ITS/AliITStrackV2.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 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  17 //                Implementation of the ITS track class
  18 //
  19 //          Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  20 //     dEdx analysis by: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
  21 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  22 #include <TMath.h>
  23
  24 #include "AliCluster.h"
  25 #include "AliTracker.h"
  26 #include "AliESDtrack.h"
  27 #include "AliITStrackV2.h"
  28
  29 const Int_t AliITStrackV2::fgkWARN = 5;
  30
  31 ClassImp(AliITStrackV2)
  32
  33
  34 //____________________________________________________________________________
  35 AliITStrackV2::AliITStrackV2() : AliKalmanTrack(),
  36   fdEdx(0),
  37   fESDtrack(0)
  38 {
  39     for(Int_t i=0; i<2*AliITSgeomTGeo::kNLayers; i++) fIndex[i]=-1;
  40     for(Int_t i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=0;
  41 }
  42
  43
  44 //____________________________________________________________________________
  45 AliITStrackV2::AliITStrackV2(AliESDtrack& t,Bool_t c) throw (const Char_t *) :
  46   AliKalmanTrack(),
  47   fdEdx(t.GetITSsignal()),
  48   fESDtrack(&t)
  49 {
  50   //------------------------------------------------------------------
  51   // Conversion ESD track -> ITS track.
  52   // If c==kTRUE, create the ITS track out of the constrained params.
  53   //------------------------------------------------------------------
  54   const AliExternalTrackParam *par=&t;
  55   if (c) {
  56     par=t.GetConstrainedParam();
  57     if (!par) throw "AliITStrackV2: conversion failed !\n";
  58   }
  59   Set(par->GetX(),par->GetAlpha(),par->GetParameter(),par->GetCovariance());
  60
  61   //if (!Invariant()) throw "AliITStrackV2: conversion failed !\n";
  62
  63   SetLabel(t.GetLabel());
  64   SetMass(t.GetMass());
  65   SetNumberOfClusters(t.GetITSclusters(fIndex));
  66
  67   if (t.GetStatus()&AliESDtrack::kTIME) {
  68     StartTimeIntegral();
  69     Double_t times[10]; t.GetIntegratedTimes(times); SetIntegratedTimes(times);
  70     SetIntegratedLength(t.GetIntegratedLength());
  71   }
  72
  73   for(Int_t i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=0;
  74 }
  75
  76 void AliITStrackV2::UpdateESDtrack(ULong_t flags) const {
  77   fESDtrack->UpdateTrackParams(this,flags);
  78 }
  79
  80 //____________________________________________________________________________
  81 AliITStrackV2::AliITStrackV2(const AliITStrackV2& t) :
  82   AliKalmanTrack(t),
  83   fdEdx(t.fdEdx),
  84   fESDtrack(t.fESDtrack)
  85 {
  86   //------------------------------------------------------------------
  87   //Copy constructor
  88   //------------------------------------------------------------------
  89   Int_t i;
  90   for (i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=t.fdEdxSample[i];
  91   for (i=0; i<2*AliITSgeomTGeo::GetNLayers(); i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
  92 }
  93
  94 //_____________________________________________________________________________
  95 Int_t AliITStrackV2::Compare(const TObject *o) const {
  96   //-----------------------------------------------------------------
  97   // This function compares tracks according to the their curvature
  98   //-----------------------------------------------------------------
  99   AliITStrackV2 *t=(AliITStrackV2*)o;
 100   //Double_t co=OneOverPt();
 101   //Double_t c =OneOverPt();
 102   Double_t co=t->GetSigmaY2()*t->GetSigmaZ2();
 103   Double_t c =GetSigmaY2()*GetSigmaZ2();
 104   if (c>co) return 1;
 105   else if (c<co) return -1;
 106   return 0;
 107 }
 108
 109 //____________________________________________________________________________
 110 Bool_t
 111 AliITStrackV2::PropagateToVertex(const AliESDVertex *v,Double_t d,Double_t x0)
 112 {
 113   //------------------------------------------------------------------
 114   //This function propagates a track to the minimal distance from the origin
 115   //------------------------------------------------------------------
 116   Double_t bz=GetBz();
 117   if (PropagateToDCA(v,bz,kVeryBig)) {
 118     Double_t xOverX0,xTimesRho;
 119     xOverX0 = d; xTimesRho = d*x0;
 120     if (CorrectForMeanMaterial(xOverX0,xTimesRho,kTRUE)) return kTRUE;
 121   }
 122   return kFALSE;
 123 }
 124
 125 //____________________________________________________________________________
 126 Bool_t AliITStrackV2::
 127 GetGlobalXYZat(Double_t xloc, Double_t &x, Double_t &y, Double_t &z) const {
 128   //------------------------------------------------------------------
 129   //This function returns a track position in the global system
 130   //------------------------------------------------------------------
 131   Double_t r[3];
 132   Bool_t rc=GetXYZAt(xloc, AliTracker::GetBz(), r);
 133   x=r[0]; y=r[1]; z=r[2];
 134   return rc;
 135 }
 136
 137 //_____________________________________________________________________________
 138 Double_t AliITStrackV2::GetPredictedChi2(const AliCluster *c) const {
 139   //-----------------------------------------------------------------
 140   // This function calculates a predicted chi2 increment.
