STEER/AliVertexerTracks.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, 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 vertexer from tracks
  18 //
  19 // Origin: AliITSVertexerTracks
  20 //         A.Dainese, Padova,
  21 //         andrea.dainese@pd.infn.it
  22 //         M.Masera,  Torino,
  23 //         massimo.masera@to.infn.it
  24 // Moved to STEER and adapted to ESD tracks:
  25 //         F.Prino,  Torino, prino@to.infn.it
  26 //-----------------------------------------------------------------
  27
  28 //---- Root headers --------
  29 #include <TSystem.h>
  30 #include <TDirectory.h>
  31 #include <TFile.h>
  32 #include <TTree.h>
  33 #include <TMatrixD.h>
  34 //---- AliRoot headers -----
  35 #include "AliStrLine.h"
  36 #include "AliExternalTrackParam.h"
  37 #include "AliESDEvent.h"
  38 #include "AliESDtrack.h"
  39 #include "AliVertexerTracks.h"
  40
  41 ClassImp(AliVertexerTracks)
  42
  43
  44 //----------------------------------------------------------------------------
  45 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  46 TObject(),
  47 fVert(),
  48 fCurrentVertex(0),
  49 fFieldkG(-999.),
  50 fConstraint(kFALSE),
  51 fOnlyFitter(kFALSE),
  52 fMinTracks(1),
  53 fMinITSClusters(5),
  54 fTrkArraySel(),
  55 fIdSel(0),
  56 fTrksToSkip(0),
  57 fNTrksToSkip(0),
  58 fDCAcut(0),
  59 fAlgo(1),
  60 fNSigma(3),
  61 fMaxd0z0(0.5),
  62 fITSrefit(kTRUE),
  63 fnSigmaForUi00(1.5),
  64 fDebug(0)
  65 {
  66 //
  67 // Default constructor
  68 //
  69   SetVtxStart();
  70   SetVtxStartSigma();
  71   SetMinTracks();
  72   SetMinITSClusters();
  73   SetNSigmad0();
  74   SetMaxd0z0();
  75 }
  76 //----------------------------------------------------------------------------
  77 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t fieldkG):
  78 TObject(),
  79 fVert(),
  80 fCurrentVertex(0),
  81 fFieldkG(-999.),
  82 fConstraint(kFALSE),
  83 fOnlyFitter(kFALSE),
  84 fMinTracks(1),
  85 fMinITSClusters(5),
  86 fTrkArraySel(),
  87 fIdSel(0),
  88 fTrksToSkip(0),
  89 fNTrksToSkip(0),
  90 fDCAcut(0),
  91 fAlgo(1),
  92 fNSigma(3),
  93 fMaxd0z0(0.5),
  94 fITSrefit(kTRUE),
  95 fnSigmaForUi00(1.5),
  96 fDebug(0)
  97 {
  98 //
  99 // Standard constructor
 100 //
 101   SetVtxStart();
 102   SetVtxStartSigma();
 103   SetMinTracks();
 104   SetMinITSClusters();
 105   SetNSigmad0();
 106   SetMaxd0z0();
 107   SetFieldkG(fieldkG);
 108 }
 109 //-----------------------------------------------------------------------------
 110 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks()
 111 {
 112   // Default Destructor
 113   // The objects pointed by the following pointer are not owned
 114   // by this class and are not deleted
 115   fCurrentVertex = 0;
 116   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
 117   if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 118 }
 119 //----------------------------------------------------------------------------
 120 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESDEvent *esdEvent)
 121 {
 122 //
 123 // Primary vertex for current ESD event
 124 // (Two iterations:
 125 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
 126 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE
 127 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 128 //
 129   fCurrentVertex = 0;
 130
 131   // accept 1-track case only if constraint is available
 132   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
 133
 134   // read tracks from ESD
 135   Int_t nTrks = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 136   if(nTrks<1) {
 137     TooFewTracks();
 138     return fCurrentVertex;
 139   }
 140   //
 141
 142   TDirectory * olddir = gDirectory;
 143   TFile f("VertexerTracks.root","recreate");
 144   TObjArray trkArrayOrig(nTrks);
 145   UShort_t *idOrig = new UShort_t[nTrks];
 146
 147   Int_t nTrksOrig=0;
 148   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++) {
 149     AliESDtrack *esdt = esdEvent->GetTrack(i);
 150     // check tracks to skip
 151     Bool_t skipThis = kFALSE;
 152     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 153       if(esdt->GetID()==fTrksToSkip[j]) {
 154         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 155         skipThis = kTRUE;
 156       }
 157     }
 158     if(skipThis) continue;
 159     if(fITSrefit) {
 160       if(!(esdt->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) continue;
 161       // check number of clusters in ITS
 162       if(esdt->GetNcls(0)<fMinITSClusters) continue;
 163     }
 164     Double_t x,p[5],cov[15];
 165     esdt->GetExternalParameters(x,p);
 166     esdt->GetExternalCovariance(cov);
 167     AliExternalTrackParam *t = new AliExternalTrackParam(x,esdt->GetAlpha(),p,cov);
 168     trkArrayOrig.AddLast(t);
 169     idOrig[nTrksOrig]=(UShort_t)esdt->GetID();
 170     nTrksOrig++;
 171   }
 172
 173   FindPrimaryVertex(&trkArrayOrig,idOrig);
 174
 175   trkArrayOrig.Delete();
 176   delete [] idOrig; idOrig=NULL;
 177   f.Close();
 178   gSystem->Unlink("VertexerTracks.root");
 179   olddir->cd();
 180
 181   return fCurrentVertex;
 182 }
 183 //----------------------------------------------------------------------------
 184 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(TObjArray *trkArrayOrig,
 185                                                    UShort_t *idOrig)
 186 {
 187 //
 188 // Primary vertex using the AliExternalTrackParam's in the TObjArray.
