fix coverity
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDtrackingChamber.cxx
1 /**************************************************************************
2 * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3 *                                                                        *
4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6 *                                                                        *
7 * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14 **************************************************************************/
15
16 /* $Id: AliTRDtrackingChamber.cxx 23810 2008-02-08 09:00:27Z hristov $ */
17
18 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 //                                                                        //
20 //  Tracking in one chamber                                               //
21 //                                                                        //
22 //  Authors:                                                              //
23 //    Alex Bercuci <A.Bercuci@gsi.de>                                     //
24 //    Markus Fasel <M.Fasel@gsi.de>                                       //
25 //                                                                        //
26 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
27
28 #include "AliTRDtrackingChamber.h"
29
30 #include "TMath.h"
31 #include "TMatrixTBase.h"
32 #include <TTreeStream.h>
33
34 #include "AliTRDReconstructor.h"
35 #include "AliTRDrecoParam.h"
36 #include "AliTRDtrackerV1.h"
37 #include "AliTRDgeometry.h"
38 #include "AliTRDpadPlane.h"
39 #include "AliTRDcalibDB.h"
40 #include "AliTRDCommonParam.h"
41 #include "Cal/AliTRDCalDet.h"
42 #include "Cal/AliTRDCalROC.h"
43
44 ClassImp(AliTRDtrackingChamber)
45
46 //_______________________________________________________
47 AliTRDtrackingChamber::AliTRDtrackingChamber() 
48   :TObject()
49   ,fDetector(-1)
50   ,fX0(0.)
51   // ,fExB(0.)
52   // ,fVD(0.)
53   // ,fT0(0.)
54   // ,fS2PRF(0.)
55   // ,fDiffL(0.)
56   // ,fDiffT(0.)
57 {}  
58
59 //_______________________________________________________
60 void AliTRDtrackingChamber::Clear(const Option_t *opt)
61 {
62   for(Int_t itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++) fTB[itb].Clear(opt);
63 }
64
65 //_______________________________________________________
66 Bool_t AliTRDtrackingChamber::Build(AliTRDgeometry *const geo, Bool_t hlt)
67 {
68 // Init chamber and all time bins (AliTRDchamberTimeBin)
69 // Calculates radial position of the chamber based on 
70 // radial positions of the time bins (calibration/alignment aware)
71 //
72   if(fDetector < 0 || fDetector >= AliTRDgeometry::kNdet){
73     AliWarning(Form("Detector index not set correctly to %d", fDetector));
74     return kFALSE;
75   }
76
77   Int_t stack = AliTRDgeometry::GetStack(fDetector);
78   Int_t layer = AliTRDgeometry::GetLayer(fDetector);
79   AliTRDpadPlane *pp = geo->GetPadPlane(layer, stack);
80   Double_t zl = pp->GetRow0ROC() - pp->GetRowEndROC();
81   Double_t z0 = geo->GetRow0(layer, stack, 0) - zl;
82   Int_t nrows = pp->GetNrows();
83   
84   Int_t index[50], jtb = 0;
85   for(Int_t itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++){ 
86     if(!fTB[itb]) continue;
87     fTB[itb].SetRange(z0, zl);
88     fTB[itb].SetNRows(nrows);
89     fTB[itb].BuildIndices();
90     index[jtb++] = itb;
91   }     
