Update of reco param by Alex
[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 "AliLog.h"
35 #include "AliESDEvent.h"
36 #include "AliESDtrack.h"
37 #include "AliTracker.h"
38 #include "AliRun.h"
39
40 #include "AliTRDReconstructor.h"
41 #include "AliTRDpidESD.h"
42 #include "AliTRDgeometry.h"
43 #include "AliTRDcalibDB.h"
44 #include "AliTRDtrack.h"
45 #include "Cal/AliTRDCalPID.h"
46
47 ClassImp(AliTRDpidESD)
48
49 Bool_t  AliTRDpidESD::fgCheckTrackStatus = kTRUE;
50 Bool_t  AliTRDpidESD::fgCheckKinkStatus  = kFALSE;
51 Int_t   AliTRDpidESD::fgMinPlane         = 0;
52
53 //_____________________________________________________________________________
54 AliTRDpidESD::AliTRDpidESD()
55   :TObject()
56   ,fTrack(0x0)
57 {
58   //
59   // Default constructor
60   //
61
62 }
63
64 //_____________________________________________________________________________
65 AliTRDpidESD::AliTRDpidESD(const AliTRDpidESD &p)
66   :TObject(p)
67   ,fTrack(0x0)
68 {
69   //
70   // AliTRDpidESD copy constructor
71   //
72
73   ((AliTRDpidESD &) p).Copy(*this);
74
75 }
76
77 //_____________________________________________________________________________
78 AliTRDpidESD::~AliTRDpidESD()
79 {
80   //
81   // Destructor
82   //
83
84   if(fTrack) delete fTrack;
85
86 }
87
88 //_____________________________________________________________________________
89 AliTRDpidESD &AliTRDpidESD::operator=(const AliTRDpidESD &p)
90 {
91   //
92   // Assignment operator
93   //
94
95   if (this != &p) ((AliTRDpidESD &) p).Copy(*this);
96   return *this;
97
98 }
99
100 //_____________________________________________________________________________
101 void AliTRDpidESD::Copy(TObject &p) const
102 {
103   //
104   // Copy function
105   //
106
107   ((AliTRDpidESD &) p).fgCheckTrackStatus         = fgCheckTrackStatus;
108   ((AliTRDpidESD &) p).fgCheckKinkStatus          = fgCheckKinkStatus;
109   ((AliTRDpidESD &) p).fgMinPlane                 = fgMinPlane;
110   ((AliTRDpidESD &) p).fTrack                     = 0x0;
111         
112 }
113
114 //_____________________________________________________________________________
115 Int_t AliTRDpidESD::MakePID(AliESDEvent *event)
116 {
117   //
118   // This function calculates the PID probabilities based on TRD signals
119   //
120   // The method produces probabilities based on the charge
121   // and the position of the maximum time bin in each layer.
122   // The dE/dx information can be used as global charge or 2 to 3
123   // slices. Check AliTRDCalPID and AliTRDCalPIDRefMaker for the actual
124   // implementation.
125   //
126   // Author
127   // Alex Bercuci (A.Bercuci@gsi.de) 2nd May 2007
128   //
129
130         AliTRDcalibDB *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
131         if (!calibration) {
132                 AliErrorGeneral("AliTRDpidESD::MakePID()"
133                         ,"No access to calibration data");
134                 return -1;
135         }
136         
137 //   AliTRDrecoParam *rec = AliTRDReconstructor::RecoParam();
138 //   if (!rec) {
139 //     AliErrorGeneral("AliTRDpidESD::MakePID()", "No TRD reco param.");
140 //     return 0x0;
141 //   }
142
143         // Retrieve the CDB container class with the probability distributions
144         const AliTRDCalPID *pd = calibration->GetPIDObject(AliTRDReconstructor::kLQPID/*rec->GetPIDMethod()*/);
145         if (!pd) {
146                 AliErrorGeneral("AliTRDpidESD::MakePID()"
147                         ,"No access to AliTRDCalPID");
148                 return -1;
149         }
150
151         // Loop through all ESD tracks
152         Double_t p[10];
153         AliESDtrack *t = 0x0;
154         Float_t dedx[AliTRDtrack::kNslice], dEdx;
155         Int_t   timebin;
156         Float_t mom, length;
157         Int_t   nPlanePID;
158         for (Int_t i=0; i<event->GetNumberOfTracks(); i++) {
159                 t = event->GetTrack(i);
160                 
161                 // Check track
162                 if(!CheckTrack(t)) continue;
163
164                                                 
165                 // Skip tracks which have no TRD signal at all
166                 if (t->GetTRDsignal() == 0.) continue;
167         
168                 // Loop over detector layers
169                 mom          = 0.;
170                 length       = 0.;
171                 nPlanePID    = 0;
172                 for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) 
173                   p[iSpecies] = 1./AliPID::kSPECIES;
174
175                 for (Int_t iLayer = 0; iLayer < AliTRDgeometry::kNlayer; iLayer++) {
176                         // read data for track segment
177                         for(int iSlice=0; iSlice<AliTRDtrack::kNslice; iSlice++)
178                                 dedx[iSlice] = t->GetTRDslice(iLayer, iSlice);
179                         dEdx    = t->GetTRDslice(iLayer, -1);
180                         timebin = t->GetTRDTimBin(iLayer);
181
182                         // check data
183                         if ((dEdx <=  0.) || (timebin <= -1.)) continue;
184
185                         // retrive kinematic info for this track segment
186                         if(!RecalculateTrackSegmentKine(t, iLayer, mom, length)){
187                                 // information is not fully reliable especialy for length
188                                 // estimation. To be used in the future. 
