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   };
  72   enum ETRDtrackletError {
  73     kAttachClFound = 1  // not enough clusters found
  74    ,kAttachRowGap       // found gap attached rows
  75    ,kAttachRow          // found 3 rows
  76    ,kAttachMultipleCl   // multiple clusters attached to time bin
  77    ,kAttachClAttach     // not enough clusters attached
  78    ,kFitFailed          // fit failed det=0
  79    ,kFitOutside         // ref radial position outside chamber - wrong covariance
  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(Bool_t tilt=kFALSE, Bool_t zcorr=kFALSE);
  94   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  95   inline 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    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
 101   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
 102   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
 103   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
 104   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
 105
 106   Float_t   GetC(Int_t typ=0) const    { return fC[typ]; }
 107   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
 108   inline Float_t   GetChi2Z() const;
 109   inline Float_t   GetChi2Y() const;
 110   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
 111   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
 112   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
 113   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
 114   static Int_t GetCovSqrt(const Double_t * const c, Double_t *d);
 115   static Double_t GetCovInv(const Double_t * const c, Double_t *d);
 116   UChar_t   GetErrorMsg() const      { return fErrorMsg;}
 117   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 118   const Float_t*  GetdEdx() const    { return &fdEdx[0];}
 119   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 120   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1]; }
 121   Float_t   GetdZdX() const          { return fZref[1]; }
 122   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 123   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 124   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 125               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 126   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 127   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 128   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 129   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = NULL) const;
 130   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&kMask;}
 131   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 132   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>kNbits)&kMask);}
 133   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t(((fN>>kNbits)>>kNbits)&kMask);}
 134   Float_t   GetOccupancyTB() const;
 135   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 136   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 137   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 138   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 139
 140   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 141   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 142   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 143   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
 144   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 145   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 146   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 147   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 148   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 149   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 150   UShort_t  GetVolumeId() const;
 151   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 152   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 153   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 154   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
 155   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 156   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 157   Float_t   GetZ() const             { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 158   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
 159   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 160   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 161   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 162   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 163
 164   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 165   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 166   void      Print(Option_t *o = "") const;
 167   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 168   void      Reset(Option_t *opt="");
 169
 170   void      SetC(Float_t c, Int_t typ=0) { fC[typ] = c;}
 171   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 172   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 173   void      SetErrorMsg(Int_t err)   { fErrorMsg = err;}
 174   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 175   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 176   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 177   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
 178   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 179   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 180   void      SetOwner();
 181   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane *p);
 182   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 183   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 184   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 185   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 186   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 187   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fkReconstructor = rec;}
 188   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 189   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
 190   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
 191 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 192   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 193   void      UpdateUsed();
 194   void      UseClusters();
 195
 196 protected:
 197   void        Copy(TObject &ref) const;
 198
 199 private:
 200   inline void SetN(Int_t n);
 201   inline void SetNUsed(Int_t n);
 202   inline void SetNShared(Int_t n);
 203   inline void Swap(Int_t &n1, Int_t &n2);
 204   inline void Swap(Double_t &d1, Double_t &d2);
 205
 206   const AliTRDReconstructor *fkReconstructor;//! local reconstructor
 207   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 208   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 209   Float_t          fExB;                    // tg(a_L) @ tracklet location
 210   Float_t          fVD;                     // drift velocity @ tracklet location
 211   Float_t          fT0;                     // time 0 @ tracklet location
 212   Float_t          fS2PRF;                  // sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 213   Float_t          fDiffL;                  // longitudinal diffusion coefficient
 214   Float_t          fDiffT;                  // transversal diffusion coefficient
