STEER/AliVertexerTracks.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 //-----------------------------------------------------------------
  17 //    Implementation of the vertexer from ESD tracks
  18 //
  19 // Origin: AliITSVertexerTracks
  20 //         A.Dainese, Padova,
  21 //         andrea.dainese@pd.infn.it
  22 //         M.Masera,  Torino,
  23 //         massimo.masera@to.infn.it
  24 // Moved to STEER and adapted to ESD tracks:
  25 //          F.Prino,  Torino, prino@to.infn.it
  26 //-----------------------------------------------------------------
  27
  28 //---- Root headers --------
  29 #include <TTree.h>
  30 #include <TMatrixD.h>
  31 //---- AliRoot headers -----
  32 #include "AliStrLine.h"
  33 #include "AliVertexerTracks.h"
  34 #include "AliESD.h"
  35 #include "AliESDtrack.h"
  36
  37 ClassImp(AliVertexerTracks)
  38
  39
  40 //----------------------------------------------------------------------------
  41 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  42 TObject(),
  43 fVert(),
  44 fCurrentVertex(0),
  45 fMaxChi2PerTrack(1e33),
  46 fTrkArray(),
  47 fTrksToSkip(0),
  48 fNTrksToSkip(0),
  49 fDCAcut(0),
  50 fAlgo(1),
  51 fDebug(0)
  52 {
  53 //
  54 // Default constructor
  55 //
  56   SetVtxStart();
  57   SetVtxStartSigma();
  58   SetMinTracks();
  59   SetMinITSClusters();
  60   SetNSigmad0();
  61 }
  62 //-----------------------------------------------------------------------------
  63 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t xStart, Double_t yStart):
  64 TObject(),
  65 fVert(),
  66 fCurrentVertex(0),
  67 fMaxChi2PerTrack(1e33),
  68 fTrkArray(),
  69 fTrksToSkip(0),
  70 fNTrksToSkip(0),
  71 fDCAcut(0),
  72 fAlgo(1),
  73 fDebug(0)
  74 {
  75 //
  76 // Standard constructor
  77 //
  78   SetVtxStart(xStart,yStart);
  79   SetVtxStartSigma();
  80   SetMinTracks();
  81   SetMinITSClusters();
  82   SetNSigmad0();
  83 }
  84 //-----------------------------------------------------------------------------
  85 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() {
  86   // Default Destructor
  87   // The objects poited by the following pointer are not owned
  88   // by this class and are not deleted
  89   fCurrentVertex = 0;
  90   delete[] fTrksToSkip;
  91 }
  92 //---------------------------------------------------------------------------
  93 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) {
  94 //
  95 // Mark the tracks not ot be used in the vertex finding
  96 //
  97   fNTrksToSkip = n;
  98   fTrksToSkip = new Int_t[n];
  99   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 100   return;
 101 }
 102 //---------------------------------------------------------------------------
 103 void AliVertexerTracks::ComputeMaxChi2PerTrack(Int_t nTracks) {
 104 //
 105 // Max. contr. to the chi2 has been tuned as a function of multiplicity
 106 //
 107   if(nTracks < 7) { fMaxChi2PerTrack = 1.e6;
 108   } else { fMaxChi2PerTrack = 100.; }
 109
 110   return;
 111 }
 112 //----------------------------------------------------------------------------
 113 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TTree &trkTree, Int_t OptImpParCut) {
 114 //
 115 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 116 //
 117   Double_t maxd0rphi = 3.;
 118   Int_t    nTrks    = 0;
 119   Bool_t   skipThis;
 120   Double_t sigmaCurr[3],sigmaVtx[3],posVtx[3];
 121   Float_t  d0z0[2],covd0z0[3];
 122   Double_t momentum[3],postrk[3];
 123   Double_t pt,sigma,sigmavtxphi,phitrk;
 124   Double_t field=GetField();
 125
 126   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalSigma);
 127
 128   Int_t    nEntries = (Int_t)trkTree.GetEntries();
 129   if(!fTrkArray.IsEmpty()) fTrkArray.Clear();
 130   fTrkArray.Expand(nEntries);
 131
 132   if(fDebug) {
 133     printf(" PrepareTracks()\n");
 134   }
 135
 136   for(Int_t i=0; i<nEntries; i++) {
 137     // check tracks to skip
 138     skipThis = kFALSE;
 139     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 140       if(i==fTrksToSkip[j]) {
 141         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 142         skipThis = kTRUE;
 143       }
 144     }
 145     if(skipThis) continue;
 146
 147     AliESDtrack *track = new AliESDtrack;
 148     trkTree.SetBranchAddress("tracks",&track);
 149     trkTree.GetEvent(i);
 150
 151
 152
 153     // propagate track to vertex
 154     if(OptImpParCut==1) {
 155       track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 156       initVertex->GetXYZ(posVtx);
 157       initVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 158     } else {
 159       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 160       if((sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(fNominalSigma[0]+fNominalSigma[1])) {
 161         track->RelateToVertex(fCurrentVertex,field,100.);
 162         fCurrentVertex->GetXYZ(posVtx);
 163         fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 164       } else {
 165         track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 166         initVertex->GetXYZ(posVtx);
 167         initVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 168       }
 169     }
 170
 171     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
 172     track->GetImpactParameters(d0z0,covd0z0);
 173
 174     if(OptImpParCut==1) {
 175       maxd0rphi = 3.; // cm
 176     } else {
 177       track->GetXYZ(postrk);
 178       track->GetPxPyPz(momentum);
 179       pt = TMath::Sqrt(momentum[0]*momentum[0]+momentum[1]*momentum[1]);
 180
 181       phitrk = TMath::ATan2(postrk[1]-posVtx[1],postrk[0]-posVtx[0]);
 182       sigmavtxphi = TMath::Sqrt(sigmaVtx[0]*sigmaVtx[0]*
 183                                 TMath::Cos(phitrk)*TMath::Cos(phitrk)+
 184                                 sigmaVtx[1]*sigmaVtx[1]*
 185                                 TMath::Sin(phitrk)*TMath::Sin(phitrk));
 186       sigma = TMath::Sqrt(Sigmad0rphi(pt)*Sigmad0rphi(pt)+
 187                           sigmavtxphi*sigmavtxphi);
