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     kNtb       = 31     // max clusters/pad row
  57    ,kNclusters = 2*kNtb // max number of clusters/tracklet
  58    ,kNslices   = 10     // max dEdx slices
  59   };
  60
  61   // bits from 0-13 are reserved by ROOT (see TObject.h)
  62   enum ETRDtrackletStatus {
  63     kOwner      = BIT(14) // owner of its clusters
  64    ,kRowCross   = BIT(15) // pad row cross tracklet
  65    ,kPID        = BIT(16) // PID contributor
  66    ,kCalib      = BIT(17) // calibrated tracklet
  67    ,kKink       = BIT(18) // kink prolongation tracklet
  68    ,kStandAlone = BIT(19) // tracklet build during stand alone track finding
  69   };
  70
  71   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
  72   ~AliTRDseedV1();
  73   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
  74   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
  75
  76   Bool_t    AttachClusters(AliTRDtrackingChamber *const chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
  77   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
  78   void      Calibrate();
  79   void      CookdEdx(Int_t nslices);
  80   void      CookLabels();
  81   Bool_t    CookPID();
  82   Bool_t    Fit(Bool_t tilt=kFALSE, Bool_t zcorr=kFALSE);
  83   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  84   inline void      Init(const AliRieman *fit);
  85   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
  86   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
  87   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
  88   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
  89   Bool_t    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
  90   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
  91   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
  92   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
  93   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
  94
  95   Float_t   GetC() const             { return fC; }
  96   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
  97   inline Float_t   GetChi2Z() const;
  98   inline Float_t   GetChi2Y() const;
  99   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
 100   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
 101   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
 102   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
 103   static Double_t GetCovSqrt(const Double_t * const c, Double_t *d);
 104   static Double_t GetCovInv(const Double_t * const c, Double_t *d);
 105   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 106   const Float_t*  GetdEdx() const    { return &fdEdx[0];}
 107   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=NULL) const;
 108   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1]; }
 109   Float_t   GetdZdX() const          { return fZref[1]; }
 110   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 111   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 112   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 113               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 114   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? NULL: fClusters[i];}
 115   static TLinearFitter*  GetFitterY();
 116   static TLinearFitter*  GetFitterZ();
 117   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 118   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 119   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = NULL) const;
 120   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&0x1f;}
 121   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 122   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>5)&0x1f);}
 123   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t((fN>>10)&0x1f);}
 124   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 125   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 126   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 127   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 128
 129   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 130   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 131   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 132   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
 133   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 134   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 135   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 136   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 137   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 138   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 139   UShort_t  GetVolumeId() const;
 140   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 141   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 142   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 143   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
 144   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 145   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 146   Float_t   GetZ() const             { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 147   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
 148   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 149   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 150   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 151   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 152
 153   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 154   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 155   void      Print(Option_t *o = "") const;
 156   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 157   void      Reset();
 158
 159   void      SetC(Float_t c)          { fC = c;}
 160   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 161   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 162   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 163   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 164   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 165   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
 166   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 167   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 168   void      SetOwner();
 169   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane *p);
 170   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 171   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 172   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 173   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 174   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 175   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fkReconstructor = rec;}
 176   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 177   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
 178   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
 179 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 180   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 181   void      UpdateUsed();
 182   void      UseClusters();
 183
 184 protected:
 185   void        Copy(TObject &ref) const;
 186
 187 private:
 188   inline void SetN(Int_t n);
 189   inline void SetNUsed(Int_t n);
 190   inline void SetNShared(Int_t n);
 191
 192   const AliTRDReconstructor *fkReconstructor;//! local reconstructor
