STEER/AliRelAlignerKalman.h

   1 #ifndef ALIRELALIGNERKALMAN_H
   2 #define ALIRELALIGNERKALMAN_H
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
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   7 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   8 //
   9 //     Relative alignment of two tracking volumes (default ITS and TPC)
  10 //     (see AliRelAlignerKalman.cxx for details)
  11 //
  12 //     Origin: Mikolaj Krzewicki, Nikhef, Mikolaj.Krzewicki@cern.ch
  13 //
  14 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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  16 #include <iostream>
  17 #include <TObject.h>
  18 #include <TMath.h>
  19 #include <TMatrix.h>
  20 #include <TVector.h>
  21 #include <TVector3.h>
  22 #include <TDecompLU.h>
  23 #include <TArrayI.h>
  24 #include <TH1D.h>
  25 #include <TF1.h>
  26
  27 #include "AliESDtrack.h"
  28 #include "AliTrackPointArray.h"
  29 #include "AliGeomManager.h"
  30 #include "AliTrackFitterKalman.h"
  31 #include "AliTrackFitterRieman.h"
  32 #include "AliESDfriendTrack.h"
  33 #include "AliESDEvent.h"
  34 #include "AliESDVertex.h"
  35 #include "AliExternalTrackParam.h"
  36
  37 class AliRelAlignerKalman : public TObject {
  38
  39 public:
  40     AliRelAlignerKalman();
  41     virtual ~AliRelAlignerKalman();
  42     AliRelAlignerKalman& operator= (const AliRelAlignerKalman& a );
  43     AliRelAlignerKalman(const AliRelAlignerKalman& a);
  44
  45     //User methods:
  46     Bool_t AddESDTrack( AliESDtrack* pTrack );
  47     Bool_t AddCosmicEventSeparateTracking( AliESDEvent* pEvent );
  48
  49     void Print(Option_t* option="") const;
  50
  51     void GetMeasurement( TVectorD& mes ) { mes = *fPMeasurement; }
  52     void GetMeasurementCov( TMatrixDSym& cov ) { cov = *fPMeasurementCov; }
  53     void GetState( TVectorD& state ) { state = *fPX; }
  54     void GetStateCov ( TMatrixDSym& cov ) { cov = *fPXcov; }
  55     void GetSeed( TVectorD& seed, TMatrixDSym& seedCov ) { seed = *fPX; seedCov = *fPXcov; }
  56     void SetMeasurement( const TVectorD& mes ) {*fPMeasurement = mes;}
  57     void SetMeasurementCov( const TMatrixDSym& cov ) {*fPMeasurementCov = cov;}
  58     void SetState( const TVectorD& param ) {*fPX = param;}
  59     void SetStateCov (const TMatrixDSym& cov ) {*fPXcov = cov;}
  60     void SetSeed( const TVectorD& seed, const TMatrixDSym& seedCov ) {*fPX = seed; *fPXcov = seedCov; }
  61
  62     //Expert methods:
  63     Bool_t FindCosmicTrackletNumbersInEvent( Int_t& ITSgood1, Int_t& TPCgood1, Int_t& ITSgood2, Int_t& TPCgood2, const AliESDEvent* pEvent );
  64     Bool_t PrepareUpdate();
  65     Bool_t Update();
  66     void SetRefSurface( const Double_t x, const Double_t alpha );
  67     void PrintDebugInfo();
  68     void PrintCorrelationMatrix();
  69     void PrintCovarianceCorrection();
  70     void PrintSystemMatrix();
  71     void ResetCovariance();
  72     Double_t* GetStateArr() { return fPX->GetMatrixArray(); }
  73     Double_t* GetStateCovArr() { return fPXcov->GetMatrixArray(); }
  74     Double_t* GetMeasurementArr() { return fPMeasurement->GetMatrixArray(); }
  75     Double_t* GetMeasurementCovArr() { return fPMeasurementCov->GetMatrixArray(); }
  76     Double_t* GetDeltaArr() {return fDelta;}
  77     TH1D* GetMes0Hist() {return fPMes0Hist;}
  78     TH1D* GetMes1Hist() {return fPMes1Hist;}
  79     TH1D* GetMes2Hist() {return fPMes2Hist;}
  80     TH1D* GetMes3Hist() {return fPMes3Hist;}
  81     TH1D* GetMesErr0Hist() {return fPMesErr0Hist;}
  82     TH1D* GetMesErr1Hist() {return fPMesErr1Hist;}
  83     TH1D* GetMesErr2Hist() {return fPMesErr2Hist;}
  84     TH1D* GetMesErr3Hist() {return fPMesErr3Hist;}
  85     Bool_t SetCalibrationMode( Bool_t cp=kTRUE );
  86     void SetApplyCovarianceCorrection( const Bool_t s=kTRUE ) {fApplyCovarianceCorrection = s;}
  87     void SetOutRejSigma( const Double_t a=2. ) { fOutRejSigmas = a; }
  88     void SetRejectOutliers( const Bool_t r=kTRUE ) {fRejectOutliers = r;}
  89     void SetCovarianceCorrection( const TMatrixDSym& c ) {*fPMeasurementCovCorr = c;}
  90     void GetCovarianceCorrection( TMatrixDSym& c ) {c=*fPMeasurementCovCorr;}
  91     void SetTrackParams1( const AliExternalTrackParam* exparam );
  92     void SetTrackParams2( const AliExternalTrackParam* exparam );