92   if(jtb<2) return kFALSE;
93
94   AliTRDcalibDB *calib = AliTRDcalibDB::Instance();
95   Float_t t0;
96   if(!hlt){
97     t0    = calib->GetT0Average(fDetector);
98   }else{
99     t0    = calib->GetT0Det()->GetValue(fDetector);
100   }
101   // fVD    = calib->GetVdriftAverage(fDetector);
102   // fS2PRF = calib->GetPRFROC(fDetector)->GetMean(); fS2PRF *= fS2PRF;
103   // fExB   = AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(fVD);
104   // AliTRDCommonParam::Instance()->GetDiffCoeff(fDiffL, fDiffT, fVD);  
105
106   // ESTIMATE POSITION OF PAD PLANE FOR THIS CHAMBER
107   fTB[Int_t(t0)].SetT0();
108   Double_t x0 = fTB[index[0]].GetX();
109   Double_t x1 = fTB[index[1]].GetX();
110   Double_t dx = (x0 - x1)/(index[1] - index[0]); 
111   fX0 = x0 + dx*(index[0] - t0);        
112   return kTRUE;
113 }
114
115 //_______________________________________________________       
116 Int_t AliTRDtrackingChamber::GetNClusters() const
117 {
118 // Basic loop method
119 // Returns number of clusters in chamber
120 //
121   Int_t n = 0;
122   for(Int_t itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++){ 
123     n += Int_t(fTB[itb]);
124   }
125   return n;     
126 }       
127
128 //_______________________________________________________
129 void AliTRDtrackingChamber::Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec)
130 {
131 // Basic loop method
132 // Bootstrap each time bin
133 //
134   AliTRDchamberTimeBin *jtb = &fTB[0];
135   for(Int_t itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++, ++jtb){ 
136     (*jtb).Bootstrap(rec, fDetector);
137   }
138 }
139
140 //_______________________________________________________
141 void  AliTRDtrackingChamber::SetOwner()
142 {
143 // Basic loop method
144 // Set ownership in time bins
145 //
146   AliTRDchamberTimeBin *jtb = &fTB[0];
147   for(Int_t itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++, ++jtb){ 
148     if(!(Int_t(*jtb))) continue;
149     (*jtb).SetOwner();
150   }
151 }
152
153 //_______________________________________________________
154 Double_t AliTRDtrackingChamber::GetQuality()
155 {
156   //
157   // Calculate chamber quality for seeding.
158   // 
159   //
160   // Parameters :
161   //   layers : Array of propagation layers for this plane.
162   //
163   // Output :
164   //   plane quality factor for seeding
165   // 
166   // Detailed description
167   //
168   // The quality of the plane for seeding is higher if:
169   //  1. the average timebin population is closer to an integer number
170   //  2. the distribution of clusters/timebin is closer to a uniform distribution.
171   //    - the slope of the first derivative of a parabolic fit is small or
172   //    - the slope of a linear fit is small
173   //
174
175   Int_t ncl   = 0;
176   Int_t nused = 0;
177   Int_t nClLayer;
178   for(int itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++){
179     if(!(nClLayer = fTB[itb].GetNClusters())) continue;
180     ncl += nClLayer;
181     for(Int_t incl = 0; incl < nClLayer; incl++){
182       if((fTB[itb].GetCluster(incl))->IsUsed()) nused++;
183     }
184   }
185   
186   // calculate the deviation of the mean number of clusters from the
187   // closest integer values
188   Float_t nclMed = float(ncl-nused)/AliTRDtrackerV1::GetNTimeBins();
189   Int_t ncli = Int_t(nclMed);
190   Float_t nclDev = TMath::Abs(nclMed - TMath::Max(ncli, 1));
