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 "AliLog.h"
  36 #include "AliStrLine.h"
  37 #include "AliExternalTrackParam.h"
  38 #include "AliESDEvent.h"
  39 #include "AliESDtrack.h"
  40 #include "AliVertexerTracks.h"
  41
  42 ClassImp(AliVertexerTracks)
  43
  44
  45 //----------------------------------------------------------------------------
  46 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  47 TObject(),
  48 fVert(),
  49 fCurrentVertex(0),
  50 fMode(0),
  51 fFieldkG(-999.),
  52 fTrkArraySel(),
  53 fIdSel(0),
  54 fTrksToSkip(0),
  55 fNTrksToSkip(0),
  56 fConstraint(kFALSE),
  57 fOnlyFitter(kFALSE),
  58 fMinTracks(1),
  59 fMinClusters(5),
  60 fDCAcut(0.1),
  61 fDCAcutIter0(0.1),
  62 fNSigma(3.),
  63 fMaxd0z0(0.5),
  64 fMinDetFitter(100.),
  65 fMaxTgl(1000.),
  66 fITSrefit(kTRUE),
  67 fFiducialR(3.),
  68 fFiducialZ(30.),
  69 fnSigmaForUi00(1.5),
  70 fAlgo(1)
  71 {
  72 //
  73 // Default constructor
  74 //
  75   SetVtxStart();
  76   SetVtxStartSigma();
  77 }
  78 //----------------------------------------------------------------------------
  79 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t fieldkG):
  80 TObject(),
  81 fVert(),
  82 fCurrentVertex(0),
  83 fMode(0),
  84 fFieldkG(fieldkG),
  85 fTrkArraySel(),
  86 fIdSel(0),
  87 fTrksToSkip(0),
  88 fNTrksToSkip(0),
  89 fConstraint(kFALSE),
  90 fOnlyFitter(kFALSE),
  91 fMinTracks(1),
  92 fMinClusters(5),
  93 fDCAcut(0.1),
  94 fDCAcutIter0(0.1),
  95 fNSigma(3.),
  96 fMaxd0z0(0.5),
  97 fMinDetFitter(100.),
  98 fMaxTgl(1000.),
  99 fITSrefit(kTRUE),
 100 fFiducialR(3.),
 101 fFiducialZ(30.),
 102 fnSigmaForUi00(1.5),
 103 fAlgo(1)
 104 {
 105 //
 106 // Standard constructor
 107 //
 108   SetVtxStart();
 109   SetVtxStartSigma();
 110   SetTPCMode();
 111 }
 112 //-----------------------------------------------------------------------------
 113 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks()
 114 {
 115   // Default Destructor
 116   // The objects pointed by the following pointer are not owned
 117   // by this class and are not deleted
 118   fCurrentVertex = 0;
 119   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
 120   if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 121 }
 122 //----------------------------------------------------------------------------
 123 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESDEvent *esdEvent)
 124 {
 125 //
 126 // Primary vertex for current ESD event
 127 // (Two iterations:
 128 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
 129 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE
 130 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 131 //
 132   fCurrentVertex = 0;
 133
 134   // accept 1-track case only if constraint is available
 135   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
 136
 137   // read tracks from ESD
 138   Int_t nTrks = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 139   if(nTrks<fMinTracks) {
 140     TooFewTracks();
 141     return fCurrentVertex;
 142   }
 143   //
 144
 145   TDirectory * olddir = gDirectory;
 146   TFile *f = 0;
 147   if(nTrks>500) f = new TFile("VertexerTracks.root","recreate");
 148   TObjArray trkArrayOrig(nTrks);
 149   UShort_t *idOrig = new UShort_t[nTrks];
 150
 151   Int_t nTrksOrig=0;
 152   AliExternalTrackParam *t=0;
 153   // loop on ESD tracks
 154   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++) {
 155     AliESDtrack *esdt = esdEvent->GetTrack(i);
 156     // check tracks to skip
 157     Bool_t skipThis = kFALSE;
 158     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 159       if(esdt->GetID()==fTrksToSkip[j]) {
 160         AliDebug(1,Form("skipping track: %d",i));
 161         skipThis = kTRUE;
 162       }
 163     }
 164     if(skipThis) continue;
 165
 166     // check number of clusters in ITS or TPC
 167     if(esdt->GetNcls(fMode) < fMinClusters) continue;
 168
 169     if(fMode==0) {        // ITS mode
 170       if(fITSrefit && !(esdt->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) continue;
 171       Double_t x,p[5],cov[15];
 172       esdt->GetExternalParameters(x,p);
 173       esdt->GetExternalCovariance(cov);
 174       t = new AliExternalTrackParam(x,esdt->GetAlpha(),p,cov);
 175     } else if(fMode==1) { // TPC mode
 176       t = (AliExternalTrackParam*)esdt->GetTPCInnerParam();
 177       if(!t) continue;
 178       Double_t radius = 2.8; //something less than the beam pipe radius
 179       if(!PropagateTrackTo(t,radius)) continue;
 180     }
 181     trkArrayOrig.AddLast(t);
 182     idOrig[nTrksOrig]=(UShort_t)esdt->GetID();
 183     nTrksOrig++;
 184   } // end loop on ESD tracks
 185
 186   // call method that will reconstruct the vertex
 187   FindPrimaryVertex(&trkArrayOrig,idOrig);
 188
 189   if(fMode==0) trkArrayOrig.Delete();
 190   delete [] idOrig; idOrig=NULL;
 191
 192   if(f) {
 193     f->Close(); delete f; f = NULL;
 194     gSystem->Unlink("VertexerTracks.root");
 195     olddir->cd();
 196   }
 197
 198   return fCurrentVertex;
 199 }
 200 //----------------------------------------------------------------------------
 201 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(TObjArray *trkArrayOrig,
 202                                                    UShort_t *idOrig)
 203 {
 204 //
 205 // Primary vertex using the AliExternalTrackParam's in the TObjArray.
