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 #ifndef ALIRIEMAN_H
  33 #include "AliRieman.h"
  34 #endif
  35
  36 #ifndef ALITRDCLUSTER_H
  37 #include "AliTRDcluster.h"
  38 #endif
  39
  40 #include "AliTRDReconstructor.h"
  41
  42 class TTreeSRedirector;
  43 class TLinearFitter;
  44
  45 class AliRieman;
  46
  47 class AliTRDtrackingChamber;
  48 class AliTRDtrackV1;
  49 class AliTRDpadPlane;
  50 class AliTRDseedV1 : public AliTRDtrackletBase
  51 {
  52   friend class AliHLTTRDTracklet;
  53
  54 public:
  55   enum ETRDtrackletBuffers {
  56     kNbits     = 6      // bits to store number of clusters
  57    ,kMask      = 0x3f   // bit mask
  58    ,kNtb       = 31     // max clusters/pad row
  59    ,kNclusters = 2*kNtb // max number of clusters/tracklet
  60    ,kNslices   = 10     // max dEdx slices
  61   };
  62
  63   // bits from 0-13 are reserved by ROOT (see TObject.h)
  64   enum ETRDtrackletStatus {
  65     kOwner      = BIT(14) // owner of its clusters
  66    ,kRowCross   = BIT(15) // pad row cross tracklet
  67    ,kPID        = BIT(16) // PID contributor
  68    ,kCalib      = BIT(17) // calibrated tracklet
  69    ,kKink       = BIT(18) // kink prolongation tracklet
  70    ,kStandAlone = BIT(19) // tracklet build during stand alone track finding
  71    ,kPrimary    = BIT(20) // tracklet from a primary track candidate
  72   };
  73
  74   enum ETRDtrackletError { // up to 8 bits
  75     kAttachClFound = 0  // not enough clusters found
  76     ,kAttachRowGap  = 1  // found gap attached rows
  77     ,kAttachRow     = 2  // found 3 rows
  78     ,kAttachMultipleCl= 3// multiple clusters attached to time bin
  79     ,kAttachClAttach= 4  // not enough clusters attached
  80     ,kFitCl         = 5  // not enough clusters for fit
  81     ,kFitFailedY    = 6  // fit failed in XY plane failed
  82     ,kFitFailedZ    = 7  // fit in the QZ plane failed
  83   };
  84
  85   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
  86   ~AliTRDseedV1();
  87   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
  88   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
  89
  90   Bool_t    AttachClusters(AliTRDtrackingChamber *const chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
  91   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
  92   void      Calibrate();
  93   void      CookdEdx(Int_t nslices);
  94   void      CookLabels();
  95   Bool_t    CookPID();
  96   Bool_t    Fit(UChar_t opt=0);
  97   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  98   inline void      Init(const AliRieman *fit);
  99   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
 100   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
 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    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
 105   Bool_t    HasError(ETRDtrackletError err) const
 106                                      { return TESTBIT(fErrorMsg, err);}
 107   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
 108   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
 109   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
 110   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
 111
 112   Float_t   GetAnodeWireOffset(Float_t zt);
 113   Float_t   GetC(Int_t typ=0) const    { return fC[typ]; }
 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   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 127   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1];}
 128   Float_t   GetdZdX() const          { return fZfit[1];}
 129   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 130   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 131   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 132               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 133   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 134   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 135   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 136   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = NULL) const;
 137   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&kMask;}
 138   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 139   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>kNbits)&kMask);}
 140   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t(((fN>>kNbits)>>kNbits)&kMask);}
 141   Float_t   GetOccupancyTB() const;
 142   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 143   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 144   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 145   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 146
 147   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 148   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 149   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 150   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
 151   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 152   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 153   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 154   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 155   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 156   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 157   UShort_t  GetVolumeId() const;
 158   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 159   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 160   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 161   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
 162   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 163   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 164   Float_t   GetZ() const             { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 165   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
 166   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 167   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 168   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 169   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 170
 171   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 172   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 173   void      Print(Option_t *o = "") const;
 174   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 175   void      Reset(Option_t *opt="");
 176
 177   void      SetC(Float_t c, Int_t typ=0) { fC[typ] = c;}
 178   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 179   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 180   void      SetErrorMsg(ETRDtrackletError err)  { SETBIT(fErrorMsg, err);}
 181   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 182   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 183   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 184   void      SetPrimary(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kPrimary, k);}
 185   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
 186   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 187   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 188   void      SetOwner();
 189   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane *p);
 190   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 191   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 192   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 193   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 194   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 195   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fkReconstructor = rec;}
 196   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 197   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
 198   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
 199 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 200   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 201   void      UpdateUsed();
 202   void      UseClusters();
 203
 204 protected:
 205   void        Copy(TObject &ref) const;
 206
 207 private:
 208   inline void SetN(Int_t n);
 209   inline void SetNUsed(Int_t n);
 210   inline void SetNShared(Int_t n);
 211   inline void Swap(Int_t &n1, Int_t &n2);
 212   inline void Swap(Double_t &d1, Double_t &d2);
