HLT/TPCLib/AliHLTTPCConfMapFit.cxx

   1 // @(#) $Id$
   2 // Original: AliHLTConfMapFit.cxx,v 1.14 2005/06/14 10:55:21 cvetan
   3
   4 /**************************************************************************
   5  * This file is property of and copyright by the ALICE HLT Project        *
   6  * ALICE Experiment at CERN, All rights reserved.                         *
   7  *                                                                        *
   8  * Primary Authors: Anders Vestbo, maintained by                          *
   9  *                  Matthias Richter <Matthias.Richter@ift.uib.no>        *
  10  *                  for The ALICE HLT Project.                            *
  11  *                                                                        *
  12  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
  13  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  14  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  15  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  16  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  17  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  18  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  19  **************************************************************************/
  20
  21 /** @file   AliHLTTPCConfMapFit.cxx
  22     @author Anders Vestbo, maintained by Matthias Richter
  23     @date
  24     @brief  Fit class for conformal mapping tracking.
  25 */
  26
  27 // see header file for class documentation                                   //
  28 // or                                                                        //
  29 // refer to README to build package                                          //
  30 // or                                                                        //
  31 // visit http://web.ift.uib.no/~kjeks/doc/alice-hlt                          //
  32
  33 #include "AliHLTTPCRootTypes.h"
  34 #include "AliHLTTPCLogging.h"
  35 #include "AliHLTTPCVertex.h"
  36 #include "AliHLTTPCConfMapTrack.h"
  37 #include "AliHLTTPCConfMapPoint.h"
  38 #include "AliHLTTPCTransform.h"
  39 #include "AliHLTTPCConfMapFit.h"
  40
  41 #if __GNUC__ >= 3
  42 using namespace std;
  43 #endif
  44
  45 ClassImp(AliHLTTPCConfMapFit);
  46
  47 AliHLTTPCConfMapFit::AliHLTTPCConfMapFit()
  48   :
  49   fTrack(NULL),
  50   fVertex(NULL)
  51 {
  52   //constructor
  53 }
  54
  55 AliHLTTPCConfMapFit::AliHLTTPCConfMapFit(AliHLTTPCConfMapTrack *track,AliHLTTPCVertex *vertex)
  56   :
  57   fTrack(track),
  58   fVertex(vertex)
  59
  60 {
  61   //constructor
  62 }
  63
  64 AliHLTTPCConfMapFit::~AliHLTTPCConfMapFit()
  65 {
  66   // destructor
  67 }
  68
  69 Int_t AliHLTTPCConfMapFit::FitHelix()
  70 {
  71   //fit the helix
  72   if(FitCircle())
  73     {
  74       LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitHelix","TrackFit")<<AliHLTTPCLog::kDec<<
  75         "Problems during circle fit"<<ENDLOG;
  76       return 1;
  77     }
  78   if(FitLine())
  79     {
  80       LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitHelix","TrackFit")<<AliHLTTPCLog::kDec<<
  81         "Problems during line fit"<<ENDLOG;
  82       return 1;
  83     }
  84   return 0;
  85 }
  86
  87 Int_t AliHLTTPCConfMapFit::FitStraightLine() {
  88     //fit the straight line
  89     if(FitLineXY()) {
  90         LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitStraightLine","TrackFit")<<AliHLTTPCLog::kDec<<
  91             "Problems during stright line fit in XY plane"<<ENDLOG;
  92         return 1;
  93     }
  94     if(FitLineSZ()){
  95         LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitStraightLine","TrackFit")<<AliHLTTPCLog::kDec<<
  96             "Problems during stright line fit in SZ plane"<<ENDLOG;
  97         return 1;
  98     }
  99     return 0;
 100 }
 101
 102 Int_t AliHLTTPCConfMapFit::FitCircle()
 103 {
 104   //-----------------------------------------------------------------
 105   //Fits circle parameters using algorithm
 106   //described by ChErnov and Oskov in Computer Physics
 107   //Communications.
 108   //
 109   //Written in FORTRAN by Jawluen Tang, Physics department , UT-Austin
 110   //Moved to C by Pablo Yepes
 111   //Moved to AliROOT by ASV.
