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];
 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     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     r += 1.;
 204   }
 205
 206   // find stack with most hits
 207   UInt_t bestHits = 0;
 208   for (UShort_t iStack = 0; iStack < fgkTrdStacks; ++iStack){
 209     if (stackHits[iStack] == 0)
 210       continue;
 211 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 212     printf("  finally %d hits in stack S%02d-%d\n", stackHits[iStack], iStack/5, iStack%5);
 213 #endif
 214     if (stackHits[iStack] > bestHits){
 215       bestHits = stackHits[iStack];
 216       stack = iStack;
 217     }
 218   }
 219
 220   if (stack >= 0){
 221 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 222     printf("best stack: S%02d-%d\n", TrdLsiSec(stack), TrdLsiSi(stack));
 223 #endif
 224     return kTRUE;
 225   }
 226
 227   return kFALSE;
 228 }
 229
 230 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::StackToTrack(const AliESDtrack* track, Short_t &stack, UShort_t &layersWithTracklet, Double_t magFieldinKiloGauss){
 231
 232   // returns stack to ESD track
 233
 234   if (track->GetOuterParam())
 235     return StackToTrack(track->GetOuterParam(), stack, layersWithTracklet, magFieldinKiloGauss);
 236   else if (track->GetInnerParam())
 237     return StackToTrack(track->GetInnerParam(), stack, layersWithTracklet, magFieldinKiloGauss);
 238   else
 239     return StackToTrack(track, stack, layersWithTracklet, magFieldinKiloGauss);
 240 }
 241
 242 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::AcceptTrack(const AliESDtrack* esdTrack, const AliESDEvent* esdEvent){
 243
 244   // returns result ESD track cuts
 245
 246   if (!esdTrack)
 247     return kFALSE;
 248
 249   UInt_t status = esdTrack->GetStatus();
 250
 251   if (fEsdTrackCutMinimal){
 252     return ((status & AliESDtrack::kTPCout) > 0);
 253   }
 254
 255   // require TPC fit
 256   if ((fEsdTrackCutRequireTPCrefit) && (!(status & AliESDtrack::kTPCrefit)))
 257     return kFALSE;
 258
 259   // require ITS re-fit
 260   if ((fEsdTrackCutRequireITSrefit) && (!(status & AliESDtrack::kITSrefit)))
 261     return kFALSE;
 262
 263   // TPC requirements
 264   Float_t nCrossedRowsTPC = esdTrack->GetTPCCrossedRows();
 265   Float_t ratioCrossedRowsOverFindableClustersTPC =
 266     (esdTrack->GetTPCNclsF() > 0) ? (nCrossedRowsTPC / esdTrack->GetTPCNclsF()) : 1.0;
 267   Float_t chi2PerClusterTPC =
 268     (esdTrack->GetTPCclusters(0) > 0) ? (esdTrack->GetTPCchi2()/Float_t(esdTrack->GetTPCclusters(0))) : 100.;
 269
 270   if (
 271       (nCrossedRowsTPC < fEsdTrackCutMinTPCrows) ||
 272       (ratioCrossedRowsOverFindableClustersTPC < fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters) ||
 273       (chi2PerClusterTPC > fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters)
 274       )
 275     return kFALSE;
 276
 277   // ITS requirements
 278   Float_t chi2PerClusterITS = (esdTrack->GetITSclusters(0) > 0) ? esdTrack->GetITSchi2()/Float_t(esdTrack->GetITSclusters(0)) : 1000.;
 279   UShort_t clustersInAnyITSlayer = kFALSE;
 280   for (UShort_t layer = 0; layer < 6; ++layer)
 281     clustersInAnyITSlayer += (esdTrack->HasPointOnITSLayer(layer) & ((fEsdTrackCutsITSlayerMask >> layer) & 1));
 282
 283   if ((fEsdTrackCutsITSlayerMask != 0) &&
 284       ((clustersInAnyITSlayer == 0) || (chi2PerClusterITS >= fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters))
 285       )
 286     return kFALSE;
 287
 288   // geometric requirements
 289   Float_t impactPos[2], impactCov[3];