 213
 214   const AliTRDReconstructor *fkReconstructor;//! local reconstructor
 215   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 216   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 217   Float_t          fExB;                    // tg(a_L) @ tracklet location
 218   Float_t          fVD;                     // drift velocity @ tracklet location
 219   Float_t          fT0;                     // time 0 @ tracklet location
 220   Float_t          fS2PRF;                  // sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 221   Float_t          fDiffL;                  // longitudinal diffusion coefficient
 222   Float_t          fDiffT;                  // transversal diffusion coefficient
 223   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 224   UChar_t          fErrorMsg;               // processing error
 225   UInt_t           fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 226   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 227   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 228   Float_t          fPad[4];                 // local pad definition : length/width/tilt/anode wire offset
 229   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 230   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 231   Float_t          fYfit[2];                //  Fit y, dy/dx
 232   Float_t          fZfit[2];                //  Fit z
 233   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 234   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 235   Float_t          fX0;                     // anode wire position
 236   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
 237   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
 238   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
 239   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction
 240   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 241   Float_t          fC[2];                   // Curvature for standalone [0] rieman [1] vertex constrained
 242   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 243   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
 244   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 245   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 246   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 247   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 248
 249   ClassDef(AliTRDseedV1, 11)                 // The offline TRD tracklet
 250 };
 251
 252 //____________________________________________________________
 253 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 254 {
 255   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 256   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 257   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 258   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 259 }
 260
 261 //____________________________________________________________
 262 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 263 {
 264   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 265   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 266   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 267   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 268 }
 269
 270 //____________________________________________________________
 271 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 272 {
 273   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 274   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 275   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 276   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 277 }
 278
 279
 280
 281 //____________________________________________________________
 282 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 283 {
 284   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 285   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 286   return 0.;
 287 }
 288
 289 //____________________________________________________________
 290 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
 291 {
 292   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
 293   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
 294   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
 295   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
 296   if(fkReconstructor && fkReconstructor->IsHLT()){
 297     fRefCov[0] = 1;
 298     fRefCov[2] = 10;
 299   }else{
 300     fRefCov[0] = rieman->GetErrY(fX0);
 301     fRefCov[2] = rieman->GetErrZ(fX0);
 302   }
 303   fC[0]    = rieman->GetC();
 304   fChi2    = rieman->GetChi2();
 305 }
 306
 307 //____________________________________________________________
 308 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 309 {
 310 // Mimic the usage of STL iterators.
 311 // Forward iterator
 312
 313   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 314   while(fClusterIdx < kNclusters){
 315     if(!(*fClusterIter)){
 316       fClusterIdx++;
 317       fClusterIter++;
 318       continue;
 319     }
 320     return *fClusterIter;
 321   }
 322   return NULL;
 323 }
 324
 325 //____________________________________________________________
 326 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 327 {
 328 // Mimic the usage of STL iterators.
 329 // Backward iterator
 330
 331   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 332   while(fClusterIdx >= 0){
 333     if(!(*fClusterIter)){
 334       fClusterIdx--;
 335       fClusterIter--;
 336       continue;
 337     }
 338     return *fClusterIter;
 339   }
 340   return NULL;
 341 }
 342
 343 //____________________________________________________________
 344 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 345 {
 346 // Mimic the usage of STL iterators.
 347 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 348 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 349
 350   if(forward){
 351     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 352     fClusterIdx=-1;
 353   } else {
 354     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 355     fClusterIdx=kNclusters;
 356   }
 357 }
 358
 359 //____________________________________________________________
 360 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 361 {
 362 // Copy some "important" covariance matrix elements
 363 //  var(y)
 364 // cov(y,z)  var(z)
 365 //                  var(snp)
 366 //                           var(tgl)
 367 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 368
 369   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 370   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 371   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 372   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 373   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 374 }
 375
 376
 377 //____________________________________________________________
 378 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 379 {
 380   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 381   fN &= ~kMask;
 382   fN |= (n&kMask);
 383 }
 384
 385 //____________________________________________________________
 386 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 387 {
 388   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 389   UInt_t mask(kMask<<kNbits);
 390   fN &= ~mask;
 391   n=n<<kNbits; fN |= (n&mask);
 392 }
 393
 394 //____________________________________________________________
 395 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 396 {
 397   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 398   UInt_t mask((kMask<<kNbits)<<kNbits);
 399   fN &= ~mask;
 400   n = (n<<kNbits)<<kNbits; fN|=(n&mask);
 401 }
 402
 403 //____________________________________________________________
 404 inline void AliTRDseedV1::Swap(Int_t &n1, Int_t &n2)
 405 {
 406 // swap values of n1 with n2
 407   Int_t tmp(n1);
 408   n1=n2; n2=tmp;
 409 }
 410
 411 //____________________________________________________________
 412 inline void AliTRDseedV1::Swap(Double_t &d1, Double_t &d2)
 413 {
 414 // swap values of d1 with d2
 415   Double_t tmp(d1);
 416   d1=d2; d2=tmp;
 417 }
 418
 419
 420 #endif
 421
 422
 423