 112   //------------------------------------------------------------------
 113
 114   Double_t wsum  = 0.0 ;
 115   Double_t xav   = 0.0 ;
 116   Double_t yav   = 0.0 ;
 117
 118   Int_t numOfHits = fTrack->GetNumberOfPoints();
 119   //
 120   //     Loop over hits calculating average
 121   Int_t co=0;
 122
 123   for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit())
 124     {
 125       co++;
 126       AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 127       cHit->SetXYWeight( 1./ (Double_t)(cHit->GetXerr()*cHit->GetXerr() + cHit->GetYerr()*cHit->GetYerr()) );
 128       wsum      += cHit->GetXYWeight() ;
 129       xav       += cHit->GetXYWeight() * cHit->GetX() ;
 130       yav       += cHit->GetXYWeight() * cHit->GetY() ;
 131     }
 132   if(co!=numOfHits)
 133     LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitCircle","TrackFit")<<AliHLTTPCLog::kDec<<
 134       "Mismatch of hits. Counter: "<<co<<" nHits: "<<numOfHits<<ENDLOG;
 135   if (fTrack->ComesFromMainVertex() == true)
 136     {
 137       wsum += fVertex->GetXYWeight() ;
 138       xav  += fVertex->GetX() ;
 139       yav  += fVertex->GetY() ;
 140     }
 141
 142   xav = xav / wsum ;
 143   yav = yav / wsum ;
 144 //
 145 //  CALCULATE <X**2>, <XY>, AND <Y**2> WITH <X> = 0, & <Y> = 0
 146 //
 147   Double_t xxav  = 0.0 ;
 148   Double_t xyav  = 0.0 ;
 149   Double_t yyav  = 0.0 ;
 150   Double_t xi, yi ;
 151
 152   for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit())
 153     {
 154       //AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint *)hits->At(hit_counter);
 155       AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 156       xi        = cHit->GetX() - xav ;
 157       yi        = cHit->GetY() - yav ;
 158       xxav     += xi * xi * cHit->GetXYWeight() ;
 159       xyav     += xi * yi * cHit->GetXYWeight() ;
 160       yyav     += yi * yi * cHit->GetXYWeight() ;
 161     }
 162
 163   if (fTrack->ComesFromMainVertex() == true)
 164     {
 165       xi        = fVertex->GetX() - xav ;
 166       yi        = fVertex->GetY() - yav ;
 167       xxav     += xi * xi * fVertex->GetXYWeight() ;
 168       xyav     += xi * yi * fVertex->GetXYWeight() ;
 169       yyav     += yi * yi * fVertex->GetXYWeight() ;
 170     }
 171   xxav = xxav / wsum ;
 172   xyav = xyav / wsum ;
 173   yyav = yyav / wsum ;
 174 //
 175 //-->  ROTATE COORDINATES SO THAT <XY> = 0
 176 //
 177 //-->  SIGN(C**2 - S**2) = SIGN(XXAV - YYAV) >
 178 //-->  &                                     > ==> NEW : (XXAV-YYAV) > 0
 179 //-->  SIGN(S) = SIGN(XYAV)                  >
 180
 181   Double_t a = fabs( xxav - yyav ) ;
 182   Double_t b = 4.0 * xyav * xyav ;
 183
 184   Double_t asqpb  = a * a + b  ;
 185   Double_t rasqpb = sqrt ( asqpb) ;
 186
 187   Double_t splus  = 1.0 + a / rasqpb ;
 188   Double_t sminus = b / (asqpb * splus) ;
 189
 190   splus  = sqrt (0.5 * splus ) ;
 191   sminus = sqrt (0.5 * sminus) ;
 192 //
 193 //->  FIRST REQUIRE : SIGN(C**2 - S**2) = SIGN(XXAV - YYAV)
 194 //
 195   Double_t sinrot, cosrot ;
 196   if ( xxav <= yyav ) {
 197          cosrot = sminus ;
 198          sinrot = splus  ;
 199   }
 200   else {
 201           cosrot = splus ;
 202           sinrot = sminus ;
 203   }
 204 //
 205 //->  REQUIRE : SIGN(S) = SIGN(XYAV) * SIGN(C) (ASSUMING SIGN(C) > 0)
 206 //
 207   if ( xyav < 0.0 ) sinrot = - sinrot ;
 208 //
 209 //-->  WE NOW HAVE THE SMALLEST ANGLE THAT GUARANTEES <X**2> > <Y**2>
 210 //-->  TO GET THE SIGN OF THE CHARGE RIGHT, THE NEW X-AXIS MUST POINT
 211 //-->  OUTWARD FROM THE ORGIN.  WE ARE FREE TO CHANGE SIGNS OF BOTH
 212 //-->  COSROT AND SINROT SIMULTANEOUSLY TO ACCOMPLISH THIS.