 215   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 216   UChar_t          fErrorMsg;               // processing error
 217   UInt_t           fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 218   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 219   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 220   Float_t          fPad[3];                 // local pad definition : length/width/tilt
 221   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 222   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 223   Float_t          fYfit[2];                //  Fit y, dy/dx
 224   Float_t          fZfit[2];                //  Fit z
 225   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 226   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 227   Float_t          fX0;                     // anode wire position
 228   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
 229   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
 230   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
 231   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction
 232   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 233   Float_t          fC[2];                   // Curvature for standalone [0] rieman [1] vertex constrained
 234   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 235   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
 236   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 237   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 238   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 239   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 240
 241   ClassDef(AliTRDseedV1, 10)                 // The offline TRD tracklet
 242 };
 243
 244 //____________________________________________________________
 245 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 246 {
 247   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 248   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 249   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 250   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 251 }
 252
 253 //____________________________________________________________
 254 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 255 {
 256   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 257   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 258   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 259   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 260 }
 261
 262 //____________________________________________________________
 263 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 264 {
 265   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 266   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 267   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 268   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 269 }
 270
 271
 272
 273 //____________________________________________________________
 274 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 275 {
 276   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 277   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 278   return 0.;
 279 }
 280
 281 //____________________________________________________________
 282 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
 283 {
 284   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
 285   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
 286   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
 287   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
 288   if(fkReconstructor && fkReconstructor->IsHLT()){
 289     fRefCov[0] = 1;
 290     fRefCov[2] = 10;
 291   }else{
 292     fRefCov[0] = rieman->GetErrY(fX0);
 293     fRefCov[2] = rieman->GetErrZ(fX0);
 294   }
 295   fC[0]    = rieman->GetC();
 296   fChi2    = rieman->GetChi2();
 297 }
 298
 299 //____________________________________________________________
 300 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 301 {
 302 // Mimic the usage of STL iterators.
 303 // Forward iterator
 304
 305   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 306   while(fClusterIdx < kNclusters){
 307     if(!(*fClusterIter)){
 308       fClusterIdx++;
 309       fClusterIter++;
 310       continue;
 311     }
 312     return *fClusterIter;
 313   }
 314   return NULL;
 315 }
 316
 317 //____________________________________________________________
 318 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 319 {
 320 // Mimic the usage of STL iterators.
 321 // Backward iterator
 322
 323   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 324   while(fClusterIdx >= 0){
 325     if(!(*fClusterIter)){
 326       fClusterIdx--;
 327       fClusterIter--;
 328       continue;
 329     }
 330     return *fClusterIter;
 331   }
 332   return NULL;
 333 }
 334
 335 //____________________________________________________________
 336 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 337 {
 338 // Mimic the usage of STL iterators.
 339 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 340 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 341
 342   if(forward){
 343     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 344     fClusterIdx=-1;
 345   } else {
 346     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 347     fClusterIdx=kNclusters;
 348   }
 349 }
 350
 351 //____________________________________________________________
 352 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 353 {
 354 // Copy some "important" covariance matrix elements
 355 //  var(y)
 356 // cov(y,z)  var(z)
 357 //                  var(snp)
 358 //                           var(tgl)
 359 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 360
 361   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 362   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 363   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 364   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 365   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 366 }
 367
 368
 369 //____________________________________________________________
 370 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 371 {
 372   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 373   fN &= ~kMask;
 374   fN |= (n&kMask);
 375 }
 376
 377 //____________________________________________________________
 378 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 379 {
 380   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 381   UInt_t mask(kMask<<kNbits);
 382   fN &= ~mask;
 383   n=n<<kNbits; fN |= (n&mask);
 384 }
 385
 386 //____________________________________________________________
 387 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 388 {
 389   if(n<0 || n>kNclusters) return;
 390   UInt_t mask((kMask<<kNbits)<<kNbits);
 391   fN &= ~mask;
 392   n = (n<<kNbits)<<kNbits; fN|=(n&mask);
 393 }
 394
 395 //____________________________________________________________
 396 inline void AliTRDseedV1::Swap(Int_t &n1, Int_t &n2)
 397 {
 398 // swap values of n1 with n2
 399   Int_t tmp(n1);
 400   n1=n2; n2=tmp;
 401 }
 402
 403 //____________________________________________________________
 404 inline void AliTRDseedV1::Swap(Double_t &d1, Double_t &d2)
 405 {
 406 // swap values of d1 with d2
 407   Double_t tmp(d1);
 408   d1=d2; d2=tmp;
 409 }
 410
 411
 412 #endif
 413
 414
 415