusterTPC =
269     (esdTrack->GetTPCclusters(0) > 0) ? (esdTrack->GetTPCchi2()/Float_t(esdTrack->GetTPCclusters(0))) : 100.;
270
271   if (
272       (nCrossedRowsTPC < fEsdTrackCutMinTPCrows) ||
273       (ratioCrossedRowsOverFindableClustersTPC < fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters) ||
274       (chi2PerClusterTPC > fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters)
275       )
276     return kFALSE;
277
278   // ITS requirements
279   Float_t chi2PerClusterITS = (esdTrack->GetITSclusters(0) > 0) ? esdTrack->GetITSchi2()/Float_t(esdTrack->GetITSclusters(0)) : 1000.;
280   UShort_t clustersInAnyITSlayer = kFALSE;
281   for (UShort_t layer = 0; layer < 6; ++layer)
282     clustersInAnyITSlayer += (esdTrack->HasPointOnITSLayer(layer) & ((fEsdTrackCutsITSlayerMask >> layer) & 1));
283
284   if ((fEsdTrackCutsITSlayerMask != 0) &&
285       ((clustersInAnyITSlayer == 0) || (chi2PerClusterITS >= fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters))
286       )
287     return kFALSE;
288
289   // geometric requirements
290   Float_t impactPos[2], impactCov[3];
291   esdTrack->GetImpactParameters(impactPos, impactCov);
292
293   if (TMath::Abs(impactPos[0]) > fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY)
294     return kFALSE;
295
296   if (TMath::Abs(impactPos[1]) > fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ)
297     return kFALSE;
298
299   if (fEsdTrackCutPrim){
300     // additional requirements for primary tracks
301
302     const AliESDVertex* vertex = esdEvent->GetPrimaryVertexTracks();
303     if ((!vertex) || (!vertex->GetStatus()))
304       vertex = esdEvent->GetPrimaryVertexSPD();
305
306     Float_t chi2TPCConstrainedVsGlobal =
307       (vertex->GetStatus()) ? esdTrack->GetChi2TPCConstrainedVsGlobal(vertex) : (fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal + 10.);
308
309     if (chi2TPCConstrainedVsGlobal > fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal)
310       return kFALSE;
311
312     Float_t cutDCAToVertexXYPtDep =
313       fEsdTrackCutPtDCAOfs + fEsdTrackCutPtDCACoeff/((TMath::Abs(esdTrack->Pt()) > 0.0001) ? esdTrack->Pt() : 0.0001);
314
315     if (TMath::Abs(impactPos[0]) >= cutDCAToVertexXYPtDep)
316       return kFALSE;
317
318   }
319
320   return kTRUE;
321 }
322
323 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::ProcessEvent(AliESDEvent *esdEvent, Bool_t updateRef, Int_t label) {
324
325   // performs track matching for all TRD online tracks of the ESD event
326
327   UInt_t numTrdTracks = esdEvent->GetNumberOfTrdTracks();
328   if (numTrdTracks <= 0)
329     return kTRUE;
330
331   if (!AliGeomManager::GetGeometry()){
332     AliError("Geometry not available! Skipping TRD track matching.");
333     return kFALSE;
334   }
335
336   if (!fTRDgeo){
337     fTRDgeo = new AliTRDgeometry();
338   }
339
340   //
341   // ESD track selection and sorting by TRD stack
342   //
343
344   UInt_t esdTracksByStack[fgkTrdStacks][fgkMaxEsdTracksPerStack];
345   UInt_t esdTrackNumByStack[fgkTrdStacks];
346   memset(esdTrackNumByStack, 0, fgkTrdStacks*sizeof(UInt_t));
347
348   UInt_t numEsdTracks = esdEvent->GetNumberOfTracks();
349 #ifdef TRD_TM_DEBUG
350   UInt_t numEsdTracksAccepted = 0;
351 #endif
352   Short_t stack;
353   UShort_t layers;
354   AliESDtrack* esdTrack;
355
356   for (UInt_t iEsdTrack = 0; iEsdTrack < numEsdTracks; ++iEsdTrack){
357     esdTrack = esdEvent->GetTrack(iEsdTrack);
358
