STEER/AliVertexerTracks.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 //-----------------------------------------------------------------
  17 //    Implementation of the vertexer from tracks
  18 //
  19 // Origin: AliITSVertexerTracks
  20 //         A.Dainese, Padova,
  21 //         andrea.dainese@pd.infn.it
  22 //         M.Masera,  Torino,
  23 //         massimo.masera@to.infn.it
  24 // Moved to STEER and adapted to ESD tracks:
  25 //         F.Prino,  Torino, prino@to.infn.it
  26 //-----------------------------------------------------------------
  27
  28 //---- Root headers --------
  29 #include <TSystem.h>
  30 #include <TDirectory.h>
  31 #include <TFile.h>
  32 #include <TTree.h>
  33 #include <TMatrixD.h>
  34 //---- AliRoot headers -----
  35 #include "AliStrLine.h"
  36 #include "AliExternalTrackParam.h"
  37 #include "AliESDEvent.h"
  38 #include "AliESDtrack.h"
  39 #include "AliVertexerTracks.h"
  40
  41 ClassImp(AliVertexerTracks)
  42
  43
  44 //----------------------------------------------------------------------------
  45 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  46 TObject(),
  47 fVert(),
  48 fCurrentVertex(0),
  49 fMode(0),
  50 fFieldkG(-999.),
  51 fTrkArraySel(),
  52 fIdSel(0),
  53 fTrksToSkip(0),
  54 fNTrksToSkip(0),
  55 fConstraint(kFALSE),
  56 fOnlyFitter(kFALSE),
  57 fMinTracks(1),
  58 fMinClusters(5),
  59 fDCAcut(0.1),
  60 fDCAcutIter0(0.1),
  61 fNSigma(3.),
  62 fMaxd0z0(0.5),
  63 fMinDetFitter(100.),
  64 fMaxTgl(1000.),
  65 fITSrefit(kTRUE),
  66 fFiducialR(3.),
  67 fFiducialZ(30.),
  68 fnSigmaForUi00(1.5),
  69 fDebug(0),
  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 fDebug(0),
 104 fAlgo(1)
 105 {
 106 //
 107 // Standard constructor
 108 //
 109   SetVtxStart();
 110   SetVtxStartSigma();
 111   SetTPCMode();
 112 }
 113 //-----------------------------------------------------------------------------
 114 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks()
 115 {
 116   // Default Destructor
 117   // The objects pointed by the following pointer are not owned
 118   // by this class and are not deleted
 119   fCurrentVertex = 0;
 120   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
 121   if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 122 }
 123 //----------------------------------------------------------------------------
 124 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESDEvent *esdEvent)
 125 {
 126 //
 127 // Primary vertex for current ESD event
 128 // (Two iterations:
 129 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
 130 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE
 131 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 132 //
 133   fCurrentVertex = 0;
 134
 135   // accept 1-track case only if constraint is available
 136   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
 137
 138   // read tracks from ESD
 139   Int_t nTrks = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 140   if(nTrks<fMinTracks) {
 141     TooFewTracks();
 142     return fCurrentVertex;
 143   }
 144   //
 145
 146   TDirectory * olddir = gDirectory;
 147   TFile *f = 0;
 148   if(nTrks>500) f = new TFile("VertexerTracks.root","recreate");
 149   TObjArray trkArrayOrig(nTrks);
 150   UShort_t *idOrig = new UShort_t[nTrks];
 151
 152   Int_t nTrksOrig=0;
 153   AliExternalTrackParam *t=0;
 154   // loop on ESD tracks
 155   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++) {
 156     AliESDtrack *esdt = esdEvent->GetTrack(i);
 157     // check tracks to skip
 158     Bool_t skipThis = kFALSE;
 159     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 160       if(esdt->GetID()==fTrksToSkip[j]) {
 161         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 162         skipThis = kTRUE;
 163       }
 164     }
 165     if(skipThis) continue;
 166
 167     // check number of clusters in ITS or TPC
 168     if(esdt->GetNcls(fMode) < fMinClusters) continue;
 169
 170     if(fMode==0) {        // ITS mode
 171       if(fITSrefit && !(esdt->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) continue;
 172       Double_t x,p[5],cov[15];
 173       esdt->GetExternalParameters(x,p);
 174       esdt->GetExternalCovariance(cov);
 175       t = new AliExternalTrackParam(x,esdt->GetAlpha(),p,cov);
 176     } else if(fMode==1) { // TPC mode
 177       t = (AliExternalTrackParam*)esdt->GetTPCInnerParam();
 178       if(!t) continue;
 179       Double_t radius = 2.8; //something less than the beam pipe radius
 180       if(!PropagateTrackTo(t,radius)) continue;
 181     }
 182     trkArrayOrig.AddLast(t);
 183     idOrig[nTrksOrig]=(UShort_t)esdt->GetID();
 184     nTrksOrig++;
 185   } // end loop on ESD tracks
 186
 187   // call method that will reconstruct the vertex
 188   FindPrimaryVertex(&trkArrayOrig,idOrig);
 189
 190   if(fMode==0) trkArrayOrig.Delete();
 191   delete [] idOrig; idOrig=NULL;
 192
 193   if(f) {
 194     f->Close(); delete f; f = NULL;
 195     gSystem->Unlink("VertexerTracks.root");
 196     olddir->cd();
 197   }
 198
 199   return fCurrentVertex;
 200 }
 201 //----------------------------------------------------------------------------
 202 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(TObjArray *trkArrayOrig,
 203                                                    UShort_t *idOrig)
 204 {
 205 //
 206 // Primary vertex using the AliExternalTrackParam's in the TObjArray.
