MUON/AliMUONTrackParam.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 // Class AliMUONTrackParam
  20 //-------------------------
  21 // Track parameters in ALICE dimuon spectrometer
  22 //-----------------------------------------------------------------------------
  23
  24 #include "AliMUONTrackParam.h"
  25 #include "AliMUONHitForRec.h"
  26
  27 #include "AliESDMuonTrack.h"
  28 #include "AliLog.h"
  29
  30 #include <TMath.h>
  31
  32 #include <Riostream.h>
  33
  34 /// \cond CLASSIMP
  35 ClassImp(AliMUONTrackParam) // Class implementation in ROOT context
  36 /// \endcond
  37
  38   //_________________________________________________________________________
  39 AliMUONTrackParam::AliMUONTrackParam()
  40   : TObject(),
  41     fZ(0.),
  42     fParameters(5,1),
  43     fCovariances(0x0),
  44     fPropagator(0x0),
  45     fExtrapParameters(0x0),
  46     fExtrapCovariances(0x0),
  47     fSmoothParameters(0x0),
  48     fSmoothCovariances(0x0),
  49     fHitForRecPtr(0x0),
  50     fRemovable(kFALSE),
  51     fAloneInChamber(kTRUE),
  52     fTrackChi2(0.),
  53     fLocalChi2(0.)
  54 {
  55   /// Constructor
  56 }
  57
  58   //_________________________________________________________________________
  59 AliMUONTrackParam::AliMUONTrackParam(const AliMUONTrackParam& theMUONTrackParam)
  60   : TObject(theMUONTrackParam),
  61     fZ(theMUONTrackParam.fZ),
  62     fParameters(theMUONTrackParam.fParameters),
  63     fCovariances(0x0),
  64     fPropagator(0x0),
  65     fExtrapParameters(0x0),
  66     fExtrapCovariances(0x0),
  67     fSmoothParameters(0x0),
  68     fSmoothCovariances(0x0),
  69     fHitForRecPtr(theMUONTrackParam.fHitForRecPtr),
  70     fRemovable(theMUONTrackParam.fRemovable),
  71     fAloneInChamber(theMUONTrackParam.fAloneInChamber),
  72     fTrackChi2(theMUONTrackParam.fTrackChi2),
  73     fLocalChi2(theMUONTrackParam.fLocalChi2)
  74 {
  75   /// Copy constructor
  76   if (theMUONTrackParam.fCovariances) fCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fCovariances));
  77   if (theMUONTrackParam.fPropagator) fPropagator = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fPropagator));
  78   if (theMUONTrackParam.fExtrapParameters) fExtrapParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapParameters));
  79   if (theMUONTrackParam.fExtrapCovariances) fExtrapCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapCovariances));
  80   if (theMUONTrackParam.fSmoothParameters) fSmoothParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothParameters));
  81   if (theMUONTrackParam.fSmoothCovariances) fSmoothCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothCovariances));
  82 }
  83
  84   //_________________________________________________________________________
  85 AliMUONTrackParam& AliMUONTrackParam::operator=(const AliMUONTrackParam& theMUONTrackParam)
  86 {
  87   /// Asignment operator
  88   if (this == &theMUONTrackParam)
  89     return *this;
  90
  91   // base class assignement
  92   TObject::operator=(theMUONTrackParam);
  93
  94   fZ = theMUONTrackParam.fZ;
  95
  96   fParameters = theMUONTrackParam.fParameters;
  97
  98   if (theMUONTrackParam.fCovariances) {
  99     if (fCovariances) *fCovariances = *(theMUONTrackParam.fCovariances);
 100     else fCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fCovariances));
 101   } else {
 102     delete fCovariances;
 103     fCovariances = 0x0;
 104   }
 105
 106   if (theMUONTrackParam.fPropagator) {
 107     if (fPropagator) *fPropagator = *(theMUONTrackParam.fPropagator);
 108     else fPropagator = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fPropagator));
 109   } else {
 110     delete fPropagator;
 111     fPropagator = 0x0;
 112   }
 113
 114   if (theMUONTrackParam.fExtrapParameters) {
 115     if (fExtrapParameters) *fExtrapParameters = *(theMUONTrackParam.fExtrapParameters);
 116     else fExtrapParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapParameters));
 117   } else {
 118     delete fExtrapParameters;
 119     fExtrapParameters = 0x0;
 120   }
 121
 122   if (theMUONTrackParam.fExtrapCovariances) {
 123     if (fExtrapCovariances) *fExtrapCovariances = *(theMUONTrackParam.fExtrapCovariances);