 206 // idOrig must contain the track IDs from AliESDtrack::GetID()
 207 // (Two iterations:
 208 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
 209 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE
 210 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 211 //
 212   fCurrentVertex = 0;
 213
 214   // accept 1-track case only if constraint is available
 215   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
 216
 217   // read tracks from array
 218   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig->GetEntriesFast();
 219   AliDebug(1,Form("Initial number of tracks: %d",nTrksOrig));
 220   if(nTrksOrig<fMinTracks) {
 221     AliDebug(1,"TooFewTracks");
 222     TooFewTracks();
 223     return fCurrentVertex;
 224   }
 225
 226   // If fConstraint=kFALSE
 227   // run VertexFinder(1) to get rough estimate of initVertex (x,y)
 228   if(!fConstraint) {
 229     // fill fTrkArraySel, for VertexFinder()
 230     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
 231     PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,0);
 232     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 233     Double_t cutsave = fDCAcut;
 234     fDCAcut = fDCAcutIter0;
 235     VertexFinder(1); // using weights, cutting dca < fDCAcutIter0
 236     fDCAcut = cutsave;
 237     if(fVert.GetNContributors()>0) {
 238       fVert.GetXYZ(fNominalPos);
 239       fNominalPos[0] = fVert.GetXv();
 240       fNominalPos[1] = fVert.GetYv();
 241       fNominalPos[2] = fVert.GetZv();
 242       AliDebug(1,Form("No mean vertex: VertexFinder gives (%f, %f, %f)",fNominalPos[0],fNominalPos[1],fNominalPos[2]));
 243     } else {
 244       fNominalPos[0] = 0.;
 245       fNominalPos[1] = 0.;
 246       fNominalPos[2] = 0.;
 247       AliDebug(1,"No mean vertex and VertexFinder failed");
 248     }
 249   }
 250
 251   // TWO ITERATIONS:
 252   //
 253   // ITERATION 1
 254   // propagate tracks to fNominalPos vertex
 255   // preselect them:
 256   // if(constraint) reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. fNominal... vertex
 257   // else  reject for |d0|\oplus|z0| > 5 mm w.r.t. fNominal... vertex
 258   // ITERATION 2
 259   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 260   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 261   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 262   for(Int_t iter=1; iter<=2; iter++) {
 263     if(fOnlyFitter && iter==1) continue;
 264     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 265     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
 266     Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,iter);
 267     AliDebug(1,Form("N tracks selected in iteration %d: %d",iter,nTrksSel));
 268     if(nTrksSel < fMinTracks) {
 269       TooFewTracks();
 270       return fCurrentVertex;
 271     }
 272
 273     // vertex finder
 274     if(!fOnlyFitter) {
 275       if(nTrksSel==1) {
 276         AliDebug(1,"Just one track");
 277         OneTrackVertFinder();
 278       } else {
 279         switch (fAlgo) {
 280         case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 281         case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 282         case 3: HelixVertexFinder();          break;
 283         case 4: VertexFinder(1);              break;
 284         case 5: VertexFinder(0);              break;
 285         default: printf("Wrong algorithm"); break;
 286         }
 287       }
 288       AliDebug(1," Vertex finding completed");
 289     }
 290
 291     // vertex fitter
 292     VertexFitter();
 293   } // end loop on the two iterations
 294
 295
 296   // set indices of used tracks
 297   UShort_t *indices = 0;
 298   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
 299     Int_t nIndices = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 300     indices = new UShort_t[nIndices];
 301     for(Int_t jj=0; jj<nIndices; jj++)
 302       indices[jj] = fIdSel[jj];
 303     fCurrentVertex->SetIndices(nIndices,indices);
 304   }
 305   delete [] indices; indices=NULL;
 306   //
 307
 308   // set vertex title
 309   TString title="VertexerTracksNoConstraint";
 310   if(fConstraint) {
 311     title="VertexerTracksWithConstraint";
 312     if(fOnlyFitter) title.Append("OnlyFitter");
 313   }
 314   fCurrentVertex->SetTitle(title.Data());
 315   //
 316
 317   AliDebug(1,Form("xyz: %f %f %f; nc %d",fCurrentVertex->GetXv(),fCurrentVertex->GetYv(),fCurrentVertex->GetZv(),fCurrentVertex->GetNContributors()));
 318
 319   // clean up
 320   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
 321   fTrkArraySel.Delete();
 322   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
 323   //
 324
 325   return fCurrentVertex;
 326 }
 327 //------------------------------------------------------------------------
 328 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3])
 329 {
 330   //
 331   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];
 332  return det;
 333 }
 334 //-------------------------------------------------------------------------
 335 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
 336 {
 337   //
 338   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 339   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 340   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 341   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 342   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 343   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 344   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 345   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 346   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 347   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 348   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 349   m[2][1]=-2*y12*z12;
 350   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 351   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 352   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 353   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 354
 355 }
 356 //--------------------------------------------------------------------------
 357 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
 358 {
 359   //
 360   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 361   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 362   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 363
 364   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 365
 366   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 367
 368   Double_t cc[3];
 369   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 370   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 371   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 372
 373   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;
 374
 375   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 376
 377   Double_t aa[3];
 378   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 379   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 380   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 381
 382   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 383   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 384   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 385
 386   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 387   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 388   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 389
 390   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 391   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 392   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 393
 394   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 395   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 396   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 397
 398   }
 399 //--------------------------------------------------------------------------
 400 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0)
 401 {
 402   //
 403   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 404   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 405   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 406   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 407   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 408   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 409   //  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);
 410   return ((y10*z12-z10*y12)*(y10*z12-z10*y12)+
 411           (z10*x12-x10*z12)*(z10*x12-x10*z12)+
 412           (x10*y12-y10*x12)*(x10*y12-y10*x12))
 413     /(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
 414 }
 415 //---------------------------------------------------------------------------
 416 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder()
 417 {
 418   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
 419   AliDebug(1,Form("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArraySel.GetEntries()));
 420   AliExternalTrackParam *track1;
