]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - MUON/AliMUONTrack.cxx
Include decay probability of pions and kaons in weight of mass-plot.
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONTrack.cxx
index 8e4f6153ffe8228d2dd00e2bce6fb65248a4e278..a3d421106037f9d80de24d8669022c2f2eb2528b 100644 (file)
 
 /*
 $Log$
+Revision 1.8  2001/01/08 11:01:02  gosset
+Modifications used for addendum to Dimuon TDR (JP Cussonneau):
+*. MaxBendingMomentum to make both a segment and a track (default 500)
+*. MaxChi2 per degree of freedom to make a track (default 100)
+*. MinBendingMomentum used also to make a track
+   and not only a segment (default 3)
+*. wider roads for track search in stations 1 to 3
+*. extrapolation to actual Z instead of Z(chamber) in FollowTracks
+*. in track fit:
+   - limits on parameters X and Y (+/-500)
+   - covariance matrices in double precision
+   - normalization of covariance matrices before inversion
+   - suppression of Minuit printouts
+*. correction against memory leak (delete extrapHit) in FollowTracks
+*. RMax to 10 degrees with Z(chamber) instead of fixed values;
+   RMin and Rmax cuts suppressed in NewHitForRecFromGEANT,
+   because useless with realistic geometry
+
+Revision 1.7  2000/09/19 15:50:46  gosset
+TrackChi2MCS function: covariance matrix better calculated,
+taking into account missing planes...
+
+Revision 1.6  2000/07/20 12:45:27  gosset
+New "EventReconstructor..." structure,
+       hopefully more adapted to tree/streamer.
+"AliMUONEventReconstructor::RemoveDoubleTracks"
+       to keep only one track among similar ones.
+
+Revision 1.5  2000/07/18 16:04:06  gosset
+AliMUONEventReconstructor package:
+* a few minor modifications and more comments
+* a few corrections
+  * right sign for Z of raw clusters
+  * right loop over chambers inside station
+  * symmetrized covariance matrix for measurements (TrackChi2MCS)
+  * right sign of charge in extrapolation (ExtrapToZ)
+  * right zEndAbsorber for Branson correction below 3 degrees
+* use of TVirtualFitter instead of TMinuit for AliMUONTrack::Fit
+* no parameter for AliMUONTrack::Fit() but more fit parameters in Track object
+
 Revision 1.4  2000/06/30 10:15:48  gosset
 Changes to EventReconstructor...:
 precision fit with multiple Coulomb scattering;
@@ -48,7 +88,8 @@ Addition of files for track reconstruction in C++
 
 #include <TClonesArray.h>
 #include <TMath.h>
-#include <TMatrix.h>
+#include <TMatrixD.h>
+#include <TObjArray.h>
 #include <TVirtualFitter.h>
 
 #include "AliMUONEventReconstructor.h" 
@@ -73,17 +114,18 @@ AliMUONTrack::AliMUONTrack(AliMUONSegment* BegSegment, AliMUONSegment* EndSegmen
 {
   // Constructor from two Segment's
   fEventReconstructor = EventReconstructor; // link back to EventReconstructor
-  // memory allocation for the TClonesArray of reconstructed TrackHit's
-  fTrackHitsPtr = new  TClonesArray("AliMUONTrackHit", 10);
+  // memory allocation for the TObjArray of pointers to reconstructed TrackHit's
+  fTrackHitsPtr = new TObjArray(10);
   fNTrackHits = 0;
   AddSegment(BegSegment); // add hits from BegSegment
   AddSegment(EndSegment); // add hits from EndSegment
   fTrackHitsPtr->Sort(); // sort TrackHits according to increasing Z
   SetTrackParamAtVertex(); // set track parameters at vertex
-  // set fit conditions
+  // set fit conditions...
   fFitMCS = 0;
   fFitNParam = 3;
   fFitStart = 1;
+  fFitFMin = -1.0;
   return;
 }
 