 290   esdTrack->GetImpactParameters(impactPos, impactCov);
 291
 292   if (TMath::Abs(impactPos[0]) > fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY)
 293     return kFALSE;
 294
 295   if (TMath::Abs(impactPos[1]) > fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ)
 296     return kFALSE;
 297
 298   if (fEsdTrackCutPrim){
 299     // additional requirements for primary tracks
 300
 301     const AliESDVertex* vertex = esdEvent->GetPrimaryVertexTracks();
 302     if ((!vertex) || (!vertex->GetStatus()))
 303       vertex = esdEvent->GetPrimaryVertexSPD();
 304
 305     Float_t chi2TPCConstrainedVsGlobal =
 306       (vertex->GetStatus()) ? esdTrack->GetChi2TPCConstrainedVsGlobal(vertex) : (fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal + 10.);
 307
 308     if (chi2TPCConstrainedVsGlobal > fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal)
 309       return kFALSE;
 310
 311     Float_t cutDCAToVertexXYPtDep =
 312       fEsdTrackCutPtDCAOfs + fEsdTrackCutPtDCACoeff/((TMath::Abs(esdTrack->Pt()) > 0.0001) ? esdTrack->Pt() : 0.0001);
 313
 314     if (TMath::Abs(impactPos[0]) >= cutDCAToVertexXYPtDep)
 315       return kFALSE;
 316
 317   }
 318
 319   return kTRUE;
 320 }
 321
 322 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::ProcessEvent(AliESDEvent *esdEvent, Bool_t updateRef, Int_t label) {
 323
 324   // performs track matching for all TRD online tracks of the ESD event
 325
 326   UInt_t numTrdTracks = esdEvent->GetNumberOfTrdTracks();
 327   if (numTrdTracks <= 0)
 328     return kTRUE;
 329
 330   if (!AliGeomManager::GetGeometry()){
 331     AliError("Geometry not available! Skipping TRD track matching.");
 332     return kFALSE;
 333   }
 334
 335   if (!fTRDgeo){
 336     fTRDgeo = new AliTRDgeometry();
 337   }
 338
 339   //
 340   // ESD track selection and sorting by TRD stack
 341   //
 342
 343   UInt_t esdTracksByStack[fgkTrdStacks][fgkMaxEsdTracksPerStack];
 344   UInt_t esdTrackNumByStack[fgkTrdStacks];
 345   memset(esdTrackNumByStack, 0, fgkTrdStacks*sizeof(UInt_t));
 346
 347   UInt_t numEsdTracks = esdEvent->GetNumberOfTracks();
 348 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 349   UInt_t numEsdTracksAccepted = 0;
 350 #endif
 351   Short_t stack;
 352   UShort_t layers;
 353   AliESDtrack* esdTrack;
 354
 355   for (UInt_t iEsdTrack = 0; iEsdTrack < numEsdTracks; ++iEsdTrack){
 356     esdTrack = esdEvent->GetTrack(iEsdTrack);
 357
 358     if (!esdTrack){
 359       AliError("invalid ESD track!");
 360       continue;
 361     }
 362
 363     // track filter here
 364     if (!AcceptTrack(esdTrack, esdEvent))
 365       continue;
 366 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 367     else
 368       numEsdTracksAccepted++;
 369 #endif
 370
 371     // assign ESD track to TRD stack
 372     if (StackToTrack(esdTrack, stack, layers, esdEvent->GetMagneticField())){
 373
 374       if (stack < 0){
 375 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 376         printf("#TRACKMATCHING - invalid stack for ESD track\n");
 377 #endif
 378         continue;
 379       }
 380
 381       // register track in relevant stacks
 382       Int_t stacksForReg[9] = {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1};
 383       stacksForReg[0] = stack; // stack hit
 384       stacksForReg[1] = (stack + 5) % 90; // same stack in next supermodule
 385       stacksForReg[2] = (stack - 5); // same stack in previous supermodule
 386       if (stacksForReg[2] < 0)
 387         stacksForReg[2] += 90;
 388
 389       switch(TrdLsiSi(stack)){
