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
   7 #include "AliL3RootTypes.h"
   8
   9 #include "AliL3Defs.h"
  10 #include "AliL3Logging.h"
  11 #include "AliL3Track.h"
  12 #include "AliL3Transform.h"
  13 #include "AliL3Vertex.h"
  14 #include <math.h>
  15
  16 //_____________________________________________________________
  17 // AliL3Track
  18 //
  19 // Track base class
  20 //Begin_Html
  21 /*
  22 <img src="track_coordinates.gif">
  23 */
  24 //End_Html
  25
  26 ClassImp(AliL3Track)
  27
  28 Float_t AliL3Track::BFACT = 0.0029980;
  29 Double_t AliL3Track::pi=3.14159265358979323846;
  30
  31 AliL3Track::AliL3Track()
  32 {
  33   //Constructor
  34
  35   fNHits = 0;
  36   fMCid = -1;
  37   fKappa=0;
  38   fRadius=0;
  39   fCenterX=0;
  40   fCenterY=0;
  41   ComesFromMainVertex(false);
  42   fQ = 0;
  43   fPhi0=0;
  44   fPsi=0;
  45   fR0=0;
  46   fTanl=0;
  47   fZ0=0;
  48   fPt=0;
  49   fLength=0;
  50   fIsLocal=true;
  51   fRowRange[0]=0;
  52   fRowRange[1]=0;
  53   memset(fHitNumbers,0,176*sizeof(UInt_t));
  54 }
  55
  56 void AliL3Track::Set(AliL3Track *tpt){
  57
  58   SetRowRange(tpt->GetFirstRow(),tpt->GetLastRow());
  59   SetPhi0(tpt->GetPhi0());
  60   SetKappa(tpt->GetKappa());
  61   SetNHits(tpt->GetNHits());
  62   SetFirstPoint(tpt->GetFirstPointX(),tpt->GetFirstPointY(),tpt->GetFirstPointZ());
  63   SetLastPoint(tpt->GetLastPointX(),tpt->GetLastPointY(),tpt->GetLastPointZ());
  64   SetPt(tpt->GetPt());
  65   SetPsi(tpt->GetPsi());
  66   SetTgl(tpt->GetTgl());
  67   SetCharge(tpt->GetCharge());
  68   SetHits(tpt->GetNHits(),(UInt_t *)tpt->GetHitNumbers());
  69
  70 }
  71
  72 Int_t AliL3Track::Compare(const AliL3Track *track) const
  73 {
  74   if(track->GetNHits() < GetNHits()) return 1;
  75   if(track->GetNHits() > GetNHits()) return -1;
  76   return 0;
  77 }
  78
  79 AliL3Track::~AliL3Track()
  80 {
  81   //Nothing to do
  82 }
  83
  84 Double_t AliL3Track::GetP() const
  85 {
  86   // Returns total momentum.
  87   return fabs(GetPt())*sqrt(1. + GetTgl()*GetTgl());
  88
  89 }
  90
  91 Double_t AliL3Track::GetPseudoRapidity() const
  92 {
  93   return 0.5 * log((GetP() + GetPz()) / (GetP() - GetPz()));
  94 }
  95 /*
  96 Double_t AliL3Track::GetEta() const
  97 {
  98   return GetPseudoRapidity();
  99 }
 100 */
 101 Double_t AliL3Track::GetRapidity() const
 102 {
 103   Double_t m_pi = 0.13957;
 104   return 0.5 * log((m_pi + GetPz()) / (m_pi - GetPz()));
 105 }
 106
 107 void AliL3Track::Rotate(Int_t slice,Bool_t tolocal)
 108 {
 109   //Rotate track to global parameters
 110   //If flag tolocal is set, the track is rotated
 111   //to local coordinates.
