]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blob - TRD/AliTRDtrack.cxx
b3d050e286c88d23d8e564c9d061512f786afc66
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDtrack.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, 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 $Log$
18 Revision 1.8  2001/05/30 12:17:47  hristov
19 Loop variables declared once
20
21 Revision 1.7  2001/05/28 17:07:58  hristov
22 Last minute changes; ExB correction in AliTRDclusterizerV1; taking into account of material in G10 TEC frames and material between TEC planes (C.Blume,S.Sedykh)
23
24 Revision 1.4  2000/12/08 16:07:02  cblume
25 Update of the tracking by Sergei
26
27 Revision 1.3  2000/10/15 23:40:01  cblume
28 Remove AliTRDconst
29
30 Revision 1.2  2000/10/06 16:49:46  cblume
31 Made Getters const
32
33 Revision 1.1.2.1  2000/09/22 14:47:52  cblume
34 Add the tracking code
35
36 */                                                        
37
38 #include <iostream.h>
39 #include <TObject.h>   
40
41 #include "AliTRDgeometry.h" 
42 #include "AliTRDcluster.h" 
43 #include "AliTRDtrack.h"
44 #include "../TPC/AliTPCtrack.h" 
45
46 ClassImp(AliTRDtrack)
47
48
49 //_____________________________________________________________________________
50
51 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDcluster *c, UInt_t index, 
52                          const Double_t xx[5], const Double_t cc[15], 
53                          Double_t xref, Double_t alpha) : AliKalmanTrack() {
54   //-----------------------------------------------------------------
55   // This is the main track constructor.
56   //-----------------------------------------------------------------
57
58   fSeedLab = -1;
59
60   fAlpha=alpha;
61   if (fAlpha<-TMath::Pi()) fAlpha += 2*TMath::Pi();
62   if (fAlpha>=TMath::Pi()) fAlpha -= 2*TMath::Pi();   
63
64   fX=xref;
65
66   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
67
68   fCyy=cc[0];
69   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
70   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
71   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
72   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
73
74   fIndex[0]=index;
75   SetNumberOfClusters(1);
76
77   fdEdx=0.;
78
79   Double_t q = TMath::Abs(c->GetQ());
80   Double_t s = fX*fC - fE, t=fT;
81   if(s*s < 1) q *= TMath::Sqrt((1-s*s)/(1+t*t));
82
83   fdQdl[0] = q;
84 }                              
85            
86 //_____________________________________________________________________________
87 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDtrack& t) : AliKalmanTrack(t) {
88   //
89   // Copy constructor.
90   //
91
92   SetLabel(t.GetLabel());
93   fSeedLab=t.GetSeedLabel();
94
95   SetChi2(t.GetChi2());
96   fdEdx=t.fdEdx;
97
98   fAlpha=t.fAlpha;
99   fX=t.fX;
100
101   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
102
103   fCyy=t.fCyy;
104   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
105   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
106   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
107   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
108
109   Int_t n=t.GetNumberOfClusters(); 
110   SetNumberOfClusters(n);
111   for (Int_t i=0; i<n; i++) {
112     fIndex[i]=t.fIndex[i];
113     fdQdl[i]=t.fdQdl[i];
114   }
115 }                                
116
117 //_____________________________________________________________________________
118 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliKalmanTrack& t, Double_t alpha) {
119   //
120   // Constructor from AliTPCtrack or AliITStrack .