 207 // idOrig must contain the track IDs from AliESDtrack::GetID()
 208 // (Two iterations:
 209 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
 210 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE
 211 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 212 //
 213   fCurrentVertex = 0;
 214
 215   // accept 1-track case only if constraint is available
 216   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
 217
 218   // read tracks from array
 219   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig->GetEntriesFast();
 220   if(fDebug) printf("Initial number of tracks: %d\n",nTrksOrig);
 221   if(nTrksOrig<fMinTracks) {
 222     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 223     TooFewTracks();
 224     return fCurrentVertex;
 225   }
 226
 227   // If fConstraint=kFALSE
 228   // run VertexFinder(1) to get rough estimate of initVertex (x,y)
 229   if(!fConstraint) {
 230     // fill fTrkArraySel, for VertexFinder()
 231     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
 232     PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,0);
 233     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 234     Double_t cutsave = fDCAcut;
 235     fDCAcut = fDCAcutIter0;
 236     VertexFinder(1); // using weights, cutting dca < fDCAcutIter0
 237     fDCAcut = cutsave;
 238     if(fVert.GetNContributors()>0) {
 239       fVert.GetXYZ(fNominalPos);
 240       fNominalPos[0] = fVert.GetXv();
 241       fNominalPos[1] = fVert.GetYv();
 242       fNominalPos[2] = fVert.GetZv();
 243       if(fDebug) printf("No mean vertex: VertexFinder gives (%f, %f, %f)\n",fNominalPos[0],fNominalPos[1],fNominalPos[2]);
 244     } else {
 245       fNominalPos[0] = 0.;
 246       fNominalPos[1] = 0.;
 247       fNominalPos[2] = 0.;
 248       if(fDebug) printf("No mean vertex and VertexFinder failed\n");
 249     }
 250   }
 251
 252   // TWO ITERATIONS:
 253   //
 254   // ITERATION 1
 255   // propagate tracks to fNominalPos vertex
 256   // preselect them:
 257   // if(constraint) reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. fNominal... vertex
 258   // else  reject for |d0|\oplus|z0| > 5 mm w.r.t. fNominal... vertex
 259   // ITERATION 2
 260   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 261   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 262   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 263   for(Int_t iter=1; iter<=2; iter++) {
 264     if(fOnlyFitter && iter==1) continue;
 265     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
 266     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
 267     Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,iter);
 268     if(fDebug) printf("N tracks selected in iteration %d: %d\n",iter,nTrksSel);
 269     if(nTrksSel < fMinTracks) {
 270       TooFewTracks();
 271       return fCurrentVertex;
 272     }
 273
 274     // vertex finder
 275     if(!fOnlyFitter) {
 276       if(nTrksSel==1) {
 277         if(fDebug) printf("Just one track\n");
 278         OneTrackVertFinder();
 279       } else {
 280         switch (fAlgo) {
 281         case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 282         case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 283         case 3: HelixVertexFinder();          break;
 284         case 4: VertexFinder(1);              break;
 285         case 5: VertexFinder(0);              break;
 286         default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 287         }
 288       }
 289       if(fDebug) printf(" Vertex finding completed\n");
 290     }
 291
 292     // vertex fitter
 293     VertexFitter();
 294   } // end loop on the two iterations
 295
 296
 297   // set indices of used tracks
 298   UShort_t *indices = 0;
 299   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
 300     Int_t nIndices = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 301     indices = new UShort_t[nIndices];
 302     for(Int_t jj=0; jj<nIndices; jj++)
 303       indices[jj] = fIdSel[jj];
 304     fCurrentVertex->SetIndices(nIndices,indices);
 305   }
 306   delete [] indices; indices=NULL;
 307   //
 308
 309   // set vertex title
 310   TString title="VertexerTracksNoConstraint";
 311   if(fConstraint) {
 312     title="VertexerTracksWithConstraint";
 313     if(fOnlyFitter) title.Append("OnlyFitter");
 314   }
 315   fCurrentVertex->SetTitle(title.Data());
 316   //
 317
 318   if(fDebug) {
 319     fCurrentVertex->PrintStatus();
 320     fCurrentVertex->PrintIndices();
 321   }
 322
 323   // clean up
 324   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
 325   fTrkArraySel.Delete();
 326   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
 327   //
 328
 329   return fCurrentVertex;
 330 }
 331 //------------------------------------------------------------------------
 332 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3])
 333 {
 334   //
 335   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];
 336  return det;
 337 }
 338 //-------------------------------------------------------------------------
 339 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
 340 {
 341   //
 342   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 343   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 344   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 345   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 346   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 347   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 348   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 349   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 350   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 351   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 352   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 353   m[2][1]=-2*y12*z12;
 354   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 355   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 356   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 357   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 358
 359 }
 360 //--------------------------------------------------------------------------
 361 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
 362 {
 363   //
 364   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 365   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 366   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 367
 368   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 369
 370   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 371
 372   Double_t cc[3];
 373   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 374   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 375   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 376
 377   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;
 378
 379   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 380
 381   Double_t aa[3];
 382   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 383   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 384   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 385
 386   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 387   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 388   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 389
 390   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 391   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 392   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 393
 394   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 395   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 396   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 397
 398   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 399   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 400   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 401
 402   }
 403 //--------------------------------------------------------------------------
 404 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0)
 405 {
 406   //
 407   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 408   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 409   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 410   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 411   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 412   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 413   //  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);
 414   return ((y10*z12-z10*y12)*(y10*z12-z10*y12)+
 415           (z10*x12-x10*z12)*(z10*x12-x10*z12)+
 416           (x10*y12-y10*x12)*(x10*y12-y10*x12))
 417     /(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
 418 }
 419 //---------------------------------------------------------------------------
 420 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder()
 421 {
 422   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
 423   if(fDebug) printf("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArraySel.GetEntries());