189                         }
190                         
191                         // this track segment has fulfilled all requierments
192                         nPlanePID++;
193
194                         // Get the probabilities for the different particle species
195                         for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) {
196                                 p[iSpecies] *= pd->GetProbability(iSpecies, mom, dedx, length, iLayer);
197                                 //p[iSpecies] *= pd->GetProbabilityT(iSpecies, mom, timebin);
198                         }
199                 }
200                 if(nPlanePID == 0) continue;
201                 
202                 // normalize probabilities
203                 Double_t probTotal = 0.;
204                 for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) probTotal   += p[iSpecies];
205                 if(probTotal <= 0.){
206                         AliWarning(Form("The total probability (%e) over all species <= 0 in ESD track %d."
207                                        , probTotal, i));
208                         AliWarning("This may be caused by some error in reference data.");
209                         AliWarning("Calculation continues but results might be corrupted.");
210                         continue;
211                 }
212                 for(Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliPID::kSPECIES; iSpecies++) p[iSpecies] /= probTotal;
213
214                 // book PID to the track
215                 t->SetTRDpid(p);
216                 t->SetTRDpidQuality(nPlanePID);
217         }
218         
219         return 0;
220
221 }
222
223 //_____________________________________________________________________________
224 Bool_t AliTRDpidESD::CheckTrack(AliESDtrack *t)
225 {
226   //
227   // Check if track is eligible for PID calculations
228   //
229         
230         // Check the ESD track status
231         if (fgCheckTrackStatus) {
232                 if (((t->GetStatus() & AliESDtrack::kTRDout  ) == 0) &&
233                         ((t->GetStatus() & AliESDtrack::kTRDrefit) == 0)) return kFALSE;
234         }
235
236         // Check for ESD kink tracks
237         if (fgCheckKinkStatus && (t->GetKinkIndex(0) != 0)) return kFALSE;
238
239         return kTRUE;
240
241 }
242
243 //_____________________________________________________________________________
244 Bool_t AliTRDpidESD::RecalculateTrackSegmentKine(AliESDtrack *esd
245                                                , Int_t layer
246                                                , Float_t &mom
247                                                , Float_t &length)
248 {
249   //
250   // Retrive momentum "mom" and track "length" in TRD chamber from plane
251   // "plan" according to information stored in AliESDtrack "t".
252   //
253   // Origin
254   // Alex Bercuci (A.Bercuci@gsi.de)    
255   //
256
257         const Float_t kAmHalfWidth = AliTRDgeometry::AmThick() / 2.;
258         const Float_t kDrWidth     = AliTRDgeometry::DrThick();
259         const Float_t kTime0       = AliTRDgeometry::GetTime0(layer);
260
261         // set initial length value to chamber height 
262         length = 2 * kAmHalfWidth + kDrWidth;
263                 
264         // retrive track's outer param
265         const AliExternalTrackParam *op = esd->GetOuterParam();
266         if(!op){
267                 mom    = esd->GetP();
268                 return kFALSE;
269         }
270
271         AliExternalTrackParam *param = 0x0;
272         if(!fTrack){
273                 fTrack = new AliExternalTrackParam(*op);
274                 param = fTrack;
275         } else param = new(fTrack) AliExternalTrackParam(*op);
276         
277         // retrive the magnetic field
278         Double_t xyz0[3];
279         op->GetXYZ(xyz0);
280         Float_t field = AliTracker::GetBz(xyz0); // Bz in kG at point xyz0
281         Double_t s, t;
282
283         // propagate to chamber entrance
284         if(!param->PropagateTo(kTime0-kAmHalfWidth-kDrWidth, field)){
285                 mom    = op->GetP();
286                 s      = op->GetSnp();
287                 t      = op->GetTgl();
288                 if (s < 1.) length /= TMath::Sqrt((1. - s*s) / (1. + t*t));
289                 return kFALSE;
290         }
291         mom        = param->GetP();
292         s = param->GetSnp();
293         t = param->GetTgl();
294         if (s < 1.) length    /= TMath::Sqrt((1. - s*s) / (1. + t*t));
295
296         // check if track is crossing tracking sector by propagating to chamber exit- maybe is too much :)
297         Double_t alpha = param->GetAlpha();
298         if(!param->PropagateTo(kTime0+kAmHalfWidth, field)) return kFALSE;
299                 
300         // mark track segments which are crossing SM boundaries along chamber
301         if(TMath::Abs(alpha-param->GetAlpha())>.01) return kFALSE;
302         
303         return kTRUE;
304
305 }