121   //
122
123   SetLabel(t.GetLabel());
124   SetChi2(0.);
125   SetNumberOfClusters(0);
126
127   fdEdx=0;
128
129   fAlpha = alpha;
130   if      (fAlpha < -TMath::Pi()) fAlpha += 2*TMath::Pi();
131   else if (fAlpha >= TMath::Pi()) fAlpha -= 2*TMath::Pi();
132
133   Double_t x, p[5]; t.GetExternalParameters(x,p);
134
135   fX=x;
136
137   x = GetConvConst();  
138
139   fY=p[0]; fZ=p[1]; fC=p[4]/x;
140   fE=fX*fC-p[2]; fT=p[3];
141
142   //Conversion of the covariance matrix
143   Double_t c[15]; t.GetExternalCovariance(c);
144
145   c[10]/=x; c[11]/=x; c[12]/=x; c[13]/=x; c[14]/=x*x;
146
147   Double_t c22=fX*fX*c[14] - 2*fX*c[12] + c[5];
148   Double_t c32=fX*c[13] - c[8];
149   Double_t c20=fX*c[10] - c[3], c21=fX*c[11] - c[4], c42=fX*c[14] - c[12];
150
151   fCyy=c[0 ];
152   fCzy=c[1 ];   fCzz=c[2 ];
153   fCcy=c[10];   fCcz=c[11];   fCcc=c[14];
154   fCey=c20;     fCez=c21;     fCec=c42;     fCee=c22;
155   fCty=c[6 ];   fCtz=c[7 ];   fCtc=c[13];   fCte=c32;   fCtt=c[9 ];
156
157 }              
158
159 //____________________________________________________________________________
160 void AliTRDtrack::GetExternalParameters(Double_t& xr, Double_t x[5]) const {
161   //
162   // This function returns external TRD track representation
163   //
164      xr=fX;
165      x[0]=GetY();
166      x[1]=GetZ();
167      x[2]=GetSnp();
168      x[3]=GetTgl();
169      x[4]=fC*GetConvConst();
170 }           
171
172 //_____________________________________________________________________________
173 void AliTRDtrack::GetExternalCovariance(Double_t cc[15]) const {
174   //
175   // This function returns external representation of the covriance matrix.
176   //
177   Double_t a=GetConvConst();
178
179   Double_t c22=fX*fX*fCcc-2*fX*fCec+fCee;
180   Double_t c32=fX*fCtc-fCte;
181   Double_t c20=fX*fCcy-fCey, c21=fX*fCcz-fCez, c42=fX*fCcc-fCec;
182
183   cc[0 ]=fCyy;
184   cc[1 ]=fCzy;   cc[2 ]=fCzz;
185   cc[3 ]=c20;    cc[4 ]=c21;    cc[5 ]=c22;
186   cc[6 ]=fCty;   cc[7 ]=fCtz;   cc[8 ]=c32;   cc[9 ]=fCtt;
187   cc[10]=fCcy*a; cc[11]=fCcz*a; cc[12]=c42*a; cc[13]=fCtc*a; cc[14]=fCcc*a*a;
188 }               
189                        
190
191 //_____________________________________________________________________________
192 void AliTRDtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
193   cc[0]=fCyy;
194   cc[1]=fCzy;  cc[2]=fCzz;
195   cc[3]=fCcy;  cc[4]=fCcz;  cc[5]=fCcc;
196   cc[6]=fCey;  cc[7]=fCez;  cc[8]=fCec;  cc[9]=fCee;
197   cc[10]=fCty; cc[11]=fCtz; cc[12]=fCtc; cc[13]=fCte; cc[14]=fCtt;
198 }    
199
200 //_____________________________________________________________________________
201 Int_t AliTRDtrack::Compare(const TObject *o) const {
202
203 // Compares tracks according to their Y2 or curvature
204
205   AliTRDtrack *t=(AliTRDtrack*)o;
206   //  Double_t co=t->GetSigmaY2();
207   //  Double_t c =GetSigmaY2();
208
209   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
210   Double_t c =TMath::Abs(GetC());  
211
212   if (c>co) return 1;
213   else if (c<co) return -1;
214   return 0;
215 }                
216
217 //_____________________________________________________________________________
218 void AliTRDtrack::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
219   //-----------------------------------------------------------------
220   // Calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
221   //-----------------------------------------------------------------
222
223   Int_t i;
224   Int_t nc=GetNumberOfClusters(); 
225
226   Float_t sorted[kMAX_CLUSTERS_PER_TRACK];
227   for (i=0; i < nc; i++) {
228     sorted[i]=fdQdl[i];
229   }
230
231   Int_t swap; 
232
233   do {
234     swap=0;
235     for (i=0; i<nc-1; i++) {
236       if (sorted[i]<=sorted[i+1]) continue;
237       Float_t tmp=sorted[i];
238       sorted[i]=sorted[i+1]; sorted[i+1]=tmp;
239       swap++;
240     }
241   } while (swap);
242
243   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc);
244   Float_t dedx=0;
245   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += sorted[i];
246   dedx /= (nu-nl+1);
247
248   SetdEdx(dedx);
249 }                     
250
251
252
253 //_____________________________________________________________________________
254 Int_t AliTRDtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
255 {
256   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane 
257   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
258
259   
260   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
261     Int_t n=GetNumberOfClusters(); 
262     if (n>4) cerr<<n<<" AliTRDtrack warning: Propagation failed !\n";
263     return 0;
264   }
265
266   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
267   Double_t c1=fC*x1 - fE;