 424   AliExternalTrackParam *track1;
 425   track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(0);
 426   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 427   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 428   Double_t pos[3],dir[3];
 429   track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
 430   track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
 431   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 432   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.};
 433   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.};
 434   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
 435   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
 436   Double_t sigma=999.;
 437   Int_t nContrib=-1;
 438   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
 439   if(retcode>=0){
 440     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
 441     nContrib=1;
 442   }
 443   delete zeta;
 444   delete line1;
 445   fVert.SetXYZ(crosspoint);
 446   fVert.SetDispersion(sigma);
 447   fVert.SetNContributors(nContrib);
 448 }
 449 //---------------------------------------------------------------------------
 450 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder()
 451 {
 452   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 453
 454
 455   Double_t initPos[3];
 456   initPos[2] = 0.;
 457   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 458
 459   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 460
 461   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 462   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 463   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 464   Double_t sigma=0;
 465   Int_t ncombi = 0;
 466   AliExternalTrackParam *track1;
 467   AliExternalTrackParam *track2;
 468   Double_t distCA;
 469   Double_t x;
 470   Double_t alpha, cs, sn;
 471   Double_t crosspoint[3];
 472   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 473     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
 474
 475
 476     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 477       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
 478
 479       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,GetFieldkG());
 480       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 481         x=track1->GetX();
 482         alpha=track1->GetAlpha();
 483         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 484         Double_t x1=x*cs - track1->GetY()*sn;
 485         Double_t y1=x*sn + track1->GetY()*cs;
 486         Double_t z1=track1->GetZ();
 487
 488         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 489         x=track2->GetX();
 490         alpha=track2->GetAlpha();
 491         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 492         Double_t x2=x*cs - track2->GetY()*sn;
 493         Double_t y2=x*sn + track2->GetY()*cs;
 494         Double_t z2=track2->GetZ();
 495         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 496         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 497         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 498         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 499         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 500         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 501         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 502         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 503
 504         ncombi++;
 505         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 506         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 507       }
 508     }
 509
 510   }
 511   if(ncombi>0){
 512     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 513       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 514       averquad[jj]/=ncombi;
 515       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 516       sigma+=sigmaquad[jj];
 517     }
 518     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 519   }
 520   else {
 521     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 522     sigma=999;
 523   }
 524   fVert.SetXYZ(initPos);
 525   fVert.SetDispersion(sigma);
 526   fVert.SetNContributors(ncombi);
 527 }
 528 //----------------------------------------------------------------------------
 529 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TObjArray &trkArrayOrig,
 530                                        UShort_t *idOrig,
 531                                        Int_t optImpParCut)
 532 {
 533 //
 534 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 535 //
 536   if(fDebug) printf(" PrepareTracks()\n");
 537
 538   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig.GetEntriesFast();
 539   Int_t nTrksSel = 0;
 540   Double_t maxd0rphi;
 541   Double_t sigmaCurr[3];
 542   Double_t normdistx,normdisty;
 543   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
 544   Double_t sigmad0;
 545
 546   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
 547
 548   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
 549
 550   AliExternalTrackParam *track=0;
 551
 552   // loop on tracks
 553   for(Int_t i=0; i<nTrksOrig; i++) {
 554     track = new AliExternalTrackParam(*(AliExternalTrackParam*)trkArrayOrig.At(i));
 555     // tgl cut
 556     if(TMath::Abs(track->GetTgl())>fMaxTgl) {
 557       if(fDebug) printf(" rejecting track with tgl = %f\n",track->GetTgl());
 558       delete track; continue;
 559     }
 560
 561     // propagate track to vertex
 562     if(optImpParCut<2 || fOnlyFitter) { // optImpParCut==1 or 0
 563       track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
 564     } else {              // optImpParCut==2
 565       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 566       normdistx = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetXv()-fNominalPos[0])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[0]*sigmaCurr[0]+fNominalCov[0]);
 567       normdisty = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetYv()-fNominalPos[1])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[1]*sigmaCurr[1]+fNominalCov[2]);
 568       if(normdistx < 3. && normdisty < 3. &&
 569          (sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
 570         track->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
 571       } else {
 572         track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
 573       }
 574     }
 575
 576     sigmad0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
 577     maxd0rphi = fNSigma*sigmad0;
 578     if(optImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 579     maxd0rphi = TMath::Min(maxd0rphi,fFiducialR);
 580     //sigmad0z0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]+covd0z0[2]); // for future improvement
 581     //maxd0z0 = 10.*fNSigma*sigmad0z0;
 582
 583     if(fDebug) printf("trk %d; id %d; |d0| = %f;  d0 cut = %f; |z0| = %f; |d0|oplus|z0| = %f; d0z0 cut = %f\n",i,(Int_t)idOrig[i],TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi,TMath::Abs(d0z0[1]),TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1]),fMaxd0z0);
 584
 585
 586     //---- track selection based on impact parameters ----//
 587
 588     // always reject tracks outside fiducial volume
 589     if(TMath::Abs(d0z0[0])>fFiducialR || TMath::Abs(d0z0[1])>fFiducialZ) {
 590       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 591       delete track; continue;
 592     }
 593
 594     // during iterations 1 and 2 , reject tracks with d0rphi > maxd0rphi
 595     if(optImpParCut>0 && TMath::Abs(d0z0[0])>maxd0rphi) {
 596       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 597       delete track; continue;
 598     }
 599
 600     // if fConstraint=kFALSE, during iterations 1 and 2 ||
 601     // if fConstraint=kTRUE, during iteration 2,
 602     // select tracks with d0oplusz0 < fMaxd0z0
 603     if((!fConstraint && optImpParCut>0 && fVert.GetNContributors()>0) ||
 604        ( fConstraint && optImpParCut==2)) {
 605       if(nTrksOrig>=3 &&
 606          TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1])>fMaxd0z0) {
 607         if(fDebug) printf("     rejected\n");
 608         delete track; continue;
 609       }
 610     }
 611
 612     // track passed all selections
 613     fTrkArraySel.AddLast(track);
 614     fIdSel[nTrksSel] = idOrig[i];
 615     nTrksSel++;
 616   } // end loop on tracks
 617
 618   delete initVertex;
 619
 620   return nTrksSel;
 621 }
 622 //----------------------------------------------------------------------------
 623 Bool_t AliVertexerTracks::PropagateTrackTo(AliExternalTrackParam *track,
 624                                            Double_t xToGo) {
 625   //----------------------------------------------------------------
 626   // COPIED from AliTracker
 627   //
 628   // Propagates the track to the plane X=xk (cm).