 421   track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(0);
 422   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 423   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 424   Double_t pos[3],dir[3];
 425   track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
 426   track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
 427   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 428   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.};
 429   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.};
 430   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
 431   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
 432   Double_t sigma=999.;
 433   Int_t nContrib=-1;
 434   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
 435   if(retcode>=0){
 436     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
 437     nContrib=1;
 438   }
 439   delete zeta;
 440   delete line1;
 441   fVert.SetXYZ(crosspoint);
 442   fVert.SetDispersion(sigma);
 443   fVert.SetNContributors(nContrib);
 444 }
 445 //---------------------------------------------------------------------------
 446 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder()
 447 {
 448   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 449
 450
 451   Double_t initPos[3];
 452   initPos[2] = 0.;
 453   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 454
 455   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 456
 457   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 458   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 459   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 460   Double_t sigma=0;
 461   Int_t ncombi = 0;
 462   AliExternalTrackParam *track1;
 463   AliExternalTrackParam *track2;
 464   Double_t distCA;
 465   Double_t x;
 466   Double_t alpha, cs, sn;
 467   Double_t crosspoint[3];
 468   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 469     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
 470
 471
 472     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 473       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
 474
 475       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,GetFieldkG());
 476       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 477         x=track1->GetX();
 478         alpha=track1->GetAlpha();
 479         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 480         Double_t x1=x*cs - track1->GetY()*sn;
 481         Double_t y1=x*sn + track1->GetY()*cs;
 482         Double_t z1=track1->GetZ();
 483
 484         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 485         x=track2->GetX();
 486         alpha=track2->GetAlpha();
 487         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 488         Double_t x2=x*cs - track2->GetY()*sn;
 489         Double_t y2=x*sn + track2->GetY()*cs;
 490         Double_t z2=track2->GetZ();
 491         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 492         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 493         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 494         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 495         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 496         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 497         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 498         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 499
 500         ncombi++;
 501         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 502         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 503       }
 504     }
 505
 506   }
 507   if(ncombi>0){
 508     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 509       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 510       averquad[jj]/=ncombi;
 511       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 512       sigma+=sigmaquad[jj];
 513     }
 514     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 515   }
 516   else {
 517     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 518     sigma=999;
 519   }
 520   fVert.SetXYZ(initPos);
 521   fVert.SetDispersion(sigma);
 522   fVert.SetNContributors(ncombi);
 523 }
 524 //----------------------------------------------------------------------------
 525 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TObjArray &trkArrayOrig,
 526                                        UShort_t *idOrig,
 527                                        Int_t optImpParCut)
 528 {
 529 //
 530 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 531 //
 532   AliDebug(1," PrepareTracks()");
 533
 534   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig.GetEntriesFast();
 535   Int_t nTrksSel = 0;
 536   Double_t maxd0rphi;
 537   Double_t sigmaCurr[3];
 538   Double_t normdistx,normdisty;
 539   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
 540   Double_t sigmad0;
 541
 542   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
 543
 544   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
 545
 546   AliExternalTrackParam *track=0;
 547
 548   // loop on tracks
 549   for(Int_t i=0; i<nTrksOrig; i++) {
 550     track = new AliExternalTrackParam(*(AliExternalTrackParam*)trkArrayOrig.At(i));
 551     // tgl cut
 552     if(TMath::Abs(track->GetTgl())>fMaxTgl) {
 553       AliDebug(1,Form(" rejecting track with tgl = %f",track->GetTgl()));
 554       delete track; continue;
 555     }
 556
 557     Bool_t propagateOK = kFALSE;
 558     // propagate track to vertex
 559     if(optImpParCut<2 || fOnlyFitter) { // optImpParCut==1 or 0
 560       propagateOK = track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
 561     } else {              // optImpParCut==2
 562       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 563       normdistx = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetXv()-fNominalPos[0])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[0]*sigmaCurr[0]+fNominalCov[0]);
 564       normdisty = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetYv()-fNominalPos[1])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[1]*sigmaCurr[1]+fNominalCov[2]);
 565       if(normdistx < 3. && normdisty < 3. &&
 566          (sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
 567         propagateOK = track->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
 568       } else {
 569         propagateOK = track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
 570       }
 571     }
 572
 573     if(!propagateOK) {
 574       AliDebug(1,"     rejected");
 575       delete track; continue;
 576     }
 577
 578     sigmad0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
 579     maxd0rphi = fNSigma*sigmad0;
 580     if(optImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 581     maxd0rphi = TMath::Min(maxd0rphi,fFiducialR);
 582     //sigmad0z0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]+covd0z0[2]); // for future improvement
 583     //maxd0z0 = 10.*fNSigma*sigmad0z0;
 584
 585     AliDebug(1,Form("trk %d; id %d; |d0| = %f;  d0 cut = %f; |z0| = %f; |d0|oplus|z0| = %f; d0z0 cut = %f",i,(Int_t)idOrig[i],TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi,TMath::Abs(d0z0[1]),TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1]),fMaxd0z0));
 586
 587
 588     //---- track selection based on impact parameters ----//
 589
 590     // always reject tracks outside fiducial volume
 591     if(TMath::Abs(d0z0[0])>fFiducialR || TMath::Abs(d0z0[1])>fFiducialZ) {
 592       AliDebug(1,"     rejected");
 593       delete track; continue;
 594     }
 595
 596     // during iterations 1 and 2 , reject tracks with d0rphi > maxd0rphi
 597     if(optImpParCut>0 && TMath::Abs(d0z0[0])>maxd0rphi) {
 598       AliDebug(1,"     rejected");
 599       delete track; continue;
 600     }
 601
 602     // if fConstraint=kFALSE, during iterations 1 and 2 ||
 603     // if fConstraint=kTRUE, during iteration 2,
 604     // select tracks with d0oplusz0 < fMaxd0z0
 605     if((!fConstraint && optImpParCut>0 && fVert.GetNContributors()>0) ||
 606        ( fConstraint && optImpParCut==2)) {
 607       if(nTrksOrig>=3 &&
 608          TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1])>fMaxd0z0) {
 609         AliDebug(1,"     rejected");
 610         delete track; continue;
 611       }
 612     }
 613
 614     // track passed all selections
 615     fTrkArraySel.AddLast(track);
 616     fIdSel[nTrksSel] = idOrig[i];
 617     nTrksSel++;
 618   } // end loop on tracks
 619
 620   delete initVertex;
 621
 622   return nTrksSel;
 623 }
 624 //----------------------------------------------------------------------------
 625 Bool_t AliVertexerTracks::PropagateTrackTo(AliExternalTrackParam *track,
 626                                            Double_t xToGo) {
 627   //----------------------------------------------------------------
 628   // COPIED from AliTracker
 629   //
 630   // Propagates the track to the plane X=xk (cm).