359     if (!esdTrack){
360       AliError("invalid ESD track!");
361       continue;
362     }
363
364     // track filter here
365     if (!AcceptTrack(esdTrack, esdEvent))
366       continue;
367 #ifdef TRD_TM_DEBUG
368     else
369       numEsdTracksAccepted++;
370 #endif
371
372     // assign ESD track to TRD stack
373     if (StackToTrack(esdTrack, stack, layers, esdEvent->GetMagneticField())){
374
375       if (stack < 0){
376 #ifdef TRD_TM_DEBUG
377         printf("#TRACKMATCHING - invalid stack for ESD track\n");
378 #endif
379         continue;
380       }
381
382       // register track in relevant stacks
383       Int_t stacksForReg[9] = {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1};
384       stacksForReg[0] = stack; // stack hit
385       stacksForReg[1] = (stack + 5) % 90; // same stack in next supermodule
386       stacksForReg[2] = (stack - 5); // same stack in previous supermodule
387       if (stacksForReg[2] < 0)
388         stacksForReg[2] += 90;
389
390       switch(TrdLsiSi(stack)){
391       case 0:
392         // stack 0
393         stacksForReg[3] = stack + 1; // next stack in same supermodule
394         stacksForReg[4] =  stacksForReg[1] + 1; // next stack in next supermodule
395         stacksForReg[5] =  stacksForReg[2] + 1; // next stack in previous supermodule
396         break;
397       case 1:
398       case 2:
399       case 3:
400         stacksForReg[3] = stack + 1; // next stack in same supermodule
401         stacksForReg[4] =  stacksForReg[1] + 1; // next stack in next supermodule
402         stacksForReg[5] =  stacksForReg[2] + 1; // next stack in previous supermodule
403         stacksForReg[6] = stack - 1; // previous stack in same supermodule
404         stacksForReg[7] =  stacksForReg[1] - 1; // previous stack in next supermodule
405         stacksForReg[8] =  stacksForReg[2] - 1; // previous stack in previous supermodule
406         break;
407       case 4:
408         stacksForReg[3] = stack - 1; // previous stack in same supermodule
409         stacksForReg[4] =  stacksForReg[1] - 1; // previous stack in next supermodule
410         stacksForReg[5] =  stacksForReg[2] - 1; // previous stack in previous supermodule
411         break;
412       default:
413         break;
414       }
415
416 #ifdef TRD_TM_DEBUG
417       printf("#TRACKMATCHING - assigned ESD track %d to following TRD stacks:", iEsdTrack);
418 #endif
419
420       // register for stacks
421       for (UShort_t iReg = 0; iReg < 9; ++iReg){
422         if (stacksForReg[iReg] < 0)
423           break;
424
425         if (stacksForReg[iReg] >= 90){
426           AliError(Form("invalid stack for registration: %i", stacksForReg[iReg]));
427           continue;
428         }
429
430         if (esdTrackNumByStack[stacksForReg[iReg]] < fgkMaxEsdTracksPerStack - 1)
431           esdTracksByStack[stacksForReg[iReg]][esdTrackNumByStack[stacksForReg[iReg]]++] = iEsdTrack;
432 #ifdef TRD_TM_DEBUG
433         else
434           printf("#TRACKMATCHING - maximum number (%d) of ESD tracks per stack reached for S%02d-%d (%d tracks total). Skipping track!\n",
435                  fgkMaxEsdTracksPerStack, TrdLsiSec(stacksForReg[iReg]), TrdLsiSi(stacksForReg[iReg]), numEsdTracks);
436         printf(" S%02d-%d", TrdLsiSec(stacksForReg[iReg]), TrdLsiSi(stacksForReg[iReg]));
437 #endif
438       }
439 #ifdef TRD_TM_DEBUG
440       printf(" (ESD-ASSIGN)\n");
441 #endif
442
443 //      if (esdTrackNumByStack[stack] >= fgkMaxEsdTracksPerStack){