 189 // idOrig must contain the track IDs from AliESDtrack::GetID()
 190 // (Two iterations:
 191 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
 192 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE
 193 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 194 //
 195   fCurrentVertex = 0;
 196
 197   // accept 1-track case only if constraint is available
 198   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
 199
 200   // read tracks from ESD
 201   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig->GetEntriesFast();
 202   if(fDebug) printf("Initial number of tracks: %d\n",nTrksOrig);
 203   if(nTrksOrig<=0) {
 204     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 205     TooFewTracks();
 206     return fCurrentVertex;
 207   }
 208
 209   // If fConstraint=kFALSE
 210   // run VertexFinder(1) to get rough estimate of initVertex (x,y)
 211   if(!fConstraint) {
 212     // fill fTrkArraySel, for VertexFinder()
 213     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
 214     PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,0);
 215     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 216     Double_t cutsave = fDCAcut;
 217     fDCAcut = (fITSrefit ? 0.1 : 0.5);
 218     VertexFinder(1); // using weights, cutting dca < fDCAcut
 219     fDCAcut = cutsave;
 220     if(fVert.GetNContributors()>0) {
 221       fVert.GetXYZ(fNominalPos);
 222       fNominalPos[0] = fVert.GetXv();
 223       fNominalPos[1] = fVert.GetYv();
 224       fNominalPos[2] = fVert.GetZv();
 225       if(fDebug) printf("No mean vertex: VertexFinder gives (%f, %f, %f)\n",fNominalPos[0],fNominalPos[1],fNominalPos[2]);
 226     } else {
 227       fNominalPos[0] = 0.;
 228       fNominalPos[1] = 0.;
 229       fNominalPos[2] = 0.;
 230       if(fDebug) printf("No mean vertex and VertexFinder failed\n");
 231     }
 232   }
 233
 234   // TWO ITERATIONS:
 235   //
 236   // ITERATION 1
 237   // propagate tracks to fNominalPos vertex
 238   // preselect them:
 239   // if(constraint) reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. fNominal... vertex
 240   // else  reject for |d0|\oplus|z0| > 5 mm w.r.t. fNominal... vertex
 241   // ITERATION 2
 242   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 243   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 244   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 245   for(Int_t iter=1; iter<=2; iter++) {
 246     if(fOnlyFitter && iter==1) continue;
 247     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 248     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
 249     Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,iter);
 250     if(fDebug) printf("N tracks selected in iteration %d: %d\n",iter,nTrksSel);
 251     if(nTrksSel < fMinTracks) {
 252       TooFewTracks();
 253       return fCurrentVertex;
 254     }
 255
 256     // vertex finder
 257     if(!fOnlyFitter) {
 258       if(nTrksSel==1) {
 259         if(fDebug) printf("Just one track\n");
 260         OneTrackVertFinder();
 261       } else {
 262         switch (fAlgo) {
 263         case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 264         case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 265         case 3: HelixVertexFinder();          break;
 266         case 4: VertexFinder(1);              break;
 267         case 5: VertexFinder(0);              break;
 268         default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 269         }
 270       }
 271       if(fDebug) printf(" Vertex finding completed\n");
 272     }
 273
 274     // vertex fitter
 275     VertexFitter();
 276   } // end loop on the two iterations
 277
 278
 279   // set indices of used tracks
 280   UShort_t *indices = 0;
 281   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
 282     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
 283     for(Int_t jj=0; jj<(Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast(); jj++)
 284       indices[jj] = fIdSel[jj];
 285     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
 286   }
 287   delete [] indices; indices=NULL;
 288   //
 289
 290   // set vertex title
 291   TString title="VertexerTracksNoConstraint";
 292   if(fConstraint) {
 293     title="VertexerTracksWithConstraint";
 294     if(fOnlyFitter) title.Append("OnlyFitter");
 295   }
 296   fCurrentVertex->SetTitle(title.Data());
 297   //
 298
 299   if(fDebug) {
 300     fCurrentVertex->PrintStatus();
 301     fCurrentVertex->PrintIndices();
 302   }
 303
 304   // clean up
 305   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
 306   fTrkArraySel.Delete();
 307   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
 308   //
 309
 310   return fCurrentVertex;
 311 }
 312 //------------------------------------------------------------------------
 313 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3])
 314 {
 315   //
 316   Double_t det=matr[0][0]*matr[1][1]*matr[2][2]-matr[0][0]*matr[1][2]*matr[2][1]-matr[0][1]*matr[1][0]*matr[2][2]+matr[0][1]*matr[1][2]*matr[2][0]+matr[0][2]*matr[1][0]*matr[2][1]-matr[0][2]*matr[1][1]*matr[2][0];
 317  return det;
 318 }
 319 //-------------------------------------------------------------------------
 320 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
 321 {
 322   //
 323   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 324   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 325   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 326   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 327   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 328   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 329   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 330   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 331   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 332   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 333   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 334   m[2][1]=-2*y12*z12;
 335   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 336   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 337   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 338   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 339
 340 }
 341 //--------------------------------------------------------------------------
 342 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
 343 {
 344   //
 345   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 346   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 347   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 348
 349   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 350
 351   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 352
 353   Double_t cc[3];
 354   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 355   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 356   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 357
 358   Double_t ww=(-p0[0]*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]-p0[1]*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]-p0[2]*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1])/den;
 359
 360   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 361
 362   Double_t aa[3];
 363   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 364   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 365   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 366