 390       case 0:
 391         // stack 0
 392         stacksForReg[3] = stack + 1; // next stack in same supermodule
 393         stacksForReg[4] =  stacksForReg[1] + 1; // next stack in next supermodule
 394         stacksForReg[5] =  stacksForReg[2] + 1; // next stack in previous supermodule
 395         break;
 396       case 1:
 397       case 2:
 398       case 3:
 399         stacksForReg[3] = stack + 1; // next stack in same supermodule
 400         stacksForReg[4] =  stacksForReg[1] + 1; // next stack in next supermodule
 401         stacksForReg[5] =  stacksForReg[2] + 1; // next stack in previous supermodule
 402         stacksForReg[6] = stack - 1; // previous stack in same supermodule
 403         stacksForReg[7] =  stacksForReg[1] - 1; // previous stack in next supermodule
 404         stacksForReg[8] =  stacksForReg[2] - 1; // previous stack in previous supermodule
 405         break;
 406       case 4:
 407         stacksForReg[3] = stack - 1; // previous stack in same supermodule
 408         stacksForReg[4] =  stacksForReg[1] - 1; // previous stack in next supermodule
 409         stacksForReg[5] =  stacksForReg[2] - 1; // previous stack in previous supermodule
 410         break;
 411       default:
 412         break;
 413       }
 414
 415 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 416       printf("#TRACKMATCHING - assigned ESD track %d to following TRD stacks:", iEsdTrack);
 417 #endif
 418
 419       // register for stacks
 420       for (UShort_t iReg = 0; iReg < 9; ++iReg){
 421         if (stacksForReg[iReg] < 0)
 422           break;
 423
 424         if (stacksForReg[iReg] >= 90){
 425           AliError(Form("invalid stack for registration: %i", stacksForReg[iReg]));
 426           continue;
 427         }
 428
 429         if (esdTrackNumByStack[stacksForReg[iReg]] < fgkMaxEsdTracksPerStack - 1)
 430           esdTracksByStack[stacksForReg[iReg]][esdTrackNumByStack[stacksForReg[iReg]]++] = iEsdTrack;
 431 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 432         else
 433           printf("#TRACKMATCHING - maximum number (%d) of ESD tracks per stack reached for S%02d-%d (%d tracks total). Skipping track!\n",
 434                  fgkMaxEsdTracksPerStack, TrdLsiSec(stacksForReg[iReg]), TrdLsiSi(stacksForReg[iReg]), numEsdTracks);
 435         printf(" S%02d-%d", TrdLsiSec(stacksForReg[iReg]), TrdLsiSi(stacksForReg[iReg]));
 436 #endif
 437       }
 438 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 439       printf(" (ESD-ASSIGN)\n");
 440 #endif
 441
 442 //      if (esdTrackNumByStack[stack] >= fgkMaxEsdTracksPerStack){
 443 //#ifdef TRD_TM_DEBUG
 444 //      printf("#TRACKMATCHING - maximum number (%d) of ESD tracks per stack reached for S%02d-%d (%d tracks total). Skipping track!\n",
 445 //             fgkMaxEsdTracksPerStack, TrdLsiSec(stack), TrdLsiSi(stack), numEsdTracks);
 446 //#endif
 447 //      continue;
 448 //      }
 449 //
 450 //      esdTracksByStack[stack][esdTrackNumByStack[stack]++] = iEsdTrack;
 451 //#ifdef TRD_TM_DEBUG
 452 //      printf("#TRACKMATCHING - assigned ESD track %d to TRD stack S%02d-%d\n",
 453 //           iEsdTrack, TrdLsiSec(stack), TrdLsiSi(stack));
 454 //#endif
 455     }
 456
 457   } // loop over esd tracks
 458
 459 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 460   printf("#TRACKMATCHING - %d ESD tracks accepted, %d rejected\n",
 461          numEsdTracksAccepted, numEsdTracks - numEsdTracksAccepted);
 462 #endif
 463
 464   //
 465   // search matching ESD track for each TRD online track