@@ -92,20 +134,31 @@ AliMUONTrack::AliMUONTrack(AliMUONSegment* Segment, AliMUONHitForRec* HitForRec,
 {
   // Constructor from one Segment and one HitForRec
   fEventReconstructor = EventReconstructor; // link back to EventReconstructor
-  // memory allocation for the TClonesArray of reconstructed TrackHit's
-  fTrackHitsPtr = new  TClonesArray("AliMUONTrackHit", 10);
+  // memory allocation for the TObjArray of pointers to reconstructed TrackHit's
+  fTrackHitsPtr = new TObjArray(10);
   fNTrackHits = 0;
   AddSegment(Segment); // add hits from Segment
   AddHitForRec(HitForRec); // add HitForRec
   fTrackHitsPtr->Sort(); // sort TrackHits according to increasing Z
   SetTrackParamAtVertex(); // set track parameters at vertex
-  // set fit conditions
+  // set fit conditions...
   fFitMCS = 0;
   fFitNParam = 3;
   fFitStart = 1;
+  fFitFMin = -1.0;
   return;
 }
 
+  //__________________________________________________________________________
+AliMUONTrack::~AliMUONTrack()
+{
+  // Destructor
+  if (fTrackHitsPtr) {
+    delete fTrackHitsPtr; // delete the TObjArray of pointers to TrackHit's
+    fTrackHitsPtr = NULL;
+  }
+}
+
   //__________________________________________________________________________
 AliMUONTrack::AliMUONTrack (const AliMUONTrack& MUONTrack)
 {
@@ -119,6 +172,39 @@ AliMUONTrack & AliMUONTrack::operator=(const AliMUONTrack& MUONTrack)
     return *this;
 }
 
+  //__________________________________________________________________________
+void AliMUONTrack::Remove()
+{
+  // Remove current track from array of tracks,
+  // and corresponding track hits from array of track hits.
+  // Compress the TClonesArray it belongs to.
+  AliMUONTrackHit *nextTrackHit;
+  AliMUONEventReconstructor *eventRec = this->fEventReconstructor;
+  TClonesArray *trackHitsPtr = eventRec->GetRecTrackHitsPtr();
+  // Loop over all track hits of track
+  AliMUONTrackHit *trackHit = (AliMUONTrackHit*) fTrackHitsPtr->First();
+  while (trackHit) {
+    nextTrackHit = (AliMUONTrackHit*) fTrackHitsPtr->After(trackHit);
+    // Remove TrackHit from event TClonesArray.
+    // Destructor is called,
+    // hence links between HitForRec's and TrackHit's are updated
+    trackHitsPtr->Remove(trackHit);
+    trackHit = nextTrackHit;
+  }
+  // Remove the track from event TClonesArray
+  // Destructor is called,
+  // hence space for TObjArray of pointers to TrackHit's is freed
+  eventRec->GetRecTracksPtr()->Remove(this);
+  // Number of tracks decreased by 1
+  eventRec->SetNRecTracks(eventRec->GetNRecTracks() - 1);
+  // Compress event TClonesArray of Track's:
+  // this is essential to retrieve the TClonesArray afterwards
+  eventRec->GetRecTracksPtr()->Compress();
+  // Compress event TClonesArray of TrackHit's:
+  // this is probably also essential to retrieve the TClonesArray afterwards
+  trackHitsPtr->Compress();
+}
+
   //__________________________________________________________________________
 void AliMUONTrack::SetFitMCS(Int_t FitMCS)
 {
@@ -190,6 +276,30 @@ void AliMUONTrack::RecursiveDump(void)
   return;
 }
 