 629   //
 630   //  Origin: Marian Ivanov,  Marian.Ivanov@cern.ch
 631   //----------------------------------------------------------------
 632
 633   const Double_t kEpsilon = 0.00001;
 634   Double_t xpos = track->GetX();
 635   Double_t dir = (xpos<xToGo) ? 1. : -1.;
 636   Double_t maxStep = 5;
 637   Double_t maxSnp = 0.8;
 638   //
 639   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
 640     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
 641     Double_t x    = xpos+step;
 642     Double_t xyz0[3],xyz1[3];
 643     track->GetXYZ(xyz0);   //starting global position
 644
 645     if(!track->GetXYZAt(x,GetFieldkG(),xyz1)) return kFALSE;   // no prolongation
 646     xyz1[2]+=kEpsilon; // waiting for bug correction in geo
 647
 648     if(TMath::Abs(track->GetSnpAt(x,GetFieldkG())) >= maxSnp) return kFALSE;
 649     if(!track->PropagateTo(x,GetFieldkG()))  return kFALSE;
 650
 651     if(TMath::Abs(track->GetSnp()) >= maxSnp) return kFALSE;
 652     track->GetXYZ(xyz0);   // global position
 653     Double_t alphan = TMath::ATan2(xyz0[1], xyz0[0]);
 654     //
 655     Double_t ca=TMath::Cos(alphan-track->GetAlpha()),
 656       sa=TMath::Sin(alphan-track->GetAlpha());
 657     Double_t sf=track->GetSnp(), cf=TMath::Sqrt(1.- sf*sf);
 658     Double_t sinNew =  sf*ca - cf*sa;
 659     if(TMath::Abs(sinNew) >= maxSnp) return kFALSE;
 660     if(!track->Rotate(alphan)) return kFALSE;
 661
 662     xpos = track->GetX();
 663   }
 664   return kTRUE;
 665 }
 666 //---------------------------------------------------------------------------
 667 AliESDVertex* AliVertexerTracks::RemoveTracksFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
 668                                                         TObjArray *trkArray,
 669                                                         UShort_t *id,
 670                                                         Float_t *diamondxy)
 671 {
 672 //
 673 // Removes tracks in trksTree from fit of inVtx
 674 //
 675
 676   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraint")) {
 677     printf("ERROR: primary vertex has no constraint: cannot remove tracks\n");
 678     return 0x0;
 679   }
 680   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraintOnlyFitter"))
 681     printf("WARNING: result of tracks' removal will be only approximately correct\n");
 682
 683   TMatrixD rv(3,1);
 684   rv(0,0) = inVtx->GetXv();
 685   rv(1,0) = inVtx->GetYv();
 686   rv(2,0) = inVtx->GetZv();
 687   TMatrixD vV(3,3);
 688   Double_t cov[6];
 689   inVtx->GetCovMatrix(cov);
 690   vV(0,0) = cov[0];
 691   vV(0,1) = cov[1]; vV(1,0) = cov[1];
 692   vV(1,1) = cov[2];
 693   vV(0,2) = cov[3]; vV(2,0) = cov[3];
 694   vV(1,2) = cov[4]; vV(2,1) = cov[4];
 695   vV(2,2) = cov[5];
 696
 697   TMatrixD sumWi(TMatrixD::kInverted,vV);
 698   TMatrixD sumWiri(sumWi,TMatrixD::kMult,rv);
 699
 700   Int_t nUsedTrks = inVtx->GetNIndices();
 701   Double_t chi2 = inVtx->GetChi2();
 702
 703   AliExternalTrackParam *track = 0;
 704   Int_t ntrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
 705   for(Int_t i=0;i<ntrks;i++) {
 706     track = (AliExternalTrackParam*)trkArray->At(i);
 707     if(!inVtx->UsesTrack(id[i])) {
 708       printf("track %d was not used in vertex fit\n",id[i]);
 709       continue;
 710     }
 711     Double_t alpha = track->GetAlpha();
 712     Double_t xl = diamondxy[0]*TMath::Cos(alpha)+diamondxy[1]*TMath::Sin(alpha);
 713     track->PropagateTo(xl,GetFieldkG());
 714     // vector of track global coordinates
 715     TMatrixD ri(3,1);
 716     // covariance matrix of ri
 717     TMatrixD wWi(3,3);
 718
 719     // get space point from track
 720     if(!TrackToPoint(track,ri,wWi)) continue;
 721
 722     TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 723
 724     sumWi -= wWi;
 725     sumWiri -= wWiri;
 726
 727     // track chi2
 728     TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 729     TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 730     Double_t chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 731                      deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 732                      deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 733     // remove from total chi2
 734     chi2 -= chi2i;
 735
 736     nUsedTrks--;
 737     if(nUsedTrks<2) {
 738       printf("Trying to remove too many tracks!\n");
 739       return 0x0;
 740     }
 741   }
 742
 743   TMatrixD rvnew(3,1);
 744   TMatrixD vVnew(3,3);
 745
 746   // new inverted of weights matrix
 747   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 748   vVnew = invsumWi;
 749   // new position of primary vertex
 750   rvnew.Mult(vVnew,sumWiri);
 751
 752   Double_t position[3];
 753   position[0] = rvnew(0,0);
 754   position[1] = rvnew(1,0);
 755   position[2] = rvnew(2,0);
 756   cov[0] = vVnew(0,0);
 757   cov[1] = vVnew(0,1);
 758   cov[2] = vVnew(1,1);
 759   cov[3] = vVnew(0,2);
 760   cov[4] = vVnew(1,2);
 761   cov[5] = vVnew(2,2);
 762
 763   // store data in the vertex object
 764   AliESDVertex *outVtx = new AliESDVertex(position,cov,chi2,nUsedTrks);
 765   outVtx->SetTitle(inVtx->GetTitle());
 766   UShort_t *inindices = inVtx->GetIndices();
 767   Int_t nIndices = nUsedTrks;
 768   UShort_t *outindices = new UShort_t[nIndices];
 769   Int_t j=0;
 770   for(Int_t k=0; k<inVtx->GetNIndices(); k++) {
 771     Bool_t copyindex=kTRUE;
 772     for(Int_t l=0; l<ntrks; l++) {
 773       if(inindices[k]==id[l]) copyindex=kFALSE;
 774     }
 775     if(copyindex) {
 776       outindices[j] = inindices[k]; j++;
 777     }
 778   }
 779   outVtx->SetIndices(nIndices,outindices);
 780   delete [] outindices;
 781
 782   if(fDebug) {
 783     printf("Vertex before removing tracks:\n");
 784     inVtx->PrintStatus();
 785     inVtx->PrintIndices();
 786     printf("Vertex after removing tracks:\n");
 787     outVtx->PrintStatus();
 788     outVtx->PrintIndices();
 789   }
 790
 791   return outVtx;
 792 }
 793 //---------------------------------------------------------------------------
 794 void AliVertexerTracks::SetCuts(Double_t *cuts)
 795 {
 796 //
 797 //  Cut values
 798 //
 799   SetDCAcut(cuts[0]);
 800   SetDCAcutIter0(cuts[1]);
 801   SetMaxd0z0(cuts[2]);
 802   SetMinClusters((Int_t)(cuts[3]));
 803   SetMinTracks((Int_t)(cuts[4]));
 804   SetNSigmad0(cuts[5]);
 805   SetMinDetFitter(cuts[6]);
 806   SetMaxTgl(cuts[7]);
 807   SetFiducialRZ(cuts[8],cuts[9]);
 808
 809   return;
 810 }
 811 //---------------------------------------------------------------------------
 812 void AliVertexerTracks::SetITSMode(Double_t dcacut,
 813                                    Double_t dcacutIter0,
 814                                    Double_t maxd0z0,
 815                                    Int_t minCls,
 816                                    Int_t mintrks,