 466   //
 467   AliESDTrdTrack* trdTrack;
 468   Double_t trdPt;
 469   AliESDtrack* matchCandidate;
 470   AliESDtrack* matchTrack;
 471   Int_t matchEsdTrackIndexInStack;
 472   Double_t matchRating;
 473   Int_t matchCandidateCount;
 474   Double_t distY, distZ;
 475
 476   for (UInt_t iTrdTrack = 0; iTrdTrack < numTrdTracks; ++iTrdTrack){
 477
 478     trdTrack = esdEvent->GetTrdTrack(iTrdTrack);
 479     if ((label != -1) &&
 480         (trdTrack->GetLabel() != label))
 481       continue;
 482
 483     stack = TrdSecSiLsi(trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack());
 484     trdPt = (esdEvent->GetMagneticField() > 0.) ? (-1.*trdTrack->Pt()) : trdTrack->Pt();
 485     matchTrack = NULL;
 486     matchEsdTrackIndexInStack = -1;
 487     matchRating = 0.;
 488     matchCandidateCount = 0;
 489
 490 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 491     printf("#TRACKMATCHING - trying to match TRD online track %d in S%02d-%d\n",
 492            iTrdTrack, trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack());
 493 #endif
 494
 495     // loop over all esd tracks in the same stack and check distance
 496     for (UInt_t iEsdTrack = 0; iEsdTrack < esdTrackNumByStack[stack]; ++iEsdTrack){
 497       matchCandidate = esdEvent->GetTrack(esdTracksByStack[stack][iEsdTrack]);
 498
 499       if (EstimateTrackDistance(matchCandidate, trdTrack, esdEvent->GetMagneticField(), &distY, &distZ) == 0){
 500         Double_t rating = RateTrackMatch(distY, distZ, matchCandidate->GetSignedPt(), trdPt);
 501 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 502         printf("#TRACKMATCHING  S%02d-%d  trd %d - esd %d   dy: %.3f    dz: %.3f   r: %.3f    pt e: %.2f  t: %.2f   match: %d\n",
 503                trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack(), iTrdTrack, iEsdTrack,
 504                distY, distZ, rating, matchCandidate->GetSignedPt(), trdPt,
 505                (rating >= fMinMatchRating) ? 1 : 0);
 506 #endif
 507         if (rating > 0.){
 508           // possibly matching pair found
 509           matchCandidateCount++;
 510           if ((matchTrack == NULL) || (rating > matchRating)){
 511             // new best match
 512             matchTrack = matchCandidate;
 513             matchEsdTrackIndexInStack = iEsdTrack;
 514             matchRating = rating;
 515           }
 516         }
 517
 518       } else {
 519         // estimation of distance failed
 520 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 521         printf("TRACKMATCHING  S%02d-%d  trd %d - esd %d   failed\n",
 522                trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack(), iTrdTrack, iEsdTrack);
 523 #endif
 524       }
 525     } // loop over esd tracks in same stack
 526
 527     if (fHistMatchRating){
 528       fHistMatchRating->Fill(matchRating);
 529     }
 530
 531     if ((matchTrack) && (matchRating >= fMinMatchRating)){
 532 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 533       printf("#TRACKMATCHING  S%02d-%d  trd %d - esd %d   match!    pt:  %.2f  %.2f\n",
 534              trdTrack->GetSector(), trdTrack->GetStack(), iTrdTrack, matchEsdTrackIndexInStack,
 535              trdPt, matchTrack->GetSignedPt());
 536 #endif
 537       if (updateRef)
 538         trdTrack->SetTrackMatchReference(matchTrack);
 539     } else {
 540       if (updateRef)
 541         trdTrack->SetTrackMatchReference(NULL);
 542     }
 543
 544   } // loop over TRD online tracks
 545
 546   return kTRUE;
 547 }
 548