 631   //
 632   //  Origin: Marian Ivanov,  Marian.Ivanov@cern.ch
 633   //----------------------------------------------------------------
 634
 635   const Double_t kEpsilon = 0.00001;
 636   Double_t xpos = track->GetX();
 637   Double_t dir = (xpos<xToGo) ? 1. : -1.;
 638   Double_t maxStep = 5;
 639   Double_t maxSnp = 0.8;
 640   //
 641   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
 642     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
 643     Double_t x    = xpos+step;
 644     Double_t xyz0[3],xyz1[3];
 645     track->GetXYZ(xyz0);   //starting global position
 646
 647     if(!track->GetXYZAt(x,GetFieldkG(),xyz1)) return kFALSE;   // no prolongation
 648     xyz1[2]+=kEpsilon; // waiting for bug correction in geo
 649
 650     if(TMath::Abs(track->GetSnpAt(x,GetFieldkG())) >= maxSnp) return kFALSE;
 651     if(!track->PropagateTo(x,GetFieldkG()))  return kFALSE;
 652
 653     if(TMath::Abs(track->GetSnp()) >= maxSnp) return kFALSE;
 654     track->GetXYZ(xyz0);   // global position
 655     Double_t alphan = TMath::ATan2(xyz0[1], xyz0[0]);
 656     //
 657     Double_t ca=TMath::Cos(alphan-track->GetAlpha()),
 658       sa=TMath::Sin(alphan-track->GetAlpha());
 659     Double_t sf=track->GetSnp(), cf=TMath::Sqrt(1.- sf*sf);
 660     Double_t sinNew =  sf*ca - cf*sa;
 661     if(TMath::Abs(sinNew) >= maxSnp) return kFALSE;
 662     if(!track->Rotate(alphan)) return kFALSE;
 663
 664     xpos = track->GetX();
 665   }
 666   return kTRUE;
 667 }
 668 //---------------------------------------------------------------------------
 669 AliESDVertex* AliVertexerTracks::RemoveTracksFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
 670                                                         TObjArray *trkArray,
 671                                                         UShort_t *id,
 672                                                         Float_t *diamondxy)
 673 {
 674 //
 675 // Removes tracks in trksTree from fit of inVtx
 676 //
 677
 678   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraint")) {
 679     printf("ERROR: primary vertex has no constraint: cannot remove tracks");
 680     return 0x0;
 681   }
 682   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraintOnlyFitter"))
 683     printf("WARNING: result of tracks' removal will be only approximately correct");
 684
 685   TMatrixD rv(3,1);
 686   rv(0,0) = inVtx->GetXv();
 687   rv(1,0) = inVtx->GetYv();
 688   rv(2,0) = inVtx->GetZv();
 689   TMatrixD vV(3,3);
 690   Double_t cov[6];
 691   inVtx->GetCovMatrix(cov);
 692   vV(0,0) = cov[0];
 693   vV(0,1) = cov[1]; vV(1,0) = cov[1];
 694   vV(1,1) = cov[2];
 695   vV(0,2) = cov[3]; vV(2,0) = cov[3];
 696   vV(1,2) = cov[4]; vV(2,1) = cov[4];
 697   vV(2,2) = cov[5];
 698
 699   TMatrixD sumWi(TMatrixD::kInverted,vV);
 700   TMatrixD sumWiri(sumWi,TMatrixD::kMult,rv);
 701
 702   Int_t nUsedTrks = inVtx->GetNIndices();
 703   Double_t chi2 = inVtx->GetChi2();
 704
 705   AliExternalTrackParam *track = 0;
 706   Int_t ntrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
 707   for(Int_t i=0;i<ntrks;i++) {
 708     track = (AliExternalTrackParam*)trkArray->At(i);
 709     if(!inVtx->UsesTrack(id[i])) {
 710       printf("track %d was not used in vertex fit",id[i]);
 711       continue;
 712     }
 713     Double_t alpha = track->GetAlpha();
 714     Double_t xl = diamondxy[0]*TMath::Cos(alpha)+diamondxy[1]*TMath::Sin(alpha);
 715     track->PropagateTo(xl,GetFieldkG());
 716     // vector of track global coordinates
 717     TMatrixD ri(3,1);
 718     // covariance matrix of ri
 719     TMatrixD wWi(3,3);
 720
 721     // get space point from track
 722     if(!TrackToPoint(track,ri,wWi)) continue;
 723
 724     TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 725
 726     sumWi -= wWi;
 727     sumWiri -= wWiri;
 728
 729     // track chi2
 730     TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 731     TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 732     Double_t chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 733                      deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 734                      deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 735     // remove from total chi2
 736     chi2 -= chi2i;
 737
 738     nUsedTrks--;
 739     if(nUsedTrks<2) {
 740       printf("Trying to remove too many tracks!");
 741       return 0x0;
 742     }
 743   }
 744
 745   TMatrixD rvnew(3,1);
 746   TMatrixD vVnew(3,3);
 747
 748   // new inverted of weights matrix
 749   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 750   vVnew = invsumWi;
 751   // new position of primary vertex
 752   rvnew.Mult(vVnew,sumWiri);
 753
 754   Double_t position[3];
 755   position[0] = rvnew(0,0);
 756   position[1] = rvnew(1,0);
 757   position[2] = rvnew(2,0);
 758   cov[0] = vVnew(0,0);
 759   cov[1] = vVnew(0,1);
 760   cov[2] = vVnew(1,1);
 761   cov[3] = vVnew(0,2);
 762   cov[4] = vVnew(1,2);
 763   cov[5] = vVnew(2,2);
 764
 765   // store data in the vertex object
 766   AliESDVertex *outVtx = new AliESDVertex(position,cov,chi2,nUsedTrks);
 767   outVtx->SetTitle(inVtx->GetTitle());
 768   UShort_t *inindices = inVtx->GetIndices();
 769   Int_t nIndices = nUsedTrks;
 770   UShort_t *outindices = new UShort_t[nIndices];
 771   Int_t j=0;
 772   for(Int_t k=0; k<inVtx->GetNIndices(); k++) {
 773     Bool_t copyindex=kTRUE;
 774     for(Int_t l=0; l<ntrks; l++) {
 775       if(inindices[k]==id[l]) copyindex=kFALSE;
 776     }
 777     if(copyindex) {
 778       outindices[j] = inindices[k]; j++;
 779     }
 780   }
 781   outVtx->SetIndices(nIndices,outindices);
 782   delete [] outindices;
 783
 784   /*
 785     printf("Vertex before removing tracks:");
 786     inVtx->PrintStatus();
 787     inVtx->PrintIndices();
 788     printf("Vertex after removing tracks:");
 789     outVtx->PrintStatus();
 790     outVtx->PrintIndices();
 791   */
 792
 793   return outVtx;
 794 }
 795 //---------------------------------------------------------------------------
 796 void AliVertexerTracks::SetCuts(Double_t *cuts)
 797 {
 798 //
 799 //  Cut values
 800 //
 801   SetDCAcut(cuts[0]);
 802   SetDCAcutIter0(cuts[1]);
 803   SetMaxd0z0(cuts[2]);
 804   if(fMode==0 && cuts[3]<0) SetITSrefitNotRequired();
 805   SetMinClusters((Int_t)(TMath::Abs(cuts[3])));
 806   SetMinTracks((Int_t)(cuts[4]));
 807   SetNSigmad0(cuts[5]);
 808   SetMinDetFitter(cuts[6]);
 809   SetMaxTgl(cuts[7]);
 810   SetFiducialRZ(cuts[8],cuts[9]);
 811
 812   return;
 813 }
 814 //---------------------------------------------------------------------------
 815 void AliVertexerTracks::SetITSMode(Double_t dcacut,
 816                                    Double_t dcacutIter0,
 817                                    Double_t maxd0z0,
 818                                    Int_t minCls,
 819                                    Int_t mintrks,