444 //#ifdef TRD_TM_DEBUG
445 //      printf("#TRACKMATCHING - maximum number (%d) of ESD tracks per stack reached for S%02d-%d (%d tracks total). Skipping track!\n",
446 //             fgkMaxEsdTracksPerStack, TrdLsiSec(stack), TrdLsiSi(stack), numEsdTracks);
447 //#endif
448 //      continue;
449 //      }
450 //
451 //      esdTracksByStack[stack][esdTrackNumByStack[stack]++] = iEsdTrack;
452 //#ifdef TRD_TM_DEBUG
453 //      printf("#TRACKMATCHING - assigned ESD track %d to TRD stack S%02d-%d\n",
454 //           iEsdTrack, TrdLsiSec(stack), TrdLsiSi(stack));
455 //#endif
456     }
457
458   } // loop over esd tracks
459
460 #ifdef TRD_TM_DEBUG
461   printf("#TRACKMATCHING - %d ESD tracks accepted, %d rejected\n",
462          numEsdTracksAccepted, numEsdTracks - numEsdTracksAccepted);
463 #endif
464
465   //
466   // search matching ESD track for each TRD online track
467   //
468   AliESDTrdTrack* trdTrack;
469   Double_t trdPt;
470   AliESDtrack* matchCandidate;
471   AliESDtrack* matchTrack;
472   Int_t matchEsdTrackIndexInStack;
473   Double_t matchRating;
474   Int_t matchCandidateCount;
475   Double_t distY, distZ;
476
477   for (UInt_t iTrdTrack = 0; iTrdTrack < numTrdTracks; ++iTrdTrack){
478
479     trdTrack = esdEvent->GetTrdTrack(iTrdTrack);
480     if ((label != -1) &&
481         (trdTrack->GetLabel() != label))
482       continue;
483
484     stack = TrdSecSiLsi(trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack());
485     trdPt = (esdEvent->GetMagneticField() > 0.) ? (-1.*trdTrack->Pt()) : trdTrack->Pt();
486     matchTrack = NULL;
487     matchEsdTrackIndexInStack = -1;
488     matchRating = 0.;
489     matchCandidateCount = 0;
490
491 #ifdef TRD_TM_DEBUG
492     printf("#TRACKMATCHING - trying to match TRD online track %d in S%02d-%d\n",
493            iTrdTrack, trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack());
494 #endif
495
496     // loop over all esd tracks in the same stack and check distance
497     for (UInt_t iEsdTrack = 0; iEsdTrack < esdTrackNumByStack[stack]; ++iEsdTrack){
498       matchCandidate = esdEvent->GetTrack(esdTracksByStack[stack][iEsdTrack]);
499
500       if (EstimateTrackDistance(matchCandidate, trdTrack, esdEvent->GetMagneticField(), &distY, &distZ) == 0){
501         Double_t rating = RateTrackMatch(distY, distZ, matchCandidate->GetSignedPt(), trdPt);
502 #ifdef TRD_TM_DEBUG
503         printf("#TRACKMATCHING  S%02d-%d  trd %d - esd %d   dy: %.3f    dz: %.3f   r: %.3f    pt e: %.2f  t: %.2f   match: %d\n",
504                trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack(), iTrdTrack, iEsdTrack,
505                distY, distZ, rating, matchCandidate->GetSignedPt(), trdPt,
506                (rating >= fMinMatchRating) ? 1 : 0);
507 #endif
508         if (rating > 0.){
509           // possibly matching pair found
510           matchCandidateCount++;
511           if ((matchTrack == NULL) || (rating > matchRating)){
512             // new best match
513             matchTrack = matchCandidate;
514             matchEsdTrackIndexInStack = iEsdTrack;
515             matchRating = rating;
516           }
517         }
518
519       } else {
520         // estimation of distance failed
521 #ifdef TRD_TM_DEBUG
522         printf("TRACKMATCHING  S%02d-%d  trd %d - esd %d   failed\n",
523                trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack(), iTrdTrack, iEsdTrack);
524 #endif
