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 ESD 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 <TTree.h>
  30 #include <TMatrixD.h>
  31 //---- AliRoot headers -----
  32 #include "AliStrLine.h"
  33 #include "AliVertexerTracks.h"
  34 #include "AliESD.h"
  35 #include "AliESDtrack.h"
  36
  37 ClassImp(AliVertexerTracks)
  38
  39
  40 //----------------------------------------------------------------------------
  41 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  42 TObject(),
  43 fVert(),
  44 fCurrentVertex(0),
  45 fMinTracks(2),
  46 fMinITSClusters(5),
  47 fTrkArray(),
  48 fTrksToSkip(0),
  49 fNTrksToSkip(0),
  50 fDCAcut(0),
  51 fAlgo(1),
  52 fNSigma(3),
  53 fITSin(kTRUE),
  54 fITSrefit(kTRUE),
  55 fDebug(0)
  56 {
  57 //
  58 // Default constructor
  59 //
  60   SetVtxStart();
  61   SetVtxStartSigma();
  62   SetMinTracks();
  63   SetMinITSClusters();
  64   SetNSigmad0();
  65 }
  66 //-----------------------------------------------------------------------------
  67 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t xStart, Double_t yStart):
  68 TObject(),
  69 fVert(),
  70 fCurrentVertex(0),
  71 fMinTracks(2),
  72 fMinITSClusters(5),
  73 fTrkArray(),
  74 fTrksToSkip(0),
  75 fNTrksToSkip(0),
  76 fDCAcut(0),
  77 fAlgo(1),
  78 fNSigma(3),
  79 fITSin(kTRUE),
  80 fITSrefit(kTRUE),
  81 fDebug(0)
  82 {
  83 //
  84 // Standard constructor
  85 //
  86   SetVtxStart(xStart,yStart);
  87   SetVtxStartSigma();
  88   SetMinTracks();
  89   SetMinITSClusters();
  90   SetNSigmad0();
  91 }
  92 //-----------------------------------------------------------------------------
  93 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() {
  94   // Default Destructor
  95   // The objects pointed by the following pointer are not owned
  96   // by this class and are not deleted
  97   fCurrentVertex = 0;
  98   delete[] fTrksToSkip;
  99 }
 100 //----------------------------------------------------------------------------
 101 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESD *esdEvent)
 102 {
 103 //
 104 // Primary vertex for current ESD event
 105 // (Two iterations:
 106 //  1st with 5*fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to initial vertex;
 107 //  2nd with fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 108 // All ESD tracks with inside the beam pipe are then propagated to found vertex
 109 //
 110   fCurrentVertex = 0;
 111
 112   Int_t nTrksTot = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 113   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 114   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 115   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 116
 117   Bool_t   skipThis;
 118   for(Int_t i=0; i<nTrksTot; i++) {
 119     // check tracks to skip
 120     skipThis = kFALSE;
 121     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 122       if(i==fTrksToSkip[j]) {
 123         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 124         skipThis = kTRUE;
 125       }
 126     }
 127     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 128     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 129     if(skipThis) {delete esdTrack;continue;}
 130     if(fITSin) {
 131       if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) {delete esdTrack;continue;}
 132       if(fITSrefit && !(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) {delete esdTrack;continue;}
 133       Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 134       if(nclus<fMinITSClusters) {delete esdTrack;continue;}
 135     }
 136     trkTree->Fill();
 137     delete esdTrack;
 138   }
 139
 140
 141   // ITERATION 1
 142   // propagate tracks to initVertex
 143   // preselect them  (reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. initVertex)
 144   Int_t nTrksPrep;
 145   nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,1);
 146   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 1: %d\n",nTrksPrep);
 147   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
 148     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 149     TooFewTracks(esdEvent);
 150     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 151     fTrkArray.Delete();
 152     delete trkTree;
 153     return fCurrentVertex;
 154   }
 155
 156   // vertex finder
 157   switch (fAlgo) {
 158     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 159     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 160     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 161     case 4: VertexFinder(1);              break;
 162     case 5: VertexFinder(0);              break;
 163     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 164   }
 165   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 166
 167   // vertex fitter
 168   VertexFitter(kTRUE);
 169   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 170   fTrkArray.Delete();
 171   // ITERATION 2
 172   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 173   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 174   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 175   nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,2);
 176   delete trkTree;
 177   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 2: %d\n",nTrksPrep);
 178   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
 179     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 180     TooFewTracks(esdEvent);
 181     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 182     fTrkArray.Delete();
 183     return fCurrentVertex;
 184   }
 185
 186   // vertex finder
 187   switch (fAlgo) {
 188     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 189     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 190     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 191     case 4: VertexFinder(1);              break;
 192     case 5: VertexFinder(0);              break;
 193     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 194   }