 213 //
 214 //-->  CHOOSE SIGN OF C WISELY TO BE ABLE TO GET THE SIGN OF THE CHARGE
 215 //
 216   if ( cosrot*xav+sinrot*yav < 0.0 ) {
 217           cosrot = -cosrot ;
 218           sinrot = -sinrot ;
 219   }
 220 //
 221 //->  NOW GET <R**2> AND RSCALE= SQRT(<R**2>)
 222 //
 223   Double_t rrav   = xxav + yyav ;
 224   Double_t rscale = sqrt(rrav) ;
 225
 226   xxav   = 0.0 ;
 227   yyav   = 0.0 ;
 228   xyav   = 0.0 ;
 229   Double_t xrrav = 0.0 ;
 230   Double_t yrrav = 0.0 ;
 231   Double_t rrrrav  = 0.0 ;
 232
 233   Double_t xixi, yiyi, riri, wiriri, xold, yold ;
 234
 235   //for (hit_counter=0; hit_counter<numOfHits; hit_counter++)
 236   for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit())
 237     {
 238       //AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)hits->At(hit_counter);
 239       AliHLTTPCConfMapPoint* cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 240
 241       xold = cHit->GetX() - xav ;
 242       yold = cHit->GetY() - yav ;
 243       //
 244       //-->  ROTATE SO THAT <XY> = 0 & DIVIDE BY RSCALE SO THAT <R**2> = 1
 245       //
 246       xi = (  cosrot * xold + sinrot * yold ) / rscale ;
 247       yi = ( -sinrot * xold + cosrot * yold ) / rscale ;
 248
 249       xixi   = xi * xi ;
 250       yiyi   = yi * yi ;
 251       riri   = xixi + yiyi ;
 252       wiriri = cHit->GetXYWeight() * riri ;
 253
 254       xyav   += cHit->GetXYWeight() * xi * yi ;
 255       xxav   += cHit->GetXYWeight() * xixi ;
 256       yyav   += cHit->GetXYWeight() * yiyi ;
 257
 258       xrrav  += wiriri * xi ;
 259       yrrav  += wiriri * yi ;
 260       rrrrav += wiriri * riri ;
 261     }
 262   //
 263 //   Include vertex if required
 264 //
 265   if (fTrack->ComesFromMainVertex() == true)
 266     {
 267         xold = fVertex->GetX() - xav ;
 268         yold = fVertex->GetY() - yav ;
 269         //
 270         //-->  ROTATE SO THAT <XY> = 0 & DIVIDE BY RSCALE SO THAT <R**2> = 1
 271         //
 272         xi = (  cosrot * xold + sinrot * yold ) / rscale ;
 273         yi = ( -sinrot * xold + cosrot * yold ) / rscale ;
 274
 275         xixi   = xi * xi ;
 276         yiyi   = yi * yi ;
 277         riri   = xixi + yiyi ;
 278         wiriri = fVertex->GetXYWeight() * riri ;
 279
 280         xyav   += fVertex->GetXYWeight() * xi * yi ;
 281         xxav   += fVertex->GetXYWeight() * xixi ;
 282         yyav   += fVertex->GetXYWeight() * yiyi ;
 283
 284         xrrav  += wiriri * xi ;
 285         yrrav  += wiriri * yi ;
 286         rrrrav += wiriri * riri ;
 287   }
 288   //
 289   //
 290   //
 291   //-->  DIVIDE BY WSUM TO MAKE AVERAGES
 292   //
 293   xxav    = xxav   / wsum ;
 294   yyav    = yyav   / wsum ;
 295   xrrav   = xrrav  / wsum ;
 296   yrrav   = yrrav  / wsum ;
 297   rrrrav  = rrrrav / wsum ;
 298   xyav    = xyav   / wsum ;
 299
 300   const Int_t ntry = 5 ;
 301 //
 302 //-->  USE THESE TO GET THE COEFFICIENTS OF THE 4-TH ORDER POLYNIMIAL
 303 //-->  DON'T PANIC - THE THIRD ORDER TERM IS ZERO !