525       }
526     } // loop over esd tracks in same stack
527
528     if (fHistMatchRating){
529       fHistMatchRating->Fill(matchRating);
530     }
531
532     if ((matchTrack) && (matchRating >= fMinMatchRating)){
533 #ifdef TRD_TM_DEBUG
534       printf("#TRACKMATCHING  S%02d-%d  trd %d - esd %d   match!    pt:  %.2f  %.2f\n",
535              trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack(), iTrdTrack, matchEsdTrackIndexInStack,
536              trdPt, matchTrack->GetSignedPt());
537 #endif
538       if (updateRef)
539         trdTrack->SetTrackMatchReference(matchTrack);
540     } else {
541       if (updateRef)
542         trdTrack->SetTrackMatchReference(NULL);
543     }
544
545   } // loop over TRD online tracks
546
547   return kTRUE;
548 }
549
550 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::TrackPlaneIntersect(AliExternalTrackParam *trk, Double_t pnt[3], Double_t norm[3], Double_t mag){
551
552   // calculates the intersection point of a track param and a plane defined by point pnt and normal vector norm
553
554   UInt_t its = 0;
555   Double_t r = 290.;
556   Double_t step = 10.;
557   Int_t flag = 0;
558   Double_t dist = 0, dist_prev = 0;
559   Double_t x[3] = {0., 0., 0.};
560
561   dist = (x[0] - pnt[0]) * norm[0] + (x[1] - pnt[1]) *norm[1] + (x[2] - pnt[2]) * norm[2];
562
563   while(TMath::Abs(dist) > 0.1) {
564
565     trk->GetXYZAt(r, mag, x);
566
567     if ((x[0] * x[0] + x[1] * x[1]) < 100.)  // extrapolation to radius failed
568       return kFALSE;
569
570     //distance between current track position and plane
571     dist_prev = TMath::Abs(dist);
572     dist = (x[0] - pnt[0]) * norm[0] + (x[1] - pnt[1]) * norm[1];
573     if ((flag) && (TMath::Abs(dist) > dist_prev)){
574       step /= -2.;
575     }
576     flag=1;
577     r += step;
578     its++;
579     if ((r > 380.) || (r < 100.) || (its > 100) || (TMath::Abs(step) < 0.00001)){
580       break;
581     }
582   }
583   for (Int_t i=0; i<3; i++)
584     pnt[i] = x[i];
585
586   return kTRUE;
587 }
588
589 Int_t AliTRDonlineTrackMatching::EstimateTrackDistance(AliESDtrack *esd_track, AliESDTrdTrack* gtu_track, Double_t mag, Double_t *ydist, Double_t *zdist){
590
591   // returns an estimate for the spatial distance between TPC offline track and GTU online track
592
593   if ((!esd_track) || (!gtu_track))
594     return -3;
595
596   // AssertTRDGeometry();
597   if (!fTRDgeo)
598     fTRDgeo = new AliTRDgeometry();
599
600   Float_t diff_y = 0;
601   Float_t diff_z = 0;
602   Int_t nLayers = 0;
603   Double_t xtrkl[3];
604   Double_t ptrkl[3];
605   Double_t ptrkl2[3];
606   UInt_t trklDet;
607   UShort_t trklLayer;
608   UInt_t stack_gtu;
609   UShort_t stackInSector;
610
611   for (UShort_t iLayer = 0; iLayer < 6; iLayer++){
612     AliESDTrdTracklet* trkl = gtu_track->GetTracklet(iLayer);
613     if (trkl){
614       trklDet = trkl->GetDetector();
615       trklLayer = TrdDetLyr(trklDet);
616       stack_gtu = TrdDetLsi(trklDet);
617       stackInSector = TrdDetSi(trklDet);
618
619       // local coordinates of the outer end point of the tracklet
620       xtrkl[0] = AliTRDgeometry::AnodePos();
621       xtrkl[1] = trkl->GetLocalY();
622
623       if(stackInSector == 2){ // corrected version by Felix Muecke
624         xtrkl[2] = fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(trkl->GetBinZ()) -
625           (fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowSize(trkl->GetBinZ()))/2. -