 817                                    Double_t nsigma,
 818                                    Double_t mindetfitter,
 819                                    Double_t maxtgl,
 820                                    Double_t fidR,
 821                                    Double_t fidZ)
 822 {
 823 //
 824 //  Cut values for ITS mode
 825 //
 826   fMode = 0;
 827   SetITSrefitRequired();
 828   SetDCAcut(dcacut);
 829   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
 830   SetMaxd0z0(maxd0z0);
 831   SetMinClusters(minCls);
 832   SetMinTracks(mintrks);
 833   SetNSigmad0(nsigma);
 834   SetMinDetFitter(mindetfitter);
 835   SetMaxTgl(maxtgl);
 836   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
 837
 838   return;
 839 }
 840 //---------------------------------------------------------------------------
 841 void AliVertexerTracks::SetTPCMode(Double_t dcacut,
 842                                    Double_t dcacutIter0,
 843                                    Double_t maxd0z0,
 844                                    Int_t minCls,
 845                                    Int_t mintrks,
 846                                    Double_t nsigma,
 847                                    Double_t mindetfitter,
 848                                    Double_t maxtgl,
 849                                    Double_t fidR,
 850                                    Double_t fidZ)
 851 {
 852 //
 853 //  Cut values for TPC mode
 854 //
 855   fMode = 1;
 856   SetITSrefitNotRequired();
 857   SetDCAcut(dcacut);
 858   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
 859   SetMaxd0z0(maxd0z0);
 860   SetMinClusters(minCls);
 861   SetMinTracks(mintrks);
 862   SetNSigmad0(nsigma);
 863   SetMinDetFitter(mindetfitter);
 864   SetMaxTgl(maxtgl);
 865   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
 866
 867   return;
 868 }
 869 //---------------------------------------------------------------------------
 870 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped)
 871 {
 872 //
 873 // Mark the tracks not to be used in the vertex reconstruction.
 874 // Tracks are identified by AliESDtrack::GetID()
 875 //
 876   fNTrksToSkip = n;  fTrksToSkip = new Int_t[n];
 877   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 878   return;
 879 }
 880 //---------------------------------------------------------------------------
 881 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx)
 882 {
 883 //
 884 // Set initial vertex knowledge
 885 //
 886   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
 887   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
 888   SetConstraintOn();
 889   return;
 890 }
 891 //---------------------------------------------------------------------------
 892 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights)
 893 {
 894   AliExternalTrackParam *track1;
 895   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
 896   static TClonesArray linarray("AliStrLine",knacc);
 897   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 898     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
 899     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 900     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 901     Double_t pos[3],dir[3],sigmasq[3];
 902     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
 903     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
 904     sigmasq[0]=TMath::Sin(alpha)*TMath::Sin(alpha)*track1->GetSigmaY2();
 905     sigmasq[1]=TMath::Cos(alpha)*TMath::Cos(alpha)*track1->GetSigmaY2();
 906     sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 907     TMatrixD ri(3,1);
 908     TMatrixD wWi(3,3);
 909     if(!TrackToPoint(track1,ri,wWi)) continue;
 910     Double_t wmat[9];
 911     Int_t iel=0;
 912     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
 913       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
 914         wmat[iel]=wWi(ia,ib);
 915         iel++;
 916       }
 917     }
 918     new(linarray[i]) AliStrLine(pos,sigmasq,wmat,dir);
 919   }
 920   fVert=TrackletVertexFinder(&linarray,optUseWeights);
 921   linarray.Clear("C");
 922 }
 923 //---------------------------------------------------------------------------
 924 AliESDVertex AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(TClonesArray *lines, Int_t optUseWeights)
 925 {
 926   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 927
 928   const Int_t knacc = (Int_t)lines->GetEntriesFast();
 929   Double_t initPos[3]={0.,0.,0.};
 930
 931   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 932   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 933
 934   Double_t sum[3][3];
 935   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 936   TMatrixD sumWi(3,3);
 937   for(Int_t i=0;i<3;i++){
 938     for(Int_t j=0;j<3;j++){
 939       sum[i][j]=0;
 940       sumWi(i,j)=0.;
 941     }
 942   }
 943
 944   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 945     AliStrLine* line1 = (AliStrLine*)lines->At(i);
 946     Double_t p0[3],cd[3],sigmasq[3];
 947     Double_t wmat[9];
 948     line1->GetP0(p0);
 949     line1->GetCd(cd);
 950     line1->GetSigma2P0(sigmasq);
 951     line1->GetWMatrix(wmat);
 952     TMatrixD wWi(3,3);
 953     Int_t iel=0;
 954     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
 955       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
 956         wWi(ia,ib)=wmat[iel];
 957         iel++;
 958       }
 959     }
 960
 961     sumWi+=wWi;
 962
 963     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 964     vectP0[i][0]=p0[0];
 965     vectP0[i][1]=p0[1];
 966     vectP0[i][2]=p0[2];
 967     vectP1[i][0]=p1[0];
 968     vectP1[i][1]=p1[1];
 969     vectP1[i][2]=p1[2];
 970
 971     Double_t matr[3][3];
 972     Double_t dknow[3];
 973     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 974     else GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 975
 976
 977     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 978       dsum[iii]+=dknow[iii];
 979       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 980     }
 981   }
 982
 983   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 984   Double_t covmatrix[6];
 985   covmatrix[0] = invsumWi(0,0);
 986   covmatrix[1] = invsumWi(0,1);
 987   covmatrix[2] = invsumWi(1,1);
 988   covmatrix[3] = invsumWi(0,2);
 989   covmatrix[4] = invsumWi(1,2);
 990   covmatrix[5] = invsumWi(2,2);
 991
 992   Double_t vett[3][3];
 993   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 994   Double_t sigma=0;
 995
 996   if(det!=0){
 997     for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 998       for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 999         for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
1000       }
1001       for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