 304 //
 305   Double_t xrrxrr = xrrav * xrrav ;
 306   Double_t yrryrr = yrrav * yrrav ;
 307   Double_t rrrrm1 = rrrrav - 1.0  ;
 308   Double_t xxyy   = xxav  * yyav  ;
 309
 310   Double_t c0  =          rrrrm1*xxyy - xrrxrr*yyav - yrryrr*xxav ;
 311   Double_t c1  =        - rrrrm1      + xrrxrr      + yrryrr   - 4.0*xxyy ;
 312   Double_t c2  =   4.0  + rrrrm1                               - 4.0*xxyy ;
 313   Double_t c4  = - 4.0  ;
 314 //
 315 //-->  COEFFICIENTS OF THE DERIVATIVE - USED IN NEWTON-RAPHSON ITERATIONS
 316 //
 317   Double_t c2d =   2.0 * c2 ;
 318   Double_t c4d =   4.0 * c4 ;
 319 //
 320 //-->  0'TH VALUE OF LAMDA - LINEAR INTERPOLATION BETWEEN P(0) & P(YYAV)
 321 //
 322 //   LAMDA = YYAV * C0 / (C0 + YRRSQ * (XXAV-YYAV))
 323   Double_t lamda  = 0.0 ;
 324   Double_t dlamda = 0.0 ;
 325 //
 326   Double_t chiscl = wsum * rscale * rscale ;
 327   Double_t dlamax = 0.001 / chiscl ;
 328
 329   Double_t p, pd ;
 330   for ( int itry = 1 ; itry <= ntry ; itry++ ) {
 331      p      = c0 + lamda * (c1 + lamda * (c2 + lamda * lamda * c4 )) ;
 332      pd     = (c1 + lamda * (c2d + lamda * lamda * c4d)) ;
 333      dlamda = -p / pd ;
 334      lamda  = lamda + dlamda ;
 335      if (fabs(dlamda)<   dlamax) break ;
 336   }
 337
 338   Double_t chi2 = (Double_t)(chiscl * lamda) ;
 339
 340   fTrack->SetChiSq1(chi2);
 341   // Double_t dchisq = chiscl * dlamda ;
 342 //
 343 //-->  NOW CALCULATE THE MATRIX ELEMENTS FOR ALPHA, BETA & KAPPA
 344 //
 345   Double_t h11   = xxav  -     lamda ;
 346   Double_t h14   = xrrav ;
 347   Double_t h22   = yyav  -     lamda ;
 348   Double_t h24   = yrrav ;
 349   Double_t h34   = 1.0   + 2.0*lamda ;
 350   if ( h11 == 0.0 || h22 == 0.0 ){
 351     LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitCircle","TrackFit")<<AliHLTTPCLog::kDec<<
 352       "Problems fitting circle"<<ENDLOG;
 353     return 1 ;
 354   }
 355   Double_t rootsq = (h14*h14)/(h11*h11) + 4.0*h34 ;
 356
 357   Double_t ratio, kappa, beta ;
 358   if ( fabs(h22) > fabs(h24) ) {
 359      ratio  = h24 / h22 ;
 360      rootsq = ratio * ratio + rootsq ;
 361      kappa = 1.0 / sqrt(rootsq) ;
 362      beta  = - ratio * kappa ;
 363   }
 364   else {
 365      ratio  = h22 / h24 ;
 366      rootsq = 1.0 + ratio * ratio * rootsq ;
 367      beta  = 1.0 / sqrt(rootsq) ;
 368      if ( h24 > 0 ) beta = - beta ;
 369      kappa = -ratio * beta ;
 370   }
 371   Double_t alpha = - (h14/h11) * kappa ;
 372 //
 373 //-->  transform these into the lab coordinate system
 374 //-->  first get kappa and back to real dimensions
 375 //
 376   Double_t kappa1 = kappa / rscale ;
 377   Double_t dbro   = 0.5   / kappa1 ;
 378 //
 379 //-->  next rotate alpha and beta and scale
 380 //
 381   Double_t alphar = (cosrot * alpha - sinrot * beta)* dbro ;
 382   Double_t betar  = (sinrot * alpha + cosrot * beta)* dbro ;
 383 //
 384 //-->  then translate by (xav,yav)
 385 //
 386   Double_t acent  = (double)(xav - alphar) ;
 387   Double_t bcent  = (double)(yav - betar ) ;
 388   Double_t radius = (double)dbro ;
 389 //
 390 //   Get charge
 391 //
 392   Int_t q = ( ( yrrav < 0 ) ? 1 : -1 ) ;
 393
 394   fTrack->SetCharge(q);
 395
 396
 397   //Set the first point on the track to the space point coordinates of the innermost track
 398   //This will be updated to lie on the fit later on (AliHLTTPCTrack::UpdateToFirstPoint).
 399   Double_t x0,y0,psi,pt ;
 400   AliHLTTPCConfMapPoint *lHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetLastHit();
 401   x0 = lHit->GetX();
 402   y0 = lHit->GetY();
 403   fTrack->SetFirstPoint(x0,y0,0); //Z-value is set in FitLine
 404
 405   psi  = (Double_t)atan2(bcent-y0,acent-x0) ;
 406   psi  = psi + q * AliHLTTPCTransform::PiHalf();
 407   if ( psi < 0 ) psi = psi + AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 408   pt   = (Double_t)(AliHLTTPCTransform::GetBFieldValue() * radius ) ;
 409
 410   //Update the track parameters with the parameters from this fit:
 411   fTrack->SetPsi(psi);
 412   fTrack->SetPt(pt);
 413   fTrack->SetRadius(radius);
 414   fTrack->SetCenterX(acent);
 415   fTrack->SetCenterY(bcent);
 416
 417   fTrack->SetY0err(0.03);
 418   //set error for pT and Y. psi, Z and Tgl are set.