 141   //-----------------------------------------------------------------
 142   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 143   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 144   return AliExternalTrackParam::GetPredictedChi2(p,cov);
 145 }
 146
 147 //____________________________________________________________________________
 148 Bool_t AliITStrackV2::PropagateTo(Double_t xk, Double_t d, Double_t x0) {
 149   //------------------------------------------------------------------
 150   //This function propagates a track
 151   //------------------------------------------------------------------
 152
 153   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 154
 155   Double_t bz=GetBz();
 156   if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
 157   Double_t xOverX0,xTimesRho;
 158   xOverX0 = d; xTimesRho = d*x0;
 159   if (!CorrectForMeanMaterial(xOverX0,xTimesRho,kTRUE)) return kFALSE;
 160
 161   Double_t x=GetX(), y=GetY(), z=GetZ();
 162   if (IsStartedTimeIntegral() && x>oldX) {
 163     Double_t l2 = (x-oldX)*(x-oldX) + (y-oldY)*(y-oldY) + (z-oldZ)*(z-oldZ);
 164     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
 165   }
 166
 167   return kTRUE;
 168 }
 169
 170 //____________________________________________________________________________
 171 Bool_t AliITStrackV2::PropagateToTGeo(Double_t xToGo, Int_t nstep, Double_t &xOverX0, Double_t &xTimesRho) {
 172   //-------------------------------------------------------------------
 173   //  Propagates the track to a reference plane x=xToGo in n steps.
 174   //  These n steps are only used to take into account the curvature.
 175   //  The material is calculated with TGeo. (L.Gaudichet)
 176   //-------------------------------------------------------------------
 177
 178   Double_t startx = GetX(), starty = GetY(), startz = GetZ();
 179   Double_t sign = (startx<xToGo) ? -1.:1.;
 180   Double_t step = (xToGo-startx)/TMath::Abs(nstep);
 181
 182   Double_t start[3], end[3], mparam[7], bz = GetBz();
 183   Double_t x = startx;
 184
 185   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
 186
 187     GetXYZ(start);   //starting global position
 188     x += step;
 189     if (!GetXYZAt(x, bz, end)) return kFALSE;
 190     if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(x, bz)) return kFALSE;
 191     AliTracker::MeanMaterialBudget(start, end, mparam);
 192     if (mparam[1]<900000) {
 193       xTimesRho = sign*mparam[4]*mparam[0];
 194       xOverX0   = mparam[1];
 195       if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(xOverX0,
 196                                       xTimesRho,GetMass())) return kFALSE;
 197     }
 198   }
 199
 200   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>startx) {
 201     Double_t l2 = ( (GetX()-startx)*(GetX()-startx) +
 202                     (GetY()-starty)*(GetY()-starty) +
 203                     (GetZ()-startz)*(GetZ()-startz) );
 204     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
 205   }
 206
 207   return kTRUE;
 208 }
 209
 210 //____________________________________________________________________________
 211 Bool_t AliITStrackV2::Update(const AliCluster* c, Double_t chi2, Int_t index)
 212 {
 213   //------------------------------------------------------------------
 214   //This function updates track parameters
 215   //------------------------------------------------------------------
 216   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 217   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 218
 219   if (!AliExternalTrackParam::Update(p,cov)) return kFALSE;
 220
 221   if (!Invariant()) {
 222      AliWarning("Wrong invariant !");
 223      return kFALSE;
 224   }
 225
 226   if (chi2<0) return kTRUE;
 227
 228   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 229   fIndex[n]=index;
 230   SetNumberOfClusters(n+1);
 231   SetChi2(GetChi2()+chi2);
 232
 233   return kTRUE;
 234 }
 235
 236 Bool_t AliITStrackV2::Invariant() const {
 237   //------------------------------------------------------------------
 238   // This function is for debugging purpose only
 239   //------------------------------------------------------------------
 240   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 241
 242   Double_t sP2=GetParameter()[2];
 243   if (TMath::Abs(sP2) >= kAlmost1){