626           fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(6);
627       } else {
628         xtrkl[2] = fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(trkl->GetBinZ()) -
629           (fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowSize(trkl->GetBinZ()))/2. -
630           fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(8);
631       }
632
633       // old draft version
634       // xtrkl[2] = fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, (trklDet/6) % 5)->GetRowPos(trkl->GetBinZ()) -
635       //        fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, (trklDet/6) % 5)->GetRowSize(trkl->GetBinZ()) -
636       //        fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, (trklDet/6) % 5)->GetRowPos(8);
637
638       // transform to global coordinates
639       TGeoHMatrix *matrix = fTRDgeo->GetClusterMatrix(trklDet);
640       if (!matrix){
641         if ((stack_gtu != 13*5+2) && (stack_gtu != 14*5+2) && (stack_gtu != 15*5+2))
642           AliDebug(1, Form("invalid TRD cluster matrix in EstimateTrackDistance for detector %i", trklDet));
643         return -5;
644       }
645       matrix->LocalToMaster(xtrkl, ptrkl);
646       fTRDgeo->RotateBack(gtu_track->GetSector() * 30, ptrkl, ptrkl2);  // ptrkl2 now contains the global position of the outer end point of the tracklet
647
648       // calculate parameterization of plane representing the tracklets layer
649       Double_t layer_zero_local[3] = {0., 0.,  0.};
650       Double_t layer_zero_global[3], layer_zero_global2[3];
651
652       matrix->LocalToMaster(layer_zero_local, layer_zero_global);
653       fTRDgeo->RotateBack(trklDet, layer_zero_global, layer_zero_global2); // layer_zero_global2 points to chamber origin in global coords
654
655       Double_t layer_ref_local[3] = {AliTRDgeometry::AnodePos(), 0.,  0.};
656       Double_t layer_ref_global[3], layer_ref_global2[3];
657
658       matrix->LocalToMaster(layer_ref_local, layer_ref_global);
659       fTRDgeo->RotateBack(trklDet, layer_ref_global, layer_ref_global2); // layer_ref_global2 points to center anode pos within plane in global coords
660
661       Double_t n0[3] = {layer_ref_global2[0]-layer_zero_global2[0],
662                         layer_ref_global2[1]-layer_zero_global2[1],
663                         layer_ref_global2[2]-layer_zero_global2[2]};
664
665       Double_t n_len = TMath::Sqrt(n0[0]*n0[0] + n0[1]*n0[1] + n0[2]*n0[2]);
666       if (n_len == 0.){ // This should never happen
667         AliError("divison by zero in estimate_track_distance!");
668         n_len = 1.;
669       }
670       Double_t n[3] = {n0[0]/n_len, n0[1]/n_len, n0[2]/n_len}; // normal vector of plane
671
672       const AliExternalTrackParam *trackParam = esd_track->GetOuterParam();
673       if (!trackParam) {
674         trackParam = esd_track->GetInnerParam();
675         if (!trackParam)
676           trackParam = esd_track;
677       }
678
679       AliExternalTrackParam *outerTPC = new AliExternalTrackParam(*trackParam);
680       Bool_t isects = TrackPlaneIntersect(outerTPC, layer_ref_global2, n, mag); // find intersection point between track and TRD layer
681       delete outerTPC;
682       outerTPC = NULL;
683
684       if (isects == kFALSE){ // extrapolation fails, because track never reaches the TRD radius
685         return -1;
686       }
687
688       Double_t m[2] = {ptrkl2[0] - layer_ref_global2[0], ptrkl2[1] - layer_ref_global2[1]};
