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: AliTRDseedV1.h 60233 2013-01-10 09:04:08Z abercuci $ */
   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 class TGeoHMatrix;
  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    ,kNdEdxSlices= 8     // dEdx slices allocated in reconstruction
  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    ,kChmbGood   = BIT(16) // status of the detector from calibration view point
  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, Bool_t ChgPlus=kTRUE, Int_t ev=-1);
  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); // OBSOLETE
  94   Bool_t    FitRobust(AliTRDpadPlane *pp, TGeoHMatrix *mdet, Float_t bz, Int_t chg, Int_t opt=0);
  95   Double_t  EstimatedCrossPoint(AliTRDpadPlane *pp, Float_t bz);
  96   Bool_t    Init(const AliTRDtrackV1 *track);
  97   void      Init(const AliRieman *fit);
  98   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
  99   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
 100   Bool_t    IsChmbGood() const       { return TestBit(kChmbGood);}
 101   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
 102   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
 103   Bool_t    IsPrimary() const        { return TestBit(kPrimary);}
 104   Bool_t    HasError(ETRDtrackletError err) const
 105                                      { return TESTBIT(fErrorMsg, err);}
 106   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
 107   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
 108   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
 109   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
 110
 111   Float_t   GetAnodeWireOffset(Float_t zt);
 112   Float_t   GetC(Int_t typ=0) const    { return fC[typ]; }
 113   Float_t   GetCharge(Bool_t useOutliers=kFALSE) const;
 114   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
 115   inline Float_t   GetChi2Z() const;
 116   inline Float_t   GetChi2Y() const;
 117   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
 118   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
 119   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
 120   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
 121   static Int_t GetCovSqrt(const Double_t * const c, Double_t *d);
 122   static Double_t GetCovInv(const Double_t * const c, Double_t *d);
 123   UChar_t   GetErrorMsg() const      { return fErrorMsg;}
 124   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 125   const Float_t*  GetdEdx() const    { return &fdEdx[0];}
 126   Float_t   GetQperTB(Int_t tb) const;
 127   Float_t   GetdQdl() const;
 128   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 129   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1];}
 130   Float_t   GetdZdX() const          { return fZfit[1];}
 131   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 132   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 133   Int_t     GetChargeGaps(Float_t sz[kNtb], Float_t pos[kNtb], Int_t ntb[kNtb]) const;
 134   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 135               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 136   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 137   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 138   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 139   Float_t   GetLocalZ() const        { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 140   Float_t   GetLocalY() const        { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 141   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = NULL) const;
 142   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&kMask;}
 143   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 144   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>kNbits)&kMask);}
 145   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t(((fN>>kNbits)>>kNbits)&kMask);}
 146   Int_t     GetTBoccupancy() const;
 147   Int_t     GetTBcross() const;
 148   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 149   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 150   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 151   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 152
 153   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 154   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 155   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 156   Float_t   GetS2Y() const           { return fCov[0];}
 157   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 158   Double_t  GetS2DYDX(Float_t) const { return fCov[2];}
 159   inline Double_t  GetS2DZDX(Float_t) const;
 160   inline Double_t  GetS2XcrossDZDX(Double_t absdzdx) const;
 161   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 162   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 163   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 164   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 165   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 166   UShort_t  GetVolumeId() const;
 167   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 168   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 169   Float_t   GetXcross() const        { return fS2Y;}
 170   Float_t   GetY() const             { return TMath::Abs(fY)<1.e-15?GetLocalY():fY;/*fYfit[0] - fYfit[1] * fX;*/}
 171   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fY/*fit[0]*/ - fYfit[1] * (fX0-x);}
 172   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 173   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 174   Float_t   GetYref() const          { return fYref[0] - fYref[1] *fX;}
 175   Float_t   GetZ() const             { return TMath::Abs(fZ)<1.e-15?GetLocalZ():fZ;/*fZfit[0] - fZfit[1] * fX;*/}
 176   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZ/*fit[0]*/ - fZfit[1] * (fX0-x);}
 177   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 178   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 179   Float_t   GetZref() const          { return fZref[0] - fZref[1] *fX;}
 180   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 181   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 182
 183   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 184   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 185   void      Print(Option_t *o = "") const;
 186   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 187   void      Reset(Option_t *opt="");
 188
 189   void      SetC(Float_t c, Int_t typ=0) { fC[typ] = c;}
 190   void      SetChmbGood(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kChmbGood, k);}
 191   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 192   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 193   void      SetErrorMsg(ETRDtrackletError err)  { SETBIT(fErrorMsg, err);}
 194   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 195   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 196   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 197   void      SetPrimary(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kPrimary, k);}
 198   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 199   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 200   void      SetOwner();
 201   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane * const p);
 202   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 203   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 204   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 205   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 206   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 207   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fkReconstructor = rec;}
 208   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 209   void      SetXYZ(TGeoHMatrix *mDet);
 210   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { if(i==0||i==1) fYref[i]     = y;}
 211   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { if(i==0||i==1) fZref[i]     = z;}
 212 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 213   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 214   void      UpdateUsed();
 215   void      UseClusters();
 216
 217 protected:
 218   void      Copy(TObject &ref) const;
 219   void      UnbiasDZDX(Bool_t rc, Float_t bz);
 220   Double_t  UnbiasY(Bool_t rc, Float_t bz);
 221
 222 private:
 223   inline void SetN(Int_t n);
 224   inline void SetNUsed(Int_t n);
 225   inline void SetNShared(Int_t n);
 226   inline void Swap(Int_t &n1, Int_t &n2) const;
 227   inline void Swap(Double_t &d1, Double_t &d2) const;