191   nclDev -= (nclDev>.5) && ncli ? 1. : 0.;
192   return TMath::Exp(-5.*TMath::Abs(nclDev));
193
194 //      // get slope of the derivative
195 //      if(!fitter.Eval()) return quality;
196 //      fitter.PrintResults(3);
197 //      Double_t a = fitter.GetParameter(1);
198 // 
199 //      printf("ncl_dev(%f)  a(%f)\n", ncl_dev, a);
200 //      return quality*TMath::Exp(-a);
201
202 }
203
204
205 //_______________________________________________________
206 Bool_t AliTRDtrackingChamber::GetSeedingLayer(AliTRDchamberTimeBin *&fakeLayer, AliTRDgeometry * const geo, const AliTRDReconstructor *rec)
207 {
208   //
209   // Creates a seeding layer
210   //
211   
212   // constants
213   const Int_t kMaxRows = 16;
214   const Int_t kMaxCols = 144;
215   const Int_t kMaxPads = 2304;
216   Int_t timeBinMin = rec->GetRecoParam()->GetNumberOfPresamples();
217   Int_t timeBinMax = rec->GetRecoParam()->GetNumberOfPostsamples();
218
219   // Get the geometrical data of the chamber
220   Int_t layer = geo->GetLayer(fDetector);
221   Int_t stack = geo->GetStack(fDetector);
222   Int_t sector= geo->GetSector(fDetector);
223   AliTRDpadPlane *pp = geo->GetPadPlane(layer, stack);
224   Int_t nCols = pp->GetNcols();
225   Float_t ymin = TMath::Min(pp->GetCol0(), pp->GetColEnd());
226   Float_t ymax = TMath::Max(pp->GetCol0(), pp->GetColEnd());
227   Float_t zmin = TMath::Min(pp->GetRow0(), pp->GetRowEnd());
228   Float_t zmax = TMath::Max(pp->GetRow0(), pp->GetRowEnd());
229   Float_t z0 = -1., zl = -1.;
230   Int_t nRows = pp->GetNrows();
231   Float_t binlength = (ymax - ymin)/nCols; 
232   //AliInfo(Form("ymin(%f) ymax(%f) zmin(%f) zmax(%f) nRows(%d) binlength(%f)", ymin, ymax, zmin, zmax, nRows, binlength));
233   
234   // Fill the histogram
235   Int_t nClusters;      
236   Int_t *histogram[kMaxRows];                                                                                   // 2D-Histogram
237   Int_t hvals[kMaxPads + 1];    memset(hvals, 0, sizeof(Int_t)*kMaxPads);        // one entry in addition for termination flag
238   Float_t *sigmas[kMaxRows];
239   Float_t svals[kMaxPads];      memset(svals, 0, sizeof(Float_t)*kMaxPads);     
240   AliTRDcluster *c = NULL;
241   for(Int_t irs = 0; irs < kMaxRows; irs++){
242     histogram[irs] = &hvals[irs*kMaxCols];
243     sigmas[irs] = &svals[irs*kMaxCols];
244   }
245   for(Int_t iTime = timeBinMin; iTime < AliTRDseedV1::kNtb-timeBinMax; iTime++){
246     if(!(nClusters = fTB[iTime].GetNClusters())) continue;
247     z0 = fTB[iTime].GetZ0();
248     zl = fTB[iTime].GetDZ0();
249     for(Int_t incl = 0; incl < nClusters; incl++){
250       c = fTB[iTime].GetCluster(incl);  
251       histogram[c->GetPadRow()][c->GetPadCol()]++;
252       sigmas[c->GetPadRow()][c->GetPadCol()] += c->GetSigmaZ2();
253     }
254   }
255   
256 // Now I have everything in the histogram, do the selection
257   //Int_t nPads = nCols * nRows;
258   // This is what we are interested in: The center of gravity of the best candidates
259   Float_t cogyvals[kMaxPads]; memset(cogyvals, 0, sizeof(Float_t)*kMaxPads);
260   Float_t cogzvals[kMaxPads]; memset(cogzvals, 0, sizeof(Float_t)*kMaxPads);
261   Float_t *cogy[kMaxRows];
262   Float_t *cogz[kMaxRows];
263   
264   // Lookup-Table storing coordinates according to the bins
265   Float_t yLengths[kMaxCols]; memset(yLengths, 0, kMaxCols*sizeof(Float_t));
