STEER/AliVertexerTracks.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 //-----------------------------------------------------------------
  17 //    Implementation of the vertexer from ESD tracks
  18 //
  19 // Origin: AliITSVertexerTracks
  20 //         A.Dainese, Padova,
  21 //         andrea.dainese@pd.infn.it
  22 //         M.Masera,  Torino,
  23 //         massimo.masera@to.infn.it
  24 // Moved to STEER and adapted to ESD tracks:
  25 //          F.Prino,  Torino, prino@to.infn.it
  26 //-----------------------------------------------------------------
  27
  28 //---- Root headers --------
  29 #include <TTree.h>
  30 #include <TMatrixD.h>
  31 //---- AliRoot headers -----
  32 #include "AliStrLine.h"
  33 #include "AliVertexerTracks.h"
  34 #include "AliESD.h"
  35 #include "AliESDtrack.h"
  36
  37 ClassImp(AliVertexerTracks)
  38
  39
  40 //----------------------------------------------------------------------------
  41 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  42 TObject(),
  43 fVert(),
  44 fCurrentVertex(0),
  45 fMinTracks(2),
  46 fMinITSClusters(5),
  47 fTrkArray(),
  48 fTrksToSkip(0),
  49 fNTrksToSkip(0),
  50 fDCAcut(0),
  51 fAlgo(1),
  52 fNSigma(3),
  53 fDebug(0)
  54 {
  55 //
  56 // Default constructor
  57 //
  58   SetVtxStart();
  59   SetVtxStartSigma();
  60   SetMinTracks();
  61   SetMinITSClusters();
  62   SetNSigmad0();
  63 }
  64 //-----------------------------------------------------------------------------
  65 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t xStart, Double_t yStart):
  66 TObject(),
  67 fVert(),
  68 fCurrentVertex(0),
  69 fMinTracks(2),
  70 fMinITSClusters(5),
  71 fTrkArray(),
  72 fTrksToSkip(0),
  73 fNTrksToSkip(0),
  74 fDCAcut(0),
  75 fAlgo(1),
  76 fNSigma(3),
  77 fDebug(0)
  78 {
  79 //
  80 // Standard constructor
  81 //
  82   SetVtxStart(xStart,yStart);
  83   SetVtxStartSigma();
  84   SetMinTracks();
  85   SetMinITSClusters();
  86   SetNSigmad0();
  87 }
  88 //-----------------------------------------------------------------------------
  89 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() {
  90   // Default Destructor
  91   // The objects pointed by the following pointer are not owned
  92   // by this class and are not deleted
  93   fCurrentVertex = 0;
  94   delete[] fTrksToSkip;
  95 }
  96 //---------------------------------------------------------------------------
  97 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) {
  98 //
  99 // Mark the tracks not ot be used in the vertex finding
 100 //
 101   fNTrksToSkip = n;
 102   fTrksToSkip = new Int_t[n];
 103   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 104   return;
 105 }
 106 //----------------------------------------------------------------------------
 107 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TTree &trkTree, Int_t OptImpParCut) {
 108 //
 109 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 110 //
 111   Double_t maxd0rphi = 3.;
 112   Int_t    nTrks    = 0;
 113   Double_t sigmaCurr[3],sigmaVtx[3],posVtx[3];
 114   Double_t covVtx[6],covVtxXY;
 115   Float_t  d0z0[2],covd0z0[3];
 116   Double_t momentum[3],postrk[3];
 117   Double_t pt,sigma,sigmavtxphi,phitrk;
 118   Double_t field=GetField();
 119
 120   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalSigma);
 121
 122   Int_t    nEntries = (Int_t)trkTree.GetEntries();
 123   if(!fTrkArray.IsEmpty()) fTrkArray.Clear();
 124   fTrkArray.Expand(nEntries);
 125
 126   if(fDebug) {
 127     printf(" PrepareTracks()\n");
 128   }
 129
 130   for(Int_t i=0; i<nEntries; i++) {
 131     AliESDtrack *track = new AliESDtrack;
 132     trkTree.SetBranchAddress("tracks",&track);
 133     trkTree.GetEvent(i);
 134
 135
 136
 137     // propagate track to vertex
 138     if(OptImpParCut==1) { // OptImpParCut==1
 139       track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 140       initVertex->GetXYZ(posVtx);
 141       initVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 142       covVtxXY = 0.;
 143     } else {              // OptImpParCut==2
 144       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 145       if((sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(fNominalSigma[0]+fNominalSigma[1])) {
 146         track->RelateToVertex(fCurrentVertex,field,100.);
 147         fCurrentVertex->GetXYZ(posVtx);
 148         fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 149         fCurrentVertex->GetCovMatrix(covVtx);
 150         covVtxXY = covVtx[1];
 151       } else {
 152         track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 153         initVertex->GetXYZ(posVtx);
 154         initVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 155         covVtxXY = 0.;
 156       }
 157     }
 158
 159     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
 160     track->GetImpactParameters(d0z0,covd0z0);
 161
 162     track->GetXYZ(postrk);
 163     track->GetPxPyPz(momentum);
 164     pt = TMath::Sqrt(momentum[0]*momentum[0]+momentum[1]*momentum[1]);
 165
 166     phitrk = TMath::ATan2(postrk[1]-posVtx[1],postrk[0]-posVtx[0]);
 167     sigmavtxphi = TMath::Sqrt(sigmaVtx[0]*sigmaVtx[0]*
 168                               TMath::Cos(phitrk)*TMath::Cos(phitrk)+
 169                               sigmaVtx[1]*sigmaVtx[1]*
 170                               TMath::Sin(phitrk)*TMath::Sin(phitrk)+
 171                               covVtxXY*
 172                               TMath::Cos(phitrk)*TMath::Sin(phitrk));
 173     sigma = TMath::Sqrt(Sigmad0rphi(pt)*Sigmad0rphi(pt)+
 174                         sigmavtxphi*sigmavtxphi);
 175     maxd0rphi = fNSigma*sigma;
 176     if(OptImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 177
 178     if(fDebug) printf("trk %d; lab %d; |d0| = %f;  cut = %f\n",i,track->GetLabel(),TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi);
 179     if(TMath::Abs(d0z0[0]) > maxd0rphi) {
 180       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 181       delete track; continue;
 182     }
 183
 184     fTrkArray.AddLast(track);
 185     nTrks++;
 186   }
 187
 188   delete initVertex;
 189
 190   return nTrks;
 191 }
 192 //----------------------------------------------------------------------------
