HLT/src/AliL3Track.cxx

   1 //$Id$
   2
   3 // Author: Anders Vestbo <mailto:vestbo$fi.uib.no>, Uli Frankenfeld <mailto:franken@fi.uib.no>
   4 //*-- Copyright &copy ASV
   5
   6 #include "AliL3StandardIncludes.h"
   7
   8 #include "AliL3RootTypes.h"
   9 #include "AliL3Logging.h"
  10 #include "AliL3Track.h"
  11 #include "AliL3Transform.h"
  12 #include "AliL3Vertex.h"
  13
  14
  15 //_____________________________________________________________
  16 // AliL3Track
  17 //
  18 // Track base class
  19 //Begin_Html
  20 /*
  21 <img src="track_coordinates.gif">
  22 */
  23 //End_Html
  24
  25 ClassImp(AliL3Track)
  26
  27 Float_t AliL3Track::BFACT = 0.0029980;
  28 Double_t AliL3Track::pi=3.14159265358979323846;
  29
  30 AliL3Track::AliL3Track()
  31 {
  32   //Constructor
  33
  34   fNHits = 0;
  35   fMCid = -1;
  36   fKappa=0;
  37   fRadius=0;
  38   fCenterX=0;
  39   fCenterY=0;
  40   ComesFromMainVertex(false);
  41   fQ = 0;
  42   fPhi0=0;
  43   fPsi=0;
  44   fR0=0;
  45   fTanl=0;
  46   fZ0=0;
  47   fPt=0;
  48   fLength=0;
  49   fIsLocal=true;
  50   fRowRange[0]=0;
  51   fRowRange[1]=0;
  52   memset(fHitNumbers,0,159*sizeof(UInt_t));
  53 }
  54
  55 void AliL3Track::Set(AliL3Track *tpt){
  56
  57   SetRowRange(tpt->GetFirstRow(),tpt->GetLastRow());
  58   SetPhi0(tpt->GetPhi0());
  59   SetKappa(tpt->GetKappa());
  60   SetNHits(tpt->GetNHits());
  61   SetFirstPoint(tpt->GetFirstPointX(),tpt->GetFirstPointY(),tpt->GetFirstPointZ());
  62   SetLastPoint(tpt->GetLastPointX(),tpt->GetLastPointY(),tpt->GetLastPointZ());
  63   SetPt(tpt->GetPt());
  64   SetPsi(tpt->GetPsi());
  65   SetTgl(tpt->GetTgl());
  66   SetCharge(tpt->GetCharge());
  67   SetHits(tpt->GetNHits(),(UInt_t *)tpt->GetHitNumbers());
  68 }
  69
  70 Int_t AliL3Track::Compare(const AliL3Track *track) const
  71 {
  72   if(track->GetNHits() < GetNHits()) return 1;
  73   if(track->GetNHits() > GetNHits()) return -1;
  74   return 0;
  75 }
  76
  77 AliL3Track::~AliL3Track()
  78 {
  79   //Nothing to do
  80 }
  81
  82 Double_t AliL3Track::GetP() const
  83 {
  84   // Returns total momentum.
  85   return fabs(GetPt())*sqrt(1. + GetTgl()*GetTgl());
  86 }
  87
  88 Double_t AliL3Track::GetPseudoRapidity() const
  89 {
  90   return 0.5 * log((GetP() + GetPz()) / (GetP() - GetPz()));
  91 }
  92
  93 /*
  94 Double_t AliL3Track::GetEta() const
  95 {
  96   return GetPseudoRapidity();
  97 }
  98 */
  99
 100 Double_t AliL3Track::GetRapidity() const
 101 {
 102   Double_t m_pi = 0.13957;
 103   return 0.5 * log((m_pi + GetPz()) / (m_pi - GetPz()));
 104 }
 105
 106 void AliL3Track::Rotate(Int_t slice,Bool_t tolocal)
 107 {
 108   //Rotate track to global parameters
 109   //If flag tolocal is set, the track is rotated
 110   //to local coordinates.
