c25d34eda147da6521d94f13f493147ba1161f8c
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDtracker.h
1 #ifndef ALITRDTRACKER_H
2 #define ALITRDTRACKER_H   
3
4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
5  * See cxx source for full Copyright notice                               */ 
6
7 #include "AliTracker.h" 
8 #include "TObjArray.h" 
9 #include "AliBarrelTrack.h"
10 #include "AliESD.h"
11
12 class TFile;
13 class TTree;
14 class TParticle;
15 class TParticlePDG;
16
17 class AliTRDgeometry;
18 class AliTRDparameter;
19 class AliTRDtrack;
20 class AliTRDcluster;
21 class AliTRDmcTrack;
22
23 const unsigned kMAX_LAYERS_PER_SECTOR = 1000;  
24 const unsigned kMAX_TIME_BIN_INDEX = 216;  // (30 drift + 6 ampl) * 6 planes  
25 const unsigned kMAX_CLUSTER_PER_TIME_BIN = 7000; 
26 const unsigned kZONES = 5; 
27 const Int_t kTRACKING_SECTORS = 18; 
28
29 class AliTRDtracker : public AliTracker { 
30
31  public:
32
33   AliTRDtracker():AliTracker() {} 
34   AliTRDtracker(const TFile *in);
35   ~AliTRDtracker(); 
36
37   Int_t         Clusters2Tracks(const TFile *in, TFile *out);
38   Int_t         Clusters2Tracks(AliESD* event);
39   Int_t         PropagateBack(const TFile *in, TFile *out);
40   Int_t         PropagateBack(AliESD* event);
41   Int_t         RefitInward(AliESD* /*event*/) {return 0;}
42
43   Int_t         LoadClusters(TTree *cTree);
44   void          UnloadClusters(){UnloadEvent();}
45   AliCluster   *GetCluster(Int_t index) const { if (index >= fNclusters) return NULL; return (AliCluster*) fClusters->UncheckedAt(index); };
46   virtual void  CookLabel(AliKalmanTrack *t,Float_t wrong) const;
47   virtual void  UseClusters(const AliKalmanTrack *t, Int_t from=0) const;  
48   
49   void          SetAddTRDseeds() { fAddTRDseeds = kTRUE; }
50   void          SetNoTilt() { fNoTilt = kTRUE; }
51
52   Double_t      GetTiltFactor(const AliTRDcluster* c);
53
54   void          ReadClusters(TObjArray *array, const Char_t *filename); 
55   Int_t         ReadClusters(TObjArray *array, TTree *in);
56   Int_t         CookSectorIndex(Int_t gs) { return kTRACKING_SECTORS - 1 - gs; }
57
58
59   Float_t  GetSeedGap()       const {return fSeedGap;}   
60   Int_t    GetMaxGap()        const {return fMaxGap;}   
61   Int_t    GetTimeBinsPerPlane()   const {return fTimeBinsPerPlane;}   
62   Float_t  GetSeedStep()      const {return fSeedStep;}
63   Float_t  GetSeedDepth()     const {return fSeedDepth;}
64   Float_t  GetSkipDepth()     const {return fSkipDepth;}
65   Double_t GetMaxChi2()       const {return fMaxChi2;}
66   Float_t  GetMaxSeedC()      const {return fMaxSeedC;}
67   Float_t  GetMaxSeedTan()    const {return fMaxSeedTan;}
68   Double_t GetSeedErrorSY()   const {return fSeedErrorSY;}
69   Double_t GetSeedErrorSY3()  const {return fSeedErrorSY3;}
70   Double_t GetSeedErrorSZ()   const {return fSeedErrorSZ;}
71   Float_t  GetLabelFraction() const {return fLabelFraction;}
72   Float_t  GetWideRoad()      const {return fWideRoad;}
73
74   Float_t  GetMinClustersInTrack() const {return fMinClustersInTrack;}
75   Float_t  GetMinClustersInSeed()  const {return fMinClustersInSeed;} 
76   Float_t  GetMaxSeedDeltaZ()      const {return fMaxSeedDeltaZ;}
77   Float_t  GetMaxSeedVertexZ()     const {return fMaxSeedVertexZ;}
78
79   // x <-> timebin conversions useful in analysis macros
80   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t plane, Int_t local_tb) const;
81   Double_t GetX(Int_t sec, Int_t pl) const { 
82     return fTrSec[sec]->GetLayer(pl)->GetX(); }
83   Int_t GetGlobalTimeBin(Int_t sec, Int_t plane, Int_t local_tb) const {
84     return fTrSec[sec]->CookTimeBinIndex(plane,local_tb); }
85   Double_t GetLayerNumber(Int_t sec, Double_t x) const {
86     return fTrSec[sec]->GetLayerNumber(x); }
87
88  public:
89    class AliTRDpropagationLayer {
90    // *****************  internal class *******************
91    public: 
92      AliTRDpropagationLayer(Double_t x, Double_t dx, Double_t rho, 
93                             Double_t x0, Int_t tb_index); 
94
95      ~AliTRDpropagationLayer() { 
96        if(fTimeBinIndex >= 0) { delete[] fClusters; delete[] fIndex; }
97      }
98      void InsertCluster(AliTRDcluster*, UInt_t);
99      operator       Int_t() const {return fN;}
100      AliTRDcluster* operator[](Int_t i) {return fClusters[i];}
101      UInt_t         GetIndex(Int_t i) const {return fIndex[i];} 
102      Double_t       GetX() const { return fX; }