+  //__________________________________________________________________________
+Int_t AliMUONTrack::HitsInCommon(AliMUONTrack* Track)
+{
+  // Returns the number of hits in common
+  // between the current track ("this")
+  // and the track pointed to by "Track".
+  Int_t hitsInCommon = 0;
+  AliMUONTrackHit *trackHit1, *trackHit2;
+  // Loop over hits of first track
+  trackHit1 = (AliMUONTrackHit*) this->GetTrackHitsPtr()->First();
+  while (trackHit1) {
+    // Loop over hits of second track
+    trackHit2 = (AliMUONTrackHit*) Track->GetTrackHitsPtr()->First();
+    while (trackHit2) {
+      // Increment "hitsInCommon" if both TrackHits point to the same HitForRec
+      if ( (trackHit1->GetHitForRecPtr()) ==
+          (trackHit2->GetHitForRecPtr())    ) hitsInCommon++;
+      trackHit2 = (AliMUONTrackHit*) Track->GetTrackHitsPtr()->After(trackHit2);
+    } // trackHit2
+    trackHit1 = (AliMUONTrackHit*) this->GetTrackHitsPtr()->After(trackHit1);
+  } // trackHit1
+  return hitsInCommon;
+}
+
   //__________________________________________________________________________
 void AliMUONTrack::Fit()
 {
@@ -213,7 +323,7 @@ void AliMUONTrack::Fit()
   // choice of function to be minimized according to fFitMCS
   if (fFitMCS == 0) fgFitter->SetFCN(TrackChi2);
   else fgFitter->SetFCN(TrackChi2MCS);
-  arg[0] = 1;
+  arg[0] = -1;
   fgFitter->ExecuteCommand("SET PRINT", arg, 1); // More printing !!!!
   // Parameters according to "fFitStart"
   // (should be a function to be used at every place where needed ????)
@@ -231,13 +341,15 @@ void AliMUONTrack::Fit()
                         trackParam->GetNonBendingSlope(),
                         0.001, -0.5, 0.5);
   if (fFitNParam == 5) {
-    // set last 2 Minuit parameters (no limits for the search: min=max=0)
+    // set last 2 Minuit parameters
+    // mandatory limits in Bending to avoid NaN values of parameters
     fgFitter->SetParameter(3, "X",
                           trackParam->GetNonBendingCoor(),
-                          0.03, 0.0, 0.0);
+                          0.03, -500.0, 500.0);
+    // mandatory limits in non Bending to avoid NaN values of parameters
     fgFitter->SetParameter(4, "Y",
                           trackParam->GetBendingCoor(),
-                          0.10, 0.0, 0.0);
+                          0.10, -500.0, 500.0);
   }
   // search without gradient calculation in the function
   fgFitter->ExecuteCommand("SET NOGRADIENT", arg, 0);
@@ -261,12 +373,16 @@ void AliMUONTrack::Fit()
     trackParam->SetNonBendingCoor(x);
     trackParam->SetBendingCoor(y);
   }
+  // global result of the fit
+  Double_t fedm, errdef;
+  Int_t npari, nparx;
+  fgFitter->GetStats(fFitFMin, fedm, errdef, npari, nparx);
 }
 
   //__________________________________________________________________________
 void AliMUONTrack::AddSegment(AliMUONSegment* Segment)
 {
-  // Add Segment
+  // Add Segment to the track
   AddHitForRec(Segment->GetHitForRec1()); // 1st hit
   AddHitForRec(Segment->GetHitForRec2()); // 2nd hit
 }
@@ -274,8 +390,17 @@ void AliMUONTrack::AddSegment(AliMUONSegment* Segment)
   //__________________________________________________________________________
 void AliMUONTrack::AddHitForRec(AliMUONHitForRec* HitForRec)
 {
-  // Add HitForRec
-  new ((*fTrackHitsPtr)[fNTrackHits]) AliMUONTrackHit(HitForRec);
+  // Add HitForRec to the track:
+  // actual TrackHit into TClonesArray of TrackHit's for the event;
+  // pointer to actual TrackHit in TObjArray of pointers to TrackHit's for the track
+  TClonesArray *recTrackHitsPtr = this->fEventReconstructor->GetRecTrackHitsPtr();
+  Int_t eventTrackHits = this->fEventReconstructor->GetNRecTrackHits();
+  // event
+  AliMUONTrackHit* trackHit =
+    new ((*recTrackHitsPtr)[eventTrackHits]) AliMUONTrackHit(HitForRec);
+  this->fEventReconstructor->SetNRecTrackHits(eventTrackHits + 1);
+  // track
+  fTrackHitsPtr->Add(trackHit);
   fNTrackHits++;
 }
 