 820                                    Double_t nsigma,
 821                                    Double_t mindetfitter,
 822                                    Double_t maxtgl,
 823                                    Double_t fidR,
 824                                    Double_t fidZ)
 825 {
 826 //
 827 //  Cut values for ITS mode
 828 //
 829   fMode = 0;
 830   if(minCls>0) {
 831     SetITSrefitRequired();
 832   } else {
 833     SetITSrefitNotRequired();
 834   }
 835   SetDCAcut(dcacut);
 836   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
 837   SetMaxd0z0(maxd0z0);
 838   SetMinClusters(TMath::Abs(minCls));
 839   SetMinTracks(mintrks);
 840   SetNSigmad0(nsigma);
 841   SetMinDetFitter(mindetfitter);
 842   SetMaxTgl(maxtgl);
 843   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
 844
 845   return;
 846 }
 847 //---------------------------------------------------------------------------
 848 void AliVertexerTracks::SetTPCMode(Double_t dcacut,
 849                                    Double_t dcacutIter0,
 850                                    Double_t maxd0z0,
 851                                    Int_t minCls,
 852                                    Int_t mintrks,
 853                                    Double_t nsigma,
 854                                    Double_t mindetfitter,
 855                                    Double_t maxtgl,
 856                                    Double_t fidR,
 857                                    Double_t fidZ)
 858 {
 859 //
 860 //  Cut values for TPC mode
 861 //
 862   fMode = 1;
 863   SetITSrefitNotRequired();
 864   SetDCAcut(dcacut);
 865   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
 866   SetMaxd0z0(maxd0z0);
 867   SetMinClusters(minCls);
 868   SetMinTracks(mintrks);
 869   SetNSigmad0(nsigma);
 870   SetMinDetFitter(mindetfitter);
 871   SetMaxTgl(maxtgl);
 872   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
 873
 874   return;
 875 }
 876 //---------------------------------------------------------------------------
 877 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped)
 878 {
 879 //
 880 // Mark the tracks not to be used in the vertex reconstruction.
 881 // Tracks are identified by AliESDtrack::GetID()
 882 //
 883   fNTrksToSkip = n;  fTrksToSkip = new Int_t[n];
 884   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 885   return;
 886 }
 887 //---------------------------------------------------------------------------
 888 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx)
 889 {
 890 //
 891 // Set initial vertex knowledge
 892 //
 893   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
 894   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
 895   SetConstraintOn();
 896   return;
 897 }
 898 //---------------------------------------------------------------------------
 899 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights)
 900 {
 901   AliExternalTrackParam *track1;
 902   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 903   static TClonesArray linarray("AliStrLine",knacc);
 904   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 905     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
 906     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 907     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 908     Double_t pos[3],dir[3],sigmasq[3];
 909     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
 910     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
 911     sigmasq[0]=TMath::Sin(alpha)*TMath::Sin(alpha)*track1->GetSigmaY2();
 912     sigmasq[1]=TMath::Cos(alpha)*TMath::Cos(alpha)*track1->GetSigmaY2();
 913     sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 914     TMatrixD ri(3,1);
 915     TMatrixD wWi(3,3);
 916     if(!TrackToPoint(track1,ri,wWi)) continue;
 917     Double_t wmat[9];
 918     Int_t iel=0;
 919     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
 920       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
 921         wmat[iel]=wWi(ia,ib);
 922         iel++;
 923       }
 924     }
 925     new(linarray[i]) AliStrLine(pos,sigmasq,wmat,dir);
 926   }
 927   fVert=TrackletVertexFinder(&linarray,optUseWeights);
 928   linarray.Clear("C");
 929 }
 930 //---------------------------------------------------------------------------
 931 AliESDVertex AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(TClonesArray *lines, Int_t optUseWeights)
 932 {
 933   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 934
 935   const Int_t knacc = (Int_t)lines->GetEntriesFast();
 936   Double_t initPos[3]={0.,0.,0.};
 937
 938   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 939   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 940
 941   Double_t sum[3][3];
 942   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 943   TMatrixD sumWi(3,3);
 944   for(Int_t i=0;i<3;i++){
 945     for(Int_t j=0;j<3;j++){
 946       sum[i][j]=0;
 947       sumWi(i,j)=0.;
 948     }
 949   }
 950
 951   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 952     AliStrLine* line1 = (AliStrLine*)lines->At(i);
 953     Double_t p0[3],cd[3],sigmasq[3];
 954     Double_t wmat[9];
 955     line1->GetP0(p0);
 956     line1->GetCd(cd);
 957     line1->GetSigma2P0(sigmasq);
 958     line1->GetWMatrix(wmat);
 959     TMatrixD wWi(3,3);
 960     Int_t iel=0;
 961     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
 962       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
 963         wWi(ia,ib)=wmat[iel];
 964         iel++;
 965       }
 966     }
 967
 968     sumWi+=wWi;
 969
 970     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 971     vectP0[i][0]=p0[0];
 972     vectP0[i][1]=p0[1];
 973     vectP0[i][2]=p0[2];
 974     vectP1[i][0]=p1[0];
 975     vectP1[i][1]=p1[1];
 976     vectP1[i][2]=p1[2];
 977
 978     Double_t matr[3][3];
 979     Double_t dknow[3];
 980     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 981     else GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 982
 983
 984     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 985       dsum[iii]+=dknow[iii];
 986       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 987     }
 988   }
 989
 990   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 991   Double_t covmatrix[6];
 992   covmatrix[0] = invsumWi(0,0);
 993   covmatrix[1] = invsumWi(0,1);
 994   covmatrix[2] = invsumWi(1,1);
 995   covmatrix[3] = invsumWi(0,2);
 996   covmatrix[4] = invsumWi(1,2);
 997   covmatrix[5] = invsumWi(2,2);
 998
 999   Double_t vett[3][3];
1000   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
1001   Double_t sigma=0;
1002
1003   if(det!=0){
1004     for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
1005       for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
1006         for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
1007       }
1008       for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