 193 Double_t AliVertexerTracks::Sigmad0rphi(Double_t pt) const {
 194 //
 195 // Impact parameter resolution in rphi [cm] vs pt [GeV/c]
 196 //
 197   Double_t a_meas  = 11.6;
 198   Double_t a_scatt = 65.8;
 199   Double_t b       = 1.878;
 200
 201   Double_t sigma = a_meas*a_meas+a_scatt*a_scatt/TMath::Power(pt,b);
 202   sigma = 0.0001*TMath::Sqrt(sigma);
 203
 204   return sigma;
 205 }
 206 //----------------------------------------------------------------------------
 207 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TTree *trkTree) {
 208 //
 209 // Return vertex from tracks in trkTree
 210 //
 211
 212   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 213   Int_t nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 214   if(nTrks < fMinTracks) {
 215     printf("TooFewTracks\n");
 216     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 217     fVert.SetXYZ(vtx);
 218     fVert.SetDispersion(999);
 219     fVert.SetNContributors(-5);
 220     return &fVert;
 221   }
 222
 223   // Set initial vertex position from ESD
 224   if(fAlgo==1)  StrLinVertexFinderMinDist(1);
 225   if(fAlgo==2)  StrLinVertexFinderMinDist(0);
 226   if(fAlgo==3)  HelixVertexFinder();
 227   if(fAlgo==4)  VertexFinder(1);
 228   if(fAlgo==5)  VertexFinder(0);
 229   return &fVert;
 230 }
 231 //----------------------------------------------------------------------------
 232 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESD *esdEvent)
 233 {
 234 //
 235 // Primary vertex for current ESD event
 236 // (Two iterations:
 237 //  1st with 5*fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to initial vertex;
 238 //  2nd with fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 239 // All ESD tracks with inside the beam pipe are then propagated to found vertex
 240 //
 241   fCurrentVertex = 0;
 242
 243   Int_t entr = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 244   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 245   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 246   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 247
 248   Bool_t   skipThis;
 249   for(Int_t i=0; i<entr; i++) {
 250     // check tracks to skip
 251     skipThis = kFALSE;
 252     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 253       if(i==fTrksToSkip[j]) {
 254         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 255         skipThis = kTRUE;
 256       }
 257     }
 258     if(skipThis) continue;
 259     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 260     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 261     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin) continue;
 262     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit) continue;
 263     Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 264     if(nclus<fMinITSClusters) continue;
 265     trkTree->Fill();
 266   }
 267   delete esdTrack;
 268
 269
 270   // ITERATION 1
 271   // propagate tracks to initVertex
 272   // preselect them  (reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. initVertex)
 273   Int_t nTrks;
 274   nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 275   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 1: %d\n",nTrks);
 276   if(nTrks < fMinTracks) {
 277     printf("TooFewTracks\n");
 278     TooFewTracks(esdEvent);
 279     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 280     return fCurrentVertex;
 281   }
 282
 283   // vertex finder
 284   switch (fAlgo) {
 285     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 286     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 287     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 288     case 4: VertexFinder(1);              break;
 289     case 5: VertexFinder(0);              break;
 290     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 291   }
 292   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 293
 294   // vertex fitter
 295   VertexFitter(kTRUE);
 296   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 297
 298   // ITERATION 2
 299   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 300   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 301   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 302   nTrks = PrepareTracks(*trkTree,2);
 303   delete trkTree;
 304   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 2: %d\n",nTrks);
 305   if(nTrks < fMinTracks) {
 306     printf("TooFewTracks\n");
 307     TooFewTracks(esdEvent);
 308     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 309     return fCurrentVertex;
 310   }
 311
 312   // vertex finder
 313   switch (fAlgo) {
 314     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 315     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 316     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 317     case 4: VertexFinder(1);              break;
 318     case 5: VertexFinder(0);              break;
 319     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 320   }
 321   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 322
 323   // fitter
 324   VertexFitter(kTRUE);
 325   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 326
 327
 328   fTrkArray.Clear();
 329
 330   // take true pos from ESD
 331   Double_t tp[3];
 332   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 333   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 334   if(fNominalSigma[0]>1.) {
 335     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 336   } else {
 337     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 338   }
 339
 340   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 341   if(fTrksToSkip) delete [] fTrksToSkip;
 342
 343   // propagate tracks to found vertex
 344   if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
 345     for(Int_t ii=0; ii<entr; ii++) {
 346       AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(ii);
 347       if(!et->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin) continue;
 348       if(et->GetX()>3.) continue;
 349       et->RelateToVertex(fCurrentVertex,GetField(),100.);
 350     }
 351   } else {
 352     AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
 353   }
 354
 355   return fCurrentVertex;
 356 }
 357 //----------------------------------------------------------------------------