 188       maxd0rphi = fNSigma*sigma;
 189     }
 190     if(TMath::Abs(d0z0[0]) > maxd0rphi) {
 191       delete track; continue;
 192     }
 193
 194     /*
 195     //   PREVIOUS VERSION
 196     // propagate track to vtxSeed
 197     alpha  = track->GetAlpha();
 198     xlStart = fNominalPos[0]*TMath::Cos(alpha)+fNominalPos[1]*TMath::Sin(alpha);
 199     track->PropagateTo(xlStart,field);   // to vtxSeed
 200     d0rphi = TMath::Abs(track->GetD(fNominalPos[0],fNominalPos[1],field));
 201     if(OptImpParCut==1 && d0rphi > maxd0rphi) { delete track; continue; }
 202     if(OptImpParCut==2) {
 203       // to be replaced by new Andrea's selection
 204       if(d0rphi > maxd0rphi){
 205         delete track;
 206         continue;
 207       }
 208       // end to be replaced by new Andrea's selection
 209     }
 210     */
 211
 212     fTrkArray.AddLast(track);
 213     nTrks++;
 214     if(fDebug) printf(" :-) nTrks=%d, d0rphi=%f\n",nTrks,TMath::Abs(d0z0[0]));
 215   }
 216
 217   if(fTrksToSkip) delete [] fTrksToSkip;
 218   delete initVertex;
 219
 220   return nTrks;
 221 }
 222 //----------------------------------------------------------------------------
 223 Double_t AliVertexerTracks::Sigmad0rphi(Double_t pt) const {
 224 //
 225 // Impact parameter resolution in rphi [cm] vs pt [GeV/c]
 226 //
 227   Double_t a_meas  = 11.6;
 228   Double_t a_scatt = 65.8;
 229   Double_t b       = 1.878;
 230
 231   Double_t sigma = a_meas*a_meas+a_scatt*a_scatt/TMath::Power(pt,b);
 232   sigma = 0.0001*TMath::Sqrt(sigma);
 233
 234   return sigma;
 235 }
 236 //----------------------------------------------------------------------------
 237 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TTree *trkTree) {
 238 //
 239 // Return vertex from tracks in trkTree
 240 //
 241
 242   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 243   Int_t nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 244   if(nTrks < fMinTracks) {
 245     printf("TooFewTracks\n");
 246     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 247     fVert.SetXYZ(vtx);
 248     fVert.SetDispersion(999);
 249     fVert.SetNContributors(-5);
 250     return &fVert;
 251   }
 252
 253   // Set initial vertex position from ESD
 254   if(fAlgo==1)  StrLinVertexFinderMinDist(1);
 255   if(fAlgo==2)  StrLinVertexFinderMinDist(0);
 256   if(fAlgo==3)  HelixVertexFinder();
 257   if(fAlgo==4)  VertexFinder(1);
 258   if(fAlgo==5)  VertexFinder(0);
 259   return &fVert;
 260 }
 261 //----------------------------------------------------------------------------
 262 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESD *esdEvent)
 263 {
 264 //
 265 // Primary vertex for current ESD event
 266 // (Two iterations: 1st with |d0rphi|<3cm; 2nd with
 267 // fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 268 //
 269   fCurrentVertex = 0;
 270
 271   Int_t entr = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 272   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 273   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 274   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 275
 276   for(Int_t i=0; i<entr; i++) {
 277     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 278     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 279     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin) continue;
 280     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit) continue;
 281     Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 282     if(nclus<fMinITSClusters) continue;
 283
 284     trkTree->Fill();
 285   }
 286   delete esdTrack;
 287
 288   // ITERATION 1
 289   // propagate tracks to initVertex
 290   // preselect them (reject only |d0|>3cm w.r.t. finitVertex)
 291   Int_t nTrks;
 292   nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 293   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 1: %d\n",nTrks);
 294   if(nTrks < fMinTracks) {
 295     printf("TooFewTracks\n");
 296     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 297     return fCurrentVertex;
 298   }
 299
 300   // vertex finder
 301   switch (fAlgo) {
 302     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 303     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 304     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 305     case 4: VertexFinder(1);              break;
 306     case 5: VertexFinder(0);              break;
 307     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 308   }
 309   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 310
 311   // vertex fitter
 312   ComputeMaxChi2PerTrack(nTrks);
 313   VertexFitter();
 314   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 315
 316   // ITERATION 2
 317   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 318   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 319   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 320   nTrks = PrepareTracks(*trkTree,2);
 321   delete trkTree;
 322   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 2: %d\n",nTrks);
 323   if(nTrks < fMinTracks) {
 324     printf("TooFewTracks\n");
 325     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 326     return fCurrentVertex;
 327   }
 328
 329   // vertex finder
 330   switch (fAlgo) {
 331     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 332     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 333     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 334     case 4: VertexFinder(1);              break;
 335     case 5: VertexFinder(0);              break;
 336     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 337   }
 338   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 339
 340   // fitter
 341   ComputeMaxChi2PerTrack(nTrks);
 342   VertexFitter();
 343   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 344
 345   Double_t tp[3];
 346   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 347   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 348   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracks");
