Merge branch 'master' of https://git.cern.ch/reps/AliRoot
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDpidESD.cxx
1 /**************************************************************************
2 * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3 *                                                                        *
4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6 *                                                                        *
7 * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14 **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 //                                                                        //
20 // Implementation of the TRD PID class                                    //
21 //                                                                        //
22 // Assigns the electron and pion likelihoods to each ESD track.           //
23 // The function MakePID(AliESDEvent *event) calculates the probability    //
24 // of having dedx and a maximum timbin at a given                         //
25 // momentum (mom) and particle type k                                     //
26 // from the precalculated distributions.                                  //
27 //                                                                        //
28 // Authors :                                                              //
29 //   Prashant Shukla <shukla@pi0.physi.uni-heidelberg.de> (orig. version) //
30 //   Alex Bercuci (a.bercuci@gsi.de)                                      //
31 //                                                                        //
32 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
33
34 #include "AliESDEvent.h"
35 #include "AliESDtrack.h"
36 #include "AliTracker.h"
37
38 #include "AliTRDpidESD.h"
39 #include "AliTRDgeometry.h"
40 #include "AliTRDcalibDB.h"
41 #include "Cal/AliTRDCalPID.h"
42
43 ClassImp(AliTRDpidESD)
44
45 Bool_t  AliTRDpidESD::fgCheckTrackStatus = kTRUE;
46 Bool_t  AliTRDpidESD::fgCheckKinkStatus  = kFALSE;
47 Int_t   AliTRDpidESD::fgMinPlane         = 0;
48
49 //_____________________________________________________________________________
50 AliTRDpidESD::AliTRDpidESD()
51   :TObject()
52   ,fTrack(NULL)
53 {
54   //
55   // Default constructor
56   //
57
58 }
59
60 //_____________________________________________________________________________
61 AliTRDpidESD::AliTRDpidESD(const AliTRDpidESD &p)
62   :TObject(p)
63   ,fTrack(NULL)
64 {
65   //
66   // AliTRDpidESD copy constructor
67   //
68
69   ((AliTRDpidESD &) p).Copy(*this);
70
71 }
72
73 //_____________________________________________________________________________
74 AliTRDpidESD::~AliTRDpidESD()
75 {
76   //
77   // Destructor
78   //
79
80   if(fTrack) delete fTrack;
81
82 }
83
84 //_____________________________________________________________________________
85 AliTRDpidESD &AliTRDpidESD::operator=(const AliTRDpidESD &p)
86 {
87   //
88   // Assignment operator
89   //
90
91   if (this != &p) ((AliTRDpidESD &) p).Copy(*this);
92   return *this;
93
94 }
95
96 //_____________________________________________________________________________
97 void AliTRDpidESD::Copy(TObject &p) const
98 {
99   //
100   // Copy function
101   //
102
103   ((AliTRDpidESD &) p).fgCheckTrackStatus         = fgCheckTrackStatus;
104   ((AliTRDpidESD &) p).fgCheckKinkStatus          = fgCheckKinkStatus;
105   ((AliTRDpidESD &) p).fgMinPlane                 = fgMinPlane;
106   ((AliTRDpidESD &) p).fTrack                     = NULL;
107   
108 }
109
110 //_____________________________________________________________________________
111 Int_t AliTRDpidESD::MakePID(AliESDEvent * const event)
112 {
113   //
114   // This function calculates the PID probabilities based on TRD signals
115   //
116   // The method produces probabilities based on the charge
117   // and the position of the maximum time bin in each layer.
118   // The dE/dx information can be used as global charge or 2 to 3
119   // slices. Check AliTRDCalPID and AliTRDCalPIDRefMaker for the actual
120   // implementation.
121   //
122   // Author
123   // Alex Bercuci (A.Bercuci@gsi.de) 2nd May 2007
124   //
125
126   AliTRDcalibDB *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
127   if (!calibration) {
128     AliErrorGeneral("AliTRDpidESD::MakePID()"
129       ,"No access to calibration data");
130     return -1;
131   }
132   
133 //   AliTRDrecoParam *rec = AliTRDReconstructor::RecoParam();
134 //   if (!rec) {
135 //     AliErrorGeneral("AliTRDpidESD::MakePID()", "No TRD reco param.");
136 //     return 0x0;
137 //   }
138
139   // Retrieve the CDB container class with the probability distributions
140   const AliTRDCalPID *pd = calibration->GetPIDObject(AliTRDpidUtil::kLQ);
141   if (!pd) {
142     AliErrorGeneral("AliTRDpidESD::MakePID()"
143       ,"No access to AliTRDCalPID");
144     return -1;
145   }
146
147   // Loop through all ESD tracks
148   Double_t p[10];
149   AliESDtrack *t = NULL;
150   Float_t dedx[AliTRDCalPID::kNSlicesLQ], dEdx;
151   Int_t   timebin;
152   Float_t mom, length;
153   Int_t   nPlanePID;
154   for (Int_t i=0; i<event->GetNumberOfTracks(); i++) {
155     t = event->GetTrack(i);
156     
157     // Check track
158     if(!CheckTrack(t)) continue;
159
160             
161     // Skip tracks which have no TRD signal at all
162     if (t->GetTRDsignal()<1.e-5) continue;
163   
164     // Loop over detector layers
165     mom          = 0.;
166     length       = 0.;
167     nPlanePID    = 0;
168     for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) 
169                   p[iSpecies] = 1./AliPID::kSPECIES;
170
171     for (Int_t iLayer = 0; iLayer < AliTRDgeometry::kNlayer; iLayer++) {
172       // read data for track segment
173       for(int iSlice=0; iSlice<AliTRDCalPID::kNSlicesLQ; iSlice++)
174         dedx[iSlice] = t->GetTRDslice(iLayer, iSlice);
175       dEdx    = t->GetTRDslice(iLayer, -1);
176       timebin = t->GetTRDTimBin(iLayer);
177
178       // check data
179       if ((dEdx <=  0.) || (timebin <= -1.)) continue;
180
181       // retrive kinematic info for this track segment
182       if(!RecalculateTrackSegmentKine(t, iLayer, mom, length)){
183         // information is not fully reliable especialy for length
184         // estimation. To be used in the future. 