 111
 112
 113   Float_t psi[1] = {GetPsi()};
 114   if(!tolocal)
 115     AliL3Transform::Local2GlobalAngle(psi,slice);
 116   else
 117     AliL3Transform::Global2LocalAngle(psi,slice);
 118   SetPsi(psi[0]);
 119   Float_t first[3];
 120   first[0] = GetFirstPointX();
 121   first[1] = GetFirstPointY();
 122   first[2] = GetFirstPointZ();
 123   if(!tolocal)
 124     AliL3Transform::Local2Global(first,slice);
 125   else
 126     AliL3Transform::Global2Local(first,slice,kTRUE);
 127
 128   SetFirstPoint(first[0],first[1],first[2]);
 129   Float_t last[3];
 130   last[0] = GetLastPointX();
 131   last[1] = GetLastPointY();
 132   last[2] = GetLastPointZ();
 133   if(!tolocal)
 134     AliL3Transform::Local2Global(last,slice);
 135   else
 136     AliL3Transform::Global2Local(last,slice,kTRUE);
 137   SetLastPoint(last[0],last[1],last[2]);
 138
 139   Float_t center[3] = {GetCenterX(),GetCenterY(),0};
 140   if(!tolocal)
 141     AliL3Transform::Local2Global(center,slice);
 142   else
 143     AliL3Transform::Global2Local(center,slice,kTRUE);
 144   SetCenterX(center[0]);
 145   SetCenterY(center[1]);
 146
 147   if(!tolocal)
 148     fIsLocal=kFALSE;
 149   else
 150     fIsLocal=kTRUE;
 151 }
 152
 153 void AliL3Track::CalculateHelix(){
 154   //Calculate Radius, CenterX and CenterY from Psi, X0, Y0
 155   //
 156
 157   fRadius = fPt / (BFACT*AliL3Transform::GetBField());
 158   if(fRadius) fKappa = -fQ*1./fRadius;
 159   else fRadius = 999999;  //just zero
 160   Double_t trackPhi0 = fPsi + fQ *0.5 * pi;
 161
 162   fCenterX = fFirstPoint[0] - fRadius *  cos(trackPhi0);
 163   fCenterY = fFirstPoint[1] - fRadius *  sin(trackPhi0);
 164 }
 165
 166 Double_t AliL3Track::GetCrossingAngle(Int_t padrow)
 167 {
 168   //Calculate the crossing angle between track and given padrow.
 169
 170   if(!IsLocal())
 171     {
 172       printf("Track is not given in local coordinates\n");
 173       return 0;
 174     }
 175
 176   Float_t xyz[3];
 177   if(!GetCrossingPoint(padrow,xyz))
 178     printf("AliL3HoughTrack::GetCrossingPoint : Track does not cross line!!\n");
 179
 180   //Take the dot product of the tangent vector of the track, and
 181   //vector perpendicular to the padrow.
 182   //In order to do this, we need the tangent vector to the track at the
 183   //point. This is done by rotating the radius vector by 90 degrees;
 184   //rotation matrix: (  0  1 )
 185   //                 ( -1  0 )
 186
 187   Double_t tangent[2];
 188   tangent[0] = -1.*(xyz[1] - GetCenterY())/GetRadius();
 189   tangent[1] = (xyz[0] - GetCenterX())/GetRadius();
 190
 191   Double_t perp_padrow[2] = {1,0}; //locally in slice
 192
 193   Double_t cos_beta = fabs(tangent[0]*perp_padrow[0] + tangent[1]*perp_padrow[1]);
 194   return acos(cos_beta);
 195 }
 196
 197 Bool_t AliL3Track::GetCrossingPoint(Int_t padrow,Float_t *xyz)
 198 {
 199   //Assumes the track is given in local coordinates
 200
 201   if(!IsLocal())
 202     {
 203       printf("GetCrossingPoint: Track is given on global coordinates\n");
 204       return false;
 205     }
 206
 207   Double_t xHit = AliL3Transform::Row2X(padrow);
 208
 209   xyz[0] = xHit;
 210   Double_t aa = (xHit - GetCenterX())*(xHit - GetCenterX());
 211   Double_t r2 = GetRadius()*GetRadius();
 212   if(aa > r2)
 213     return false;
 214
 215   Double_t aa2 = sqrt(r2 - aa);
 216   Double_t y1 = GetCenterY() + aa2;
 217   Double_t y2 = GetCenterY() - aa2;
 218   xyz[1] = y1;
 219   if(fabs(y2) < fabs(y1)) xyz[1] = y2;
 220
 221   Double_t yHit = xyz[1];
 222   Double_t angle1 = atan2((yHit - GetCenterY()),(xHit - GetCenterX()));
 223   if(angle1 < 0) angle1 += 2.*AliL3Transform::Pi();
 224   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY() - GetCenterY()),(GetFirstPointX() - GetCenterX()));
 225   if(angle2 < 0) angle2 += 2.*AliL3Transform::Pi();
 226   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
 227   diff_angle = fmod(diff_angle,2*AliL3Transform::Pi());