 195   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 196
 197   // fitter
 198   VertexFitter(kTRUE);
 199   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 200
 201
 202   // take true pos from ESD
 203   Double_t tp[3];
 204   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 205   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 206   if(fNominalCov[0]>1.) {
 207     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 208   } else {
 209     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 210   }
 211
 212
 213   // propagate tracks to found vertex
 214   if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
 215     for(Int_t ii=0; ii<nTrksTot; ii++) {
 216       AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(ii);
 217       if(!(et->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) continue;
 218       if(et->GetX()>3.) continue;
 219       et->RelateToVertex(fCurrentVertex,GetField(),100.);
 220     }
 221   } else {
 222     AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
 223   }
 224
 225   // set indices of used tracks
 226   UShort_t *indices = 0;
 227   AliESDtrack *ett = 0;
 228   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
 229     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
 230     for(Int_t jj=0;jj<(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();jj++) {
 231       ett = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(jj);
 232       indices[jj] = (UShort_t)ett->GetID();
 233     }
 234     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
 235   }
 236   delete [] indices;
 237   fTrkArray.Delete();
 238
 239   if(fTrksToSkip) delete [] fTrksToSkip;
 240
 241
 242   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 243   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintIndices();
 244
 245   return fCurrentVertex;
 246 }
 247 //------------------------------------------------------------------------
 248 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]){
 249   //
 250   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];
 251  return det;
 252 }
 253 //-------------------------------------------------------------------------
 254 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 255
 256   //
 257   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 258   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 259   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 260   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 261   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 262   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 263   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 264   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 265   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 266   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 267   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 268   m[2][1]=-2*y12*z12;
 269   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 270   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 271   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 272   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 273
 274 }
 275 //--------------------------------------------------------------------------
 276 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 277   //
 278   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 279   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 280   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 281
 282   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 283
 284   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 285
 286   Double_t cc[3];
 287   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 288   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 289   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 290
 291   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;
 292
 293   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 294
 295   Double_t aa[3];
 296   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 297   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 298   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 299
 300   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 301   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 302   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 303
 304   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 305   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 306   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 307
 308   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 309   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 310   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 311
 312   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 313   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 314   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 315
 316   }
 317 //--------------------------------------------------------------------------
 318 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0){
 319   //
 320   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 321   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 322   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 323   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 324   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 325   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 326   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);
 327 }
 328 //---------------------------------------------------------------------------
 329 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() {
 330
 331   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 332
 333
 334   Double_t initPos[3];
 335   initPos[2] = 0.;
 336   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 337   Double_t field=GetField();
 338
 339   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 340