 124     else fExtrapCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapCovariances));
 125   } else {
 126     delete fExtrapCovariances;
 127     fExtrapCovariances = 0x0;
 128   }
 129
 130   if (theMUONTrackParam.fSmoothParameters) {
 131     if (fSmoothParameters) *fSmoothParameters = *(theMUONTrackParam.fSmoothParameters);
 132     else fSmoothParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothParameters));
 133   } else {
 134     delete fSmoothParameters;
 135     fSmoothParameters = 0x0;
 136   }
 137
 138   if (theMUONTrackParam.fSmoothCovariances) {
 139     if (fSmoothCovariances) *fSmoothCovariances = *(theMUONTrackParam.fSmoothCovariances);
 140     else fSmoothCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothCovariances));
 141   } else {
 142     delete fSmoothCovariances;
 143     fSmoothCovariances = 0x0;
 144   }
 145
 146   fHitForRecPtr = theMUONTrackParam.fHitForRecPtr;
 147
 148   fRemovable = theMUONTrackParam.fRemovable;
 149
 150   fAloneInChamber = theMUONTrackParam.fAloneInChamber;
 151
 152   fTrackChi2 = theMUONTrackParam.fTrackChi2;
 153   fLocalChi2 = theMUONTrackParam.fLocalChi2;
 154
 155   return *this;
 156 }
 157
 158   //__________________________________________________________________________
 159 AliMUONTrackParam::~AliMUONTrackParam()
 160 {
 161 /// Destructor
 162   DeleteCovariances();
 163   delete fPropagator;
 164   delete fExtrapParameters;
 165   delete fExtrapCovariances;
 166   delete fSmoothParameters;
 167   delete fSmoothCovariances;
 168 }
 169
 170   //__________________________________________________________________________
 171 void
 172 AliMUONTrackParam::Clear(Option_t* /*opt*/)
 173 {
 174   /// Delete the covariance matrix
 175   DeleteCovariances();
 176   delete fPropagator; fPropagator = 0x0;
 177   delete fExtrapParameters; fExtrapParameters = 0x0;
 178   delete fExtrapCovariances; fExtrapCovariances = 0x0;
 179   delete fSmoothParameters; fSmoothParameters = 0x0;
 180   delete fSmoothCovariances; fSmoothCovariances = 0x0;
 181 }
 182
 183   //__________________________________________________________________________
 184 AliMUONHitForRec* AliMUONTrackParam::GetHitForRecPtr(void) const
 185 {
 186 /// return pointer to HitForRec attached to the current TrackParam
 187 /// this method should not be called when fHitForRecPtr == NULL
 188   if (!fHitForRecPtr) AliWarning("fHitForRecPtr == NULL");
 189   return fHitForRecPtr;
 190 }
 191
 192   //_________________________________________________________________________
 193 void AliMUONTrackParam::GetParamFrom(const AliESDMuonTrack& esdMuonTrack)
 194 {
 195   /// Get parameters from ESD track
 196   fZ = esdMuonTrack.GetZ();
 197   fParameters(0,0) = esdMuonTrack.GetNonBendingCoor();
 198   fParameters(1,0) = TMath::Tan(esdMuonTrack.GetThetaX());
 199   fParameters(2,0) = esdMuonTrack.GetBendingCoor();
 200   fParameters(3,0) = TMath::Tan(esdMuonTrack.GetThetaY());
 201   fParameters(4,0) = esdMuonTrack.GetInverseBendingMomentum();
 202 }
 203
 204   //_________________________________________________________________________
 205 void AliMUONTrackParam::SetParamFor(AliESDMuonTrack& esdMuonTrack) const
 206 {
 207   /// Set parameters in ESD track
 208   esdMuonTrack.SetZ(fZ);
 209   esdMuonTrack.SetNonBendingCoor(fParameters(0,0));
 210   esdMuonTrack.SetThetaX(TMath::ATan(fParameters(1,0)));
 211   esdMuonTrack.SetBendingCoor(fParameters(2,0));
 212   esdMuonTrack.SetThetaY(TMath::ATan(fParameters(3,0)));
 213   esdMuonTrack.SetInverseBendingMomentum(fParameters(4,0));
 214 }
 215
 216   //_________________________________________________________________________
 217 void AliMUONTrackParam::GetParamFromUncorrected(const AliESDMuonTrack& esdMuonTrack)
 218 {
 219   /// Get parameters from ESD track
 220   fZ = esdMuonTrack.GetZUncorrected();
 221   fParameters(0,0) = esdMuonTrack.GetNonBendingCoorUncorrected();
 222   fParameters(1,0) = TMath::Tan(esdMuonTrack.GetThetaXUncorrected());
 223   fParameters(2,0) = esdMuonTrack.GetBendingCoorUncorrected();
 224   fParameters(3,0) = TMath::Tan(esdMuonTrack.GetThetaYUncorrected());