 367   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 368   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 369   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 370
 371   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 372   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 373   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 374
 375   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 376   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 377   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 378
 379   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 380   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 381   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 382
 383   }
 384 //--------------------------------------------------------------------------
 385 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0)
 386 {
 387   //
 388   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 389   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 390   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 391   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 392   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 393   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 394   return ((x10*x10+y10*y10+z10*z10)*(x12*x12+y12*y12+z12*z12)-(x10*x12+y10*y12+z10*z12)*(x10*x12+y10*y12+z10*z12))/(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
 395 }
 396 //---------------------------------------------------------------------------
 397 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder()
 398 {
 399   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
 400   if(fDebug) printf("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArraySel.GetEntries());
 401   AliExternalTrackParam *track1;
 402   track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(0);
 403   Double_t field=GetFieldkG();
 404   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 405   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 406   Double_t pos[3],dir[3];
 407   track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 408   track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 409   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 410   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.};
 411   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.};
 412   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
 413   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
 414   Double_t sigma=999.;
 415   Int_t nContrib=-1;
 416   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
 417   if(retcode>=0){
 418     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
 419     nContrib=1;
 420   }
 421   delete zeta;
 422   delete line1;
 423   fVert.SetXYZ(crosspoint);
 424   fVert.SetDispersion(sigma);
 425   fVert.SetNContributors(nContrib);
 426 }
 427 //---------------------------------------------------------------------------
 428 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder()
 429 {
 430   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 431
 432
 433   Double_t initPos[3];
 434   initPos[2] = 0.;
 435   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 436   Double_t field=GetFieldkG();
 437
 438   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 439
 440   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 441   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 442   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 443   Double_t sigma=0;
 444   Int_t ncombi = 0;
 445   AliExternalTrackParam *track1;
 446   AliExternalTrackParam *track2;
 447   Double_t distCA;
 448   Double_t x;
 449   Double_t alpha, cs, sn;
 450   Double_t crosspoint[3];
 451   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 452     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
 453
 454
 455     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 456       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
 457
 458       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
 459       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 460         x=track1->GetX();
 461         alpha=track1->GetAlpha();
 462         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 463         Double_t x1=x*cs - track1->GetY()*sn;
 464         Double_t y1=x*sn + track1->GetY()*cs;
 465         Double_t z1=track1->GetZ();
 466
 467         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 468         x=track2->GetX();
 469         alpha=track2->GetAlpha();
 470         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 471         Double_t x2=x*cs - track2->GetY()*sn;
 472         Double_t y2=x*sn + track2->GetY()*cs;
 473         Double_t z2=track2->GetZ();
 474         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 475         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 476         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 477         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 478         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 479         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 480         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 481         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 482
 483         ncombi++;
 484         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 485         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 486       }
 487     }
 488
 489   }
 490   if(ncombi>0){
 491     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 492       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 493       averquad[jj]/=ncombi;
 494       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 495       sigma+=sigmaquad[jj];
 496     }
 497     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 498   }
 499   else {
 500     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 501     sigma=999;
 502   }
 503   fVert.SetXYZ(initPos);
 504   fVert.SetDispersion(sigma);
 505   fVert.SetNContributors(ncombi);
 506 }
 507 //----------------------------------------------------------------------------
 508 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TObjArray &trkArrayOrig,
 509                                        UShort_t *idOrig,
 510                                        Int_t optImpParCut)
 511 {
 512 //
 513 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 514 //
 515   if(fDebug) printf(" PrepareTracks()\n");
 516
 517   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig.GetEntriesFast();
 518   Int_t nTrksSel = 0;
 519   Double_t maxd0rphi;
 520   Double_t maxd0z0 = (fITSrefit ? fMaxd0z0 : 10.*fMaxd0z0);
 521   Double_t sigmaCurr[3];
 522   Double_t normdistx,normdisty;
 523   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
 524   Double_t sigmad0;
 525   Double_t field = GetFieldkG();
 526
 527   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
 528
 529   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
 530
 531   AliExternalTrackParam *track=0;
 532
 533   for(Int_t i=0; i<nTrksOrig; i++) {
 534     track = new AliExternalTrackParam(*(AliExternalTrackParam*)trkArrayOrig.At(i));
 535     // only TPC tracks in |eta|<0.9
 536     if(!fITSrefit && TMath::Abs(track->GetTgl())>1.) {
 537       if(fDebug) printf(" rejecting track with tgl = %f\n",track->GetTgl());