 112
 113
 114   Float_t psi[1] = {GetPsi()};
 115   if(!tolocal)
 116     AliL3Transform::Local2GlobalAngle(psi,slice);
 117   else
 118     AliL3Transform::Global2LocalAngle(psi,slice);
 119   SetPsi(psi[0]);
 120   Float_t first[3];
 121   first[0] = GetFirstPointX();
 122   first[1] = GetFirstPointY();
 123   first[2] = GetFirstPointZ();
 124   if(!tolocal)
 125     AliL3Transform::Local2Global(first,slice);
 126   else
 127     AliL3Transform::Global2Local(first,slice,kTRUE);
 128
 129   SetFirstPoint(first[0],first[1],first[2]);
 130   Float_t last[3];
 131   last[0] = GetLastPointX();
 132   last[1] = GetLastPointY();
 133   last[2] = GetLastPointZ();
 134   if(!tolocal)
 135     AliL3Transform::Local2Global(last,slice);
 136   else
 137     AliL3Transform::Global2Local(last,slice,kTRUE);
 138   SetLastPoint(last[0],last[1],last[2]);
 139
 140   Float_t center[3] = {GetCenterX(),GetCenterY(),0};
 141   if(!tolocal)
 142     AliL3Transform::Local2Global(center,slice);
 143   else
 144     AliL3Transform::Global2Local(center,slice,kTRUE);
 145   SetCenterX(center[0]);
 146   SetCenterY(center[1]);
 147
 148   if(!tolocal)
 149     fIsLocal=kFALSE;
 150   else
 151     fIsLocal=kTRUE;
 152 }
 153
 154 void AliL3Track::CalculateHelix(){
 155   //Calculate Radius, CenterX and Centery from Psi, X0, Y0
 156   //
 157
 158   fRadius = fPt / (BFACT*BField);
 159   if(fRadius) fKappa = -fQ*1./fRadius;
 160   else fRadius = 999999;  //just zero
 161   Double_t trackPhi0 = fPsi + fQ *0.5 * pi;
 162
 163   fCenterX = fFirstPoint[0] - fRadius *  cos(trackPhi0);
 164   fCenterY = fFirstPoint[1] - fRadius *  sin(trackPhi0);
 165 }
 166
 167 Double_t AliL3Track::GetCrossingAngle(Int_t padrow)
 168 {
 169   //Calculate the crossing angle between track and given padrow.
 170
 171   if(!IsLocal())
 172     {
 173       printf("Track is not given in local coordinates\n");
 174       return 0;
 175     }
 176
 177   Float_t xyz[3];
 178   if(!GetCrossingPoint(padrow,xyz))
 179     printf("AliL3HoughTrack::GetCrossingPoint : Track does not cross line!!\n");
 180
 181   //Take the dot product of the tangent vector of the track, and
 182   //vector perpendicular to the padrow.
 183
 184   Double_t tangent[2];
 185   tangent[1] = (xyz[0] - GetCenterX())/GetRadius();
 186   tangent[0] = -1.*(xyz[1] - GetCenterY())/GetRadius();
 187
 188   Double_t perp_padrow[2] = {1,0}; //locally in slice
 189
 190   Double_t cos_beta = fabs(tangent[0]*perp_padrow[0] + tangent[1]*perp_padrow[1]);
 191   return acos(cos_beta);
 192
 193 }
 194
 195 Bool_t AliL3Track::GetCrossingPoint(Int_t padrow,Float_t *xyz)
 196 {
 197   //Assumes the track is given in local coordinates
 198
 199   if(!IsLocal())
 200     {
 201       printf("GetCrossingPoint: Track is given on global coordinates\n");
 202       return false;
 203     }
 204
 205   Double_t xHit = AliL3Transform::Row2X(padrow);
 206
 207   xyz[0] = xHit;
 208   Double_t aa = (xHit - GetCenterX())*(xHit - GetCenterX());
 209   Double_t r2 = GetRadius()*GetRadius();
 210   if(aa > r2)
 211     return false;
 212
 213   Double_t aa2 = sqrt(r2 - aa);
 214   Double_t y1 = GetCenterY() + aa2;
 215   Double_t y2 = GetCenterY() - aa2;
 216   xyz[1] = y1;
 217   if(fabs(y2) < fabs(y1)) xyz[1] = y2;
 218
 219   Double_t yHit = xyz[1];
 220   Double_t angle1 = atan2((yHit - GetCenterY()),(xHit - GetCenterX()));
 221   if(angle1 < 0) angle1 += 2.*Pi;
 222   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY() - GetCenterY()),(GetFirstPointX() - GetCenterX()));
 223   if(angle2 < 0) angle2 += 2.*Pi;
 224   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
 225   diff_angle = fmod(diff_angle,2*Pi);
 226   if((GetCharge()*diff_angle) > 0) diff_angle = diff_angle - GetCharge()*2.*Pi;
 227   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