1009       initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
1010     }
1011
1012
1013     for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
1014       Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
1015       for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
1016         p0[ii]=vectP0[i][ii];
1017         p1[ii]=vectP1[i][ii];
1018       }
1019       sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
1020     }
1021
1022     if(sigma>0.) {sigma=TMath::Sqrt(sigma);}else{sigma=999;}
1023   }else{
1024     sigma=999;
1025   }
1026   AliESDVertex theVert(initPos,covmatrix,99999.,knacc);
1027   theVert.SetDispersion(sigma);
1028   delete vectP0;
1029   delete vectP1;
1030   return theVert;
1031 }
1032 //---------------------------------------------------------------------------
1033 Bool_t AliVertexerTracks::TrackToPoint(AliExternalTrackParam *t,
1034                                        TMatrixD &ri,TMatrixD &wWi,
1035                                        Bool_t uUi3by3) const
1036 {
1037 //
1038 // Extract from the AliExternalTrackParam the global coordinates ri and covariance matrix
1039 // wWi of the space point that it represents (to be used in VertexFitter())
1040 //
1041
1042
1043   Double_t rotAngle = t->GetAlpha();
1044   if(rotAngle<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
1045   Double_t cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
1046   Double_t sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
1047
1048   ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
1049   ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
1050   ri(2,0) = t->GetZ();
1051
1052
1053
1054   if(!uUi3by3) {
1055     // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
1056     TMatrixD qQi(2,3);
1057     qQi(0,0) = -sinRot;
1058     qQi(0,1) = cosRot;
1059     qQi(0,2) = 0.;
1060     qQi(1,0) = 0.;
1061     qQi(1,1) = 0.;
1062     qQi(1,2) = 1.;
1063
1064     // covariance matrix of local (y,z) - inverted
1065     TMatrixD uUi(2,2);
1066     uUi(0,0) = t->GetSigmaY2();
1067     uUi(0,1) = t->GetSigmaZY();
1068     uUi(1,0) = t->GetSigmaZY();
1069     uUi(1,1) = t->GetSigmaZ2();
1070     //printf(" Ui :");
1071     //printf(" %f   %f",uUi(0,0),uUi(0,1));
1072     //printf(" %f   %f",uUi(1,0),uUi(1,1));
1073
1074     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1075     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1076
1077     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1078     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1079     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1080     wWi = m;
1081   } else {
1082     if(fVert.GetNContributors()<1) AliFatal("Vertex from finder is empty");
1083     // matrix to go from global (x,y,z) to local (x,y,z);
1084     TMatrixD qQi(3,3);
1085     qQi(0,0) = cosRot;
1086     qQi(0,1) = sinRot;
1087     qQi(0,2) = 0.;
1088     qQi(1,0) = -sinRot;
1089     qQi(1,1) = cosRot;
1090     qQi(1,2) = 0.;
1091     qQi(2,0) = 0.;
1092     qQi(2,1) = 0.;
1093     qQi(2,2) = 1.;
1094
1095     // covariance of fVert along the track
1096     Double_t p[3],pt,ptot;
1097     t->GetPxPyPz(p);
1098     pt = TMath::Sqrt(p[0]*p[0]+p[1]*p[1]);
1099     ptot = TMath::Sqrt(pt*pt+p[2]*p[2]);
1100     Double_t cphi = p[0]/pt;               //cos(phi)=px/pt
1101     Double_t sphi = p[1]/pt;               //sin(phi)=py/pt
1102     Double_t clambda = pt/ptot;            //cos(lambda)=pt/ptot
1103     Double_t slambda = p[2]/ptot;            //sin(lambda)=pz/ptot
1104     Double_t covfVert[6];
1105     fVert.GetCovMatrix(covfVert);
1106     Double_t covfVertalongt =
1107        covfVert[0]*cphi*cphi*clambda*clambda
1108       +covfVert[1]*2.*cphi*sphi*clambda*clambda
1109       +covfVert[3]*2.*cphi*clambda*slambda
1110       +covfVert[2]*sphi*sphi*clambda*clambda
1111       +covfVert[4]*2.*sphi*clambda*slambda
1112       +covfVert[5]*slambda*slambda;
1113     // covariance matrix of local (x,y,z) - inverted
1114     TMatrixD uUi(3,3);
1115     uUi(0,0) = covfVertalongt * fnSigmaForUi00 * fnSigmaForUi00;
1116     AliDebug(1,Form("=====> sqrtUi00 cm  %f",TMath::Sqrt(uUi(0,0))));
1117     uUi(0,1) = 0.;
1118     uUi(0,2) = 0.;
1119     uUi(1,0) = 0.;
1120     uUi(1,1) = t->GetSigmaY2();
1121     uUi(1,2) = t->GetSigmaZY();
1122     uUi(2,0) = 0.;
1123     uUi(2,1) = t->GetSigmaZY();
1124     uUi(2,2) = t->GetSigmaZ2();
1125     //printf(" Ui :\n");
1126     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
1127     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
1128
1129     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1130     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1131
1132     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1133     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1134     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1135     wWi = m;
1136   }
1137
1138
1139   return kTRUE;
1140 }
1141 //---------------------------------------------------------------------------
1142 void AliVertexerTracks::TooFewTracks()
1143 {
1144 //
1145 // When the number of tracks is < fMinTracks,
1146 // deal with vertices not found and prepare to exit
1147 //
1148   AliDebug(1,"TooFewTracks");
1149
1150   Double_t pos[3],err[3];
1151   pos[0] = fNominalPos[0];
1152   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
1153   pos[1] = fNominalPos[1];
1154   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
1155   pos[2] = fNominalPos[2];
1156   err[2] = TMath::Sqrt(fNominalCov[5]);
1157   Int_t    ncontr = (err[0]>1. ? -1 : -3);
1158   if(fCurrentVertex) { delete fCurrentVertex; fCurrentVertex=0; }
1159   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
1160   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
1161
1162   if(fConstraint) {
1163     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
1164   } else {
1165     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
1166   }
1167
1168   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
1169   if(fIdSel) {delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;}
1170   if(fTrksToSkip) {delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL;}
1171
1172   return;
1173 }
1174 //---------------------------------------------------------------------------
1175 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights)
1176 {
1177
1178   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
1179
1180   Double_t initPos[3];
1181   initPos[2] = 0.;
1182   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
1183   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
1184   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
1185   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
1186   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
1187   Double_t sigma=0;
1188   Int_t ncombi = 0;
1189   AliExternalTrackParam *track1;
1190   AliExternalTrackParam *track2;