 419
 420   //
 421 //    Get errors from fast fit
 422 //
 423   //if ( getPara()->getErrors ) getErrorsCircleFit ( acent, bcent, radius ) ;
 424 //
 425   return 0 ;
 426
 427 }
 428
 429 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 430 //    Fit Line in s-z plane
 431 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 432 Int_t AliHLTTPCConfMapFit::FitLine ( )
 433 {
 434   //
 435   //Initialization
 436   //
 437   Double_t sum = 0.F ;
 438   Double_t ss  = 0.F ;
 439   Double_t sz  = 0.F ;
 440   Double_t sss = 0.F ;
 441   Double_t ssz = 0.F ;
 442   //
 443   //find sum , sums ,sumz, sumss
 444   //
 445   Double_t dx, dy ;
 446   Double_t radius = (Double_t)(fTrack->GetPt() / AliHLTTPCTransform::GetBFieldValue() ) ;
 447
 448   //TObjArray *hits = fTrack->GetHits();
 449   //Int_t numOfHits = fTrack->GetNumberOfPoints();
 450
 451   if (0)// fTrack->ComesFromMainVertex() == true )
 452     {
 453       dx = ((AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetFirstHit())->GetX() - fVertex->GetX();
 454       dy = ((AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetFirstHit())->GetY() - fVertex->GetY() ;
 455     }
 456   else
 457     {
 458       dx = ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetFirstHit())->GetX() - ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetLastHit())->GetX() ;
 459       dy = ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetFirstHit())->GetY() - ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetLastHit())->GetY() ;
 460       //dx = ((AliHLTTPCConfMapPoint *)hits->First())->GetX() - ((AliHLTTPCConfMapPoint *)hits->Last())->GetX() ;
 461       //dy = ((AliHLTTPCConfMapPoint *)hits->First())->GetY() - ((AliHLTTPCConfMapPoint *)hits->Last())->GetY() ;
 462     }
 463
 464   Double_t localPsi = 0.5F * sqrt ( dx*dx + dy*dy ) / radius ;
 465   Double_t totalS ;
 466
 467   if ( fabs(localPsi) < 1. )
 468     {
 469       totalS = 2.0 * radius * asin ( localPsi ) ;
 470     }
 471   else
 472     {
 473       totalS = 2.0 * radius * AliHLTTPCTransform::Pi() ;
 474     }
 475
 476   AliHLTTPCConfMapPoint *previousHit = NULL;
 477
 478   // FtfBaseHit *previousHit = 0  ;
 479
 480   //for ( startLoop() ; done() ; nextHit() ) {
 481   Double_t dpsi,s;
 482
 483   //  for(hit_counter=0; hit_counter<numOfHits; hit_counter++)
 484   for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit())
 485     {
 486       // AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)hits->At(hit_counter);
 487       AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 488       // if ( GetCurrentHit() != GetFirstHit() )
 489       if(previousHit)//  hits->First())
 490         {
 491           // this means cHit != fTrack->GetFirstHit()
 492           dx   = cHit->GetX() - previousHit->GetX() ;
 493           dy   = cHit->GetY() - previousHit->GetY() ;
 494           dpsi = 0.5 * (Double_t)sqrt ( dx*dx + dy*dy ) / radius ;
 495           fTrack->SetPsierr(dpsi);
 496           s = previousHit->GetS() - 2.0 * radius * (Double_t)asin ( dpsi ) ;
 497           cHit->SetS(s);
 498         }
 499       else
 500         cHit->SetS(totalS);
 501       //        cHit->s = totalS ;
 502
 503       sum += cHit->GetZWeight() ;
 504       ss  += cHit->GetZWeight() * cHit->GetS() ;
 505       sz  += cHit->GetZWeight() * cHit->GetZ() ;
 506       sss += cHit->GetZWeight() * cHit->GetS() * cHit->GetS() ;
 507       ssz += cHit->GetZWeight() * cHit->GetS() * cHit->GetZ() ;
 508       previousHit = cHit ;
 509     }
 510
 511   Double_t chi2,det = sum * sss - ss * ss;
 512   if ( fabs(det) < 1e-20)
 513     {
 514       chi2 = 99999.F ;
 515       fTrack->SetChiSq2(chi2);
 516       return 0 ;
 517     }
 518
 519   //Compute the best fitted parameters A,B
 520   Double_t tanl,z0,dtanl,dz0;
 521
 522   tanl = (Double_t)((sum * ssz - ss * sz ) / det );
 523   z0   = (Double_t)((sz * sss - ssz * ss ) / det );
 524
 525   fTrack->SetTgl(tanl);
 526   fTrack->SetZ0(z0);
 527
 528   //     calculate chi-square
 529
 530   chi2 = 0.;
 531   Double_t r1 ;
 532
 533   //for(hit_counter=0; hit_counter<numOfHits; hit_counter++)
 534   for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit())
 535     {
 536       //AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)hits->At(hit_counter);
 537       AliHLTTPCConfMapPoint *cHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 538       r1   = cHit->GetZ() - tanl * cHit->GetS() - z0 ;
 539       chi2 += (Double_t) ( (Double_t)cHit->GetZWeight() * (r1 * r1) );
 540     }
 541   fTrack->SetChiSq2(chi2);
 542   //
 543   //     calculate estimated variance
 544   //      varsq=chi/(double(n)-2.)