 358 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertexOld(const AliESD *esdEvent)
 359 {
 360 //
 361 // Primary vertex for current ESD event (one iteration with |d0rphi|<3cm)
 362 //
 363   fCurrentVertex = 0;
 364
 365   Int_t entr = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 366   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 367   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 368   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 369
 370   for(Int_t i=0; i<entr; i++) {
 371     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 372     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 373     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin) continue;
 374     if(!esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit) continue;
 375     Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 376     if(nclus<fMinITSClusters) continue;
 377
 378     trkTree->Fill();
 379   }
 380   delete esdTrack;
 381
 382   // preselect tracks and propagate them to initial vertex position
 383   Int_t nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 384   delete trkTree;
 385   if(fDebug) printf(" tracks prepared: %d\n",nTrks);
 386   if(nTrks < fMinTracks) {
 387     printf("TooFewTracks\n");
 388     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 389     return fCurrentVertex;
 390   }
 391
 392   // VERTEX FINDER
 393   switch (fAlgo) {
 394     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 395     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 396     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 397     case 4: VertexFinder(1);              break;
 398     case 5: VertexFinder(0);              break;
 399     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 400   }
 401
 402   // VERTEX FITTER
 403   VertexFitter();
 404   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 405
 406
 407   Double_t tp[3];
 408   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 409   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 410   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracks");
 411
 412   fTrkArray.Clear();
 413   return fCurrentVertex;
 414 }
 415 //----------------------------------------------------------------------------
 416 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray) {
 417 //
 418 // Return vertex from array of tracks
 419 //
 420
 421   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 422   Int_t nTrks = trkArray->GetEntriesFast();
 423   if(nTrks < fMinTracks) {
 424     printf("TooFewTracks\n");
 425     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 426     fVert.SetXYZ(vtx);
 427     fVert.SetDispersion(999);
 428     fVert.SetNContributors(-5);
 429     return &fVert;
 430   }
 431   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 432   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 433   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 434   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
 435     esdTrack = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
 436     trkTree->Fill();
 437   }
 438
 439   AliVertex *vtx =  VertexForSelectedTracks(trkTree);
 440   delete trkTree;
 441   return vtx;
 442 }
 443
 444 //---------------------------------------------------------------------------
 445 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) {
 446
 447   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 448
 449   Double_t initPos[3];
 450   initPos[2] = 0.;
 451   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 452   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 453   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 454   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
 455   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
 456   Double_t sigma=0;
 457   Int_t ncombi = 0;
 458   AliESDtrack *track1;
 459   AliESDtrack *track2;
 460   Double_t pos[3],dir[3];
 461   Double_t alpha,mindist;
 462   Double_t field=GetField();
 463
 464   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 465     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 466     alpha=track1->GetAlpha();
 467     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 468     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 469     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 470     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 471
 472    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 473    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 474
 475     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 476       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 477       alpha=track2->GetAlpha();
 478       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 479       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 480       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 481       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
 482     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
 483     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
 484       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
 485       if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 486         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
 487
 488         if(optUseWeights<=0){
 489           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
 490           if(retcode>=0){
 491             ncombi++;
 492             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 493             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 494           }
 495         }
 496         if(optUseWeights>0){
 497           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
 498           if(retcode>=0){
 499             Double_t alpha, cs, sn;
 500             alpha=track1->GetAlpha();
 501             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 502             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 503             alpha=track2->GetAlpha();