 228   Double_t zHit = GetFirstPointZ() + s_tot*GetTgl();
 229   xyz[2] = zHit;
 230
 231   return true;
 232 }
 233
 234
 235 Bool_t AliL3Track::CalculateReferencePoint(Double_t angle,Double_t radius){
 236   // Global coordinate: crossing point with y = ax+ b; a=tan(angle-Pi/2);
 237   //
 238   const Double_t rr=radius;//132; //position of referece plane
 239   const Double_t xr = cos(angle) *rr;
 240   const Double_t yr = sin(angle) *rr;
 241
 242   Double_t a = tan(angle-pi/2);
 243   Double_t b = yr - a * xr;
 244
 245   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY-a*b)/(1+pow(a,2));
 246   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-2*fCenterY*b+pow(b,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
 247
 248   Double_t racine = pp*pp-qq;
 249   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);      //no Point
 250
 251   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 252   Double_t x0 = pp+rootRacine;
 253   Double_t x1 = pp-rootRacine;
 254   Double_t y0 = a*x0 + b;
 255   Double_t y1 = a*x1 + b;
 256
 257   Double_t diff0 = sqrt(pow(x0-xr,2)+pow(y0-yr,2));
 258   Double_t diff1 = sqrt(pow(x1-xr,2)+pow(y1-yr,2));
 259
 260   if(diff0<diff1){
 261     fPoint[0]=x0;
 262     fPoint[1]=y0;
 263   }
 264   else{
 265     fPoint[0]=x1;
 266     fPoint[1]=y1;
 267   }
 268
 269   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 270   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 271   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 272     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 273     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 274   }
 275   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 276   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 277
 278   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 279   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 280   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 281
 282   return IsPoint(kTRUE);
 283 }
 284
 285 Bool_t AliL3Track::CalculateEdgePoint(Double_t angle){
 286   // Global coordinate: crossing point with y = ax; a=tan(angle);
 287   //
 288   Double_t rmin=80;  //min Radius of TPC
 289   Double_t rmax=260; //max Radius of TPC
 290
 291   Double_t a = tan(angle);
 292   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY)/(1+pow(a,2));
 293   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
 294   Double_t racine = pp*pp-qq;
 295   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);     //no Point
 296   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 297   Double_t x0 = pp+rootRacine;
 298   Double_t x1 = pp-rootRacine;
 299   Double_t y0 = a*x0;
 300   Double_t y1 = a*x1;
 301
 302   Double_t r0 = sqrt(pow(x0,2)+pow(y0,2));
 303   Double_t r1 = sqrt(pow(x1,2)+pow(y1,2));
 304   //find the right crossing point:
 305   //inside the TPC modules
 306   Bool_t ok0 = kFALSE;
 307   Bool_t ok1 = kFALSE;
 308
 309   if(r0>rmin&&r0<rmax){
 310     Double_t da=atan2(y0,x0);
 311     if(da<0) da+=2*pi;
 312     if(fabs(da-angle)<0.5)
 313       ok0 = kTRUE;
 314   }
 315   if(r1>rmin&&r1<rmax){
 316     Double_t da=atan2(y1,x1);
 317     if(da<0) da+=2*pi;
 318     if(fabs(da-angle)<0.5)
 319       ok1 = kTRUE;
 320   }
 321   if(!(ok0||ok1)) return IsPoint(kFALSE);   //no Point
 322
 323   if(ok0&&ok1){
 324     Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x0,2)+pow(fFirstPoint[1]-y0,2));
 325     Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x1,2)+pow(fFirstPoint[1]-y1,2));
 326     if(diff0<diff1) ok1 = kFALSE; //use ok0
 327     else ok0 = kFALSE;            //use ok1
 328   }
 329   if(ok0){fPoint[0]=x0; fPoint[1]=y0;}
 330   else   {fPoint[0]=x1; fPoint[1]=y1;}
 331