266   Float_t zLengths[kMaxRows]; memset(zLengths, 0, kMaxRows*sizeof(Float_t));
267   for(Int_t icnt = 0; icnt < nCols; icnt++){
268     yLengths[icnt] = pp->GetColPos(nCols - 1 - icnt) + binlength/2;
269   }
270   for(Int_t icnt = 0; icnt < nRows; icnt++){
271     zLengths[icnt] = pp->GetRowPos(icnt) - pp->GetRowSize(icnt)/2;
272   }
273
274   // A bitfield is used to mask the pads as usable
275   Short_t mask[kMaxCols]; memset(mask, 0 ,sizeof(Short_t) * kMaxCols);//bool mvals[kMaxPads];
276   for(UChar_t icount = 0; icount < nRows; icount++){
277     cogy[icount] = &cogyvals[icount*kMaxCols];
278     cogz[icount] = &cogzvals[icount*kMaxCols];
279   }
280   // In this array the array position of the best candidates will be stored
281   Int_t   cand[AliTRDtrackerV1::kMaxTracksStack];
282   Float_t sigcands[AliTRDtrackerV1::kMaxTracksStack];
283   
284   // helper variables
285   Int_t indices[kMaxPads]; memset(indices, -1, sizeof(Int_t)*kMaxPads);
286   Int_t nCandidates = 0;
287   Float_t norm, cogv;
288   // histogram filled -> Select best bins
289   Int_t nPads = nCols * nRows;
290   // take out all the bins which have less than 3 entries (faster sorting)
291   Int_t content[kMaxPads], dictionary[kMaxPads], nCont = 0, padnumber = 0;
292   Int_t *iter = &hvals[0], *citer = &content[0], *diter =  &dictionary[0]; // iterators for preselection
293   const Int_t threshold = 2;
294   hvals[nPads] = -1; // termination for iterator
295   do{
296     if(*iter > threshold){
297       *(citer++) = *iter;
298       *(diter++) = padnumber;
299       nCont++;
300     }
301     padnumber++;
302   }while(*(++iter) != -1);
303   TMath::Sort(nCont, content, indices);         
304
305   Int_t col, row, lower, lower1, upper, upper1;
306   for(Int_t ib = 0; ib < nCont; ib++){
307     if(nCandidates >= AliTRDtrackerV1::kMaxTracksStack){
308       AliWarning(Form("Number of seed candidates %d exceeded maximum allowed per stack %d", nCandidates, AliTRDtrackerV1::kMaxTracksStack));
309       break;
310     }
311     // Positions
312     row = dictionary[indices[ib]]/nCols;
313     col = dictionary[indices[ib]]%nCols;
314     // here will be the threshold condition:
315     if((mask[col] & (1 << row)) != 0) continue;         // Pad is masked: continue
316     //  if(histogram[row][col] < TMath::Max(threshold, 1)){     // of course at least one cluster is needed
317     //          break;                  // number of clusters below threshold: break;
318     //  } 
319     // passing: Mark the neighbors
320     lower  = TMath::Max(col - 1, 0); upper  = TMath::Min(col + 2, nCols);
321     lower1 = TMath::Max(row - 1, 0); upper1 = TMath::Min(row + 2, nCols);
322     for(Int_t ic = lower; ic < upper; ++ic)
323       for(Int_t ir = lower1; ir < upper1; ++ir){
324         if(ic == col && ir == row) continue;
325         mask[ic] |= (1 << ir);
326       }
327     // Storing the position in an array
328     // testing for neigboring
329     cogv = 0;
330     norm = 0;
331     lower = TMath::Max(col - 1, 0);
332     upper = TMath::Min(col + 2, nCols);
333     for(Int_t inb = lower; inb < upper; ++inb){
334       cogv += yLengths[inb] * histogram[row][inb];
335       norm += histogram[row][inb];
336     }
337     cogy[row][col] = cogv / norm;
338     cogv = 0; norm = 0;
339     lower = TMath::Max(row - 1, 0);
340     upper = TMath::Min(row + 2, nRows);