 504             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 505             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 506             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 507             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 508             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 509             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 510             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
 511             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
 512             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
 513
 514             ncombi++;
 515             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 516             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 517           }
 518         }
 519       }
 520       delete line2;
 521     }
 522     delete line1;
 523   }
 524   if(ncombi>0){
 525     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 526       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 527       aversq[jj]/=ncombi;
 528       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 529       sigma+=sigmasq[jj];
 530     }
 531     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 532   }
 533   else {
 534     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
 535     sigma=999;
 536   }
 537   fVert.SetXYZ(initPos);
 538   fVert.SetDispersion(sigma);
 539   fVert.SetNContributors(ncombi);
 540 }
 541 //---------------------------------------------------------------------------
 542 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() {
 543
 544   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 545
 546
 547   Double_t initPos[3];
 548   initPos[2] = 0.;
 549   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 550   Double_t field=GetField();
 551
 552   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 553
 554   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 555   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 556   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 557   Double_t sigma=0;
 558   Int_t ncombi = 0;
 559   AliESDtrack *track1;
 560   AliESDtrack *track2;
 561   Double_t distCA;
 562   Double_t x, par[5];
 563   Double_t alpha, cs, sn;
 564   Double_t crosspoint[3];
 565   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 566     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 567
 568
 569     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 570       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 571
 572       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
 573
 574       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 575         track1->GetExternalParameters(x,par);
 576         alpha=track1->GetAlpha();
 577         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 578         Double_t x1=x*cs - par[0]*sn;
 579         Double_t y1=x*sn + par[0]*cs;
 580         Double_t z1=par[1];
 581         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 582         track2->GetExternalParameters(x,par);
 583         alpha=track2->GetAlpha();
 584         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 585         Double_t x2=x*cs - par[0]*sn;
 586         Double_t y2=x*sn + par[0]*cs;
 587         Double_t z2=par[1];
 588         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 589         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 590         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 591         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 592         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 593         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 594         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 595         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 596
 597         ncombi++;
 598         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 599         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 600       }
 601     }
 602
 603   }
 604   if(ncombi>0){
 605     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 606       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 607       averquad[jj]/=ncombi;
 608       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 609       sigma+=sigmaquad[jj];
 610     }
 611     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 612   }
 613   else {
 614     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 615     sigma=999;
 616   }
 617   fVert.SetXYZ(initPos);
 618   fVert.SetDispersion(sigma);
 619   fVert.SetNContributors(ncombi);
 620 }
 621 //---------------------------------------------------------------------------
 622 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights){
 623
 624   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 625
 626   Double_t initPos[3];
 627   initPos[2] = 0.;
 628   Double_t sigma=0;
 629   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 630   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 631   Double_t field=GetField();
 632
 633   AliESDtrack *track1;
 634   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 635   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 636
 637   Double_t sum[3][3];
 638   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 639   for(Int_t i=0;i<3;i++)
 640     for(Int_t j=0;j<3;j++)sum[i][j]=0;
 641   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 642     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 643     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 644     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 645     Double_t pos[3],dir[3];
 646     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 647     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 648     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 649     //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 650     //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 651
 652     Double_t p0[3],cd[3];
 653     line1->GetP0(p0);
 654     line1->GetCd(cd);
 655     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 656     vectP0[i][0]=p0[0];
 657     vectP0[i][1]=p0[1];
 658     vectP0[i][2]=p0[2];
 659     vectP1[i][0]=p1[0];
 660     vectP1[i][1]=p1[1];
 661     vectP1[i][2]=p1[2];
 662
 663     Double_t matr[3][3];
 664     Double_t dknow[3];
 665     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 666     if(optUseWeights==1){
 667       Double_t sigmasq[3];