 228   if((GetCharge()*diff_angle) > 0) diff_angle = diff_angle - GetCharge()*2.*AliL3Transform::Pi();
 229   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
 230   Double_t zHit = GetFirstPointZ() + s_tot*GetTgl();
 231   xyz[2] = zHit;
 232
 233   return true;
 234 }
 235
 236
 237 Bool_t AliL3Track::CalculateReferencePoint(Double_t angle,Double_t radius){
 238   // Global coordinate: crossing point with y = ax+ b; a=tan(angle-AliL3Transform::Pi()/2);
 239   //
 240   const Double_t rr=radius;//132; //position of reference plane
 241   const Double_t xr = cos(angle) * rr;
 242   const Double_t yr = sin(angle) * rr;
 243
 244   Double_t a = tan(angle-pi/2);
 245   Double_t b = yr - a * xr;
 246
 247   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY-a*b)/(1+pow(a,2));
 248   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-2*fCenterY*b+pow(b,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
 249
 250   Double_t racine = pp*pp-qq;
 251   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);      //no Point
 252
 253   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 254   Double_t x0 = pp+rootRacine;
 255   Double_t x1 = pp-rootRacine;
 256   Double_t y0 = a*x0 + b;
 257   Double_t y1 = a*x1 + b;
 258
 259   Double_t diff0 = sqrt(pow(x0-xr,2)+pow(y0-yr,2));
 260   Double_t diff1 = sqrt(pow(x1-xr,2)+pow(y1-yr,2));
 261
 262   if(diff0<diff1){
 263     fPoint[0]=x0;
 264     fPoint[1]=y0;
 265   }
 266   else{
 267     fPoint[0]=x1;
 268     fPoint[1]=y1;
 269   }
 270
 271   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 272   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 273   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 274     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 275     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 276   }
 277   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 278   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 279
 280   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 281   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 282   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 283
 284   return IsPoint(kTRUE);
 285 }
 286
 287 Bool_t AliL3Track::CalculateEdgePoint(Double_t angle){
 288   // Global coordinate: crossing point with y = ax; a=tan(angle);
 289   //
 290   Double_t rmin=80;  //min Radius of TPC
 291   Double_t rmax=260; //max Radius of TPC
 292
 293   Double_t a = tan(angle);
 294   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY)/(1+pow(a,2));
 295   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
 296   Double_t racine = pp*pp-qq;
 297   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);     //no Point
 298   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 299   Double_t x0 = pp+rootRacine;
 300   Double_t x1 = pp-rootRacine;
 301   Double_t y0 = a*x0;
 302   Double_t y1 = a*x1;
 303
 304   Double_t r0 = sqrt(pow(x0,2)+pow(y0,2));
 305   Double_t r1 = sqrt(pow(x1,2)+pow(y1,2));
 306   //find the right crossing point:
 307   //inside the TPC modules
 308   Bool_t ok0 = kFALSE;
 309   Bool_t ok1 = kFALSE;
 310
 311   if(r0>rmin&&r0<rmax){
 312     Double_t da=atan2(y0,x0);
 313     if(da<0) da+=2*pi;
 314     if(fabs(da-angle)<0.5)
 315       ok0 = kTRUE;
 316   }
 317   if(r1>rmin&&r1<rmax){
 318     Double_t da=atan2(y1,x1);
 319     if(da<0) da+=2*pi;
 320     if(fabs(da-angle)<0.5)
 321       ok1 = kTRUE;
 322   }
 323   if(!(ok0||ok1)) return IsPoint(kFALSE);   //no Point
 324
 325   if(ok0&&ok1){
 326     Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x0,2)+pow(fFirstPoint[1]-y0,2));
 327     Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x1,2)+pow(fFirstPoint[1]-y1,2));
 328     if(diff0<diff1) ok1 = kFALSE; //use ok0
 329     else ok0 = kFALSE;            //use ok1
 330   }
 331   if(ok0){fPoint[0]=x0; fPoint[1]=y0;}
 332   else   {fPoint[0]=x1; fPoint[1]=y1;}
 333