 244      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fP2=%f\n",sP2);
 245      return kFALSE;
 246   }
 247   Double_t sC00=GetCovariance()[0];
 248   if (sC00<=0 || sC00>9.) {
 249      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC00=%f\n",sC00);
 250      return kFALSE;
 251   }
 252   Double_t sC11=GetCovariance()[2];
 253   if (sC11<=0 || sC11>9.) {
 254      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC11=%f\n",sC11);
 255      return kFALSE;
 256   }
 257   Double_t sC22=GetCovariance()[5];
 258   if (sC22<=0 || sC22>1.) {
 259      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC22=%f\n",sC22);
 260      return kFALSE;
 261   }
 262   Double_t sC33=GetCovariance()[9];
 263   if (sC33<=0 || sC33>1.) {
 264      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC33=%f\n",sC33);
 265      return kFALSE;
 266   }
 267   Double_t sC44=GetCovariance()[14];
 268   if (sC44<=0 /*|| sC44>6e-5*/) {
 269      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC44=%f\n",sC44);
 270      return kFALSE;
 271   }
 272
 273   return kTRUE;
 274 }
 275
 276 //____________________________________________________________________________
 277 Bool_t AliITStrackV2::Propagate(Double_t alp,Double_t xk) {
 278   //------------------------------------------------------------------
 279   //This function propagates a track
 280   //------------------------------------------------------------------
 281   Double_t bz=GetBz();
 282   if (!AliExternalTrackParam::Propagate(alp,xk,bz)) return kFALSE;
 283
 284   if (!Invariant()) {
 285      AliWarning("Wrong invariant !");
 286      return kFALSE;
 287   }
 288
 289   return kTRUE;
 290 }
 291
 292 Bool_t AliITStrackV2::MeanBudgetToPrimVertex(Double_t xyz[3], Double_t step, Double_t &d) const {
 293
 294   //-------------------------------------------------------------------
 295   //  Get the mean material budget between the actual point and the
 296   //  primary vertex. (L.Gaudichet)
 297   //-------------------------------------------------------------------
 298
 299   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
 300   Double_t vertexX = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn;
 301
 302   Int_t nstep = Int_t((GetX()-vertexX)/step);
 303   if (nstep<1) nstep = 1;
 304   step = (GetX()-vertexX)/nstep;
 305
 306   //  Double_t mparam[7], densMean=0, radLength=0, length=0;
 307   Double_t mparam[7];
 308   Double_t p1[3], p2[3], x = GetX(), bz = GetBz();
 309   GetXYZ(p1);
 310
 311   d=0.;
 312
 313   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
 314     x  += step;
 315     if (!GetXYZAt(x, bz, p2)) return kFALSE;
 316     AliTracker::MeanMaterialBudget(p1, p2, mparam);
 317     if (mparam[1]>900000) return kFALSE;
 318     d  += mparam[1];
 319
 320     p1[0] = p2[0];
 321     p1[1] = p2[1];
 322     p1[2] = p2[2];
 323   }
 324
 325   return kTRUE;
 326 }
 327
 328 Bool_t AliITStrackV2::Improve(Double_t x0,Double_t xyz[3],Double_t ers[3]) {
 329   //------------------------------------------------------------------
 330   //This function improves angular track parameters
 331   //------------------------------------------------------------------
 332   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
 333 //Double_t xv = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn; // vertex
 334   Double_t yv =-xyz[0]*sn + xyz[1]*cs; // in the
 335   Double_t zv = xyz[2];                // local frame
 336
 337   Double_t dy = Par(0) - yv, dz = Par(1) - zv;
 338   Double_t r2=GetX()*GetX() + dy*dy;
 339   Double_t p2=(1.+ GetTgl()*GetTgl())/(GetSigned1Pt()*GetSigned1Pt());
 340   Double_t beta2=p2/(p2 + GetMass()*GetMass());
 341   x0*=TMath::Sqrt((1.+ GetTgl()*GetTgl())/(1.- GetSnp()*GetSnp()));
 342   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*x0;
 343   //Double_t theta2=1.0259e-6*14*14/28/(beta2*p2)*x0*9.36*2.33;
 344
 345   Double_t cnv=GetBz()*kB2C;
 346   {
 347     Double_t dummy = 4/r2 - GetC()*GetC();
 348     if (dummy < 0) return kFALSE;
 349     Double_t parp = 0.5*(GetC()*GetX() + dy*TMath::Sqrt(dummy));
 350     Double_t sigma2p = theta2*(1.- GetSnp()*GetSnp())*(1. + GetTgl()*GetTgl());
 351     sigma2p += Cov(0)/r2*(1.- dy*dy/r2)*(1.- dy*dy/r2);
 352     sigma2p += ers[1]*ers[1]/r2;
 353     sigma2p += 0.25*Cov(14)*cnv*cnv*GetX()*GetX();
 354     Double_t eps2p=sigma2p/(Cov(5) + sigma2p);