 668       sigmasq[0]=track1->GetSigmaY2();
 669       sigmasq[1]=track1->GetSigmaY2();
 670       sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 671       GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 672     }
 673
 674     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 675       dsum[iii]+=dknow[iii];
 676       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 677     }
 678     delete line1;
 679   }
 680
 681   Double_t vett[3][3];
 682   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 683
 684    if(det!=0){
 685      for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 686        for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 687          for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
 688        }
 689        for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
 690        initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
 691      }
 692
 693
 694      for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 695        Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
 696        for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
 697          p0[ii]=vectP0[i][ii];
 698          p1[ii]=vectP1[i][ii];
 699        }
 700        sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
 701      }
 702
 703      sigma=TMath::Sqrt(sigma);
 704    }else{
 705     Warning("StrLinVertexFinderMinDist","Finder did not succed");
 706     sigma=999;
 707   }
 708   delete vectP0;
 709   delete vectP1;
 710   fVert.SetXYZ(initPos);
 711   fVert.SetDispersion(sigma);
 712   fVert.SetNContributors(knacc);
 713 }
 714 //_______________________________________________________________________
 715 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]){
 716   //
 717   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];
 718  return det;
 719 }
 720 //____________________________________________________________________________
 721 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 722
 723   //
 724   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 725   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 726   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 727   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 728   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 729   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 730   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 731   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 732   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 733   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 734   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 735   m[2][1]=-2*y12*z12;
 736   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 737   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 738   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 739   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 740
 741 }
 742 //____________________________________________________________________________
 743 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 744   //
 745   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 746   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 747   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 748
 749   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 750
 751   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 752
 753   Double_t cc[3];
 754   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 755   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 756   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 757
 758   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;
 759
 760   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 761
 762   Double_t aa[3];
 763   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 764   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 765   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 766
 767   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 768   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 769   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 770
 771   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 772   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 773   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 774
 775   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 776   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 777   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 778
 779   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 780   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 781   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 782
 783   }
 784 //_____________________________________________________________________________
 785 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0){
 786   //
 787   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 788   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 789   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 790   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 791   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 792   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 793   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);
 794 }
 795 //---------------------------------------------------------------------------
 796 void AliVertexerTracks::VertexFitter(Bool_t useNominalVtx) {
 797 //
 798 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
 799 // average of tracks positions"
 800 // Original method: CMS Note 97/0051
 801 //
 802   Double_t initPos[3];
 803   fVert.GetXYZ(initPos);
 804   if(fDebug) {
 805     printf(" VertexFitter(): start\n");
 806     printf(" Number of tracks in array: %d\n",(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast());
 807     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
 808     printf("Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
 809     if(useNominalVtx) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],fNominalSigma[0],fNominalPos[1],fNominalSigma[1]);
 810   }
 811
 812   Int_t i,j,k,step=0;
 813   TMatrixD rv(3,1);
 814   TMatrixD vV(3,3);
 815   rv(0,0) = initPos[0];
 816   rv(1,0) = initPos[1];
 817   rv(2,0) = 0.;
 818   Double_t xlStart,alpha;