 334   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 335   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 336   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 337     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 338     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 339   }
 340   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 341   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 342
 343   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 344   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 345   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 346
 347   return IsPoint(kTRUE);
 348 }
 349
 350 Bool_t AliL3Track::CalculatePoint(Double_t xplane){
 351   // Local coordinate: crossing point with x plane
 352   //
 353   Double_t racine = pow(fRadius,2)-pow(xplane-fCenterX,2);
 354   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);
 355   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 356
 357   Double_t y0 = fCenterY + rootRacine;
 358   Double_t y1 = fCenterY - rootRacine;
 359   //Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y0));
 360   //Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y1));
 361   Double_t diff0 = fabs(y0-fFirstPoint[1]);
 362   Double_t diff1 = fabs(y1-fFirstPoint[1]);
 363
 364   fPoint[0]=xplane;
 365   if(diff0<diff1) fPoint[1]=y0;
 366   else            fPoint[1]=y1;
 367
 368   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 369   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 370   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 371     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 372     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 373   }
 374   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 375   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 376
 377   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 378   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 379   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 380
 381   return IsPoint(kTRUE);
 382 }
 383
 384 void AliL3Track::GetClosestPoint(AliL3Vertex *vertex,Double_t &closest_x,Double_t &closest_y,Double_t &closest_z)
 385 {
 386   //Calculate the point of closest approach to the vertex
 387
 388
 389   Double_t xc = GetCenterX() - vertex->GetX();//Shift the center of curvature with respect to the vertex
 390   Double_t yc = GetCenterY() - vertex->GetY();
 391
 392   Double_t dist_x1 = xc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 393   Double_t dist_y1 = yc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 394   Double_t distance1 = sqrt(dist_x1*dist_x1 + dist_y1*dist_y1);
 395
 396   Double_t dist_x2 = xc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 397   Double_t dist_y2 = yc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 398   Double_t distance2 = sqrt(dist_x2*dist_x2 + dist_y2*dist_y2);
 399
 400   //Choose the closest:
 401   if(distance1 < distance2)
 402     {
 403       closest_x = dist_x1 + vertex->GetX();
 404       closest_y = dist_y1 + vertex->GetY();
 405     }
 406   else
 407     {
 408       closest_x = dist_x2 + vertex->GetX();
 409       closest_y = dist_y2 + vertex->GetY();
 410     }
 411
 412   //Get the z coordinate:
 413   Double_t angle1 = atan2((closest_y-GetCenterY()),(closest_x-GetCenterX()));
 414   if(angle1 < 0) angle1 = angle1 + 2*AliL3Transform::Pi();
 415
 416   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY()-GetCenterY()),(GetFirstPointX()-GetCenterX()));
 417   if(angle2 < 0) angle2 = angle2 + 2*AliL3Transform::Pi();
 418
 419   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
 420   diff_angle = fmod(diff_angle,2*AliL3Transform::Pi());
 421
 422   if((GetCharge()*diff_angle) < 0) diff_angle = diff_angle + GetCharge()*2*AliL3Transform::Pi();
 423   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
 424
 425   closest_z = GetFirstPointZ() - s_tot*GetTgl();
 426 }