689       Double_t len_m = TMath::Sqrt(m[0]*m[0] + m[1]*m[1]);
690       diff_y += len_m;
691       diff_z += TMath::Abs(ptrkl2[2] - layer_ref_global2[2]);
692       nLayers++;
693     }
694   }
695
696   if (nLayers > 0){
697     *ydist = diff_y / nLayers;
698     *zdist = diff_z / nLayers;
699     return 0;
700   }
701   else
702     return -4;
703 }
704
705 Double_t AliTRDonlineTrackMatching::PtDiffRel(Double_t refPt, Double_t gtuPt){
706
707   // return relative pt difference
708
709   if (TMath::Abs(refPt) > 0.000001){
710     return (gtuPt - refPt) / refPt;
711   } else
712     return 0.;
713 }
714
715
716 Double_t AliTRDonlineTrackMatching::RateTrackMatch(Double_t distY, Double_t distZ, Double_t rpt, Double_t gpt){
717
718   // returns a match rating derived from Y and Z distance as well as pt difference
719
720   // maximum limits for spatial distance
721   if ((distY > 5.) || (distZ > 20.))
722     return 0.;
723
724   // same pt sign required
725   if ((rpt * gpt) < 0.)
726     return 0.;
727
728   Double_t rating_distY = -0.1 * distY + 1.;
729   Double_t rating_distZ = -0.025 * distZ + 1.;
730   Double_t rating_ptDiff = 1. - TMath::Abs(PtDiffRel(rpt, gpt));
731
732   if (rating_ptDiff <  0.)
733     rating_ptDiff = 0.2;
734
735   Double_t total = rating_distY * rating_distZ * rating_ptDiff;
736
737 #ifdef TRD_TM_DEBUG
738   if (total > 1.){
739     printf("<ERROR> track match rating exceeds limit of 1.0: %.3f", total);
740   }
741 #endif
742
743   return total;
744 }
745
746
747 void AliTRDonlineTrackMatching::SetEsdTrackDefaultCuts(const char* cutIdent) {
748
749   if (strcmp(cutIdent, "strict") == 0){
750
751 #ifdef TRD_TM_DEBUG
752     printf("AliTRDonlineTrackMatching -- default track cuts selected");
753 #endif
754
755     fEsdTrackCutMinimal = kFALSE;
756     fEsdTrackCutPrim = kFALSE;
757
758     fEsdTrackCutMinTPCrows = 70;
759     fEsdTrackCutRequireTPCrefit = kTRUE;
760     fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters = 0.8;
761     fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters = 4.;
762     fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal = 36.;
763
764     fEsdTrackCutRequireITSrefit = kFALSE;
765     fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters = 36.;
766
767     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY = 1000.;
768     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ = 2.;
769     fEsdTrackCutsITSlayerMask = 0x0;
770
771     fEsdTrackCutPtDCAOfs = 0.0105;
772     fEsdTrackCutPtDCACoeff = 0.0350;
773   } else if (strcmp(cutIdent, "minimal") == 0){
774
775 #ifdef TRD_TM_DEBUG
776     printf("AliTRDonlineTrackMatching -- minimal track cuts selected\n");
777 #endif
778
779     fEsdTrackCutMinimal = kFALSE;
780     fEsdTrackCutPrim = kFALSE;
781
782     fEsdTrackCutMinTPCrows = 70;
783     fEsdTrackCutRequireTPCrefit = kTRUE;
784     fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters = 0.;
785     fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters = 100.;
786     fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal = 1000.;
787
788     fEsdTrackCutRequireITSrefit = kFALSE;
789     fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters = 0.;
790
791     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY = 1000.;
792     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ = 1000.;
793     fEsdTrackCutsITSlayerMask = 0x0;
794   } else
795     AliErrorClass("invalid cut set");
796
797 }