  93     void SetQ( const Double_t Q = 1e-10 ) { fQ = Q; }
  94     static Bool_t MisalignTrack( AliExternalTrackParam* tr, const TVectorD& misalignment );
  95     static void Angles( TVectorD &angles, const TMatrixD &rotmat );
  96     static void RotMat( TMatrixD& R, const TVectorD& angles );
  97     static void TMatrixDSym_from_TMatrixD( TMatrixDSym& matsym, const TMatrixD& mat );
  98
  99 protected:
 100     Bool_t UpdateCalibration();
 101     Bool_t UpdateEstimateKalman();
 102     Bool_t PrepareMeasurement();
 103     Bool_t PrepareSystemMatrix();
 104     Bool_t PredictMeasurement( TVectorD& z, const TVectorD& x );
 105     Bool_t IsOutlier( const TVectorD& update, const TMatrixDSym& covmatrix );
 106     Bool_t CalculateCovarianceCorrection();
 107
 108 private:
 109     static const Int_t fgkNMeasurementParams = 4;           //how many measurables
 110     static const Int_t fgkNSystemParams = 8;                //how many fit parameters
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 112     //Track parameters
 113     Double_t fAlpha;       //rotation angle between the local and global coordinate system like in AliExternalTrackParam
 114     Double_t fLocalX;      //local x coordinate of reference plane = r(global)
 115     const AliExternalTrackParam* fPTrackParam1;   //local track parameters (theta,phi,y,z)
 116     const AliExternalTrackParam* fPTrackParam2;   //local track parameters
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 118     //Kalman filter related stuff
 119     TVectorD* fPX; //System (fit) parameters (phi, theta, psi, x, y, z, driftcorr, driftoffset )
 120     TMatrixDSym* fPXcov; //covariance matrix of system parameters
 121     TMatrixD* fPH;      //System measurement matrix
 122     Double_t fQ;        //measure for system noise
 123     TVectorD* fPMeasurement; //the measurement vec for Kalman filter (theta,phi,x,z)
 124     TMatrixDSym* fPMeasurementCov; //measurement vec cvariance
 125     Double_t fOutRejSigmas; //number of sigmas for outlier rejection
 126     Double_t fDelta[fgkNSystemParams]; //array with differentials for calculating derivatives for every parameter(see PrepareSystemMatrix())
 127
 128     //Control
 129     Bool_t fRejectOutliers; //whether to do outlier rejection in the Kalman filter
 130     Bool_t fCalibrationMode;            //are we running in calibration mode?
 131     Bool_t fFillHistograms;     //whether to fill the histograms with residuals
 132     Bool_t fRequireDoubleTPCtrack;
 133     Bool_t fApplyCovarianceCorrection;         //add the correction to the covariance of measurement
 134     Bool_t fCuts;    //track cuts?
 135     Int_t fMinPointsVol1;   //mininum number of points in volume 1
 136     Int_t fMinPointsVol2;   //mininum number of points in volume 2
 137     Double_t fMinMom;       //min momentum of track for track cuts
 138     Double_t fMaxMom;       //max momentum of track for track cuts
 139     Double_t fMinAbsSinPhi; //more cuts
 140     Double_t fMaxAbsSinPhi; //more cuts
 141     Double_t fMinSinTheta;  //cuts
 142     Double_t fMaxSinTheta;  //cuts
 143     Double_t fMaxMatchingAngle; //cuts
 144     Double_t fMaxMatchingDistance; //cuts
 145
 146     //Counters
 147     Int_t fNTracks; //number of processed tracks
 148     Int_t fNUpdates; //number of successful Kalman updates
 149     Int_t fNOutliers; //number of outliers
 150     Int_t fNMatchedCosmics; //number of cosmic events with matching tracklets
 151     Int_t fNProcessedEvents; //number of processed events
 152
 153     //Calibration histograms
 154     TH1D* fPMes0Hist;  //histo of x measurement
 155     TH1D* fPMes1Hist;  //histo of y measurement
 156     TH1D* fPMes2Hist; //histo of phi measurement
 157     TH1D* fPMes3Hist; //histo of theta measurement
 158     TH1D* fPMesErr0Hist;  //histogram of the covariance of a fit parameter, used in calibration
 159     TH1D* fPMesErr1Hist;  //histogram of the covariance of a fit parameter, used in calibration
 160     TH1D* fPMesErr2Hist;  //histogram of the covariance of a fit parameter, used in calibration
 161     TH1D* fPMesErr3Hist;  //histogram of the covariance of a fit parameter, used in calibration
 162     TMatrixDSym* fPMeasurementCovCorr; //correction to be added to the measurement covariance
 163
 164     ClassDef(AliRelAlignerKalman,1)     //AliRelAlignerKalman class
 165 };
 166
 167 #endif
 168