@@ -410,47 +535,52 @@ void TrackChi2MCS(Int_t &NParam, Double_t *Gradient, Double_t &Chi2, Double_t *P
 
   AliMUONTrackHit *hit;
   Bool_t goodDeterminant;
-  Int_t hitNumber, hitNumber1, hitNumber2, hitNumber3;
-  Double_t zHit[10], paramBendingCoor[10], paramNonBendingCoor[10], ap[10];
-  Double_t hitBendingCoor[10], hitNonBendingCoor[10];
-  Double_t hitBendingReso2[10], hitNonBendingReso2[10];
-  // dimension 10 in parameter ??? related to AliMUONConstants::NTrackingCh() !!!!
-  Int_t numberOfHit = TMath::Min(trackBeingFitted->GetNTrackHits(), 10);
-  TMatrix *covBending = new TMatrix(numberOfHit, numberOfHit);
-  TMatrix *covNonBending = new TMatrix(numberOfHit, numberOfHit);
+  Int_t chCurrent, chPrev = 0, hitNumber, hitNumber1, hitNumber2, hitNumber3;
+  Double_t z, z1, z2, z3;
+  AliMUONTrackHit *hit1, *hit2, *hit3;
+  Double_t hbc1, hbc2, pbc1, pbc2;
+  Double_t hnbc1, hnbc2, pnbc1, pnbc2;
+  Int_t numberOfHit = trackBeingFitted->GetNTrackHits();
+  TMatrixD *covBending = new TMatrixD(numberOfHit, numberOfHit);
+  TMatrixD *covNonBending = new TMatrixD(numberOfHit, numberOfHit);
+  Double_t *msa2 = new Double_t[numberOfHit];
 
   // Predicted coordinates and  multiple scattering angles are first calculated
   for (hitNumber = 0; hitNumber < numberOfHit; hitNumber++) {
     hit = (AliMUONTrackHit*) (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber];
-    zHit[hitNumber] = hit->GetHitForRecPtr()->GetZ();
+    z = hit->GetHitForRecPtr()->GetZ();
     // do something special if 2 hits with same Z ????
     // security against infinite loop ????
-    (&param1)->ExtrapToZ(zHit[hitNumber]); // extrapolation
+    (&param1)->ExtrapToZ(z); // extrapolation
     hit->SetTrackParam(&param1);
-    paramBendingCoor[hitNumber] = (&param1)->GetBendingCoor();
-    paramNonBendingCoor[hitNumber] = (&param1)->GetNonBendingCoor();
-    hitBendingCoor[hitNumber] = hit->GetHitForRecPtr()->GetBendingCoor();
-    hitNonBendingCoor[hitNumber] = hit->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingCoor();
-    hitBendingReso2[hitNumber] = hit->GetHitForRecPtr()->GetBendingReso2();
-    hitNonBendingReso2[hitNumber] = hit->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingReso2();
-    ap[hitNumber] = MultipleScatteringAngle2(hit); // multiple scatt. angle ^2  
+    // square of multiple scattering angle at current hit, with one chamber
+    msa2[hitNumber] = MultipleScatteringAngle2(hit);
+    // correction for eventual missing hits or multiple hits in a chamber,
+    // according to the number of chambers
+    // between the current hit and the previous one
+    chCurrent = hit->GetHitForRecPtr()->GetChamberNumber();
+    if (hitNumber > 0) msa2[hitNumber] = msa2[hitNumber] * (chCurrent - chPrev);
+    chPrev = chCurrent;
   }
 