 545   //     calculate covariance matrix
 546   //      siga=sqrt(varsq*sxx/det)
 547   //      sigb=sqrt(varsq*sum/det)
 548   //
 549   dtanl = (Double_t) ( sum / det );
 550   dz0   = (Double_t) ( sss / det );
 551
 552   fTrack->SetTglerr(dtanl);
 553   fTrack->SetZ0err(dz0);
 554
 555     //The calculation of pT comes from "Perticle Physics Booklet":
 556   //24.11 Measurement of particle momenta in a uniform magnetic field.
 557   //(dk)^2=(dk_res)^2 + (dk_ms)^2
 558   //for now k_ms is 0. Need to find length of track in 3D.
 559
 560   Double_t lengthXY = fTrack->GetLengthXY();
 561   //Double_t lengthTot = fTrack->GetLengthTot();
 562   //Double_t beta = fTrack->GetP()/TMath::Sqrt((fTrack->GetP()*fTrack->GetP())+(0.13957*0.13957));
 563   //Double_t lambda = TMath::ATan(fTrack->GetTgl());
 564   Double_t lengthXY2 = lengthXY*lengthXY;
 565   Int_t nCluster4 = fTrack->GetNHits()+4;
 566
 567   Double_t Kres = 0.03/lengthXY2;
 568   Kres = Kres * TMath::Sqrt(720/nCluster4);
 569
 570   //Double_t Kres = (0.03/(lengthXY*lengthXY))*TMath::Sqrt(720/(fTrack->GetNHits()+4));
 571
 572   //Double_t d = lengthTot*fTrack->GetP()*beta*TMath::Cos(lambda)*TMath::Cos(lambda);
 573   //Double_t Kms = (0.016/d)*TMath::Sqrt(lengthTot/24.0);
 574   Double_t Kms = 0.0;
 575
 576   Double_t KTot = TMath::Sqrt((Kres * Kres) + (Kms * Kms));
 577
 578   Double_t Pterr = (1/(0.3*AliHLTTPCTransform::GetBField()))*KTot;
 579
 580   fTrack->SetPterr(Pterr);
 581
 582   return 0 ;
 583 }
 584
 585
 586 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 587 //    Straight Line Fit  in x-y plane
 588 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 589 Int_t AliHLTTPCConfMapFit::FitLineXY ( ){
 590     // -----------------------------------------------------------------------------
 591     // Implementation after Numerical Recipes in C, 2nd Edtion, chapter 15.2, p. 661
 592     // with y = b*x + a
 593     // and Data Analysis for Physical Science Students, Luis Lyons, chapter 2.4 p.51
 594     // with y = a' + bx' , x' = x - <x>
 595     // -----------------------------------------------------------------------------
 596
 597     Double_t s = 0.;
 598     Double_t sx = 0.;
 599
 600     Double_t sPrime = 0.;
 601     Double_t sxPrime = 0.;
 602     Double_t sxxPrime = 0.;
 603     Double_t syPrime = 0.;
 604     Double_t sxyPrime = 0.;
 605
 606     Double_t chi2 = 0.;
 607
 608     Int_t numOfHits = fTrack->GetNumberOfPoints();
 609
 610     Int_t co=0;
 611
 612     // - Loop over hits calculating average : xav
 613     for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit()) {
 614         co++;
 615         AliHLTTPCConfMapPoint *currentHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 616         // ** maybe not necessary, already done in ConfMapPoint
 617         currentHit->SetXYWeight( 1./ (Double_t)(currentHit->GetXerr()*currentHit->GetXerr() + currentHit->GetYerr()*currentHit->GetYerr()) );
 618         // **
 619         s   += currentHit->GetXYWeight();
 620         sx  += currentHit->GetXYWeight() * currentHit->GetX();
 621     }
 622
 623     if(co!=numOfHits)
 624         LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCConfMapFit::FitLineXY","TrackFit") << "Mismatch of hits. Counter: "<<co<<" nHits: "<<numOfHits<<ENDLOG;
 625
 626     Double_t xav = (Double_t)sx / s;
 627
 628     // Calculate weighted means
 629     for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit()) {
 630         AliHLTTPCConfMapPoint *currentHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 631
 632         Double_t xPrime =  currentHit->GetX() - xav;
 633         sPrime   += currentHit->GetXYWeight();
 634         sxPrime  += currentHit->GetXYWeight() * xPrime;