 349
 350   fTrkArray.Clear();
 351   return fCurrentVertex;
 352 }
 353 //----------------------------------------------------------------------------
 354 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertexOld(const AliESD *esdEvent)
 355 {
 356 //
 357 // Primary vertex for current ESD event (one iteration with |d0rphi|<3cm)
 358 //
 359   fCurrentVertex = 0;
 360
 361   Int_t entr = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 362   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 363   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 364   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 365
 366   for(Int_t i=0; i<entr; i++) {
 367     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 368     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 369     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin) continue;
 370     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit) continue;
 371     Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 372     if(nclus<fMinITSClusters) continue;
 373
 374     trkTree->Fill();
 375   }
 376   delete esdTrack;
 377
 378   // preselect tracks and propagate them to initial vertex position
 379   Int_t nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 380   delete trkTree;
 381   if(fDebug) printf(" tracks prepared: %d\n",nTrks);
 382   if(nTrks < fMinTracks) {
 383     printf("TooFewTracks\n");
 384     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 385     return fCurrentVertex;
 386   }
 387
 388   // VERTEX FINDER
 389   switch (fAlgo) {
 390     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 391     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 392     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 393     case 4: VertexFinder(1);              break;
 394     case 5: VertexFinder(0);              break;
 395     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 396   }
 397
 398   // VERTEX FITTER
 399   ComputeMaxChi2PerTrack(nTrks);
 400   VertexFitter();
 401   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 402
 403
 404   Double_t tp[3];
 405   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 406   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 407   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracks");
 408
 409   fTrkArray.Clear();
 410   return fCurrentVertex;
 411 }
 412 //----------------------------------------------------------------------------
 413 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray) {
 414 //
 415 // Return vertex from array of tracks
 416 //
 417
 418   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 419   Int_t nTrks = trkArray->GetEntriesFast();
 420   if(nTrks < fMinTracks) {
 421     printf("TooFewTracks\n");
 422     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 423     fVert.SetXYZ(vtx);
 424     fVert.SetDispersion(999);
 425     fVert.SetNContributors(-5);
 426     return &fVert;
 427   }
 428   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 429   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 430   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 431   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
 432     esdTrack = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
 433     trkTree->Fill();
 434   }
 435
 436   AliVertex *vtx =  VertexForSelectedTracks(trkTree);
 437   delete trkTree;
 438   return vtx;
 439 }
 440
 441 //---------------------------------------------------------------------------
 442 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) {
 443
 444   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 445
 446   Double_t initPos[3];
 447   initPos[2] = 0.;
 448   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 449   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 450   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 451   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
 452   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
 453   Double_t sigma=0;
 454   Int_t ncombi = 0;
 455   AliESDtrack *track1;
 456   AliESDtrack *track2;
 457   Double_t pos[3],dir[3];
 458   Double_t alpha,mindist;
 459   Double_t field=GetField();
 460
 461   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 462     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 463     alpha=track1->GetAlpha();
 464     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 465     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 466     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 467     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 468
 469    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 470    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 471
 472     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 473       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 474       alpha=track2->GetAlpha();
 475       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 476       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 477       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 478       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
 479     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
 480     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
 481       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
 482       if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 483         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
 484
 485         if(optUseWeights<=0){
 486           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
 487           if(retcode>=0){
 488             ncombi++;
 489             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 490             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 491           }
 492         }
 493         if(optUseWeights>0){
 494           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
 495           if(retcode>=0){
 496             Double_t alpha, cs, sn;