 549 Bool_t AliTRDonlineTrackMatching::TrackPlaneIntersect(AliExternalTrackParam *trk, Double_t pnt[3], Double_t norm[3], Double_t mag){
 550
 551   // calculates the intersection point of a track param and a plane defined by point pnt and normal vector norm
 552
 553   UInt_t its = 0;
 554   Double_t r = 290.;
 555   Double_t step = 10.;
 556   Int_t flag = 0;
 557   Double_t dist = 0, dist_prev = 0;
 558   Double_t x[3] = {0., 0., 0.};
 559
 560   dist = (x[0] - pnt[0]) * norm[0] + (x[1] - pnt[1]) *norm[1] + (x[2] - pnt[2]) * norm[2];
 561
 562   while(TMath::Abs(dist) > 0.1) {
 563
 564     trk->GetXYZAt(r, mag, x);
 565
 566     if ((x[0] * x[0] + x[1] * x[1]) < 100.)  // extrapolation to radius failed
 567       return kFALSE;
 568
 569     //distance between current track position and plane
 570     dist_prev = TMath::Abs(dist);
 571     dist = (x[0] - pnt[0]) * norm[0] + (x[1] - pnt[1]) * norm[1];
 572     if ((flag) && (TMath::Abs(dist) > dist_prev)){
 573       step /= -2.;
 574     }
 575     flag=1;
 576     r += step;
 577     its++;
 578     if ((r > 380.) || (r < 100.) || (its > 100) || (TMath::Abs(step) < 0.00001)){
 579       break;
 580     }
 581   }
 582   for (Int_t i=0; i<3; i++)
 583     pnt[i] = x[i];
 584
 585   return kTRUE;
 586 }
 587
 588 Int_t AliTRDonlineTrackMatching::EstimateTrackDistance(AliESDtrack *esd_track, AliESDTrdTrack* gtu_track, Double_t mag, Double_t *ydist, Double_t *zdist){
 589
 590   // returns an estimate for the spatial distance between TPC offline track and GTU online track
 591
 592   if ((!esd_track) || (!gtu_track))
 593     return -3;
 594
 595   // AssertTRDGeometry();
 596   if (!fTRDgeo)
 597     fTRDgeo = new AliTRDgeometry();
 598
 599   Float_t diff_y = 0;
 600   Float_t diff_z = 0;
 601   Int_t nLayers = 0;
 602   Double_t xtrkl[3];
 603   Double_t ptrkl[3];
 604   Double_t ptrkl2[3];
 605   UInt_t trklDet;
 606   UShort_t trklLayer;
 607   UInt_t stack_gtu;
 608   UShort_t stackInSector;
 609
 610   for (UShort_t iLayer = 0; iLayer < 6; iLayer++){
 611     AliESDTrdTracklet* trkl = gtu_track->GetTracklet(iLayer);
 612     if (trkl){
 613       trklDet = trkl->GetDetector();
 614       trklLayer = TrdDetLyr(trklDet);
 615       stack_gtu = TrdDetLsi(trklDet);
 616       stackInSector = TrdDetSi(trklDet);
 617
 618       // local coordinates of the outer end point of the tracklet
 619       xtrkl[0] = AliTRDgeometry::AnodePos();
 620       xtrkl[1] = trkl->GetLocalY();
 621
 622       if(stackInSector == 2){ // corrected version by Felix Muecke
 623         xtrkl[2] = fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(trkl->GetBinZ()) -
 624           (fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowSize(trkl->GetBinZ()))/2. -
 625           fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(6);
 626       } else {
 627         xtrkl[2] = fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(trkl->GetBinZ()) -
 628           (fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowSize(trkl->GetBinZ()))/2. -
 629           fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, stackInSector)->GetRowPos(8);
 630       }
 631
 632       // old draft version
 633       // xtrkl[2] = fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, (trklDet/6) % 5)->GetRowPos(trkl->GetBinZ()) -
 634       //        fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, (trklDet/6) % 5)->GetRowSize(trkl->GetBinZ()) -
 635       //        fTRDgeo->GetPadPlane(trklLayer, (trklDet/6) % 5)->GetRowPos(8);
 636
 637       // transform to global coordinates
 638       TGeoHMatrix *matrix = fTRDgeo->GetClusterMatrix(trklDet);