 341   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 342   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 343   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 344   Double_t sigma=0;
 345   Int_t ncombi = 0;
 346   AliESDtrack *track1;
 347   AliESDtrack *track2;
 348   Double_t distCA;
 349   Double_t x, par[5];
 350   Double_t alpha, cs, sn;
 351   Double_t crosspoint[3];
 352   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 353     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 354
 355
 356     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 357       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 358
 359       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
 360
 361       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 362         track1->GetExternalParameters(x,par);
 363         alpha=track1->GetAlpha();
 364         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 365         Double_t x1=x*cs - par[0]*sn;
 366         Double_t y1=x*sn + par[0]*cs;
 367         Double_t z1=par[1];
 368         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 369         track2->GetExternalParameters(x,par);
 370         alpha=track2->GetAlpha();
 371         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 372         Double_t x2=x*cs - par[0]*sn;
 373         Double_t y2=x*sn + par[0]*cs;
 374         Double_t z2=par[1];
 375         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 376         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 377         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 378         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 379         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 380         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 381         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 382         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 383
 384         ncombi++;
 385         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 386         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 387       }
 388     }
 389
 390   }
 391   if(ncombi>0){
 392     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 393       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 394       averquad[jj]/=ncombi;
 395       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 396       sigma+=sigmaquad[jj];
 397     }
 398     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 399   }
 400   else {
 401     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 402     sigma=999;
 403   }
 404   fVert.SetXYZ(initPos);
 405   fVert.SetDispersion(sigma);
 406   fVert.SetNContributors(ncombi);
 407 }
 408 //----------------------------------------------------------------------------
 409 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TTree &trkTree,Int_t OptImpParCut) {
 410 //
 411 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 412 //
 413   Double_t maxd0rphi = 3.;
 414   Int_t    nTrks    = 0;
 415   Double_t sigmaCurr[3];
 416   Float_t  d0z0[2],covd0z0[3];
 417   Double_t sigma;
 418   Double_t field=GetField();
 419
 420   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
 421
 422   Int_t    nEntries = (Int_t)trkTree.GetEntries();
 423   if(!fTrkArray.IsEmpty()) fTrkArray.Delete();
 424
 425   if(fDebug) {
 426     printf(" PrepareTracks()\n");
 427   }
 428
 429   for(Int_t i=0; i<nEntries; i++) {
 430     AliESDtrack *track = new AliESDtrack;
 431     trkTree.SetBranchAddress("tracks",&track);
 432     trkTree.GetEvent(i);
 433
 434     // propagate track to vertex
 435     if(OptImpParCut==1) { // OptImpParCut==1
 436       track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 437     } else {              // OptImpParCut==2
 438       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 439       if((sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
 440         track->RelateToVertex(fCurrentVertex,field,100.);
 441       } else {
 442         track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 443       }
 444     }
 445
 446     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
 447     track->GetImpactParameters(d0z0,covd0z0);
 448     sigma = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
 449     maxd0rphi = fNSigma*sigma;
 450     if(OptImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 451
 452     if(fDebug) printf("trk %d; lab %d; |d0| = %f;  cut = %f\n",i,track->GetLabel(),TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi);
 453     if(TMath::Abs(d0z0[0]) > maxd0rphi) {
 454       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 455       delete track; continue;
 456     }
 457
 458     fTrkArray.AddLast(track);
 459     nTrks++;
 460   }
 461
 462   delete initVertex;
 463
 464   return nTrks;
 465 }
 466 //---------------------------------------------------------------------------
 467 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) {
 468 //
 469 // Mark the tracks not ot be used in the vertex finding
 470 //
 471   fNTrksToSkip = n;
 472   fTrksToSkip = new Int_t[n];
 473   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 474   return;
 475 }
 476 //---------------------------------------------------------------------------
 477 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx) {
 478 //
 479 // Set initial vertex knowledge
 480 //
 481   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
 482   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
 483   return;
 484 }
 485 //---------------------------------------------------------------------------
 486 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights){
 487
 488   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 489
 490   Double_t initPos[3];
 491   initPos[2] = 0.;
 492   Double_t sigma=0;
 493   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 494   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 495   Double_t field=GetField();
 496
 497   AliESDtrack *track1;