 497             alpha=track1->GetAlpha();
 498             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 499             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 500             alpha=track2->GetAlpha();
 501             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 502             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 503             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 504             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 505             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 506             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 507             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
 508             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
 509             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
 510
 511             ncombi++;
 512             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 513             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 514           }
 515         }
 516       }
 517       delete line2;
 518     }
 519     delete line1;
 520   }
 521   if(ncombi>0){
 522     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 523       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 524       aversq[jj]/=ncombi;
 525       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 526       sigma+=sigmasq[jj];
 527     }
 528     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 529   }
 530   else {
 531     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
 532     sigma=999;
 533   }
 534   fVert.SetXYZ(initPos);
 535   fVert.SetDispersion(sigma);
 536   fVert.SetNContributors(ncombi);
 537 }
 538 //---------------------------------------------------------------------------
 539 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() {
 540
 541   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 542
 543
 544   Double_t initPos[3];
 545   initPos[2] = 0.;
 546   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 547   Double_t field=GetField();
 548
 549   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 550
 551   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 552   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 553   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 554   Double_t sigma=0;
 555   Int_t ncombi = 0;
 556   AliESDtrack *track1;
 557   AliESDtrack *track2;
 558   Double_t distCA;
 559   Double_t x, par[5];
 560   Double_t alpha, cs, sn;
 561   Double_t crosspoint[3];
 562   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 563     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 564
 565
 566     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 567       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 568
 569       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
 570
 571       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 572         track1->GetExternalParameters(x,par);
 573         alpha=track1->GetAlpha();
 574         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 575         Double_t x1=x*cs - par[0]*sn;
 576         Double_t y1=x*sn + par[0]*cs;
 577         Double_t z1=par[1];
 578         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 579         track2->GetExternalParameters(x,par);
 580         alpha=track2->GetAlpha();
 581         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 582         Double_t x2=x*cs - par[0]*sn;
 583         Double_t y2=x*sn + par[0]*cs;
 584         Double_t z2=par[1];
 585         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 586         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 587         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 588         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 589         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 590         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 591         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 592         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 593
 594         ncombi++;
 595         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 596         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 597       }
 598     }
 599
 600   }
 601   if(ncombi>0){
 602     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 603       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 604       averquad[jj]/=ncombi;
 605       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 606       sigma+=sigmaquad[jj];
 607     }
 608     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 609   }
 610   else {
 611     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 612     sigma=999;
 613   }
 614   fVert.SetXYZ(initPos);
 615   fVert.SetDispersion(sigma);
 616   fVert.SetNContributors(ncombi);
 617 }
 618 //---------------------------------------------------------------------------
 619 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights){
 620
 621   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 622
 623   Double_t initPos[3];
 624   initPos[2] = 0.;
 625   Double_t sigma=0;
 626   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 627   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 628   Double_t field=GetField();
 629
 630   AliESDtrack *track1;
 631   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 632   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 633
 634   Double_t sum[3][3];
 635   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 636   for(Int_t i=0;i<3;i++)
 637     for(Int_t j=0;j<3;j++)sum[i][j]=0;
 638   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 639     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 640     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 641     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 642     Double_t pos[3],dir[3];