 332   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 333   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 334   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 335     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 336     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 337   }
 338   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 339   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 340
 341   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 342   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 343   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 344
 345   return IsPoint(kTRUE);
 346 }
 347
 348 Bool_t AliL3Track::CalculatePoint(Double_t xplane){
 349   // Local coordinate: crossing point with x plane
 350   //
 351   Double_t racine = pow(fRadius,2)-pow(xplane-fCenterX,2);
 352   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);
 353   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 354
 355   Double_t y0 = fCenterY + rootRacine;
 356   Double_t y1 = fCenterY - rootRacine;
 357   //Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y0));
 358   //Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y1));
 359   Double_t diff0 = fabs(y0-fFirstPoint[1]);
 360   Double_t diff1 = fabs(y1-fFirstPoint[1]);
 361
 362   fPoint[0]=xplane;
 363   if(diff0<diff1) fPoint[1]=y0;
 364   else            fPoint[1]=y1;
 365
 366   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 367   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 368   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 369     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 370     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 371   }
 372   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 373   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 374
 375   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 376   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 377   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 378
 379   return IsPoint(kTRUE);
 380 }
 381
 382 void AliL3Track::GetClosestPoint(AliL3Vertex *vertex,Double_t &closest_x,Double_t &closest_y,Double_t &closest_z)
 383 {
 384   //Calculate the point of closest approach to the vertex
 385
 386
 387   Double_t xc = GetCenterX() - vertex->GetX();//Shift the center of curvature with respect to the vertex
 388   Double_t yc = GetCenterY() - vertex->GetY();
 389
 390   Double_t dist_x1 = xc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 391   Double_t dist_y1 = yc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 392   Double_t distance1 = sqrt(dist_x1*dist_x1 + dist_y1*dist_y1);
 393
 394   Double_t dist_x2 = xc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 395   Double_t dist_y2 = yc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 396   Double_t distance2 = sqrt(dist_x2*dist_x2 + dist_y2*dist_y2);
 397
 398   //Choose the closest:
 399   if(distance1 < distance2)
 400     {
 401       closest_x = dist_x1 + vertex->GetX();
 402       closest_y = dist_y1 + vertex->GetY();
 403     }
 404   else
 405     {
 406       closest_x = dist_x2 + vertex->GetX();
 407       closest_y = dist_y2 + vertex->GetY();
 408     }
 409
 410   //Get the z coordinate:
 411   Double_t angle1 = atan2((closest_y-GetCenterY()),(closest_x-GetCenterX()));
 412   if(angle1 < 0) angle1 = angle1 + 2*Pi;
 413
 414   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY()-GetCenterY()),(GetFirstPointX()-GetCenterX()));
 415   if(angle2 < 0) angle2 = angle2 + 2*Pi;
 416
 417   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
 418   diff_angle = fmod(diff_angle,2*Pi);
 419
 420   if((GetCharge()*diff_angle) < 0) diff_angle = diff_angle + GetCharge()*2*Pi;
 421   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
 422
 423   closest_z = GetFirstPointZ() - s_tot*GetTgl();
 424 }