 498   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 499   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 500
 501   Double_t sum[3][3];
 502   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 503   for(Int_t i=0;i<3;i++)
 504     for(Int_t j=0;j<3;j++)sum[i][j]=0;
 505   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 506     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 507     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 508     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 509     Double_t pos[3],dir[3];
 510     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 511     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 512     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 513     //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 514     //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 515
 516     Double_t p0[3],cd[3];
 517     line1->GetP0(p0);
 518     line1->GetCd(cd);
 519     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 520     vectP0[i][0]=p0[0];
 521     vectP0[i][1]=p0[1];
 522     vectP0[i][2]=p0[2];
 523     vectP1[i][0]=p1[0];
 524     vectP1[i][1]=p1[1];
 525     vectP1[i][2]=p1[2];
 526
 527     Double_t matr[3][3];
 528     Double_t dknow[3];
 529     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 530     if(optUseWeights==1){
 531       Double_t sigmasq[3];
 532       sigmasq[0]=track1->GetSigmaY2();
 533       sigmasq[1]=track1->GetSigmaY2();
 534       sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 535       GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 536     }
 537
 538     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 539       dsum[iii]+=dknow[iii];
 540       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 541     }
 542     delete line1;
 543   }
 544
 545   Double_t vett[3][3];
 546   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 547
 548    if(det!=0){
 549      for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 550        for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 551          for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
 552        }
 553        for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
 554        initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
 555      }
 556
 557
 558      for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 559        Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
 560        for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
 561          p0[ii]=vectP0[i][ii];
 562          p1[ii]=vectP1[i][ii];
 563        }
 564        sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
 565      }
 566
 567      sigma=TMath::Sqrt(sigma);
 568    }else{
 569     Warning("StrLinVertexFinderMinDist","Finder did not succed");
 570     sigma=999;
 571   }
 572   delete vectP0;
 573   delete vectP1;
 574   fVert.SetXYZ(initPos);
 575   fVert.SetDispersion(sigma);
 576   fVert.SetNContributors(knacc);
 577 }
 578 //---------------------------------------------------------------------------
 579 void AliVertexerTracks::TooFewTracks(const AliESD* esdEvent) {
 580 //
 581 // When the number of tracks is < fMinTracks
 582 //
 583
 584   // deal with vertices not found
 585   Double_t pos[3],err[3];
 586   Int_t    ncontr=0;
 587   pos[0] = fNominalPos[0];
 588   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
 589   pos[1] = fNominalPos[1];
 590   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
 591   pos[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZv();
 592   err[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZRes();
 593   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 594     ncontr = -1; // (x,y,z) = (0,0,0)
 595   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 596     ncontr = -2; // (x,y,z) = (0,0,z_fromSPD)
 597   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 598     ncontr = -3; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,0)
 599   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 600     ncontr = -4; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,z_fromSPD)
 601   fCurrentVertex = 0;
 602   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
 603   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
 604
 605   Double_t tp[3];
 606   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 607   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 608   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 609   if(ncontr==-1||ncontr==-2)
 610     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 611
 612   return;
 613 }
 614 //---------------------------------------------------------------------------
 615 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) {
 616
 617   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 618
 619   Double_t initPos[3];
 620   initPos[2] = 0.;
 621   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 622   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 623   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 624   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
 625   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
 626   Double_t sigma=0;
 627   Int_t ncombi = 0;
 628   AliESDtrack *track1;
 629   AliESDtrack *track2;
 630   Double_t pos[3],dir[3];
 631   Double_t alpha,mindist;
 632   Double_t field=GetField();
 633
 634   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 635     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 636     alpha=track1->GetAlpha();
 637     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 638     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 639     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 640     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 641
 642    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 643    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 644
 645     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 646       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 647       alpha=track2->GetAlpha();