 643     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 644     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 645     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 646     //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 647     //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 648
 649     Double_t p0[3],cd[3];
 650     line1->GetP0(p0);
 651     line1->GetCd(cd);
 652     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 653     vectP0[i][0]=p0[0];
 654     vectP0[i][1]=p0[1];
 655     vectP0[i][2]=p0[2];
 656     vectP1[i][0]=p1[0];
 657     vectP1[i][1]=p1[1];
 658     vectP1[i][2]=p1[2];
 659
 660     Double_t matr[3][3];
 661     Double_t dknow[3];
 662     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 663     if(optUseWeights==1){
 664       Double_t sigmasq[3];
 665       sigmasq[0]=track1->GetSigmaY2();
 666       sigmasq[1]=track1->GetSigmaY2();
 667       sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 668       GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 669     }
 670
 671     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 672       dsum[iii]+=dknow[iii];
 673       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 674     }
 675     delete line1;
 676   }
 677
 678   Double_t vett[3][3];
 679   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 680
 681    if(det!=0){
 682      for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 683        for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 684          for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
 685        }
 686        for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
 687        initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
 688      }
 689
 690
 691      for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 692        Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
 693        for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
 694          p0[ii]=vectP0[i][ii];
 695          p1[ii]=vectP1[i][ii];
 696        }
 697        sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
 698      }
 699
 700      sigma=TMath::Sqrt(sigma);
 701    }else{
 702     Warning("StrLinVertexFinderMinDist","Finder did not succed");
 703     sigma=999;
 704   }
 705   delete vectP0;
 706   delete vectP1;
 707   fVert.SetXYZ(initPos);
 708   fVert.SetDispersion(sigma);
 709   fVert.SetNContributors(knacc);
 710 }
 711 //_______________________________________________________________________
 712 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]){
 713   //
 714   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];
 715  return det;
 716 }
 717 //____________________________________________________________________________
 718 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 719
 720   //
 721   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 722   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 723   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 724   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 725   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 726   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 727   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 728   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 729   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 730   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 731   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 732   m[2][1]=-2*y12*z12;
 733   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 734   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 735   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 736   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 737
 738 }
 739 //____________________________________________________________________________
 740 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 741   //
 742   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 743   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 744   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 745
 746   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 747
 748   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 749
 750   Double_t cc[3];
 751   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 752   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 753   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 754
 755   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;
 756
 757   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 758
 759   Double_t aa[3];
 760   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 761   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 762   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 763
 764   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 765   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 766   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 767
 768   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 769   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 770   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 771
 772   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 773   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 774   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 775
 776   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 777   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 778   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 779
 780   }
 781 //_____________________________________________________________________________
 782 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0){
 783   //
 784   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 785   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 786   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 787   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 788   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 789   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 790   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);
 791 }
 792 //---------------------------------------------------------------------------