103      Double_t       GetdX() const { return fdX; }
104      Double_t       GetRho() const { return fRho; }
105      Double_t       GetX0() const { return fX0; }
106      Int_t          GetTimeBinIndex() const { return fTimeBinIndex; }     
107      void           GetPropagationParameters(Double_t y, Double_t z,
108                                 Double_t &dx, Double_t &rho, Double_t &x0, 
109                                 Bool_t &lookForCluster) const;
110      Int_t          Find(Double_t y) const; 
111      void           SetZmax(Int_t cham, Double_t center, Double_t w)
112                       { fZc[cham] = center;  fZmax[cham] = w; }
113      void           SetYmax(Double_t w) { fYmax = w; }
114      Double_t       GetYmax() const { return fYmax; }
115      Double_t       GetZmax(Int_t c) const { return fZmax[c]; }
116      Double_t       GetZc(Int_t c) const { return fZc[c]; }
117      
118      void           SetHole(Double_t Zmax, Double_t Ymax,
119                             Double_t rho = 1.29e-3, Double_t x0 = 36.66,
120                             Double_t Yc = 0, Double_t Zc = 0);
121                             
122      Bool_t         IsSensitive() {return (fTimeBinIndex>=0)? kTRUE: kFALSE;}
123                        
124      void    Clear() {for(Int_t i=0; i<fN; i++) fClusters[i] = NULL; fN = 0;}
125                    
126    private:     
127
128      Int_t         fN;
129      AliTRDcluster **fClusters; // array of pointers to clusters
130      UInt_t        *fIndex;     // array of cluster indexes
131      Double_t       fX;         // x coordinate of the middle plane
132      Double_t       fdX;        // radial thickness of the time bin
133      Double_t       fRho;       // default density of the material 
134      Double_t       fX0;        // default radiation length 
135      Int_t          fTimeBinIndex;  // plane * F(local_tb)  
136      Double_t       fZc[kZONES];  // Z position of the center for 5 active areas
137      Double_t       fZmax[kZONES]; // half of active area length in Z
138      Double_t       fYmax;        // half of active area length in Y
139
140      Bool_t         fHole;        // kTRUE if there is a hole in the layer
141      Double_t       fHoleZc;      // Z of the center of the hole 
142      Double_t       fHoleZmax;    // half of the hole length in Z
143      Double_t       fHoleYc;      // Y of the center of the hole 
144      Double_t       fHoleYmax;    // half of the hole length in Y 
145      Double_t       fHoleRho;     // density of the gas in the hole 
146      Double_t       fHoleX0;      // radiation length of the gas in the hole 
147    };
148
149    class AliTRDtrackingSector {
150    public:
151      AliTRDtrackingSector(AliTRDgeometry* geo, Int_t gs, AliTRDparameter* par);
152      ~AliTRDtrackingSector() { for(Int_t i=0; i<fN; i++) delete fLayers[i]; }
153      Int_t    GetNumberOfLayers() const { return fN; }
154      Int_t    GetNumberOfTimeBins() const;
155      Double_t GetX(Int_t pl) const { return fLayers[pl]->GetX(); }
156      void     MapTimeBinLayers();
157      Int_t    GetLayerNumber(Double_t x) const;
158      Int_t    GetInnerTimeBin() const;
159      Int_t    GetOuterTimeBin() const;
160      Int_t    GetLayerNumber(Int_t tb) const {return fTimeBinIndex[tb];}
161      Float_t  GetTzeroShift() const { return fTzeroShift; }   
162      Int_t    Find(Double_t x) const; 
163      void     InsertLayer(AliTRDpropagationLayer* pl);
164      //     AliTRDpropagationLayer* operator[](Int_t i) { return fLayers[i]; }
165      AliTRDpropagationLayer* GetLayer(Int_t i) { return fLayers[i]; }
166      Int_t    CookTimeBinIndex(Int_t plane, Int_t local_tb) const;     
167
168    private:
169      Int_t                     fN;      // total number of layers
170      AliTRDgeometry            *fGeom;     
171      AliTRDparameter           *fPar;     
172      AliTRDpropagationLayer    *fLayers[kMAX_LAYERS_PER_SECTOR];     
173      Int_t                     fTimeBinIndex[kMAX_TIME_BIN_INDEX];     
174      Float_t                   fTzeroShift;   // T0 shift in cm
175      Int_t                     fGeomSector;   // sector # in AliTRDgeometry
176    };
177
178  private:
179
180   void          LoadEvent();
181   void          UnloadEvent();
182
183   virtual void  MakeSeeds(Int_t inner, Int_t outer, Int_t turn);
184
185   Int_t         FollowProlongation(AliTRDtrack& t, Int_t rf);
186   Int_t         FollowBackProlongation(AliTRDtrack& t);