1191   Double_t pos[3],dir[3];
1192   Double_t alpha,mindist;
1193
1194   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
1195     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
1196     alpha=track1->GetAlpha();
1197     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1198     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1199     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1200     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
1201
1202    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
1203    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line1);
1204
1205     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
1206       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
1207       alpha=track2->GetAlpha();
1208       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1209       track2->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1210       track2->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1211       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
1212     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
1213     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line2);
1214       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
1215       //printf("%d   %d   %f\n",i,j,distCA);
1216        if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
1217         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
1218
1219         if(optUseWeights<=0){
1220           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
1221           if(retcode>=0){
1222             ncombi++;
1223             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1224             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1225           }
1226         }
1227         if(optUseWeights>0){
1228           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
1229           if(retcode>=0){
1230             Double_t cs, sn;
1231             alpha=track1->GetAlpha();
1232             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1233             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
1234             alpha=track2->GetAlpha();
1235             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1236             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
1237             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
1238             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
1239             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
1240             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
1241             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
1242             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
1243             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
1244
1245             ncombi++;
1246             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1247             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1248           }
1249         }
1250       }
1251       delete line2;
1252     }
1253     delete line1;
1254   }
1255   if(ncombi>0){
1256     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
1257       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
1258       //printf("%f\n",initPos[jj]);
1259       aversq[jj]/=ncombi;
1260       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
1261       sigma+=sigmasq[jj];
1262     }
1263     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
1264   }
1265   else {
1266     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
1267     sigma=999;
1268   }
1269   fVert.SetXYZ(initPos);
1270   fVert.SetDispersion(sigma);
1271   fVert.SetNContributors(ncombi);
1272 }
1273 //---------------------------------------------------------------------------
1274 void AliVertexerTracks::VertexFitter()
1275 {
1276 //
1277 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
1278 // average of tracks positions".
1279 // Original method: V. Karimaki, CMS Note 97/0051
1280 //
1281   Bool_t useConstraint = fConstraint;
1282   Double_t initPos[3];
1283   if(!fOnlyFitter) {
1284     fVert.GetXYZ(initPos);
1285   } else {
1286     initPos[0]=fNominalPos[0];
1287     initPos[1]=fNominalPos[1];
1288     initPos[2]=fNominalPos[2];
1289   }
1290
1291   Int_t nTrksSel = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntries();
1292   if(nTrksSel==1) useConstraint=kTRUE;
1293   AliDebug(1,"--- VertexFitter(): start");
1294   AliDebug(1,Form(" Number of tracks in array: %d\n",nTrksSel));
1295   AliDebug(1,Form(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks));
1296   AliDebug(1,Form(" Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]));
1297   if(useConstraint) AliDebug(1,Form(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2])));
1298
1299   // special treatment for few-tracks fits (e.g. secondary vertices)
1300   Bool_t uUi3by3 = kFALSE; if(nTrksSel<5 && !useConstraint) uUi3by3 = kTRUE;
1301
1302   Int_t i,j,k,step=0;
1303   TMatrixD rv(3,1);
1304   TMatrixD vV(3,3);
1305   rv(0,0) = initPos[0];
1306   rv(1,0) = initPos[1];
1307   rv(2,0) = 0.;
1308   Double_t xlStart,alpha;
1309   Int_t nTrksUsed;
1310   Double_t chi2,chi2i,chi2b;
1311   AliExternalTrackParam *t = 0;
1312   Int_t failed = 0;
1313
1314   // initial vertex covariance matrix
1315   TMatrixD vVb(3,3);
1316   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
1317   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
1318   vVb(0,2) = 0.;
1319   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
1320   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
1321   vVb(1,2) = 0.;
1322   vVb(2,0) = 0.;
1323   vVb(2,1) = 0.;
1324   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
1325   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
1326   TMatrixD rb(3,1);
1327   rb(0,0) = fNominalPos[0];
1328   rb(1,0) = fNominalPos[1];
1329   rb(2,0) = fNominalPos[2];
1330   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
1331
1332
1333   // 2 steps:
1334   // 1st - estimate of vtx using all tracks
1335   // 2nd - estimate of global chi2
1336   for(step=0; step<2; step++) {
1337     AliDebug(1,Form(" step = %d\n",step));
1338     chi2 = 0.;
1339     nTrksUsed = 0;
1340
1341     if(step==1) { initPos[0]=rv(0,0); initPos[0]=rv(1,0); }
1342
1343     TMatrixD sumWiri(3,1);
1344     TMatrixD sumWi(3,3);
1345     for(i=0; i<3; i++) {
1346       sumWiri(i,0) = 0.;
1347       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
1348     }
1349
1350     // mean vertex constraint
1351     if(useConstraint) {
1352       for(i=0;i<3;i++) {
1353         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
1354         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
1355       }
1356       // chi2
1357       TMatrixD deltar = rv; deltar -= rb;
1358       TMatrixD vVbInvdeltar(vVbInv,TMatrixD::kMult,deltar);
1359       chi2b = deltar(0,0)*vVbInvdeltar(0,0)+
