TRD/AliTRDseedV1.h

   1 #ifndef ALITRDSEEDV1_H
   2 #define ALITRDSEEDV1_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4 * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //                                                                        //
  10 // \class AliTRDseedV1
  11 // \brief The TRD offline tracklet
  12 // \author Alexandru Bercuci
  13 //                                                                        //
  14 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  15
  16 #ifndef ALITRDTRACKLETBASE_H
  17 #include "AliTRDtrackletBase.h"
  18 #endif
  19
  20 #ifndef ROOT_TMath
  21 #include "TMath.h"
  22 #endif
  23
  24 #ifndef ALITRDGEOMETRY_H
  25 #include "AliTRDgeometry.h"
  26 #endif
  27
  28 #ifndef ALIPID_H
  29 #include "AliPID.h"
  30 #endif
  31
  32
  33 #ifndef ALITRDCLUSTER_H
  34 #include "AliTRDcluster.h"
  35 #endif
  36
  37
  38 class TTreeSRedirector;
  39 class TLinearFitter;
  40
  41 class AliRieman;
  42
  43 class AliTRDReconstructor;
  44 class AliTRDtrackingChamber;
  45 class AliTRDtrackV1;
  46 class AliTRDpadPlane;
  47 class AliTRDseedV1 : public AliTRDtrackletBase
  48 {
  49   friend class AliHLTTRDTracklet; // wrapper for HLT
  50
  51 public:
  52   enum ETRDtrackletBuffers {
  53     kNbits     = 6      // bits to store number of clusters
  54    ,kMask      = 0x3f   // bit mask
  55    ,kNtb       = 31     // max clusters/pad row
  56    ,kNclusters = 2*kNtb // max number of clusters/tracklet
  57    ,kNslices   = 10     // max dEdx slices
  58   };
  59
  60   // bits from 0-13 are reserved by ROOT (see TObject.h)
  61   enum ETRDtrackletStatus {
  62     kOwner      = BIT(14) // owner of its clusters
  63    ,kRowCross   = BIT(15) // pad row cross tracklet
  64    ,kPID        = BIT(16) // PID contributor
  65    ,kCalib      = BIT(17) // calibrated tracklet
  66    ,kKink       = BIT(18) // kink prolongation tracklet
  67    ,kStandAlone = BIT(19) // tracklet build during stand alone track finding
  68    ,kPrimary    = BIT(20) // tracklet from a primary track candidate
  69   };
  70
  71   enum ETRDtrackletError { // up to 8 bits
  72     kAttachClFound = 0  // not enough clusters found
  73     ,kAttachRowGap  = 1  // found gap attached rows
  74     ,kAttachRow     = 2  // found 3 rows
  75     ,kAttachMultipleCl= 3// multiple clusters attached to time bin
  76     ,kAttachClAttach= 4  // not enough clusters attached
  77     ,kFitCl         = 5  // not enough clusters for fit
  78     ,kFitFailedY    = 6  // fit failed in XY plane failed
  79     ,kFitFailedZ    = 7  // fit in the QZ plane failed
  80   };
  81
  82   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
  83   ~AliTRDseedV1();
  84   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
  85   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
  86
  87   Bool_t    AttachClusters(AliTRDtrackingChamber *const chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
  88   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
  89   void      Calibrate();
  90   void      CookdEdx(Int_t nslices);
  91   void      CookLabels();
  92   Bool_t    CookPID();
  93   Bool_t    Fit(UChar_t opt=0);
  94   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  95   void      Init(const AliRieman *fit);
  96   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
  97   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
  98   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
  99   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
 100   Bool_t    IsPrimary() const        { return TestBit(kPrimary);}
 101   Bool_t    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
 102   Bool_t    HasError(ETRDtrackletError err) const
 103                                      { return TESTBIT(fErrorMsg, err);}
 104   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
 105   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
 106   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
 107   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
 108
 109   Float_t   GetAnodeWireOffset(Float_t zt);
 110   Float_t   GetC(Int_t typ=0) const    { return fC[typ]; }
 111   Float_t   GetCharge(Bool_t useOutliers=kFALSE);
 112   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
 113   inline Float_t   GetChi2Z() const;
 114   inline Float_t   GetChi2Y() const;
 115   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
 116   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
 117   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
 118   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
 119   static Int_t GetCovSqrt(const Double_t * const c, Double_t *d);
 120   static Double_t GetCovInv(const Double_t * const c, Double_t *d);
 121   UChar_t   GetErrorMsg() const      { return fErrorMsg;}
 122   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 123   const Float_t*  GetdEdx() const    { return &fdEdx[0];}
 124   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 125   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1];}
 126   Float_t   GetdZdX() const          { return fZfit[1];}
 127   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 128   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 129   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 130               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 131   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 132   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 133   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 134   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = NULL) const;
 135   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&kMask;}
 136   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 137   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>kNbits)&kMask);}
 138   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t(((fN>>kNbits)>>kNbits)&kMask);}
 139   Float_t   GetOccupancyTB() const;
 140   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 141   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 142   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 143   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 144
 145   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 146   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 147   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 148   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
 149   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 150   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 151   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 152   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 153   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 154   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 155   UShort_t  GetVolumeId() const;
 156   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 157   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 158   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 159   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
 160   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 161   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 162   Float_t   GetZ() const             { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 163   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
 164   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 165   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 166   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 167   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 168
 169   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 170   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 171   void      Print(Option_t *o = "") const;
 172   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 173   void      Reset(Option_t *opt="");
 174
 175   void      SetC(Float_t c, Int_t typ=0) { fC[typ] = c;}
 176   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 177   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 178   void      SetErrorMsg(ETRDtrackletError err)  { SETBIT(fErrorMsg, err);}
 179   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 180   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 181   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 182   void      SetPrimary(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kPrimary, k);}
 183   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
 184   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 185   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 186   void      SetOwner();