1002       initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
1003     }
1004
1005
1006     for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
1007       Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
1008       for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
1009         p0[ii]=vectP0[i][ii];
1010         p1[ii]=vectP1[i][ii];
1011       }
1012       sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
1013     }
1014
1015     if(sigma>0.) {sigma=TMath::Sqrt(sigma);}else{sigma=999;}
1016   }else{
1017     sigma=999;
1018   }
1019   AliESDVertex theVert(initPos,covmatrix,99999.,knacc);
1020   theVert.SetDispersion(sigma);
1021   delete vectP0;
1022   delete vectP1;
1023   return theVert;
1024 }
1025 //---------------------------------------------------------------------------
1026 Bool_t AliVertexerTracks::TrackToPoint(AliExternalTrackParam *t,
1027                                        TMatrixD &ri,TMatrixD &wWi,
1028                                        Bool_t uUi3by3) const
1029 {
1030 //
1031 // Extract from the AliExternalTrackParam the global coordinates ri and covariance matrix
1032 // wWi of the space point that it represents (to be used in VertexFitter())
1033 //
1034
1035
1036   Double_t rotAngle = t->GetAlpha();
1037   if(rotAngle<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
1038   Double_t cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
1039   Double_t sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
1040
1041   ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
1042   ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
1043   ri(2,0) = t->GetZ();
1044
1045
1046
1047   if(!uUi3by3) {
1048     // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
1049     TMatrixD qQi(2,3);
1050     qQi(0,0) = -sinRot;
1051     qQi(0,1) = cosRot;
1052     qQi(0,2) = 0.;
1053     qQi(1,0) = 0.;
1054     qQi(1,1) = 0.;
1055     qQi(1,2) = 1.;
1056
1057     // covariance matrix of local (y,z) - inverted
1058     TMatrixD uUi(2,2);
1059     uUi(0,0) = t->GetSigmaY2();
1060     uUi(0,1) = t->GetSigmaZY();
1061     uUi(1,0) = t->GetSigmaZY();
1062     uUi(1,1) = t->GetSigmaZ2();
1063     //printf(" Ui :\n");
1064     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
1065     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
1066
1067     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1068     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1069
1070     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1071     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1072     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1073     wWi = m;
1074   } else {
1075     if(fVert.GetNContributors()<1) AliFatal("Vertex from finder is empty");
1076     // matrix to go from global (x,y,z) to local (x,y,z);
1077     TMatrixD qQi(3,3);
1078     qQi(0,0) = cosRot;
1079     qQi(0,1) = sinRot;
1080     qQi(0,2) = 0.;
1081     qQi(1,0) = -sinRot;
1082     qQi(1,1) = cosRot;
1083     qQi(1,2) = 0.;
1084     qQi(2,0) = 0.;
1085     qQi(2,1) = 0.;
1086     qQi(2,2) = 1.;
1087
1088     // covariance of fVert along the track
1089     Double_t p[3],pt,ptot;
1090     t->GetPxPyPz(p);
1091     pt = TMath::Sqrt(p[0]*p[0]+p[1]*p[1]);
1092     ptot = TMath::Sqrt(pt*pt+p[2]*p[2]);
1093     Double_t cphi = p[0]/pt;               //cos(phi)=px/pt
1094     Double_t sphi = p[1]/pt;               //sin(phi)=py/pt
1095     Double_t clambda = pt/ptot;            //cos(lambda)=pt/ptot
1096     Double_t slambda = p[2]/ptot;            //sin(lambda)=pz/ptot
1097     Double_t covfVert[6];
1098     fVert.GetCovMatrix(covfVert);
1099     Double_t covfVertalongt =
1100        covfVert[0]*cphi*cphi*clambda*clambda
1101       +covfVert[1]*2.*cphi*sphi*clambda*clambda
1102       +covfVert[3]*2.*cphi*clambda*slambda
1103       +covfVert[2]*sphi*sphi*clambda*clambda
1104       +covfVert[4]*2.*sphi*clambda*slambda
1105       +covfVert[5]*slambda*slambda;
1106     // covariance matrix of local (x,y,z) - inverted
1107     TMatrixD uUi(3,3);
1108     uUi(0,0) = covfVertalongt * fnSigmaForUi00 * fnSigmaForUi00;
1109     if(fDebug) printf("=====> sqrtUi00 cm  %f\n",TMath::Sqrt(uUi(0,0)));
1110     uUi(0,1) = 0.;
1111     uUi(0,2) = 0.;
1112     uUi(1,0) = 0.;
1113     uUi(1,1) = t->GetSigmaY2();
1114     uUi(1,2) = t->GetSigmaZY();
1115     uUi(2,0) = 0.;
1116     uUi(2,1) = t->GetSigmaZY();
1117     uUi(2,2) = t->GetSigmaZ2();
1118     //printf(" Ui :\n");
1119     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
1120     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
1121
1122     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1123     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1124
1125     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1126     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1127     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1128     wWi = m;
1129   }
1130
1131
1132   return kTRUE;
1133 }
1134 //---------------------------------------------------------------------------
1135 void AliVertexerTracks::TooFewTracks()
1136 {
1137 //
1138 // When the number of tracks is < fMinTracks,
1139 // deal with vertices not found and prepare to exit
1140 //
1141   if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
1142
1143   Double_t pos[3],err[3];
1144   pos[0] = fNominalPos[0];
1145   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
1146   pos[1] = fNominalPos[1];
1147   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
1148   pos[2] = fNominalPos[2];
1149   err[2] = TMath::Sqrt(fNominalCov[5]);
1150   Int_t    ncontr = (err[0]>1. ? -1 : -3);
1151   fCurrentVertex = 0;
1152   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
1153   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
1154
1155   if(fConstraint) {
1156     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
1157   } else {
1158     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
1159   }
1160
1161   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
1162   if(fIdSel) {delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;}
1163   if(fTrksToSkip) {delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL;}
1164
1165   return;
1166 }
1167 //---------------------------------------------------------------------------
1168 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights)
1169 {
1170
1171   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
1172
1173   Double_t initPos[3];
1174   initPos[2] = 0.;
1175   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
1176   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
1177   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
1178   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
1179   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
1180   Double_t sigma=0;
1181   Int_t ncombi = 0;