1360               deltar(1,0)*vVbInvdeltar(1,0)+
1361               deltar(2,0)*vVbInvdeltar(2,0);
1362       chi2 += chi2b;
1363     }
1364
1365     // loop on tracks
1366     for(k=0; k<nTrksSel; k++) {
1367       // get track from track array
1368       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(k);
1369       alpha = t->GetAlpha();
1370       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
1371       // to vtxSeed (from finder)
1372       t->PropagateTo(xlStart,GetFieldkG());
1373
1374       // vector of track global coordinates
1375       TMatrixD ri(3,1);
1376       // covariance matrix of ri
1377       TMatrixD wWi(3,3);
1378
1379       // get space point from track
1380       if(!TrackToPoint(t,ri,wWi,uUi3by3)) continue;
1381       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
1382
1383       // track chi2
1384       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
1385       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
1386       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
1387               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
1388               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
1389
1390       // add to total chi2
1391       chi2 += chi2i;
1392
1393       sumWiri += wWiri;
1394       sumWi   += wWi;
1395
1396       nTrksUsed++;
1397     } // end loop on tracks
1398
1399     if(nTrksUsed < fMinTracks) {
1400       failed=1;
1401       continue;
1402     }
1403
1404     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
1405     if(determinant < fMinDetFitter)  {
1406       AliDebug(1,Form("det(V) = %f (<%f)\n",determinant,fMinDetFitter));
1407       failed=1;
1408       continue;
1409     }
1410
1411     if(step==0) {
1412       // inverted of weights matrix
1413       TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1414       vV = invsumWi;
1415       // position of primary vertex
1416       rv.Mult(vV,sumWiri);
1417     }
1418   } // end loop on the 2 steps
1419
1420   if(failed) {
1421     TooFewTracks();
1422     return;
1423   }
1424
1425   Double_t position[3];
1426   position[0] = rv(0,0);
1427   position[1] = rv(1,0);
1428   position[2] = rv(2,0);
1429   Double_t covmatrix[6];
1430   covmatrix[0] = vV(0,0);
1431   covmatrix[1] = vV(0,1);
1432   covmatrix[2] = vV(1,1);
1433   covmatrix[3] = vV(0,2);
1434   covmatrix[4] = vV(1,2);
1435   covmatrix[5] = vV(2,2);
1436
1437   // for correct chi2/ndf, count constraint as additional "track"
1438   if(fConstraint) nTrksUsed++;
1439   // store data in the vertex object
1440   if(fCurrentVertex) { delete fCurrentVertex; fCurrentVertex=0; }
1441   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1442
1443   AliDebug(1," Vertex after fit:");
1444   AliDebug(1,Form("xyz: %f %f %f; nc %d",fCurrentVertex->GetXv(),fCurrentVertex->GetYv(),fCurrentVertex->GetZv(),fCurrentVertex->GetNContributors()));
1445   AliDebug(1,"--- VertexFitter(): finish\n");
1446
1447
1448   return;
1449 }
1450 //----------------------------------------------------------------------------
1451 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray,
1452                                                          UShort_t *id,
1453                                                          Bool_t optUseFitter,
1454                                                          Bool_t optPropagate)
1455 {
1456 //
1457 // Return vertex from tracks (AliExternalTrackParam) in array
1458 //
1459   fCurrentVertex = 0;
1460   SetConstraintOff();
1461
1462   // get tracks and propagate them to initial vertex position
1463   fIdSel = new UShort_t[(Int_t)trkArray->GetEntriesFast()];
1464   Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArray,id,0);
1465   if(nTrksSel <  TMath::Max(2,fMinTracks)) {
1466     TooFewTracks();
1467     return fCurrentVertex;
1468   }
1469
1470   // vertex finder
1471   switch (fAlgo) {
1472     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
1473     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
1474     case 3: HelixVertexFinder();          break;
1475     case 4: VertexFinder(1);              break;
1476     case 5: VertexFinder(0);              break;
1477     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
1478   }
1479   AliDebug(1," Vertex finding completed\n");
1480
1481   // vertex fitter
1482   if(optUseFitter) {
1483     VertexFitter();
1484   } else {
1485     Double_t position[3]={fVert.GetXv(),fVert.GetYv(),fVert.GetZv()};
1486     Double_t covmatrix[6];
1487     fVert.GetCovMatrix(covmatrix);
1488     Double_t chi2=99999.;
1489     Int_t    nTrksUsed=fVert.GetNContributors();
1490     fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1491   }
1492   fCurrentVertex->SetDispersion(fVert.GetDispersion());
1493
1494
1495   // set indices of used tracks and propagate track to found vertex
1496   UShort_t *indices = 0;
1497   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
1498   AliExternalTrackParam *t = 0;
1499   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
1500     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
1501     for(Int_t jj=0; jj<(Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast(); jj++) {
1502       indices[jj] = fIdSel[jj];
1503       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(jj);
1504       if(optPropagate && optUseFitter) {
1505         if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
1506           t->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
1507           AliDebug(1,Form("Track %d propagated to found vertex",jj));
1508         } else {
1509           AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
1510         }
1511       }
1512     }
1513     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
1514   }
1515
1516   // clean up
1517   delete [] indices; indices=NULL;
1518   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
1519   fTrkArraySel.Delete();
1520
1521   return fCurrentVertex;
1522 }
1523 //----------------------------------------------------------------------------
1524 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedESDTracks(TObjArray *trkArray,
1525                                                          Bool_t optUseFitter,
1526                                                          Bool_t optPropagate)
1527 {
1528 //
1529 // Return vertex from array of ESD tracks
1530 //
1531
1532   Int_t nTrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
1533   UShort_t *id = new UShort_t[nTrks];
1534
1535   AliESDtrack *esdt = 0;
1536   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1537     esdt = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1538     id[i] = (UShort_t)esdt->GetID();
1539   }
1540
1541   VertexForSelectedTracks(trkArray,id,optUseFitter,optPropagate);
1542
1543   delete [] id; id=NULL;
1544
1545   return fCurrentVertex;
1546 }
1547 //--------------------------------------------------------------------------