 538       delete track;
 539       continue;
 540     }
 541
 542     // propagate track to vertex
 543     if(optImpParCut<2 || fOnlyFitter) { // optImpParCut==1 or 0
 544       track->PropagateToDCA(initVertex,field,100.,d0z0,covd0z0);
 545     } else {              // optImpParCut==2
 546       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 547       normdistx = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetXv()-fNominalPos[0])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[0]*sigmaCurr[0]+fNominalCov[0]);
 548       normdisty = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetYv()-fNominalPos[1])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[1]*sigmaCurr[1]+fNominalCov[2]);
 549       if(normdistx < 3. && normdisty < 3. &&
 550          (sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
 551         track->PropagateToDCA(fCurrentVertex,field,100.,d0z0,covd0z0);
 552       } else {
 553         track->PropagateToDCA(initVertex,field,100.,d0z0,covd0z0);
 554       }
 555     }
 556
 557     sigmad0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
 558     maxd0rphi = fNSigma*sigmad0;
 559     if(optImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 560     //sigmad0z0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]+covd0z0[2]); // for future improvement
 561     //maxd0z0 = 10.*fNSigma*sigmad0z0;
 562
 563     if(fDebug) printf("trk %d; id %d; |d0| = %f;  d0 cut = %f; |z0| = %f; |d0|oplus|z0| = %f; d0z0 cut = %f\n",i,(Int_t)idOrig[i],TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi,TMath::Abs(d0z0[1]),TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1]),maxd0z0);
 564
 565     // if fConstraint=kFALSE, during iterations 1 and 2 ||
 566     // if fConstraint=kTRUE, during iteration 2,
 567     // select tracks with d0oplusz0 < maxd0z0
 568     if((!fConstraint && optImpParCut>0 && fVert.GetNContributors()>0) ||
 569        ( fConstraint && optImpParCut==2)) {
 570       if(nTrksOrig>=3 &&
 571          TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1])>maxd0z0) {
 572         if(fDebug) printf("     rejected\n");
 573         delete track; continue;
 574       }
 575     }
 576
 577
 578     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
 579     if(optImpParCut>0 && TMath::Abs(d0z0[0])>maxd0rphi) {
 580       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 581       delete track; continue;
 582     }
 583
 584     fTrkArraySel.AddLast(track);
 585     fIdSel[nTrksSel] = idOrig[i];
 586     nTrksSel++;
 587   }
 588
 589   delete initVertex;
 590
 591   return nTrksSel;
 592 }
 593 //---------------------------------------------------------------------------
 594 AliESDVertex* AliVertexerTracks::RemoveTracksFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
 595                                                         TObjArray *trkArray,
 596                                                         UShort_t *id,
 597                                                         Float_t *diamondxy)
 598 {
 599 //
 600 // Removes tracks in trksTree from fit of inVtx
 601 //
 602
 603   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraint")) {
 604     printf("ERROR: primary vertex has no constraint: cannot remove tracks\n");
 605     return 0x0;
 606   }
 607   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraintOnlyFitter"))
 608     printf("WARNING: result of tracks' removal will be only approximately correct\n");
 609
 610   TMatrixD rv(3,1);
 611   rv(0,0) = inVtx->GetXv();
 612   rv(1,0) = inVtx->GetYv();
 613   rv(2,0) = inVtx->GetZv();
 614   TMatrixD vV(3,3);
 615   Double_t cov[6];
 616   inVtx->GetCovMatrix(cov);
 617   vV(0,0) = cov[0];
 618   vV(0,1) = cov[1]; vV(1,0) = cov[1];
 619   vV(1,1) = cov[2];
 620   vV(0,2) = cov[3]; vV(2,0) = cov[3];
 621   vV(1,2) = cov[4]; vV(2,1) = cov[4];
 622   vV(2,2) = cov[5];
 623
 624   TMatrixD sumWi(TMatrixD::kInverted,vV);
 625   TMatrixD sumWiri(sumWi,TMatrixD::kMult,rv);
 626
 627   Int_t nUsedTrks = inVtx->GetNContributors();
 628   Double_t chi2 = inVtx->GetChi2();
 629
 630   AliExternalTrackParam *track = 0;
 631   Int_t ntrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
 632   for(Int_t i=0;i<ntrks;i++) {
 633     track = (AliExternalTrackParam*)trkArray->At(i);
 634     if(!inVtx->UsesTrack(id[i])) {
 635       printf("track %d was not used in vertex fit\n",id[i]);
 636       continue;
 637     }
 638     Double_t alpha = track->GetAlpha();
 639     Double_t xl = diamondxy[0]*TMath::Cos(alpha)+diamondxy[1]*TMath::Sin(alpha);
 640     track->PropagateTo(xl,GetFieldkG());
 641     // vector of track global coordinates
 642     TMatrixD ri(3,1);
 643     // covariance matrix of ri
 644     TMatrixD wWi(3,3);
 645
 646     // get space point from track
 647     if(!TrackToPoint(track,ri,wWi)) continue;
 648
 649     TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 650
 651     sumWi -= wWi;
 652     sumWiri -= wWiri;
 653
 654     // track chi2
 655     TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 656     TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 657     Double_t chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 658                      deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 659                      deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 660     // remove from total chi2
 661     chi2 -= chi2i;
 662
 663     nUsedTrks--;
 664     if(nUsedTrks<2) {
 665       printf("Trying to remove too many tracks!\n");
 666       return 0x0;
 667     }
 668   }
 669
 670   TMatrixD rvnew(3,1);
 671   TMatrixD vVnew(3,3);
 672
 673   // new inverted of weights matrix
 674   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 675   vVnew = invsumWi;
 676   // new position of primary vertex
 677   rvnew.Mult(vVnew,sumWiri);
 678
 679   Double_t position[3];
 680   position[0] = rvnew(0,0);
 681   position[1] = rvnew(1,0);
 682   position[2] = rvnew(2,0);
 683   cov[0] = vVnew(0,0);
 684   cov[1] = vVnew(0,1);
 685   cov[2] = vVnew(1,1);
 686   cov[3] = vVnew(0,2);
 687   cov[4] = vVnew(1,2);
 688   cov[5] = vVnew(2,2);
 689
 690   // store data in the vertex object
 691   AliESDVertex *outVtx = new AliESDVertex(position,cov,chi2,nUsedTrks);
 692   outVtx->SetTitle(inVtx->GetTitle());
 693   UShort_t *inindices = inVtx->GetIndices();
 694   UShort_t *outindices = new UShort_t[outVtx->GetNContributors()];
 695   Int_t j=0;
 696   for(Int_t k=0; k<inVtx->GetNIndices(); k++) {
 697     Bool_t copyindex=kTRUE;
 698     for(Int_t l=0; l<ntrks; l++) {
 699       if(inindices[k]==id[l]) copyindex=kFALSE;
 700     }
 701     if(copyindex) {
 702       outindices[j] = inindices[k]; j++;
 703     }
 704   }
 705   outVtx->SetIndices(outVtx->GetNContributors(),outindices);
 706   delete [] outindices;
 707
 708   if(fDebug) {
 709     printf("Vertex before removing tracks:\n");
 710     inVtx->PrintStatus();
 711     inVtx->PrintIndices();
 712     printf("Vertex after removing tracks:\n");
 713     outVtx->PrintStatus();
 714     outVtx->PrintIndices();
 715   }
 716
 717   return outVtx;
 718 }
 719 //---------------------------------------------------------------------------
 720 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped)
 721 {
 722 //
 723 // Mark the tracks not to be used in the vertex reconstruction.