 635         sxxPrime += currentHit->GetXYWeight() * xPrime * xPrime;
 636         syPrime  += currentHit->GetXYWeight() * currentHit->GetY();
 637         sxyPrime += currentHit->GetXYWeight() * xPrime * currentHit->GetY();
 638     }
 639
 640     Double_t det = sPrime*sxxPrime + sxPrime*sxPrime;
 641
 642     if (fabs(det) < 1e-20) {
 643         LOG(AliHLTTPCLog::kDebug,"AliHLTTPCConfMapFit::FitLineXY","TrackFit") << "Determinant == 0" << ENDLOG;
 644         chi2 = 99999.F ;
 645         fTrack->SetChiSq1(chi2);
 646         return -1 ;
 647     }
 648
 649     Double_t b   = (Double_t)(sPrime*sxyPrime - sxPrime*syPrime) / det;        // line parameter b
 650     Double_t aPrime   = (Double_t)(sxxPrime*syPrime - sxPrime*sxyPrime) / det; // line parameter a
 651
 652     Double_t sigma2b = (Double_t)1. / sxxPrime;
 653     //-- Double_t sigma2aprime = (Double_t)1. /sPrime;
 654
 655     // Get gradient angle psi of line in xy plane
 656     Double_t psi  = (Double_t) atan(b) ;
 657
 658     // Calculate chi2
 659     for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit()) {
 660         AliHLTTPCConfMapPoint *currentHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 661         Double_t tempchi = currentHit->GetY() - aPrime - b*(currentHit->GetX() - xav);
 662         chi2 += tempchi*tempchi*currentHit->GetXYWeight() ;
 663     }
 664
 665     Double_t a = aPrime - b*xav;
 666
 667
 668     // Set TrackParameter
 669     fTrack->SetChiSq1(chi2);
 670     fTrack->SetPsi(psi);
 671     fTrack->SetPsierr(sigma2b);
 672     fTrack->SetCenterX(0.);    // Set to point on the track (for UpdateToFirstPoint)
 673     fTrack->SetCenterY(a);     // Set to point on the track (for UpdateToFirstPoint)
 674
 675     //Set the first point on the track to the space point coordinates of the innermost track
 676     //This will be updated to lie on the fit later on (AliHLTTPCTrack::UpdateToFirstPoint).
 677     AliHLTTPCConfMapPoint *lastHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetLastHit();
 678     Double_t x0 = lastHit->GetX();
 679     Double_t y0 = lastHit->GetY();
 680     fTrack->SetFirstPoint(x0,y0,0); //Z-value is set in FitLineSZ
 681
 682
 683     //Set Defaults
 684     fTrack->SetRadius(-1.);
 685     fTrack->SetCharge(1);
 686     fTrack->SetPt(-1.);
 687
 688
 689     return 0;
 690 }
 691
 692
 693 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 694 //    Straight Line Fit  in s-z plane
 695 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 696 Int_t AliHLTTPCConfMapFit::FitLineSZ ( ){
 697     // -----------------------------------------------------------------------------
 698     // Implementation after Numerical Recipes in C, 2nd Edtion, chapter 15.2, p. 661
 699     // with z = b*s + a
 700     // and Data Analysis for Physical Science Students, Luis Lyons, chapter 2.4 p.51
 701     // with z = a' + bs' , s' = s - <s>
 702     // -----------------------------------------------------------------------------
 703
 704     Double_t S = 0.;
 705     Double_t Ss = 0.;
 706
 707     Double_t sPrime = 0.;
 708     Double_t ssPrime = 0.;
 709     Double_t sssPrime = 0.;
 710     Double_t szPrime = 0.;
 711     Double_t sszPrime = 0.;
 712
 713     Double_t chi2 = 0.;
 714
 715     // Matthias 16.10.2007
 716     // what's that!!! local variables 's' and 'S'
 717     // change Double_t s = 0.; -> slength
 718     Double_t slength = 0.;
 719
 720     // Matthias 23.02.2011
 721     // this looks like a bug: previousHit is initialized, not changed
 722     // in the loop, but dereferenced for all but the first hit
 723     // changing the condition and adding an assignment at the end
 724     // of the loop
 725     AliHLTTPCConfMapPoint *previousHit = NULL;