268   if((c1*c1) > 1) return 0;
269   Double_t r1=sqrt(1.- c1*c1);
270   Double_t c2=fC*x2 - fE;
271   if((c2*c2) > 1) return 0;
272   Double_t r2=sqrt(1.- c2*c2);
273
274   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
275   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
276
277   //f = F - 1
278   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
279   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
280   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
281   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
282   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
283   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
284   Double_t f14= dx*cc/cr;
285
286   //b = C*ft
287   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
288   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
289   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
290   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
291   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
292
293   //a = f*b = f*C*ft
294   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
295
296   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
297   fCyy += a00 + 2*b00;
298   fCzy += a01 + b01 + b10;
299   fCcy += b20;
300   fCey += b30;
301   fCty += b40;
302   fCzz += a11 + 2*b11;
303   fCcz += b21;
304   fCez += b31;
305   fCtz += b41;                  
306
307   fX=x2;
308
309
310   //Multiple scattering  ******************
311
312   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
313   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
314   p2 = TMath::Min(p2,1e+08);  // to avoid division by (1-1) for stiff tracks
315   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
316
317   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
318   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
319
320   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
321   fCcc += xz*xz*theta2;
322   fCec += xz*ez*xy*theta2;
323   fCtc += xz*zz1*theta2;
324   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
325   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
326   fCtt += zz1*zz1*theta2;
327
328
329   //Energy losses************************
330   if (x1 < x2) d=-d;
331   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
332   SetLength(GetLength()+d);
333
334   cc = fC;
335   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
336   fE+=fX*(fC-cc);
337
338   return 1;        
339
340 }     
341
342 //_____________________________________________________________________________
343 Int_t AliTRDtrack::Update(const AliTRDcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
344 {
345   // Assignes found cluster to the track and updates track information
346
347   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
348   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
349   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
350   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
351
352   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
353   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
354   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
355   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
356   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
357
358   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
359   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
360   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
361     Int_t n=GetNumberOfClusters(); 
362     if (n>4) cerr<<n<<" AliTRDtrack warning: Filtering failed !\n";
363     return 0;
364   }
365
366   fY += k00*dy + k01*dz;
367   fZ += k10*dy + k11*dz;
368   fC  = cur;
369   fE  = eta;
370   fT += k40*dy + k41*dz;
371
372   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
373   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
374
375   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
376   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
377   fCty-=k00*c04+k01*c14;
378
379   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
380   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
381   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
382
383   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
384   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
385
386   fCee-=k30*c03+k31*c13;
387   fCte-=k30*c04+k31*c14;        
388
389   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
390
391   Int_t n=GetNumberOfClusters();  
392   fIndex[n]=index;
393   SetNumberOfClusters(n+1);  
394
395   SetChi2(GetChi2()+chisq); 
396   //  cerr<<"in update: fIndex["<<fN<<"] = "<<index<<endl;
397
398   return 1;
399 }                     
400