 724 // Tracks are identified by AliESDtrack::GetID()
 725 //
 726   fNTrksToSkip = n;  fTrksToSkip = new Int_t[n];
 727   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 728   return;
 729 }
 730 //---------------------------------------------------------------------------
 731 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx)
 732 {
 733 //
 734 // Set initial vertex knowledge
 735 //
 736   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
 737   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
 738   SetConstraintOn();
 739   return;
 740 }
 741 //---------------------------------------------------------------------------
 742 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights)
 743 {
 744   AliExternalTrackParam *track1;
 745   Double_t field=GetFieldkG();
 746   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 747   TClonesArray *linarray = new TClonesArray("AliStrLine",1000);
 748   TClonesArray &lines = *linarray;
 749   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 750     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
 751     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 752     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 753     Double_t pos[3],dir[3],sigmasq[3];
 754     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 755     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 756     sigmasq[0]=TMath::Sin(alpha)*TMath::Sin(alpha)*track1->GetSigmaY2();
 757     sigmasq[1]=TMath::Cos(alpha)*TMath::Cos(alpha)*track1->GetSigmaY2();
 758     sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 759     TMatrixD ri(3,1);
 760     TMatrixD wWi(3,3);
 761     if(!TrackToPoint(track1,ri,wWi)) continue;
 762     Double_t wmat[9];
 763     Int_t iel=0;
 764     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
 765       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
 766         wmat[iel]=wWi(ia,ib);
 767         iel++;
 768       }
 769     }
 770     new(lines[i]) AliStrLine(pos,sigmasq,wmat,dir);
 771   }
 772   fVert=TrackletVertexFinder(linarray,optUseWeights);
 773   linarray->Delete();
 774   delete linarray;
 775 }
 776 //---------------------------------------------------------------------------
 777 AliESDVertex AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(TClonesArray *lines, Int_t optUseWeights)
 778 {
 779   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 780
 781   const Int_t knacc = (Int_t)lines->GetEntriesFast();
 782   Double_t initPos[3]={0.,0.,0.};
 783
 784   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 785   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 786
 787   Double_t sum[3][3];
 788   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 789   TMatrixD sumWi(3,3);
 790   for(Int_t i=0;i<3;i++){
 791     for(Int_t j=0;j<3;j++){
 792       sum[i][j]=0;
 793       sumWi(i,j)=0.;
 794     }
 795   }
 796
 797   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 798     AliStrLine* line1 = (AliStrLine*)lines->At(i);
 799     Double_t p0[3],cd[3],sigmasq[3];
 800     Double_t wmat[9];
 801     line1->GetP0(p0);
 802     line1->GetCd(cd);
 803     line1->GetSigma2P0(sigmasq);
 804     line1->GetWMatrix(wmat);
 805     TMatrixD wWi(3,3);
 806     Int_t iel=0;
 807     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
 808       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
 809         wWi(ia,ib)=wmat[iel];
 810         iel++;
 811       }
 812     }
 813
 814     sumWi+=wWi;
 815
 816     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 817     vectP0[i][0]=p0[0];
 818     vectP0[i][1]=p0[1];
 819     vectP0[i][2]=p0[2];
 820     vectP1[i][0]=p1[0];
 821     vectP1[i][1]=p1[1];
 822     vectP1[i][2]=p1[2];
 823
 824     Double_t matr[3][3];
 825     Double_t dknow[3];
 826     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 827     else GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 828
 829
 830     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 831       dsum[iii]+=dknow[iii];
 832       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 833     }
 834   }
 835
 836   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 837   Double_t covmatrix[6];
 838   covmatrix[0] = invsumWi(0,0);
 839   covmatrix[1] = invsumWi(0,1);
 840   covmatrix[2] = invsumWi(1,1);
 841   covmatrix[3] = invsumWi(0,2);
 842   covmatrix[4] = invsumWi(1,2);
 843   covmatrix[5] = invsumWi(2,2);
 844
 845   Double_t vett[3][3];
 846   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 847   Double_t sigma=0;
 848
 849   if(det!=0){
 850     for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 851       for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 852         for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
 853       }
 854       for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
 855       initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
 856     }
 857
 858
 859     for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 860       Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
 861       for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
 862         p0[ii]=vectP0[i][ii];
 863         p1[ii]=vectP1[i][ii];
 864       }
 865       sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
 866     }
 867
 868     sigma=TMath::Sqrt(sigma);
 869   }else{
 870     sigma=999;
 871   }
 872   AliESDVertex theVert(initPos,covmatrix,99999.,knacc);
 873   theVert.SetDispersion(sigma);
 874   delete vectP0;
 875   delete vectP1;
 876   return theVert;
 877 }
 878 //---------------------------------------------------------------------------
 879 Bool_t AliVertexerTracks::TrackToPoint(AliExternalTrackParam *t,
 880                                        TMatrixD &ri,TMatrixD &wWi,
 881                                        Bool_t uUi3by3) const
 882 {
 883 //
 884 // Extract from the AliExternalTrackParam the global coordinates ri and covariance matrix
 885 // wWi of the space point that it represents (to be used in VertexFitter())
 886 //
 887
 888
 889   Double_t rotAngle = t->GetAlpha();
 890   if(rotAngle<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
 891   Double_t cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
 892   Double_t sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
 893
 894   ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