1182   AliExternalTrackParam *track1;
1183   AliExternalTrackParam *track2;
1184   Double_t pos[3],dir[3];
1185   Double_t alpha,mindist;
1186
1187   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
1188     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
1189     alpha=track1->GetAlpha();
1190     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1191     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1192     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1193     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
1194
1195    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
1196    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line1);
1197
1198     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
1199       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
1200       alpha=track2->GetAlpha();
1201       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1202       track2->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1203       track2->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1204       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
1205     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
1206     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line2);
1207       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
1208       //printf("%d   %d   %f\n",i,j,distCA);
1209        if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
1210         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
1211
1212         if(optUseWeights<=0){
1213           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
1214           if(retcode>=0){
1215             ncombi++;
1216             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1217             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1218           }
1219         }
1220         if(optUseWeights>0){
1221           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
1222           if(retcode>=0){
1223             Double_t cs, sn;
1224             alpha=track1->GetAlpha();
1225             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1226             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
1227             alpha=track2->GetAlpha();
1228             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1229             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
1230             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
1231             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
1232             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
1233             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
1234             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
1235             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
1236             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
1237
1238             ncombi++;
1239             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1240             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1241           }
1242         }
1243       }
1244       delete line2;
1245     }
1246     delete line1;
1247   }
1248   if(ncombi>0){
1249     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
1250       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
1251       //printf("%f\n",initPos[jj]);
1252       aversq[jj]/=ncombi;
1253       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
1254       sigma+=sigmasq[jj];
1255     }
1256     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
1257   }
1258   else {
1259     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
1260     sigma=999;
1261   }
1262   fVert.SetXYZ(initPos);
1263   fVert.SetDispersion(sigma);
1264   fVert.SetNContributors(ncombi);
1265 }
1266 //---------------------------------------------------------------------------
1267 void AliVertexerTracks::VertexFitter()
1268 {
1269 //
1270 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
1271 // average of tracks positions".
1272 // Original method: V. Karimaki, CMS Note 97/0051
1273 //
1274   Bool_t useConstraint = fConstraint;
1275   Double_t initPos[3];
1276   if(!fOnlyFitter) {
1277     fVert.GetXYZ(initPos);
1278   } else {
1279     initPos[0]=fNominalPos[0];
1280     initPos[1]=fNominalPos[1];
1281     initPos[2]=fNominalPos[2];
1282   }
1283
1284   Int_t nTrksSel = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntries();
1285   if(nTrksSel==1) useConstraint=kTRUE;
1286   if(fDebug) {
1287     printf("--- VertexFitter(): start\n");
1288     printf(" Number of tracks in array: %d\n",nTrksSel);
1289     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
1290     printf(" Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
1291     if(useConstraint) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2]));
1292   }
1293
1294   // special treatment for few-tracks fits (e.g. secondary vertices)
1295   Bool_t uUi3by3 = kFALSE; if(nTrksSel<5 && !useConstraint) uUi3by3 = kTRUE;
1296
1297   Int_t i,j,k,step=0;
1298   TMatrixD rv(3,1);
1299   TMatrixD vV(3,3);
1300   rv(0,0) = initPos[0];
1301   rv(1,0) = initPos[1];
1302   rv(2,0) = 0.;
1303   Double_t xlStart,alpha;
1304   Int_t nTrksUsed;
1305   Double_t chi2,chi2i,chi2b;
1306   AliExternalTrackParam *t = 0;
1307   Int_t failed = 0;
1308
1309   // initial vertex covariance matrix
1310   TMatrixD vVb(3,3);
1311   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
1312   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
1313   vVb(0,2) = 0.;
1314   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
1315   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
1316   vVb(1,2) = 0.;
1317   vVb(2,0) = 0.;
1318   vVb(2,1) = 0.;
1319   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
1320   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
1321   TMatrixD rb(3,1);
1322   rb(0,0) = fNominalPos[0];
1323   rb(1,0) = fNominalPos[1];
1324   rb(2,0) = fNominalPos[2];
1325   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
1326
1327
1328   // 2 steps:
1329   // 1st - estimate of vtx using all tracks
1330   // 2nd - estimate of global chi2
1331   for(step=0; step<2; step++) {
1332     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
1333     chi2 = 0.;
1334     nTrksUsed = 0;
1335
1336     if(step==1) { initPos[0]=rv(0,0); initPos[0]=rv(1,0); }
1337
1338     TMatrixD sumWiri(3,1);
1339     TMatrixD sumWi(3,3);
1340     for(i=0; i<3; i++) {
1341       sumWiri(i,0) = 0.;
1342       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
1343     }
1344
1345     // mean vertex constraint
1346     if(useConstraint) {
1347       for(i=0;i<3;i++) {
1348         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
1349         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
1350       }
1351       // chi2
1352       TMatrixD deltar = rv; deltar -= rb;