 648       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 649       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 650       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 651       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
 652     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
 653     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
 654       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
 655       if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 656         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
 657
 658         if(optUseWeights<=0){
 659           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
 660           if(retcode>=0){
 661             ncombi++;
 662             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 663             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 664           }
 665         }
 666         if(optUseWeights>0){
 667           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
 668           if(retcode>=0){
 669             Double_t alpha, cs, sn;
 670             alpha=track1->GetAlpha();
 671             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 672             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 673             alpha=track2->GetAlpha();
 674             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 675             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 676             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 677             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 678             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 679             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 680             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
 681             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
 682             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
 683
 684             ncombi++;
 685             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 686             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 687           }
 688         }
 689       }
 690       delete line2;
 691     }
 692     delete line1;
 693   }
 694   if(ncombi>0){
 695     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 696       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 697       aversq[jj]/=ncombi;
 698       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 699       sigma+=sigmasq[jj];
 700     }
 701     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 702   }
 703   else {
 704     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
 705     sigma=999;
 706   }
 707   fVert.SetXYZ(initPos);
 708   fVert.SetDispersion(sigma);
 709   fVert.SetNContributors(ncombi);
 710 }
 711 //---------------------------------------------------------------------------
 712 void AliVertexerTracks::VertexFitter(Bool_t useNominalVtx) {
 713 //
 714 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
 715 // average of tracks positions"
 716 // Original method: CMS Note 97/0051
 717 //
 718   Double_t initPos[3];
 719   fVert.GetXYZ(initPos);
 720   if(fDebug) {
 721     printf(" VertexFitter(): start\n");
 722     printf(" Number of tracks in array: %d\n",(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast());
 723     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
 724     printf("Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
 725     if(useNominalVtx) 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]));
 726   }
 727
 728   Int_t i,j,k,step=0;
 729   TMatrixD rv(3,1);
 730   TMatrixD vV(3,3);
 731   rv(0,0) = initPos[0];
 732   rv(1,0) = initPos[1];
 733   rv(2,0) = 0.;
 734   Double_t xlStart,alpha;
 735   Double_t rotAngle;
 736   Double_t cosRot,sinRot;
 737   Double_t cc[15];
 738   Int_t nUsedTrks;
 739   Double_t chi2,chi2i;
 740   Int_t arrEntries = (Int_t)fTrkArray.GetEntries();
 741   AliESDtrack *t = 0;
 742   Int_t failed = 0;
 743
 744   // initial vertex covariance matrix
 745   TMatrixD vVb(3,3);
 746   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
 747   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
 748   vVb(0,2) = 0.;
 749   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
 750   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
 751   vVb(1,2) = 0.;
 752   vVb(2,0) = 0.;
 753   vVb(2,1) = 0.;
 754   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
 755   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
 756   TMatrixD rb(3,1);
 757   rb(0,0) = fNominalPos[0];
 758   rb(1,0) = fNominalPos[1];
 759   rb(2,0) = fNominalPos[2];
 760   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
 761
 762
 763   // 2 steps:
 764   // 1st - estimate of vtx using all tracks
 765   // 2nd - estimate of global chi2
 766   for(step=0; step<2; step++) {
 767     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
 768     chi2 = 0.;
 769     nUsedTrks = 0;
 770
 771     TMatrixD sumWiri(3,1);
 772     TMatrixD sumWi(3,3);
 773     for(i=0; i<3; i++) {
 774       sumWiri(i,0) = 0.;
 775       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
 776     }
 777
 778
 779     if(useNominalVtx) {
 780       for(i=0;i<3;i++) {
 781         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
 782         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
 783       }
 784     }
 785
 786
 787     // loop on tracks
 788     for(k=0; k<arrEntries; k++) {
 789       // get track from track array
 790       t = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(k);
 791       alpha = t->GetAlpha();
 792       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
 793       t->AliExternalTrackParam::PropagateTo(xlStart,AliTracker::GetBz());   // to vtxSeed
 794       rotAngle = alpha;
 795       if(alpha<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
 796       cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