 895   ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
 896   ri(2,0) = t->GetZ();
 897
 898
 899
 900   if(!uUi3by3) {
 901     // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
 902     TMatrixD qQi(2,3);
 903     qQi(0,0) = -sinRot;
 904     qQi(0,1) = cosRot;
 905     qQi(0,2) = 0.;
 906     qQi(1,0) = 0.;
 907     qQi(1,1) = 0.;
 908     qQi(1,2) = 1.;
 909
 910     // covariance matrix of local (y,z) - inverted
 911     TMatrixD uUi(2,2);
 912     uUi(0,0) = t->GetSigmaY2();
 913     uUi(0,1) = t->GetSigmaZY();
 914     uUi(1,0) = t->GetSigmaZY();
 915     uUi(1,1) = t->GetSigmaZ2();
 916     //printf(" Ui :\n");
 917     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
 918     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
 919
 920     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
 921     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 922
 923     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 924     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 925     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 926     wWi = m;
 927   } else {
 928     if(fVert.GetNContributors()<1) AliFatal("Vertex from finder is empty");
 929     // matrix to go from global (x,y,z) to local (x,y,z);
 930     TMatrixD qQi(3,3);
 931     qQi(0,0) = cosRot;
 932     qQi(0,1) = sinRot;
 933     qQi(0,2) = 0.;
 934     qQi(1,0) = -sinRot;
 935     qQi(1,1) = cosRot;
 936     qQi(1,2) = 0.;
 937     qQi(2,0) = 0.;
 938     qQi(2,1) = 0.;
 939     qQi(2,2) = 1.;
 940
 941     // covariance of fVert along the track
 942     Double_t p[3],pt,ptot;
 943     t->GetPxPyPz(p);
 944     pt = TMath::Sqrt(p[0]*p[0]+p[1]*p[1]);
 945     ptot = TMath::Sqrt(pt*pt+p[2]*p[2]);
 946     Double_t cphi = p[0]/pt;               //cos(phi)=px/pt
 947     Double_t sphi = p[1]/pt;               //sin(phi)=py/pt
 948     Double_t clambda = pt/ptot;            //cos(lambda)=pt/ptot
 949     Double_t slambda = p[2]/ptot;            //sin(lambda)=pz/ptot
 950     Double_t covfVert[6];
 951     fVert.GetCovMatrix(covfVert);
 952     Double_t covfVertalongt =
 953        covfVert[0]*cphi*cphi*clambda*clambda
 954       +covfVert[1]*2.*cphi*sphi*clambda*clambda
 955       +covfVert[3]*2.*cphi*clambda*slambda
 956       +covfVert[2]*sphi*sphi*clambda*clambda
 957       +covfVert[4]*2.*sphi*clambda*slambda
 958       +covfVert[5]*slambda*slambda;
 959     // covariance matrix of local (x,y,z) - inverted
 960     TMatrixD uUi(3,3);
 961     uUi(0,0) = covfVertalongt * fnSigmaForUi00 * fnSigmaForUi00;
 962     if(fDebug) printf("=====> sqrtUi00 cm  %f\n",TMath::Sqrt(uUi(0,0)));
 963     uUi(0,1) = 0.;
 964     uUi(0,2) = 0.;
 965     uUi(1,0) = 0.;
 966     uUi(1,1) = t->GetSigmaY2();
 967     uUi(1,2) = t->GetSigmaZY();
 968     uUi(2,0) = 0.;
 969     uUi(2,1) = t->GetSigmaZY();
 970     uUi(2,2) = t->GetSigmaZ2();
 971     //printf(" Ui :\n");
 972     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
 973     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
 974
 975     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
 976     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 977
 978     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 979     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 980     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 981     wWi = m;
 982   }
 983
 984
 985   return kTRUE;
 986 }
 987 //---------------------------------------------------------------------------
 988 void AliVertexerTracks::TooFewTracks()
 989 {
 990 //
 991 // When the number of tracks is < fMinTracks,
 992 // deal with vertices not found and prepare to exit
 993 //
 994   if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 995
 996   Double_t pos[3],err[3];
 997   pos[0] = fNominalPos[0];
 998   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
 999   pos[1] = fNominalPos[1];
1000   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
1001   pos[2] = fNominalPos[2];
1002   err[2] = TMath::Sqrt(fNominalCov[5]);
1003   Int_t    ncontr = (err[0]>1. ? -1 : -3);
1004   fCurrentVertex = 0;
1005   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
1006   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
1007
1008   if(fConstraint) {
1009     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
1010   } else {
1011     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
1012   }
1013
1014   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
1015   if(fIdSel) {delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;}
1016   if(fTrksToSkip) {delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL;}
1017
1018   return;
1019 }
1020 //---------------------------------------------------------------------------
1021 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights)
1022 {
1023
1024   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
1025
1026   Double_t initPos[3];
1027   initPos[2] = 0.;
1028   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
1029   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
1030   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
1031   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
1032   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
1033   Double_t sigma=0;
1034   Int_t ncombi = 0;
1035   AliExternalTrackParam *track1;
1036   AliExternalTrackParam *track2;
1037   Double_t pos[3],dir[3];
1038   Double_t alpha,mindist;
1039   Double_t field=GetFieldkG();
1040
1041   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
1042     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
1043     alpha=track1->GetAlpha();
1044     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1045     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
1046     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
1047     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
1048
1049    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
1050    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
1051
1052     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
1053       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
1054       alpha=track2->GetAlpha();
1055       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1056       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