 187   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane * const p);
 188   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 189   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 190   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 191   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 192   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 193   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fkReconstructor = rec;}
 194   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 195   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
 196   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
 197 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 198   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 199   void      UpdateUsed();
 200   void      UseClusters();
 201
 202 protected:
 203   void        Copy(TObject &ref) const;
 204
 205 private:
 206   inline void SetN(Int_t n);
 207   inline void SetNUsed(Int_t n);
 208   inline void SetNShared(Int_t n);
 209   inline void Swap(Int_t &n1, Int_t &n2) const;
 210   inline void Swap(Double_t &d1, Double_t &d2) const;
 211
 212   const AliTRDReconstructor *fkReconstructor;//! local reconstructor
 213   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 214   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 215   Float_t          fExB;                    // tg(a_L) @ tracklet location
 216   Float_t          fVD;                     // drift velocity @ tracklet location
 217   Float_t          fT0;                     // time 0 @ tracklet location
 218   Float_t          fS2PRF;                  // sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 219   Float_t          fDiffL;                  // longitudinal diffusion coefficient
 220   Float_t          fDiffT;                  // transversal diffusion coefficient
 221   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 222   UChar_t          fErrorMsg;               // processing error
 223   UInt_t           fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 224   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 225   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 226   Float_t          fPad[4];                 // local pad definition : length/width/tilt/anode wire offset
 227   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 228   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 229   Float_t          fYfit[2];                //  Fit y, dy/dx
 230   Float_t          fZfit[2];                //  Fit z
 231   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 232   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 233   Float_t          fX0;                     // anode wire position
 234   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
 235   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
 236   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
 237   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction
 238   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 239   Float_t          fC[2];                   // Curvature for standalone [0] rieman [1] vertex constrained
 240   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 241   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
 242   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 243   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 244   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 245   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 246
 247   ClassDef(AliTRDseedV1, 11)                 // The offline TRD tracklet
 248 };
 249
 250 //____________________________________________________________
 251 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 252 {
 253   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 254   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 255   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 256   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 257 }
 258
 259 //____________________________________________________________
 260 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 261 {
 262   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 263   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 264   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 265   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 266 }
 267
 268 //____________________________________________________________
 269 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 270 {
 271   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 272   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 273   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 274   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 275 }
 276
 277
 278
 279 //____________________________________________________________
 280 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 281 {
 282   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 283   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 284   return 0.;
 285 }
 286
 287 //____________________________________________________________
 288 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 289 {
 290 // Mimic the usage of STL iterators.
 291 // Forward iterator
 292
 293   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 294   while(fClusterIdx < kNclusters){
 295     if(!(*fClusterIter)){
 296       fClusterIdx++;
 297       fClusterIter++;
 298       continue;
 299     }
 300     return *fClusterIter;
 301   }
 302   return NULL;
 303 }
 304
 305 //____________________________________________________________
 306 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 307 {
 308 // Mimic the usage of STL iterators.
 309 // Backward iterator
 310
 311   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 312   while(fClusterIdx >= 0){
 313     if(!(*fClusterIter)){
 314       fClusterIdx--;
 315       fClusterIter--;
 316       continue;
 317     }
 318     return *fClusterIter;
 319   }
 320   return NULL;
 321 }
 322
 323 //____________________________________________________________
 324 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 325 {
 326 // Mimic the usage of STL iterators.
 327 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 328 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 329
 330   if(forward){
 331     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 332     fClusterIdx=-1;
 333   } else {
 334     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 335     fClusterIdx=kNclusters;
 336   }
 337 }
 338
 339 //____________________________________________________________
 340 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 341 {
 342 // Copy some "important" covariance matrix elements
 343 //  var(y)
 344 // cov(y,z)  var(z)
 345 //                  var(snp)
 346 //                           var(tgl)
 347 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 348
 349   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 350   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 351   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 352   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 353   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 354 }
 355
 356
 357 //____________________________________________________________
 358 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 359 {
 360   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 361   fN &= ~kMask;
 362   fN |= (n&kMask);
 363 }
 364
 365 //____________________________________________________________
 366 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 367 {
 368   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 369   UInt_t mask(kMask<<kNbits);
 370   fN &= ~mask;
 371   n=n<<kNbits; fN |= (n&mask);
 372 }
 373
 374 //____________________________________________________________
 375 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 376 {
 377   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 378   UInt_t mask((kMask<<kNbits)<<kNbits);
 379   fN &= ~mask;
 380   n = (n<<kNbits)<<kNbits; fN|=(n&mask);
 381 }
 382
 383 //____________________________________________________________
 384 inline void AliTRDseedV1::Swap(Int_t &n1, Int_t &n2) const
 385 {
 386 // swap values of n1 with n2
 387   Int_t tmp(n1);
 388   n1=n2; n2=tmp;
 389 }
 390
 391 //____________________________________________________________
 392 inline void AliTRDseedV1::Swap(Double_t &d1, Double_t &d2) const
 393 {
 394 // swap values of d1 with d2
 395   Double_t tmp(d1);
 396   d1=d2; d2=tmp;
 397 }
 398
 399
 400 #endif
 401
 402
 403