 228
 229   const AliTRDReconstructor *fkReconstructor;//! local reconstructor
 230   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 231   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 232   Float_t          fExB;                    // tg(a_L) @ tracklet location
 233   Float_t          fVD;                     // drift velocity @ tracklet location
 234   Float_t          fT0;                     // time 0 @ tracklet location
 235   Float_t          fS2PRF;                  // sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 236   Float_t          fDiffL;                  // longitudinal diffusion coefficient
 237   Float_t          fDiffT;                  // transversal diffusion coefficient
 238   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 239   UChar_t          fErrorMsg;               // processing error
 240   UInt_t           fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 241   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 242   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 243   Float_t          fPad[4];                 // local pad definition : length/width/tilt/anode wire offset
 244   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 245   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 246   Float_t          fYfit[2];                //  Fit :: chamber local y, dy/dx
 247   Float_t          fZfit[2];                //  Fit :: chamber local z, dz/dx
 248   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 249   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 250   Float_t          fX0;                     // anode wire position in TrackingCoordinates (alignment included)
 251   Float_t          fX;                      // local radial offset from anode wire where tracklet position is estimated
 252   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet  in TrackingCoordinates (alignment included)
 253   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet in TrackingCoordinates (alignment included)
 254   Float_t          fS2Y;                    // estimated radial cross point (chmb. coord.) in case of RC tracklets
 255   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 256   Float_t          fC[2];                   // Curvature for standalone [0] rieman [1] vertex constrained
 257   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 258   Float_t          fdEdx[kNdEdxSlices];     // dE/dx measurements for tracklet
 259   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 260   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 261   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 262   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 263
 264   ClassDef(AliTRDseedV1, 13)                 // The offline TRD tracklet
 265 };
 266
 267 //____________________________________________________________
 268 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 269 {
 270   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 271   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 272   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 273   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 274 }
 275
 276 //____________________________________________________________
 277 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 278 {
 279   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 280   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 281   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 282   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 283 }
 284
 285 //____________________________________________________________
 286 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 287 {
 288   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 289   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 290   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 291   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 292 }
 293
 294
 295
 296 //____________________________________________________________
 297 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 298 {
 299   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 300   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 301   return 0.;
 302 }
 303
 304 //____________________________________________________________
 305 Double_t AliTRDseedV1::GetS2XcrossDZDX(Double_t absdzdx) const
 306 {
 307   // correct sigma(x_cross) for the width of the crossing area
 308   if(absdzdx>0.05) return TMath::Exp(-1.58839-absdzdx*3.24116);
 309   else return 0.957043-absdzdx*12.4597;
 310 }
 311
 312 //____________________________________________________________
 313 Double_t AliTRDseedV1::GetS2DZDX(Float_t dzdx) const
 314 {
 315   // Error parametrization for dzdx.
 316   // TODO Should be layer dependent
 317
 318   Double_t p0[] = {0.02835, 0.03925},
 319            p1[] = {0.04746, 0.06316};
 320
 321   Double_t s2(p0[IsRowCross()]+p1[IsRowCross()]*dzdx*dzdx);
 322   s2*=s2;
 323   return s2;
 324 }
 325
 326   //____________________________________________________________
 327 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 328 {
 329 // Mimic the usage of STL iterators.
 330 // Forward iterator
 331
 332   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 333   while(fClusterIdx < kNclusters){
 334     if(!(*fClusterIter)){
 335       fClusterIdx++;
 336       fClusterIter++;
 337       continue;
 338     }
 339     return *fClusterIter;
 340   }
 341   return NULL;
 342 }
 343
 344 //____________________________________________________________
 345 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 346 {
 347 // Mimic the usage of STL iterators.
 348 // Backward iterator
 349
 350   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 351   while(fClusterIdx >= 0){
 352     if(!(*fClusterIter)){
 353       fClusterIdx--;
 354       fClusterIter--;
 355       continue;
 356     }
 357     return *fClusterIter;
 358   }
 359   return NULL;
 360 }
 361
 362 //____________________________________________________________
 363 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 364 {
 365 // Mimic the usage of STL iterators.
 366 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 367 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 368
 369   if(forward){
 370     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 371     fClusterIdx=-1;
 372   } else {
 373     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 374     fClusterIdx=kNclusters;
 375   }
 376 }
 377
 378 //____________________________________________________________
 379 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 380 {
 381 // Copy some "important" covariance matrix elements
 382 //  var(y)
 383 // cov(y,z)  var(z)
 384 //                  var(snp)
 385 //                           var(tgl)
 386 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 387
 388   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 389   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 390   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 391   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 392   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 393 }
 394
 395
 396 //____________________________________________________________
 397 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 398 {
 399   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 400   fN &= ~kMask;
 401   fN |= (n&kMask);
 402 }
 403
 404 //____________________________________________________________
 405 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 406 {
 407   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 408   UInt_t mask(kMask<<kNbits);
 409   fN &= ~mask;
 410   n=n<<kNbits; fN |= (n&mask);
 411 }
 412
 413 //____________________________________________________________
 414 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 415 {
 416   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 417   UInt_t mask((kMask<<kNbits)<<kNbits);
 418   fN &= ~mask;
 419   n = (n<<kNbits)<<kNbits; fN|=(n&mask);
 420 }
 421
 422 //____________________________________________________________
 423 inline void AliTRDseedV1::Swap(Int_t &n1, Int_t &n2) const
 424 {
 425 // swap values of n1 with n2
 426   Int_t tmp(n1);
 427   n1=n2; n2=tmp;
 428 }
 429
 430 //____________________________________________________________
 431 inline void AliTRDseedV1::Swap(Double_t &d1, Double_t &d2) const
 432 {
 433 // swap values of d1 with d2
 434   Double_t tmp(d1);
 435   d1=d2; d2=tmp;
 436 }
 437
 438
 439 #endif
 440
 441
 442