 639       if (!matrix){
 640         if ((stack_gtu != 13*5+2) && (stack_gtu != 14*5+2) && (stack_gtu != 15*5+2))
 641           AliDebug(1, Form("invalid TRD cluster matrix in EstimateTrackDistance for detector %i", trklDet));
 642         return -5;
 643       }
 644       matrix->LocalToMaster(xtrkl, ptrkl);
 645       fTRDgeo->RotateBack(gtu_track->GetSector() * 30, ptrkl, ptrkl2);  // ptrkl2 now contains the global position of the outer end point of the tracklet
 646
 647       // calculate parameterization of plane representing the tracklets layer
 648       Double_t layer_zero_local[3] = {0., 0.,  0.};
 649       Double_t layer_zero_global[3], layer_zero_global2[3];
 650
 651       matrix->LocalToMaster(layer_zero_local, layer_zero_global);
 652       fTRDgeo->RotateBack(trklDet, layer_zero_global, layer_zero_global2); // layer_zero_global2 points to chamber origin in global coords
 653
 654       Double_t layer_ref_local[3] = {AliTRDgeometry::AnodePos(), 0.,  0.};
 655       Double_t layer_ref_global[3], layer_ref_global2[3];
 656
 657       matrix->LocalToMaster(layer_ref_local, layer_ref_global);
 658       fTRDgeo->RotateBack(trklDet, layer_ref_global, layer_ref_global2); // layer_ref_global2 points to center anode pos within plane in global coords
 659
 660       Double_t n0[3] = {layer_ref_global2[0]-layer_zero_global2[0],
 661                         layer_ref_global2[1]-layer_zero_global2[1],
 662                         layer_ref_global2[2]-layer_zero_global2[2]};
 663
 664       Double_t n_len = TMath::Sqrt(n0[0]*n0[0] + n0[1]*n0[1] + n0[2]*n0[2]);
 665       if (n_len == 0.){ // This should never happen
 666         AliError("divison by zero in estimate_track_distance!");
 667         n_len = 1.;
 668       }
 669       Double_t n[3] = {n0[0]/n_len, n0[1]/n_len, n0[2]/n_len}; // normal vector of plane
 670
 671       const AliExternalTrackParam *trackParam = esd_track->GetOuterParam();
 672       if (!trackParam) {
 673         trackParam = esd_track->GetInnerParam();
 674         if (!trackParam)
 675           trackParam = esd_track;
 676       }
 677
 678       AliExternalTrackParam *outerTPC = new AliExternalTrackParam(*trackParam);
 679       Bool_t isects = TrackPlaneIntersect(outerTPC, layer_ref_global2, n, mag); // find intersection point between track and TRD layer
 680       delete outerTPC;
 681       outerTPC = NULL;
 682
 683       if (isects == kFALSE){ // extrapolation fails, because track never reaches the TRD radius
 684         return -1;
 685       }
 686
 687       Double_t m[2] = {ptrkl2[0] - layer_ref_global2[0], ptrkl2[1] - layer_ref_global2[1]};
 688       Double_t len_m = TMath::Sqrt(m[0]*m[0] + m[1]*m[1]);
 689       diff_y += len_m;
 690       diff_z += TMath::Abs(ptrkl2[2] - layer_ref_global2[2]);
 691       nLayers++;
 692     }
 693   }
 694
 695   if (nLayers > 0){
 696     *ydist = diff_y / nLayers;
 697     *zdist = diff_z / nLayers;
 698     return 0;
 699   }
 700   else
 701     return -4;
 702 }
 703
 704 Double_t AliTRDonlineTrackMatching::PtDiffRel(Double_t refPt, Double_t gtuPt){
 705
 706   // return relative pt difference
 707
 708   if (TMath::Abs(refPt) > 0.000001){
 709     return (gtuPt - refPt) / refPt;
 710   } else
 711     return 0.;
 712 }
 713
 714
 715 Double_t AliTRDonlineTrackMatching::RateTrackMatch(Double_t distY, Double_t distZ, Double_t rpt, Double_t gpt){
 716
 717   // returns a match rating derived from Y and Z distance as well as pt difference
 718
 719   // maximum limits for spatial distance
 720   if ((distY > 5.) || (distZ > 20.))