 225   fParameters(4,0) = esdMuonTrack.GetInverseBendingMomentumUncorrected();
 226 }
 227
 228   //_________________________________________________________________________
 229 void AliMUONTrackParam::SetParamForUncorrected(AliESDMuonTrack& esdMuonTrack) const
 230 {
 231   /// Set parameters in ESD track
 232   esdMuonTrack.SetZUncorrected(fZ);
 233   esdMuonTrack.SetNonBendingCoorUncorrected(fParameters(0,0));
 234   esdMuonTrack.SetThetaXUncorrected(TMath::ATan(fParameters(1,0)));
 235   esdMuonTrack.SetBendingCoorUncorrected(fParameters(2,0));
 236   esdMuonTrack.SetThetaYUncorrected(TMath::ATan(fParameters(3,0)));
 237   esdMuonTrack.SetInverseBendingMomentumUncorrected(fParameters(4,0));
 238 }
 239
 240   //_________________________________________________________________________
 241 void AliMUONTrackParam::GetCovFrom(const AliESDMuonTrack& esdMuonTrack)
 242 {
 243   /// Get parameters covariances from ESD track
 244
 245   // Get ESD covariance matrix
 246   if (!fCovariances) fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 247   esdMuonTrack.GetCovariances(*fCovariances);
 248
 249   // compute Jacobian to change the coordinate system
 250   // from (X,thetaX,Y,thetaY,c/pYZ) to (X,slopeX,Y,slopeY,c/pYZ)
 251   Double_t cosThetaX = TMath::Cos(TMath::ATan(fParameters(1,0)));
 252   Double_t cosThetaY = TMath::Cos(TMath::ATan(fParameters(3,0)));
 253   TMatrixD jacob(5,5);
 254   jacob.Zero();
 255   jacob(0,0) = 1.;
 256   jacob(1,1) = 1. / cosThetaX / cosThetaX;
 257   jacob(2,2) = 1.;
 258   jacob(3,3) = 1. / cosThetaY / cosThetaY;
 259   jacob(4,4) = 1.;
 260
 261   // compute covariance matrix in ESD coordinate system
 262   TMatrixD tmp(*fCovariances,TMatrixD::kMultTranspose,jacob);
 263   *fCovariances = TMatrixD(jacob,TMatrixD::kMult,tmp);
 264
 265 }
 266
 267   //_________________________________________________________________________
 268 void AliMUONTrackParam::SetCovFor(AliESDMuonTrack& esdMuonTrack) const
 269 {
 270   /// Set parameters covariances in ESD track
 271
 272   // set null matrix if covariances does not exist
 273   if (!fCovariances) {
 274     TMatrixD tmp(5,5);
 275     tmp.Zero();
 276     esdMuonTrack.SetCovariances(tmp);
 277     return;
 278   }
 279
 280   // compute Jacobian to change the coordinate system
 281   // from (X,slopeX,Y,slopeY,c/pYZ) to (X,thetaX,Y,thetaY,c/pYZ)
 282   Double_t cosThetaX = TMath::Cos(TMath::ATan(fParameters(1,0)));
 283   Double_t cosThetaY = TMath::Cos(TMath::ATan(fParameters(3,0)));
 284   TMatrixD jacob(5,5);
 285   jacob.Zero();
 286   jacob(0,0) = 1.;
 287   jacob(1,1) = cosThetaX * cosThetaX;
 288   jacob(2,2) = 1.;
 289   jacob(3,3) = cosThetaY * cosThetaY;
 290   jacob(4,4) = 1.;
 291
 292   // compute covariance matrix in ESD coordinate system
 293   TMatrixD tmp(*fCovariances,TMatrixD::kMultTranspose,jacob);
 294   TMatrixD tmp2(jacob,TMatrixD::kMult,tmp);
 295   esdMuonTrack.SetCovariances(tmp2);
 296
 297 }
 298
 299   //__________________________________________________________________________
 300 Double_t AliMUONTrackParam::Px() const
 301 {
 302   /// return p_x from track parameters
 303   Double_t pYZ, pZ, pX;
 304   pYZ = 0;
 305   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 306     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 307   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 308   pX = pZ * fParameters(1,0);
 309   return pX;
 310 }
 311
 312   //__________________________________________________________________________
 313 Double_t AliMUONTrackParam::Py() const
 314 {
 315   /// return p_y from track parameters
 316   Double_t pYZ, pZ, pY;
 317   pYZ = 0;
 318   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 319     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 320   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 321   pY = pZ * fParameters(3,0);
 322   return pY;
 323 }
 324
 325   //__________________________________________________________________________
 326 Double_t AliMUONTrackParam::Pz() const
 327 {
 328   /// return p_z from track parameters
 329   Double_t pYZ, pZ;
 330   pYZ = 0;
 331   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 332     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 333   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 334   return pZ;