185       }
186       
187       // this track segment has fulfilled all requierments
188       nPlanePID++;
189
190       // Get the probabilities for the different particle species
191       for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) {
192         p[iSpecies] *= pd->GetProbability(iSpecies, mom, dedx, length, iLayer);
193         //p[iSpecies] *= pd->GetProbabilityT(iSpecies, mom, timebin);
194       }
195     }
196     if(nPlanePID == 0) continue;
197     
198     // normalize probabilities
199     Double_t probTotal = 0.;
200     for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) probTotal   += p[iSpecies];
201     if(probTotal <= 0.){
202       AliWarning(Form("The total probability (%e) over all species <= 0 in ESD track %d."
203                                       , probTotal, i));
204       AliWarning("This may be caused by some error in reference data.");
205       AliWarning("Calculation continues but results might be corrupted.");
206       continue;
207     }
208     for(Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) p[iSpecies] /= probTotal;
209
210     // book PID to the track
211     t->SetTRDpid(p);
212     t->SetTRDntracklets(nPlanePID<<3);
213   }
214   
215   return 0;
216
217 }
218
219 //_____________________________________________________________________________
220 Bool_t AliTRDpidESD::CheckTrack(AliESDtrack * const t)
221 {
222   //
223   // Check if track is eligible for PID calculations
224   //
225   
226   // Check the ESD track status
227   if (fgCheckTrackStatus) {
228     if (((t->GetStatus() & AliESDtrack::kTRDout  ) == 0) &&
229       ((t->GetStatus() & AliESDtrack::kTRDrefit) == 0)) return kFALSE;
230   }
231
232   // Check for ESD kink tracks
233   if (fgCheckKinkStatus && (t->GetKinkIndex(0) != 0)) return kFALSE;
234
235   return kTRUE;
236
237 }
238
239 //_____________________________________________________________________________
240 Bool_t AliTRDpidESD::RecalculateTrackSegmentKine(AliESDtrack * const esd
241                                               , Int_t layer
242                                               , Float_t &mom
243                                               , Float_t &length)
244 {
245   //
246   // Retrive momentum "mom" and track "length" in TRD chamber from plane
247   // "plan" according to information stored in AliESDtrack "t".
248   //
249   // Origin
250   // Alex Bercuci (A.Bercuci@gsi.de)    
251   //
252
253   const Float_t kAmHalfWidth = AliTRDgeometry::AmThick() / 2.;
254         const Float_t kDrWidth     = AliTRDgeometry::DrThick();
255   const Float_t kTime0       = AliTRDgeometry::GetTime0(layer);
256
257   // set initial length value to chamber height 
258   length = 2 * kAmHalfWidth + kDrWidth;
259     
260   // retrive track's outer param
261   const AliExternalTrackParam *op = esd->GetOuterParam();
262   if(!op){
263     mom    = esd->GetP();
264     return kFALSE;
265   }
266
267   AliExternalTrackParam *param = NULL;
268   if(!fTrack){
269     fTrack = new AliExternalTrackParam(*op);
270     param = fTrack;
271   } else param = new(fTrack) AliExternalTrackParam(*op);
272   
273   // retrive the magnetic field
274   Double_t xyz0[3];
275   op->GetXYZ(xyz0);
276   Float_t field = AliTracker::GetBz(xyz0); // Bz in kG at point xyz0
277   Double_t s, t;
278
279   // propagate to chamber entrance
280   if(!param->PropagateTo(kTime0-kAmHalfWidth-kDrWidth, field)){
281     mom    = op->GetP();
282     s      = op->GetSnp();
283     t      = op->GetTgl();
284     if (s < 1.) length /= TMath::Sqrt((1.-s)*(1.+s) / (1. + t*t));
285     return kFALSE;
286   }
287   mom        = param->GetP();
288   s = param->GetSnp();
289   t = param->GetTgl();
290   if (s < 1.) length    /= TMath::Sqrt((1.-s)*(1.+s) / (1. + t*t));
291
292   // check if track is crossing tracking sector by propagating to chamber exit- maybe is too much :)
293   Double_t alpha = param->GetAlpha();
294   if(!param->PropagateTo(kTime0+kAmHalfWidth, field)) return kFALSE;
295     
296   // mark track segments which are crossing SM boundaries along chamber
297   if(TMath::Abs(alpha-param->GetAlpha())>.01) return kFALSE;
298   
299   return kTRUE;
300
301 }