 193   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 194   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 195   Float_t          fExB;                    //! tg(a_L) @ tracklet location
 196   Float_t          fVD;                     //! drift velocity @ tracklet location
 197   Float_t          fT0;                     //! time 0 @ tracklet location
 198   Float_t          fS2PRF;                  //! sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 199   Float_t          fDiffL;                  //! longitudinal diffusion coefficient
 200   Float_t          fDiffT;                  //! transversal diffusion coefficient
 201   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 202   UShort_t         fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 203   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 204   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 205   Float_t          fPad[3];                 // local pad definition : length/width/tilt
 206   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 207   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 208   Float_t          fYfit[2];                //  Fit y, dy/dx
 209   Float_t          fZfit[2];                //  Fit z
 210   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 211   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 212   Float_t          fX0;                     // anode wire position
 213   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
 214   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
 215   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
 216   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction
 217   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 218   Float_t          fC;                      // Curvature
 219   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 220   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
 221   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 222   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 223   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 224   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 225   static TLinearFitter   *fgFitterY;        // Linear Fitter for tracklet fit in xy-plane
 226   static TLinearFitter   *fgFitterZ;        // Linear Fitter for tracklet fit in xz-plane
 227
 228   ClassDef(AliTRDseedV1, 7)                 // The offline TRD tracklet
 229 };
 230
 231 //____________________________________________________________
 232 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 233 {
 234   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 235   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 236   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 237   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 238 }
 239
 240 //____________________________________________________________
 241 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 242 {
 243   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 244   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 245   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 246   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 247 }
 248
 249 //____________________________________________________________
 250 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 251 {
 252   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 253   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 254   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 255   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 256 }
 257
 258
 259
 260 //____________________________________________________________
 261 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 262 {
 263   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 264   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 265   return 0.;
 266 }
 267
 268 //____________________________________________________________
 269 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
 270 {
 271   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
 272   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
 273   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
 274   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
 275   if(fkReconstructor && fkReconstructor->IsHLT()){
 276     fRefCov[0] = 1;
 277     fRefCov[2] = 10;
 278   }else{
 279     fRefCov[0] = rieman->GetErrY(fX0);
 280     fRefCov[2] = rieman->GetErrZ(fX0);
 281   }
 282   fC       = rieman->GetC();
 283   fChi2    = rieman->GetChi2();
 284 }
 285
 286 //____________________________________________________________
 287 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 288 {
 289 // Mimic the usage of STL iterators.
 290 // Forward iterator
 291
 292   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 293   while(fClusterIdx < kNclusters){
 294     if(!(*fClusterIter)){
 295       fClusterIdx++;
 296       fClusterIter++;
 297       continue;
 298     }
 299     return *fClusterIter;
 300   }
 301   return NULL;
 302 }
 303
 304 //____________________________________________________________
 305 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 306 {
 307 // Mimic the usage of STL iterators.
 308 // Backward iterator
 309
 310   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 311   while(fClusterIdx >= 0){
 312     if(!(*fClusterIter)){
 313       fClusterIdx--;
 314       fClusterIter--;
 315       continue;
 316     }
 317     return *fClusterIter;
 318   }
 319   return NULL;
 320 }
 321
 322 //____________________________________________________________
 323 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 324 {
 325 // Mimic the usage of STL iterators.
 326 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 327 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 328
 329   if(forward){
 330     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 331     fClusterIdx=-1;
 332   } else {
 333     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 334     fClusterIdx=kNclusters;
 335   }
 336 }
 337
 338 //____________________________________________________________
 339 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 340 {
 341 // Copy some "important" covariance matrix elements
 342 //  var(y)
 343 // cov(y,z)  var(z)
 344 //                  var(snp)
 345 //                           var(tgl)
 346 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 347
 348   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 349   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 350   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 351   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 352   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 353 }
 354
 355
 356 //____________________________________________________________
 357 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 358 {
 359   if(n<0 || n>= (1<<5)) return;
 360   fN &= ~0x1f;
 361   fN |= n;
 362 }
 363
 364 //____________________________________________________________
 365 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 366 {
 367   if(n<0 || n>= (1<<5)) return;
 368   fN &= ~(0x1f<<5);
 369   n <<= 5; fN |= n;
 370 }
 371
 372 //____________________________________________________________
 373 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 374 {
 375   if(n<0 || n>= (1<<5)) return;
 376   fN &= ~(0x1f<<10);
 377   n <<= 10; fN |= n;
 378 }
 379
 380
 381 #endif
 382
 383
 384