 335 }
 336
 337   //__________________________________________________________________________
 338 Double_t AliMUONTrackParam::P() const
 339 {
 340   /// return p from track parameters
 341   Double_t  pYZ, pZ, p;
 342   pYZ = 0;
 343   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 344     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 345   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 346   p = TMath::Abs(pZ) *
 347     TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0) + fParameters(1,0) * fParameters(1,0));
 348   return p;
 349
 350 }
 351
 352   //__________________________________________________________________________
 353 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetCovariances() const
 354 {
 355   /// Return the covariance matrix (create it before if needed)
 356   if (!fCovariances) {
 357     fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 358     fCovariances->Zero();
 359   }
 360   return *fCovariances;
 361 }
 362
 363   //__________________________________________________________________________
 364 void AliMUONTrackParam::SetCovariances(const TMatrixD& covariances)
 365 {
 366   /// Set the covariance matrix
 367   if (fCovariances) *fCovariances = covariances;
 368   else fCovariances = new TMatrixD(covariances);
 369 }
 370
 371   //__________________________________________________________________________
 372 void AliMUONTrackParam::SetCovariances(const Double_t matrix[5][5])
 373 {
 374   /// Set the covariance matrix
 375   if (fCovariances) fCovariances->SetMatrixArray(&(matrix[0][0]));
 376   else fCovariances = new TMatrixD(5,5,&(matrix[0][0]));
 377 }
 378
 379   //__________________________________________________________________________
 380 void AliMUONTrackParam::SetVariances(const Double_t matrix[5][5])
 381 {
 382   /// Set the diagonal terms of the covariance matrix (variances)
 383   if (!fCovariances) fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 384   fCovariances->Zero();
 385   for (Int_t i=0; i<5; i++) (*fCovariances)(i,i) = matrix[i][i];
 386 }
 387
 388   //__________________________________________________________________________
 389 void AliMUONTrackParam::DeleteCovariances()
 390 {
 391   /// Delete the covariance matrix
 392   delete fCovariances;
 393   fCovariances = 0x0;
 394 }
 395
 396   //__________________________________________________________________________
 397 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetPropagator() const
 398 {
 399   /// Return the propagator (create it before if needed)
 400   if (!fPropagator) {
 401     fPropagator = new TMatrixD(5,5);
 402     fPropagator->UnitMatrix();
 403   }
 404   return *fPropagator;
 405   }
 406
 407   //__________________________________________________________________________
 408 void AliMUONTrackParam::ResetPropagator()
 409 {
 410   /// Reset the propagator
 411   if (fPropagator) fPropagator->UnitMatrix();
 412 }
 413
 414   //__________________________________________________________________________
 415 void AliMUONTrackParam::UpdatePropagator(const TMatrixD& propagator)
 416 {
 417   /// Update the propagator
 418   if (fPropagator) *fPropagator = TMatrixD(propagator,TMatrixD::kMult,*fPropagator);
 419   else fPropagator = new TMatrixD(propagator);
 420 }
 421
 422   //__________________________________________________________________________
 423 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetExtrapParameters() const
 424 {
 425   /// Return extrapolated parameters (create it before if needed)
 426   if (!fExtrapParameters) {
 427     fExtrapParameters = new TMatrixD(5,1);
 428     fExtrapParameters->Zero();
 429   }
 430   return *fExtrapParameters;
 431   }
 432
 433   //__________________________________________________________________________
 434 void AliMUONTrackParam::SetExtrapParameters(const TMatrixD& extrapParameters)
 435 {
 436   /// Set extrapolated parameters
 437   if (fExtrapParameters) *fExtrapParameters = extrapParameters;
 438   else fExtrapParameters = new TMatrixD(extrapParameters);
 439 }
 440
 441   //__________________________________________________________________________