1057       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
1058       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
1059     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
1060     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
1061       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
1062       //printf("%d   %d   %f\n",i,j,distCA);
1063        if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
1064         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
1065
1066         if(optUseWeights<=0){
1067           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
1068           if(retcode>=0){
1069             ncombi++;
1070             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1071             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1072           }
1073         }
1074         if(optUseWeights>0){
1075           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
1076           if(retcode>=0){
1077             Double_t cs, sn;
1078             alpha=track1->GetAlpha();
1079             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1080             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
1081             alpha=track2->GetAlpha();
1082             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1083             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
1084             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
1085             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
1086             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
1087             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
1088             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
1089             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
1090             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
1091
1092             ncombi++;
1093             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1094             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1095           }
1096         }
1097       }
1098       delete line2;
1099     }
1100     delete line1;
1101   }
1102   if(ncombi>0){
1103     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
1104       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
1105       //printf("%f\n",initPos[jj]);
1106       aversq[jj]/=ncombi;
1107       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
1108       sigma+=sigmasq[jj];
1109     }
1110     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
1111   }
1112   else {
1113     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
1114     sigma=999;
1115   }
1116   fVert.SetXYZ(initPos);
1117   fVert.SetDispersion(sigma);
1118   fVert.SetNContributors(ncombi);
1119 }
1120 //---------------------------------------------------------------------------
1121 void AliVertexerTracks::VertexFitter()
1122 {
1123 //
1124 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
1125 // average of tracks positions".
1126 // Original method: V. Karimaki, CMS Note 97/0051
1127 //
1128   Bool_t useConstraint = fConstraint;
1129   Double_t initPos[3];
1130   if(!fOnlyFitter) {
1131     fVert.GetXYZ(initPos);
1132   } else {
1133     initPos[0]=fNominalPos[0];
1134     initPos[1]=fNominalPos[1];
1135     initPos[2]=fNominalPos[2];
1136   }
1137
1138   Int_t nTrksSel = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntries();
1139   if(nTrksSel==1) useConstraint=kTRUE;
1140   if(fDebug) {
1141     printf("--- VertexFitter(): start\n");
1142     printf(" Number of tracks in array: %d\n",nTrksSel);
1143     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
1144     printf(" Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
1145     if(useConstraint) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2]));
1146   }
1147
1148   // special treatment for few-tracks fits (e.g. secondary vertices)
1149   Bool_t uUi3by3 = kFALSE; if(nTrksSel<5 && !useConstraint) uUi3by3 = kTRUE;
1150
1151   Int_t i,j,k,step=0;
1152   TMatrixD rv(3,1);
1153   TMatrixD vV(3,3);
1154   rv(0,0) = initPos[0];
1155   rv(1,0) = initPos[1];
1156   rv(2,0) = 0.;
1157   Double_t xlStart,alpha;
1158   Int_t nTrksUsed;
1159   Double_t chi2,chi2i,chi2b;
1160   AliExternalTrackParam *t = 0;
1161   Int_t failed = 0;
1162
1163   // initial vertex covariance matrix
1164   TMatrixD vVb(3,3);
1165   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
1166   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
1167   vVb(0,2) = 0.;
1168   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
1169   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
1170   vVb(1,2) = 0.;
1171   vVb(2,0) = 0.;
1172   vVb(2,1) = 0.;
1173   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
1174   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
1175   TMatrixD rb(3,1);
1176   rb(0,0) = fNominalPos[0];
1177   rb(1,0) = fNominalPos[1];
1178   rb(2,0) = fNominalPos[2];
1179   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
1180
1181
1182   // 2 steps:
1183   // 1st - estimate of vtx using all tracks
1184   // 2nd - estimate of global chi2
1185   for(step=0; step<2; step++) {
1186     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
1187     chi2 = 0.;
1188     nTrksUsed = 0;
1189
1190     if(step==1) { initPos[0]=rv(0,0); initPos[0]=rv(1,0); }
1191
1192     TMatrixD sumWiri(3,1);
1193     TMatrixD sumWi(3,3);
1194     for(i=0; i<3; i++) {
1195       sumWiri(i,0) = 0.;
1196       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
1197     }
1198
1199     // mean vertex constraint
1200     if(useConstraint) {
1201       for(i=0;i<3;i++) {
1202         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
1203         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
1204       }
1205       // chi2
1206       TMatrixD deltar = rv; deltar -= rb;
1207       TMatrixD vVbInvdeltar(vVbInv,TMatrixD::kMult,deltar);
1208       chi2b = deltar(0,0)*vVbInvdeltar(0,0)+
1209               deltar(1,0)*vVbInvdeltar(1,0)+
1210               deltar(2,0)*vVbInvdeltar(2,0);
1211       chi2 += chi2b;
1212     }
1213
1214     // loop on tracks
1215     for(k=0; k<nTrksSel; k++) {
1216       // get track from track array
1217       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(k);
1218       alpha = t->GetAlpha();
1219       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