187   //Int_t         FolowRefitInward(AliTRDtrack *seed, AliTPCtrack *track);
188
189   Int_t         PropagateToTPC(AliTRDtrack& t);
190   Int_t         PropagateToOuterPlane(AliTRDtrack& t, Double_t x);
191
192   Int_t         WriteTracks(); 
193   void          ReadClusters(TObjArray *array, const TFile *in=0);
194
195   void          SetSY2corr(Float_t w)    {fSY2corr = w;}
196   void          SetSZ2corr(Float_t w)    {fSZ2corr = w;}
197   Double_t      ExpectedSigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt);
198   Double_t      ExpectedSigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl);
199
200
201  protected:
202
203   AliTRDgeometry     *fGeom;            // Pointer to TRD geometry
204   AliTRDparameter    *fPar;     
205
206   AliTRDtrackingSector *fTrSec[kTRACKING_SECTORS];       
207                                        // array of tracking sectors;    
208   
209   Int_t            fNclusters;        // Number of clusters in TRD 
210   TObjArray        *fClusters;        // List of clusters for all sectors
211
212   Int_t            fNseeds;           // Number of track seeds  
213   TObjArray        *fSeeds;           // List of track seeds
214    
215   Int_t            fNtracks;          // Number of reconstructed tracks 
216   TObjArray        *fTracks;          // List of reconstructed tracks   
217
218   Float_t          fSY2corr;          // Correction coefficient for
219                                       // cluster SigmaY2 
220
221   Float_t          fSZ2corr;          // Correction coefficient for
222                                       // cluster SigmaZ2 
223
224   static const Float_t  fSeedGap;     // Distance between inner and outer
225                                       // time bin in seeding 
226                                       // (fraction of all time bins) 
227   
228   static const Float_t  fSeedStep;    // Step in iterations
229   static const Float_t  fSeedDepth;   // Fraction of TRD allocated for seeding
230   static const Float_t  fSkipDepth;   // Fraction of TRD which can be skipped
231                                       // in track prolongation             
232   Int_t       fTimeBinsPerPlane;      // number of sensitive timebins per plane
233   Int_t       fMaxGap;                // max gap (in time bins) in the track  
234                                       // in track prolongation             
235
236   static const Double_t fMaxChi2;     // max increment in track chi2 
237         
238   static const Float_t  fMinClustersInTrack; // min number of clusters in track
239                                              // out of total timebins
240
241   static const Float_t  fMinFractionOfFoundClusters; // min found clusters 
242                                                      // out of expected  
243
244   static const Float_t  fMinClustersInSeed;  // min fraction of clusters in seed
245   static const Float_t  fMaxSeedDeltaZ;   // max dZ in MakeSeeds
246   static const Float_t  fMaxSeedDeltaZ12; // max abs(z1-z2) in MakeSeeds
247   static const Float_t  fMaxSeedC;       // max initial curvature in MakeSeeds
248   static const Float_t  fMaxSeedTan;     // max initial Tangens(lambda) in MakeSeeds
249   static const Float_t  fMaxSeedVertexZ; // max vertex Z in MakeSeeds
250   static const Double_t fSeedErrorSY;    // sy parameter in MakeSeeds
251   static const Double_t fSeedErrorSY3;   // sy3 parameter in MakeSeeds
252   static const Double_t fSeedErrorSZ;    // sz parameter in MakeSeeds
253   static const Float_t  fLabelFraction;  // min fraction of same label
254   static const Float_t  fWideRoad;       // max road width in FindProlongation
255
256   Bool_t                fVocal;   
257   Bool_t                fAddTRDseeds;
258
259   Bool_t                fNoTilt;
260  
261   
262   Bool_t AdjustSector(AliTRDtrack *track); 
263  
264   
265   // Barrel tracks [SR, 03.04.2003]
266
267   static const Int_t kFirstPlane;   // Id of the first (innermost) reference plane 
268   static const Int_t kLastPlane;    // Id of the last (outermost) reference plane
269   
270   void SetBarrelTree(const char *mode);
271   void StoreBarrelTrack(AliTRDtrack *ps, Int_t refPlane, Int_t isIn);
272   
273   TFile *fBarrelFile;
274   TTree *fBarrelTree;
275   TClonesArray *fBarrelArray;
276   AliBarrelTrack *fBarrelTrack;
277
278
279   ClassDef(AliTRDtracker,1)           // manager base class  
280
281 };
282
283 #endif