 442 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetExtrapCovariances() const
 443 {
 444   /// Return the extrapolated covariance matrix (create it before if needed)
 445   if (!fExtrapCovariances) {
 446     fExtrapCovariances = new TMatrixD(5,5);
 447     fExtrapCovariances->Zero();
 448   }
 449   return *fExtrapCovariances;
 450   }
 451
 452   //__________________________________________________________________________
 453 void AliMUONTrackParam::SetExtrapCovariances(const TMatrixD& extrapCovariances)
 454 {
 455   /// Set the extrapolated covariance matrix
 456   if (fExtrapCovariances) *fExtrapCovariances = extrapCovariances;
 457   else fExtrapCovariances = new TMatrixD(extrapCovariances);
 458 }
 459
 460   //__________________________________________________________________________
 461 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetSmoothParameters() const
 462 {
 463   /// Return the smoothed parameters (create it before if needed)
 464   if (!fSmoothParameters) {
 465     fSmoothParameters = new TMatrixD(5,1);
 466     fSmoothParameters->Zero();
 467   }
 468   return *fSmoothParameters;
 469   }
 470
 471   //__________________________________________________________________________
 472 void AliMUONTrackParam::SetSmoothParameters(const TMatrixD& smoothParameters)
 473 {
 474   /// Set the smoothed parameters
 475   if (fSmoothParameters) *fSmoothParameters = smoothParameters;
 476   else fSmoothParameters = new TMatrixD(smoothParameters);
 477 }
 478
 479   //__________________________________________________________________________
 480 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetSmoothCovariances() const
 481 {
 482   /// Return the smoothed covariance matrix (create it before if needed)
 483   if (!fSmoothCovariances) {
 484     fSmoothCovariances = new TMatrixD(5,5);
 485     fSmoothCovariances->Zero();
 486   }
 487   return *fSmoothCovariances;
 488   }
 489
 490   //__________________________________________________________________________
 491 void AliMUONTrackParam::SetSmoothCovariances(const TMatrixD& smoothCovariances)
 492 {
 493   /// Set the smoothed covariance matrix
 494   if (fSmoothCovariances) *fSmoothCovariances = smoothCovariances;
 495   else fSmoothCovariances = new TMatrixD(smoothCovariances);
 496 }
 497
 498   //__________________________________________________________________________
 499 Int_t AliMUONTrackParam::Compare(const TObject* trackParam) const
 500 {
 501   /// "Compare" function to sort with decreasing Z (spectro. muon Z <0).
 502   /// Returns 1 (0, -1) if Z of current TrackHit
 503   /// is smaller than (equal to, larger than) Z of TrackHit
 504   if (fHitForRecPtr) {
 505     if (fHitForRecPtr->GetZ() != fZ)
 506       AliWarning("track parameters are given at a different z position than the one of the corresponding hit");
 507   }
 508   if (fZ < ((AliMUONTrackParam*)trackParam)->GetZ()) return(1);
 509   else if (fZ == ((AliMUONTrackParam*)trackParam)->GetZ()) return(0);
 510   else return(-1);
 511 }
 512
 513 //_____________________________________________-
 514 void AliMUONTrackParam::Print(Option_t* opt) const
 515 {
 516   /// Printing TrackParam information
 517   /// "full" option for printing all the information about the TrackParam
 518   TString sopt(opt);
 519   sopt.ToUpper();
 520
 521   if ( sopt.Contains("FULL") ) {
 522     cout << "<AliMUONTrackParam> Bending P=" << setw(5) << setprecision(3)  << 1./fParameters(4,0) <<
 523       ", NonBendSlope=" << setw(5) << setprecision(3)  << fParameters(1,0)*180./TMath::Pi() <<
 524       ", BendSlope=" << setw(5) << setprecision(3)     << fParameters(3,0)*180./TMath::Pi()  <<
 525       ", (x,y,z)_IP=(" <<  setw(5) << setprecision(3) << fParameters(0,0) <<
 526       "," <<  setw(5) << setprecision(3) << fParameters(2,0) <<
 527       "," <<  setw(5) << setprecision(3) << fZ <<
 528       ") cm, (px,py,pz)=(" << setw(5) << setprecision(3) << Px() <<
 529       "," << setw(5) << setprecision(3) << Py() <<
 530       "," << setw(5) << setprecision(3) << Pz() << ") GeV/c" << endl;
 531   }
 532   else {
 533     cout << "<AliMUONTrackParam>"  << endl;
 534   }
 535
 536 }