 355     Par(0) += Cov(3)/(Cov(5) + sigma2p)*(parp - GetSnp());
 356     Par(2)  = eps2p*GetSnp() + (1 - eps2p)*parp;
 357     Cov(5) *= eps2p;
 358     Cov(3) *= eps2p;
 359   }
 360   {
 361     Double_t parl=0.5*GetC()*dz/TMath::ASin(0.5*GetC()*TMath::Sqrt(r2));
 362     Double_t sigma2l=theta2;
 363     sigma2l += Cov(2)/r2 + Cov(0)*dy*dy*dz*dz/(r2*r2*r2);
 364     sigma2l += ers[2]*ers[2]/r2;
 365     Double_t eps2l = sigma2l/(Cov(9) + sigma2l);
 366     Par(1) += Cov(7 )/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 367     Par(4) += Cov(13)/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 368     Par(3)  = eps2l*Par(3) + (1-eps2l)*parl;
 369     Cov(9) *= eps2l;
 370     Cov(13)*= eps2l;
 371     Cov(7) *= eps2l;
 372   }
 373   if (!Invariant()) return kFALSE;
 374
 375   return kTRUE;
 376 }
 377
 378 void AliITStrackV2::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 379   //-----------------------------------------------------------------
 380   // This function calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 381   // Origin: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
 382   //-----------------------------------------------------------------
 383   // The clusters order is: SSD-2, SSD-1, SDD-2, SDD-1, SPD-2, SPD-1
 384
 385   Int_t i;
 386   Int_t nc=0;
 387   for (i=0; i<GetNumberOfClusters(); i++) {
 388     Int_t idx=GetClusterIndex(i);
 389     idx=(idx&0xf0000000)>>28;
 390     if (idx>1) nc++; // Take only SSD and SDD
 391   }
 392
 393   Int_t swap;//stupid sorting
 394   do {
 395     swap=0;
 396     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 397       if (fdEdxSample[i]<=fdEdxSample[i+1]) continue;
 398       Float_t tmp=fdEdxSample[i];
 399       fdEdxSample[i]=fdEdxSample[i+1]; fdEdxSample[i+1]=tmp;
 400       swap++;
 401     }
 402   } while (swap);
 403
 404   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc); //b.b. to take two lowest dEdX
 405                                            // values from four ones choose
 406                                            // nu=2
 407   Float_t dedx=0;
 408   for (i=nl; i<nu; i++) dedx += fdEdxSample[i];
 409   if (nu-nl>0) dedx /= (nu-nl);
 410
 411   SetdEdx(dedx);
 412 }
 413
 414 Double_t AliITStrackV2::GetBz() const {
 415   //
 416   // returns Bz component of the magnetic field (kG)
 417   //
 418   if (AliTracker::UniformField()) return AliTracker::GetBz();
 419   Double_t r[3]; GetXYZ(r);
 420   return AliTracker::GetBz(r);
 421 }
 422
 423 //____________________________________________________________________________
 424 Bool_t AliITStrackV2::
 425 GetPhiZat(Double_t r, Double_t &phi, Double_t &z) const {
 426   //------------------------------------------------------------------
 427   // This function returns the global cylindrical (phi,z) of the track
 428   // position estimated at the radius r.
 429   // The track curvature is neglected.
 430   //------------------------------------------------------------------
 431   Double_t d=GetD(0.,0.);
 432   if (TMath::Abs(d) > r) return kFALSE;
 433
 434   Double_t rcurr=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
 435   if (TMath::Abs(d) > rcurr) return kFALSE;
 436   Double_t phicurr=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
 437
 438   phi=phicurr+TMath::ASin(d/r)-TMath::ASin(d/rcurr);
 439   z=GetZ()+GetTgl()*(TMath::Sqrt(r*r-d*d) - TMath::Sqrt(rcurr*rcurr-d*d));
 440
 441   return kTRUE;
 442 }
 443 //____________________________________________________________________________
 444 Bool_t AliITStrackV2::
 445 GetLocalXat(Double_t r,Double_t &xloc) const {
 446   //------------------------------------------------------------------
 447   // This function returns the local x of the track
 448   // position estimated at the radius r.
 449   // The track curvature is neglected.
 450   //------------------------------------------------------------------
 451   Double_t d=GetD(0.,0.);
 452   if (TMath::Abs(d) > r) return kFALSE;
 453
 454   Double_t rcurr=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
 455   Double_t phicurr=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
 456   Double_t phi=phicurr+TMath::ASin(d/r)-TMath::ASin(d/rcurr);
 457
 458   xloc=r*(TMath::Cos(phi)*TMath::Cos(GetAlpha())
 459          +TMath::Sin(phi)*TMath::Sin(GetAlpha()));
 460
 461   return kTRUE;
 462 }
 463