1220       // to vtxSeed (from finder)
1221       t->PropagateTo(xlStart,GetFieldkG());
1222
1223       // vector of track global coordinates
1224       TMatrixD ri(3,1);
1225       // covariance matrix of ri
1226       TMatrixD wWi(3,3);
1227
1228       // get space point from track
1229       if(!TrackToPoint(t,ri,wWi,uUi3by3)) continue;
1230       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
1231
1232       // track chi2
1233       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
1234       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
1235       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
1236               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
1237               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
1238
1239       // add to total chi2
1240       chi2 += chi2i;
1241
1242       sumWiri += wWiri;
1243       sumWi   += wWi;
1244
1245       nTrksUsed++;
1246     } // end loop on tracks
1247
1248     if(nTrksUsed < fMinTracks) {
1249       failed=1;
1250       continue;
1251     }
1252
1253     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
1254     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
1255     if(determinant < 100.)  {
1256       printf("det(V) = 0\n");
1257       failed=1;
1258       continue;
1259     }
1260
1261     if(step==0) {
1262       // inverted of weights matrix
1263       TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1264       vV = invsumWi;
1265       // position of primary vertex
1266       rv.Mult(vV,sumWiri);
1267     }
1268   } // end loop on the 2 steps
1269
1270   if(failed) {
1271     TooFewTracks();
1272     return;
1273   }
1274
1275   Double_t position[3];
1276   position[0] = rv(0,0);
1277   position[1] = rv(1,0);
1278   position[2] = rv(2,0);
1279   Double_t covmatrix[6];
1280   covmatrix[0] = vV(0,0);
1281   covmatrix[1] = vV(0,1);
1282   covmatrix[2] = vV(1,1);
1283   covmatrix[3] = vV(0,2);
1284   covmatrix[4] = vV(1,2);
1285   covmatrix[5] = vV(2,2);
1286
1287   // for correct chi2/ndf, count constraint as additional "track"
1288   if(fConstraint) nTrksUsed++;
1289   // store data in the vertex object
1290   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1291
1292   if(fDebug) {
1293     printf(" Vertex after fit:\n");
1294     fCurrentVertex->PrintStatus();
1295     printf("--- VertexFitter(): finish\n");
1296   }
1297
1298   return;
1299 }
1300 //----------------------------------------------------------------------------
1301 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray,
1302                                                          UShort_t *id,
1303                                                          Bool_t optUseFitter,
1304                                                          Bool_t optPropagate)
1305 {
1306 //
1307 // Return vertex from tracks (AliExternalTrackParam) in array
1308 //
1309
1310   SetConstraintOff();
1311
1312   // get tracks and propagate them to initial vertex position
1313   fIdSel = new UShort_t[(Int_t)trkArray->GetEntriesFast()];
1314   Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArray,id,0);
1315   if(nTrksSel <  TMath::Max(2,fMinTracks)) {
1316     TooFewTracks();
1317     return fCurrentVertex;
1318   }
1319
1320   // vertex finder
1321   switch (fAlgo) {
1322     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
1323     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
1324     case 3: HelixVertexFinder();          break;
1325     case 4: VertexFinder(1);              break;
1326     case 5: VertexFinder(0);              break;
1327     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
1328   }
1329   if(fDebug) printf(" Vertex finding completed\n");
1330
1331   // vertex fitter
1332   if(optUseFitter) {
1333     VertexFitter();
1334   } else {
1335     Double_t position[3]={fVert.GetXv(),fVert.GetYv(),fVert.GetZv()};
1336     Double_t covmatrix[6];
1337     fVert.GetCovMatrix(covmatrix);
1338     Double_t chi2=99999.;
1339     Int_t    nTrksUsed=fVert.GetNContributors();
1340     fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1341   }
1342   fCurrentVertex->SetDispersion(fVert.GetDispersion());
1343
1344
1345   // set indices of used tracks and propagate track to found vertex
1346   UShort_t *indices = 0;
1347   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
1348   AliExternalTrackParam *t = 0;
1349   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
1350     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
1351     for(Int_t jj=0; jj<(Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast(); jj++) {
1352       indices[jj] = fIdSel[jj];
1353       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(jj);
1354       if(optPropagate && optUseFitter) {
1355         if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
1356           t->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
1357           if(fDebug) printf("Track %d propagated to found vertex\n",jj);
1358         } else {
1359           AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
1360         }
1361       }
1362     }
1363     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
1364   }
1365
1366   // clean up
1367   delete [] indices; indices=NULL;
1368   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
1369   fTrkArraySel.Delete();
1370
1371   return fCurrentVertex;
1372 }
1373 //----------------------------------------------------------------------------
1374 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedESDTracks(TObjArray *trkArray,
1375                                                          Bool_t optUseFitter,
1376                                                          Bool_t optPropagate)
1377 {
1378 //
1379 // Return vertex from array of ESD tracks
1380 //
1381
1382   Int_t nTrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
1383   UShort_t *id = new UShort_t[nTrks];
1384
1385   AliESDtrack *esdt = 0;
1386   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1387     esdt = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1388     id[i] = (UShort_t)esdt->GetID();
1389   }
1390
1391   VertexForSelectedTracks(trkArray,id,optUseFitter,optPropagate);
1392
1393   delete [] id; id=NULL;
1394
1395   return fCurrentVertex;
1396 }
1397 //--------------------------------------------------------------------------
1398