401 //_____________________________________________________________________________
402 Int_t AliTRDtrack::Rotate(Double_t alpha)
403 {
404   // Rotates track parameters in R*phi plane
405
406   fAlpha += alpha;
407
408   Double_t x1=fX, y1=fY;
409   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
410   Double_t r1=fC*fX - fE;
411
412   if (TMath::Abs(r1) >= 0.99999) {
413     Int_t n=GetNumberOfClusters(); 
414     if (n>4) cerr<<n<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !\n";
415     return 0;
416   }
417
418   fX = x1*ca + y1*sa;
419   fY=-x1*sa + y1*ca;
420   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
421
422   Double_t r2=fC*fX - fE;
423   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
424     Int_t n=GetNumberOfClusters(); 
425     if (n>4) cerr<<n<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !\n";
426     return 0;
427   }
428
429   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
430   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
431     Int_t n=GetNumberOfClusters(); 
432     if (n>4) cerr<<n<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !!!\n";
433     return 0;
434   }
435
436   //f = F - 1
437   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
438            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
439
440   //b = C*ft
441   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
442   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
443   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
444   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
445   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
446
447   //a = f*b = f*C*ft
448   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
449
450   // *** Double_t dy2=fCyy;  
451           
452   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
453   fCyy += a00 + 2*b00;
454   fCzy += b10;
455   fCcy += b20;
456   fCey += a03+b30+b03;
457   fCty += b40;
458   fCez += b13;
459   fCec += b23;
460   fCee += a33 + 2*b33;
461   fCte += b43;
462
463   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
464   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);   
465
466   return 1;
467 }                         
468
469
470 //_____________________________________________________________________________
471 Double_t AliTRDtrack::GetPredictedChi2(const AliTRDcluster *c) const
472 {
473   /*
474   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
475   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
476
477   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
478   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
479     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Singular matrix !\n";
480     return 1e10;
481   }
482   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
483
484   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
485
486   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;  
487   */
488
489   Double_t dy=c->GetY() - fY;
490   Double_t r00=c->GetSigmaY2();
491
492   return (dy*dy)/r00;
493
494 }            
495
496
497 //_________________________________________________________________________
498 void AliTRDtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
499 {
500   // Returns reconstructed track momentum in the global system.
501
502   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
503   Double_t r=fC*fX-fE;
504
505   Double_t y0; 
506   if(r > 1) { py = pt; px = 0; }
507   else if(r < -1) { py = -pt; px = 0; }
508   else {
509     y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;  
510     px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
511     py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
512   }
513   pz=pt*fT;
514   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
515   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
516   px=tmp;            
517
518 }                                
519
520 //_________________________________________________________________________
521 void AliTRDtrack::GetGlobalXYZ(Double_t& x, Double_t& y, Double_t& z) const
522 {
523   // Returns reconstructed track coordinates in the global system.
524
525   x = fX; y = fY; z = fZ; 
526   Double_t tmp=x*TMath::Cos(fAlpha) - y*TMath::Sin(fAlpha);
527   y=x*TMath::Sin(fAlpha) + y*TMath::Cos(fAlpha);
528   x=tmp;            
529
530 }                                
531
532 //_________________________________________________________________________
533 void AliTRDtrack::ResetCovariance() {
534   //
535   // Resets covariance matrix
536   //
537
538   fCyy*=10.;
539   fCzy=0.;   fCzz*=10.;
540   fCcy=0.;   fCcz=0.;   fCcc*=10.;
541   fCey=0.;   fCez=0.;   fCec=0.;   fCee*=10.;
542   fCty=0.;   fCtz=0.;   fCtc=0.;   fCte=0.;   fCtt*=10.;
543
544 }