 819   Double_t rotAngle;
 820   Double_t cosRot,sinRot;
 821   Double_t cc[15];
 822   Int_t nUsedTrks;
 823   Double_t chi2,chi2i;
 824   Int_t arrEntries = (Int_t)fTrkArray.GetEntries();
 825   AliESDtrack *t = 0;
 826   Int_t failed = 0;
 827
 828   // 2 steps:
 829   // 1st - estimate of vtx using all tracks
 830   // 2nd - estimate of global chi2
 831   for(step=0; step<2; step++) {
 832     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
 833     chi2 = 0.;
 834     nUsedTrks = 0;
 835
 836     TMatrixD sumWiri(3,1);
 837     TMatrixD sumWi(3,3);
 838     for(i=0; i<3; i++) {
 839       sumWiri(i,0) = 0.;
 840       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
 841     }
 842
 843     if(useNominalVtx) {
 844       for(i=0; i<3; i++) {
 845         sumWiri(i,0) += fNominalPos[i]/fNominalSigma[i]/fNominalSigma[i];
 846         sumWi(i,i)   += 1./fNominalSigma[i]/fNominalSigma[i];
 847       }
 848     }
 849
 850
 851     // loop on tracks
 852     for(k=0; k<arrEntries; k++) {
 853       // get track from track array
 854       t = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(k);
 855       alpha = t->GetAlpha();
 856       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
 857       t->AliExternalTrackParam::PropagateTo(xlStart,AliTracker::GetBz());   // to vtxSeed
 858       rotAngle = alpha;
 859       if(alpha<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
 860       cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
 861       sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
 862
 863       // vector of track global coordinates
 864       TMatrixD ri(3,1);
 865       ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
 866       ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
 867       ri(2,0) = t->GetZ();
 868
 869       // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
 870       TMatrixD qQi(2,3);
 871       qQi(0,0) = -sinRot;
 872       qQi(0,1) = cosRot;
 873       qQi(0,2) = 0.;
 874       qQi(1,0) = 0.;
 875       qQi(1,1) = 0.;
 876       qQi(1,2) = 1.;
 877
 878       // covariance matrix of local (y,z) - inverted
 879       TMatrixD uUi(2,2);
 880       t->GetExternalCovariance(cc);
 881       uUi(0,0) = cc[0];
 882       uUi(0,1) = cc[1];
 883       uUi(1,0) = cc[1];
 884       uUi(1,1) = cc[2];
 885
 886       // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 887       if(uUi.Determinant() <= 0.) continue;
 888       TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 889       TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 890       TMatrixD wWi(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 891
 892       // track chi2
 893       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 894       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 895       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 896               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 897               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 898
 899
 900       // add to total chi2
 901       chi2 += chi2i;
 902
 903       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 904
 905       sumWiri += wWiri;
 906       sumWi   += wWi;
 907
 908       nUsedTrks++;
 909     } // end loop on tracks
 910
 911     if(nUsedTrks < fMinTracks) {
 912       failed=1;
 913       continue;
 914     }
 915
 916     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
 917     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
 918     if(determinant < 100.)  {
 919       printf("det(V) = 0\n");
 920       failed=1;
 921       continue;
 922     }
 923
 924     // inverted of weights matrix
 925     TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 926     vV = invsumWi;
 927
 928     // position of primary vertex
 929     rv.Mult(vV,sumWiri);
 930
 931   } // end loop on the 2 steps
 932
 933   delete t;
 934
 935   if(failed) {
 936     printf("TooFewTracks\n");
 937     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 938     return;
 939   }
 940
 941   Double_t position[3];
 942   position[0] = rv(0,0);
 943   position[1] = rv(1,0);
 944   position[2] = rv(2,0);
 945   Double_t covmatrix[6];
 946   covmatrix[0] = vV(0,0);
 947   covmatrix[1] = vV(0,1);
 948   covmatrix[2] = vV(1,1);
 949   covmatrix[3] = vV(0,2);
 950   covmatrix[4] = vV(1,2);
 951   covmatrix[5] = vV(2,2);
 952
 953   // store data in the vertex object
 954   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nUsedTrks);
 955
 956   if(fDebug) {
 957     printf(" VertexFitter(): finish\n");
 958     printf(" rv = ( %f , %f , %f )\n\n",rv(0,0),rv(1,0),rv(2,0));
 959     fCurrentVertex->PrintStatus();
 960   }
 961
 962   return;
 963 }
 964 //---------------------------------------------------------------------------
 965 void AliVertexerTracks::TooFewTracks(const AliESD* esdEvent) {
 966 //
 967 // When the number of tracks is < fMinTracks
 968 //
 969
 970   // deal with vertices not found
 971   Double_t pos[3],err[3];
 972   Int_t    ncontr=0;
 973   pos[0] = fNominalPos[0];
 974   err[0] = fNominalSigma[0];
 975   pos[1] = fNominalPos[1];
 976   err[1] = fNominalSigma[1];
 977   pos[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZv();
 978   err[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZRes();
 979   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 980     ncontr = -1; // (x,y,z) = (0,0,0)
 981   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 982     ncontr = -2; // (x,y,z) = (0,0,z_fromSPD)
 983   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 984     ncontr = -3; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,0)
 985   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 986     ncontr = -4; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,z_fromSPD)
 987   fCurrentVertex = 0;
 988   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
 989   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
 990
 991   Double_t tp[3];
 992   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 993   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 994   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 995   if(ncontr==-1||ncontr==-2)
 996     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 997
 998   return;
 999 }