 726
 727     // - Loop over hits calculating length in xy-plane: s
 728     // - Loop over hits calculating average : sav
 729     for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit()) {
 730         AliHLTTPCConfMapPoint *currentHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 731         if(previousHit) {
 732             // this means currentHit != fTrack->GetFirstHit()
 733             Double_t dx = currentHit->GetX() - previousHit->GetX() ;
 734             Double_t dy = currentHit->GetY() - previousHit->GetY() ;
 735             slength = previousHit->GetS() - (Double_t)sqrt ( dx*dx + dy*dy );
 736         }
 737         else{
 738             Double_t dx = ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetFirstHit())->GetX() - ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetLastHit())->GetX();
 739             Double_t dy = ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetFirstHit())->GetY() - ((AliHLTTPCConfMapPoint *)fTrack->GetLastHit())->GetY();
 740             slength = (Double_t)sqrt ( dx*dx + dy*dy );
 741         }
 742
 743         currentHit->SetS(slength);
 744
 745         S   += currentHit->GetZWeight();
 746         Ss  += currentHit->GetZWeight() * currentHit->GetS();
 747
 748         // Matthias 23.02.2011
 749         // adding missing assignment, otherwise previousHit stays NULL
 750         previousHit=currentHit;
 751     }
 752
 753     Double_t sav = (Double_t)Ss / S;
 754
 755     // Calculate weighted means
 756     for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit()) {
 757         AliHLTTPCConfMapPoint *currentHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 758
 759         // Matthias 20.05.2008
 760         // here was a shadowed variable, sPrime is formerly defined
 761         // renamed it to lsPrime ('local')
 762         Double_t lsPrime =  currentHit->GetS() - sav;
 763         lsPrime   += currentHit->GetZWeight();
 764         ssPrime  += currentHit->GetZWeight() * lsPrime;
 765         sssPrime += currentHit->GetZWeight() * lsPrime * lsPrime;
 766         szPrime  += currentHit->GetZWeight() * currentHit->GetZ();
 767         sszPrime += currentHit->GetZWeight() * lsPrime * currentHit->GetZ();
 768     }
 769
 770     Double_t det = sPrime*sssPrime + ssPrime*ssPrime;
 771
 772     if (fabs(det) < 1e-20) {
 773         LOG(AliHLTTPCLog::kDebug,"AliHLTTPCConfMapFit::FitLineSZ","TrackFit") << "Determinant == 0" << ENDLOG;
 774         chi2 = 99999.F ;
 775         fTrack->SetChiSq2(chi2);
 776         return -1 ;
 777     }
 778
 779     Double_t b   = (Double_t)(sPrime*sszPrime - ssPrime*szPrime) / det;        // line parameter b
 780     Double_t aPrime   = (Double_t)(sssPrime*szPrime - ssPrime*sszPrime) / det; // line parameter a
 781
 782     Double_t a = aPrime - b*sav;
 783
 784     Double_t sigma2b = (Double_t) 1. / sssPrime;
 785     Double_t sigma2aprime = (Double_t) 1. /sPrime;
 786
 787     Double_t sigma2a = sigma2aprime + sav*sav * sigma2b*sigma2b;
 788
 789     // Calculate chi2
 790     for(fTrack->StartLoop(); fTrack->LoopDone(); fTrack->GetNextHit()) {
 791         AliHLTTPCConfMapPoint *currentHit = (AliHLTTPCConfMapPoint*)fTrack->GetCurrentHit();
 792         Double_t tempchi = currentHit->GetZ() - aPrime - b*(currentHit->GetS() - sav);
 793         chi2 += tempchi*tempchi*currentHit->GetZWeight() ;
 794     }
 795
 796     // Set TrackParameter
 797     fTrack->SetChiSq2(chi2);
 798     fTrack->SetTgl(b);
 799     fTrack->SetZ0(a);
 800     fTrack->SetTglerr(sigma2b);
 801 //  fTrack->SetZ0err(sigma2aprime);   // maybe subject to check
 802     fTrack->SetZ0err(sigma2a);        // maybe subject to check
 803     return 0;
 804 }
 805