 793 void AliVertexerTracks::VertexFitter(Bool_t useNominalVtx) {
 794 //
 795 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
 796 // average of tracks positions"
 797 // Original method: CMS Note 97/0051
 798 //
 799   Double_t initPos[3];
 800   fVert.GetXYZ(initPos);
 801   if(fDebug) {
 802     printf(" VertexFitter(): start\n");
 803     printf(" Number of tracks in array: %d\n",(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast());
 804     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
 805     printf("Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
 806     if(useNominalVtx) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f) <- NOT IMPLEMENTED YET!n",fNominalPos[0],fNominalSigma[0],fNominalPos[1],fNominalSigma[1]);
 807   }
 808
 809   Int_t i,j,k,step=0;
 810   TMatrixD rv(3,1);
 811   TMatrixD vV(3,3);
 812   rv(0,0) = initPos[0];
 813   rv(1,0) = initPos[1];
 814   rv(2,0) = 0.;
 815   Double_t xlStart,alpha;
 816   Double_t rotAngle;
 817   Double_t cosRot,sinRot;
 818   Double_t cc[15];
 819   Int_t nUsedTrks;
 820   Double_t chi2,chi2i;
 821   Int_t arrEntries = (Int_t)fTrkArray.GetEntries();
 822   AliESDtrack *t = 0;
 823   Int_t failed = 0;
 824
 825   Int_t *skipTrack = new Int_t[arrEntries];
 826   for(i=0; i<arrEntries; i++) skipTrack[i]=0;
 827
 828   // 3 steps:
 829   // 1st - first estimate of vtx using all tracks
 830   // 2nd - apply cut on chi2 max per track
 831   // 3rd - estimate of global chi2
 832   for(step=0; step<3; step++) {
 833     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
 834     chi2 = 0.;
 835     nUsedTrks = 0;
 836
 837     TMatrixD sumWiri(3,1);
 838     TMatrixD sumWi(3,3);
 839     for(i=0; i<3; i++) {
 840       sumWiri(i,0) = 0.;
 841       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
 842     }
 843
 844     if(useNominalVtx) {
 845       for(i=0; i<3; i++) {
 846         sumWiri(i,0) += fNominalPos[i]/fNominalSigma[i]/fNominalSigma[i];
 847         sumWi(i,i)   += 1./fNominalSigma[i]/fNominalSigma[i];
 848       }
 849     }
 850
 851
 852     // loop on tracks
 853     for(k=0; k<arrEntries; k++) {
 854       if(skipTrack[k]) continue;
 855       // get track from track array
 856       t = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(k);
 857       alpha = t->GetAlpha();
 858       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
 859       t->PropagateTo(xlStart,AliTracker::GetBz());   // to vtxSeed
 860       rotAngle = alpha;
 861       if(alpha<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
 862       cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
 863       sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
 864
 865       // vector of track global coordinates
 866       TMatrixD ri(3,1);
 867       ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
 868       ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
 869       ri(2,0) = t->GetZ();
 870
 871       // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
 872       TMatrixD qQi(2,3);
 873       qQi(0,0) = -sinRot;
 874       qQi(0,1) = cosRot;
 875       qQi(0,2) = 0.;
 876       qQi(1,0) = 0.;
 877       qQi(1,1) = 0.;
 878       qQi(1,2) = 1.;
 879
 880       // covariance matrix of local (y,z) - inverted
 881       TMatrixD uUi(2,2);
 882       t->GetExternalCovariance(cc);
 883       uUi(0,0) = cc[0];
 884       uUi(0,1) = cc[1];
 885       uUi(1,0) = cc[1];
 886       uUi(1,1) = cc[2];
 887
 888       // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 889       if(uUi.Determinant() <= 0.) continue;
 890       TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 891       TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 892       TMatrixD wWi(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 893
 894       // track chi2
 895       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 896       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 897       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 898               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 899               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 900
 901
 902       if(step==1 && chi2i > fMaxChi2PerTrack) {
 903         skipTrack[k] = 1;
 904         continue;
 905       }
 906
 907       // add to total chi2
 908       chi2 += chi2i;
 909
 910       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 911
 912       sumWiri += wWiri;
 913       sumWi   += wWi;
 914
 915       nUsedTrks++;
 916     } // end loop on tracks
 917
 918     if(nUsedTrks < fMinTracks) {
 919       failed=1;
 920       continue;
 921     }
 922
 923     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
 924     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
 925     if(determinant < 100.)  {
 926       printf("det(V) = 0\n");
 927       failed=1;
 928       continue;
 929     }
 930
 931     // inverted of weights matrix
 932     TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 933     vV = invsumWi;
 934
 935     // position of primary vertex
 936     rv.Mult(vV,sumWiri);
 937
 938   } // end loop on the 3 steps
 939
 940   delete [] skipTrack;
 941   delete t;
 942
 943   if(failed) {
 944     printf("TooFewTracks\n");
 945     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 946     return;
 947   }
 948
 949   Double_t position[3];
 950   position[0] = rv(0,0);
 951   position[1] = rv(1,0);
 952   position[2] = rv(2,0);
 953   Double_t covmatrix[6];
 954   covmatrix[0] = vV(0,0);
 955   covmatrix[1] = vV(0,1);
 956   covmatrix[2] = vV(1,1);
 957   covmatrix[3] = vV(0,2);
 958   covmatrix[4] = vV(1,2);
 959   covmatrix[5] = vV(2,2);
 960
 961   // store data in the vertex object
 962   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nUsedTrks);
 963
 964   if(fDebug) {
 965     printf(" VertexFitter(): finish\n");
 966     printf(" rv = ( %f , %f , %f )\n\n",rv(0,0),rv(1,0),rv(2,0));
 967     fCurrentVertex->PrintStatus();
 968   }
 969
 970   return;
 971 }