341     for(Int_t inb = lower; inb < upper; ++inb){
342       cogv += zLengths[inb] * histogram[inb][col];
343       norm += histogram[inb][col];
344     }
345     cogz[row][col] = Float_t(cogv) /  norm;
346     // passed the filter
347     cand[nCandidates] = row*nCols + col;        // store the position of a passig candidate into an Array
348     sigcands[nCandidates] = sigmas[row][col] / histogram[row][col]; // never be a floating point exeption
349     // Analysis output
350     nCandidates++;
351   }
352   if(!nCandidates) return kFALSE;
353   
354   Float_t pos[3], sig[2];
355   Short_t signal[7]; memset(&signal[0], 0, 7*sizeof(Short_t));
356   
357   new(fakeLayer) AliTRDchamberTimeBin(layer, stack, sector, z0, zl);
358   fakeLayer->SetReconstructor(rec);
359   fakeLayer->SetNRows(nRows);
360   fakeLayer->SetOwner(kFALSE);
361   if(nCandidates){
362     UInt_t fakeIndex = 0;
363     for(Int_t ican = 0; ican < nCandidates; ican++){
364       row = cand[ican] / nCols;
365       col = cand[ican] % nCols;
366       //temporary
367       Int_t n = 0; Double_t x = 0., y = 0., z = 0.;
368       for(int itb=0; itb<AliTRDseedV1::kNtb; itb++){
369         if(!(nClusters = fTB[itb].GetNClusters())) continue;
370         for(Int_t incl = 0; incl < nClusters; incl++){
371           c = fTB[itb].GetCluster(incl);        
372           if(c->GetPadRow() != row) continue;
373           if(TMath::Abs(c->GetPadCol() - col) > 2) continue;
374           x += c->GetX();
375           y += c->GetY();
376           z += c->GetZ();
377           n++;
378         }
379       }
380       pos[0] = x/n;
381       pos[1] = y/n;
382       pos[2] = z/n;
383       sig[0] = .02;
384       sig[1] = sigcands[ican];
385       fakeLayer->InsertCluster(new AliTRDcluster(fDetector, 0., pos, sig, NULL, 3, signal, col, row, 0, 0, 0., 0), fakeIndex++);
386     }
387   }
388   fakeLayer->BuildIndices();
389   //fakeLayer->Print();
390   
391   if(rec->GetRecoParam()->GetStreamLevel(AliTRDrecoParam::kTracker) >= 3){
392     //TMatrixD hist(nRows, nCols);
393     //for(Int_t i = 0; i < nRows; i++)
394     //  for(Int_t j = 0; j < nCols; j++)
395     //          hist(i,j) = histogram[i][j];
396     TTreeSRedirector &cstreamer = *rec->GetDebugStream(AliTRDrecoParam::kTracker);
397     cstreamer << "GetSeedingLayer"
398     << "layer="      << layer
399     << "ymin="       << ymin
400     << "ymax="       << ymax
401     << "zmin="       << zmin
402     << "zmax="       << zmax
403     << "L.="         << fakeLayer
404     //<< "Histogram.=" << &hist
405     << "\n";
406   }
407   
408   return kTRUE;
409 }
410
411
412 //_______________________________________________________
413 void AliTRDtrackingChamber::Print(Option_t *opt) const
414 {
415   // Print the chamber status
416   if(!GetNClusters()) return;
417   AliInfo(Form("fDetector   = %d", fDetector));
418   AliInfo(Form("fX0         = %7.3f", fX0));
419   const AliTRDchamberTimeBin *itb = &fTB[0];
420   for(Int_t jtb=0; jtb<AliTRDseedV1::kNtb; jtb++, itb++) (*itb).Print(opt);
421 }
422
423
424 //_______________________________________________________
425 void AliTRDtrackingChamber::Update()
426 {
427 // Steer purging of used and shared clusters 
428
429   AliTRDchamberTimeBin *jtb = &fTB[0];
430   for(Int_t itb=AliTRDseedV1::kNtb; itb--; ++jtb){ 
431     if(!(Int_t(*jtb))) continue;
432     (*jtb).BuildIndices();
433   }
434 }
435