1353       TMatrixD vVbInvdeltar(vVbInv,TMatrixD::kMult,deltar);
1354       chi2b = deltar(0,0)*vVbInvdeltar(0,0)+
1355               deltar(1,0)*vVbInvdeltar(1,0)+
1356               deltar(2,0)*vVbInvdeltar(2,0);
1357       chi2 += chi2b;
1358     }
1359
1360     // loop on tracks
1361     for(k=0; k<nTrksSel; k++) {
1362       // get track from track array
1363       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(k);
1364       alpha = t->GetAlpha();
1365       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
1366       // to vtxSeed (from finder)
1367       t->PropagateTo(xlStart,GetFieldkG());
1368
1369       // vector of track global coordinates
1370       TMatrixD ri(3,1);
1371       // covariance matrix of ri
1372       TMatrixD wWi(3,3);
1373
1374       // get space point from track
1375       if(!TrackToPoint(t,ri,wWi,uUi3by3)) continue;
1376       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
1377
1378       // track chi2
1379       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
1380       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
1381       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
1382               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
1383               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
1384
1385       // add to total chi2
1386       chi2 += chi2i;
1387
1388       sumWiri += wWiri;
1389       sumWi   += wWi;
1390
1391       nTrksUsed++;
1392     } // end loop on tracks
1393
1394     if(nTrksUsed < fMinTracks) {
1395       failed=1;
1396       continue;
1397     }
1398
1399     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
1400     if(determinant < fMinDetFitter)  {
1401       printf("det(V) = %f (<%f)\n",determinant,fMinDetFitter);
1402       failed=1;
1403       continue;
1404     }
1405
1406     if(step==0) {
1407       // inverted of weights matrix
1408       TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1409       vV = invsumWi;
1410       // position of primary vertex
1411       rv.Mult(vV,sumWiri);
1412     }
1413   } // end loop on the 2 steps
1414
1415   if(failed) {
1416     TooFewTracks();
1417     return;
1418   }
1419
1420   Double_t position[3];
1421   position[0] = rv(0,0);
1422   position[1] = rv(1,0);
1423   position[2] = rv(2,0);
1424   Double_t covmatrix[6];
1425   covmatrix[0] = vV(0,0);
1426   covmatrix[1] = vV(0,1);
1427   covmatrix[2] = vV(1,1);
1428   covmatrix[3] = vV(0,2);
1429   covmatrix[4] = vV(1,2);
1430   covmatrix[5] = vV(2,2);
1431
1432   // for correct chi2/ndf, count constraint as additional "track"
1433   if(fConstraint) nTrksUsed++;
1434   // store data in the vertex object
1435   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1436
1437   if(fDebug) {
1438     printf(" Vertex after fit:\n");
1439     fCurrentVertex->PrintStatus();
1440     printf("--- VertexFitter(): finish\n");
1441   }
1442
1443   return;
1444 }
1445 //----------------------------------------------------------------------------
1446 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray,
1447                                                          UShort_t *id,
1448                                                          Bool_t optUseFitter,
1449                                                          Bool_t optPropagate)
1450 {
1451 //
1452 // Return vertex from tracks (AliExternalTrackParam) in array
1453 //
1454
1455   SetConstraintOff();
1456
1457   // get tracks and propagate them to initial vertex position
1458   fIdSel = new UShort_t[(Int_t)trkArray->GetEntriesFast()];
1459   Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArray,id,0);
1460   if(nTrksSel <  TMath::Max(2,fMinTracks)) {
1461     TooFewTracks();
1462     return fCurrentVertex;
1463   }
1464
1465   // vertex finder
1466   switch (fAlgo) {
1467     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
1468     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
1469     case 3: HelixVertexFinder();          break;
1470     case 4: VertexFinder(1);              break;
1471     case 5: VertexFinder(0);              break;
1472     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
1473   }
1474   if(fDebug) printf(" Vertex finding completed\n");
1475
1476   // vertex fitter
1477   if(optUseFitter) {
1478     VertexFitter();
1479   } else {
1480     Double_t position[3]={fVert.GetXv(),fVert.GetYv(),fVert.GetZv()};
1481     Double_t covmatrix[6];
1482     fVert.GetCovMatrix(covmatrix);
1483     Double_t chi2=99999.;
1484     Int_t    nTrksUsed=fVert.GetNContributors();
1485     fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1486   }
1487   fCurrentVertex->SetDispersion(fVert.GetDispersion());
1488
1489
1490   // set indices of used tracks and propagate track to found vertex
1491   UShort_t *indices = 0;
1492   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
1493   AliExternalTrackParam *t = 0;
1494   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
1495     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
1496     for(Int_t jj=0; jj<(Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast(); jj++) {
1497       indices[jj] = fIdSel[jj];
1498       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(jj);
1499       if(optPropagate && optUseFitter) {
1500         if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
1501           t->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
1502           if(fDebug) printf("Track %d propagated to found vertex\n",jj);
1503         } else {
1504           AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
1505         }
1506       }
1507     }
1508     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
1509   }
1510
1511   // clean up
1512   delete [] indices; indices=NULL;
1513   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
1514   fTrkArraySel.Delete();
1515
1516   return fCurrentVertex;
1517 }
1518 //----------------------------------------------------------------------------
1519 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedESDTracks(TObjArray *trkArray,
1520                                                          Bool_t optUseFitter,
1521                                                          Bool_t optPropagate)
1522 {
1523 //
1524 // Return vertex from array of ESD tracks
1525 //
1526
1527   Int_t nTrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
1528   UShort_t *id = new UShort_t[nTrks];
1529
1530   AliESDtrack *esdt = 0;
1531   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1532     esdt = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1533     id[i] = (UShort_t)esdt->GetID();
1534   }
1535
1536   VertexForSelectedTracks(trkArray,id,optUseFitter,optPropagate);
1537
1538   delete [] id; id=NULL;
1539
1540   return fCurrentVertex;
1541 }
1542 //--------------------------------------------------------------------------