 721     return 0.;
 722
 723   // same pt sign required
 724   if ((rpt * gpt) < 0.)
 725     return 0.;
 726
 727   Double_t rating_distY = -0.1 * distY + 1.;
 728   Double_t rating_distZ = -0.025 * distZ + 1.;
 729   Double_t rating_ptDiff = 1. - TMath::Abs(PtDiffRel(rpt, gpt));
 730
 731   if (rating_ptDiff <  0.)
 732     rating_ptDiff = 0.2;
 733
 734   Double_t total = rating_distY * rating_distZ * rating_ptDiff;
 735
 736 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 737   if (total > 1.){
 738     printf("<ERROR> track match rating exceeds limit of 1.0: %.3f", total);
 739   }
 740 #endif
 741
 742   return total;
 743 }
 744
 745
 746 void AliTRDonlineTrackMatching::SetEsdTrackDefaultCuts(const char* cutIdent) {
 747
 748   if (strcmp(cutIdent, "strict") == 0){
 749
 750 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 751     printf("AliTRDonlineTrackMatching -- default track cuts selected");
 752 #endif
 753
 754     fEsdTrackCutMinimal = kFALSE;
 755     fEsdTrackCutPrim = kFALSE;
 756
 757     fEsdTrackCutMinTPCrows = 70;
 758     fEsdTrackCutRequireTPCrefit = kTRUE;
 759     fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters = 0.8;
 760     fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters = 4.;
 761     fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal = 36.;
 762
 763     fEsdTrackCutRequireITSrefit = kFALSE;
 764     fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters = 36.;
 765
 766     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY = 1000.;
 767     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ = 2.;
 768     fEsdTrackCutsITSlayerMask = 0x0;
 769
 770     fEsdTrackCutPtDCAOfs = 0.0105;
 771     fEsdTrackCutPtDCACoeff = 0.0350;
 772   } else if (strcmp(cutIdent, "minimal") == 0){
 773
 774 #ifdef TRD_TM_DEBUG
 775     printf("AliTRDonlineTrackMatching -- minimal track cuts selected\n");
 776 #endif
 777
 778     fEsdTrackCutMinimal = kFALSE;
 779     fEsdTrackCutPrim = kFALSE;
 780
 781     fEsdTrackCutMinTPCrows = 70;
 782     fEsdTrackCutRequireTPCrefit = kTRUE;
 783     fEsdTrackCutMinRatioRowsFindableClusters = 0.;
 784     fEsdTrackCutMaxChi2TPCclusters = 100.;
 785     fEsdTrackVCutsChi2TPCconstrainedVsGlobal = 1000.;
 786
 787     fEsdTrackCutRequireITSrefit = kFALSE;
 788     fEsdTrackCutMaxChi2ITSclusters = 0.;
 789
 790     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexXY = 1000.;
 791     fEsdTrackCutMaxDCAtoVertexZ = 1000.;
 792     fEsdTrackCutsITSlayerMask = 0x0;
 793   } else
 794     AliErrorClass("invalid cut set");
 795
 796 }