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