 797       sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
 798
 799       // vector of track global coordinates
 800       TMatrixD ri(3,1);
 801       ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
 802       ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
 803       ri(2,0) = t->GetZ();
 804
 805       // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
 806       TMatrixD qQi(2,3);
 807       qQi(0,0) = -sinRot;
 808       qQi(0,1) = cosRot;
 809       qQi(0,2) = 0.;
 810       qQi(1,0) = 0.;
 811       qQi(1,1) = 0.;
 812       qQi(1,2) = 1.;
 813
 814       // covariance matrix of local (y,z) - inverted
 815       TMatrixD uUi(2,2);
 816       t->GetExternalCovariance(cc);
 817       uUi(0,0) = cc[0];
 818       uUi(0,1) = cc[1];
 819       uUi(1,0) = cc[1];
 820       uUi(1,1) = cc[2];
 821
 822       // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 823       if(uUi.Determinant() <= 0.) continue;
 824       TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 825       TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 826       TMatrixD wWi(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 827
 828       // track chi2
 829       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 830       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 831       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 832               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 833               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 834
 835
 836       // add to total chi2
 837       chi2 += chi2i;
 838
 839       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 840
 841       sumWiri += wWiri;
 842       sumWi   += wWi;
 843
 844       nUsedTrks++;
 845     } // end loop on tracks
 846
 847     if(nUsedTrks < fMinTracks) {
 848       failed=1;
 849       continue;
 850     }
 851
 852     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
 853     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
 854     if(determinant < 100.)  {
 855       printf("det(V) = 0\n");
 856       failed=1;
 857       continue;
 858     }
 859
 860     // inverted of weights matrix
 861     TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 862     vV = invsumWi;
 863
 864     // position of primary vertex
 865     rv.Mult(vV,sumWiri);
 866
 867   } // end loop on the 2 steps
 868
 869   // delete t;
 870
 871   if(failed) {
 872     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 873     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 874     return;
 875   }
 876
 877   Double_t position[3];
 878   position[0] = rv(0,0);
 879   position[1] = rv(1,0);
 880   position[2] = rv(2,0);
 881   Double_t covmatrix[6];
 882   covmatrix[0] = vV(0,0);
 883   covmatrix[1] = vV(0,1);
 884   covmatrix[2] = vV(1,1);
 885   covmatrix[3] = vV(0,2);
 886   covmatrix[4] = vV(1,2);
 887   covmatrix[5] = vV(2,2);
 888
 889   // store data in the vertex object
 890   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nUsedTrks);
 891
 892   if(fDebug) {
 893     printf(" VertexFitter(): finish\n");
 894     printf(" rv = ( %f , %f , %f )\n\n",rv(0,0),rv(1,0),rv(2,0));
 895     fCurrentVertex->PrintStatus();
 896   }
 897
 898   return;
 899 }
 900 //----------------------------------------------------------------------------
 901 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TTree *trkTree) {
 902 //
 903 // Return vertex from tracks in trkTree
 904 //
 905
 906   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 907   Int_t nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,1);
 908   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
 909     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 910     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 911     fVert.SetXYZ(vtx);
 912     fVert.SetDispersion(999);
 913     fVert.SetNContributors(-5);
 914     fTrkArray.Delete();
 915     return &fVert;
 916   }
 917
 918   // Set initial vertex position from ESD
 919   if(fAlgo==1)  StrLinVertexFinderMinDist(1);
 920   if(fAlgo==2)  StrLinVertexFinderMinDist(0);
 921   if(fAlgo==3)  HelixVertexFinder();
 922   if(fAlgo==4)  VertexFinder(1);
 923   if(fAlgo==5)  VertexFinder(0);
 924
 925
 926   // set indices of used tracks
 927   UShort_t *indices = 0;
 928   AliESDtrack *eta = 0;
 929   if(fVert.GetNContributors()>0) {
 930     indices = new UShort_t[fVert.GetNContributors()];
 931     for(Int_t jj=0;jj<(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();jj++) {
 932       eta = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(jj);
 933       indices[jj] = (UShort_t)eta->GetID();
 934     }
 935     fVert.SetIndices(fVert.GetNContributors(),indices);
 936   }
 937   delete [] indices;
 938   fTrkArray.Delete();
 939
 940   return &fVert;
 941 }
 942 //----------------------------------------------------------------------------
 943 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray) {
 944 //
 945 // Return vertex from array of tracks
 946 //
 947
 948   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 949   Int_t nTrks = trkArray->GetEntriesFast();
 950   if(nTrks < fMinTracks) {
 951     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 952     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 953     fVert.SetXYZ(vtx);
 954     fVert.SetDispersion(999);
 955     fVert.SetNContributors(-5);
 956     fTrkArray.Delete();
 957     return &fVert;
 958   }
 959   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 960   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 961   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 962   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
 963     esdTrack = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
 964     trkTree->Fill();
 965   }
 966
 967   AliVertex *vtx =  VertexForSelectedTracks(trkTree);
 968   delete trkTree;
 969   return vtx;
 970 }
 971 //--------------------------------------------------------------------------