   // Calculates the covariance matrix
-  // One chamber is taken into account between successive hits.
-  // "ap" should be changed for taking into account the eventual missing hits
-  // by defining an "equivalent" chamber thickness !!!!
-  for (hitNumber1 = 0; hitNumber1 < numberOfHit; hitNumber1++) {    
+  for (hitNumber1 = 0; hitNumber1 < numberOfHit; hitNumber1++) { 
+    hit1 = (AliMUONTrackHit*) (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber1];
+    z1 = hit1->GetHitForRecPtr()->GetZ();
     for (hitNumber2 = hitNumber1; hitNumber2 < numberOfHit; hitNumber2++) {
+      hit2 = (AliMUONTrackHit*) (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber2];
+      z2 = hit2->GetHitForRecPtr()->GetZ();
       // initialization to 0 (diagonal plus upper triangular part)
       (*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) = 0.0;
       // contribution from multiple scattering in bending plane:
       // loop over upstream hits
       for (hitNumber3 = 0; hitNumber3 < hitNumber1; hitNumber3++) {    
+       hit3 = (AliMUONTrackHit*)
+         (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber3];
+       z3 = hit3->GetHitForRecPtr()->GetZ();
        (*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) =
          (*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) +
-         ((zHit[hitNumber1] - zHit[hitNumber3]) *
-          (zHit[hitNumber2] - zHit[hitNumber3]) * ap[hitNumber3]); 
+         ((z1 - z3) * (z2 - z3) * msa2[hitNumber3]); 
       }
       // equal contribution from multiple scattering in non bending plane
       (*covNonBending)(hitNumber2, hitNumber1) =
@@ -459,10 +589,12 @@ void TrackChi2MCS(Int_t &NParam, Double_t *Gradient, Double_t &Chi2, Double_t *P
        // Diagonal elements: add contribution from position measurements
        // in bending plane
        (*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) =
-         (*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) + hitBendingReso2[hitNumber1];
+         (*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) +
+         hit1->GetHitForRecPtr()->GetBendingReso2();
        // and in non bending plane
        (*covNonBending)(hitNumber2, hitNumber1) =
-         (*covNonBending)(hitNumber2, hitNumber1) + hitNonBendingReso2[hitNumber1];
+         (*covNonBending)(hitNumber2, hitNumber1) +
+         hit1->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingReso2();
       }
       else {
        // Non diagonal elements: symmetrization
@@ -475,7 +607,23 @@ void TrackChi2MCS(Int_t &NParam, Double_t *Gradient, Double_t &Chi2, Double_t *P
       }
     } // for (hitNumber2 = hitNumber1;...
   } // for (hitNumber1 = 0;...
-
+  // Normalization of covariance matrices
+  Double_t normCovBending2 = covBending->E2Norm();
+  Double_t normCovNonBending2 = covNonBending->E2Norm();
+  (*covBending) *= 1/normCovBending2;
+  (*covNonBending) *= 1/normCovNonBending2;
+//   if (covBending->Determinant() < 1.e-33) {
+//     printf(" *** covBending *** \n");
+//     covBending->Print();
+//     printf(" *** covNonBending *** \n");
+//     covNonBending->Print();
+//     cout << " number of hits " <<  numberOfHit << endl;
+//     cout << "Momentum = " << 1/Param[0] <<endl;
+//     cout << "normCovBending = " << normCovBending2 << endl; 
+//     cout << "normCovNonBending = " << normCovNonBending2 << endl; 
+//     exit(0);
+    
+//   }
   // Inverts covariance matrix 
   goodDeterminant = kTRUE;
   // check whether the Invert method returns flag if matrix cannot be inverted,
@@ -498,34 +646,50 @@ void TrackChi2MCS(Int_t &NParam, Double_t *Gradient, Double_t &Chi2, Double_t *P
   // and it would save a lot of computing time !!!!
   
   // Calculates Chi2
-  if (goodDeterminant) { // with Multiple Scattering if inversion correct
-    for (hitNumber1=0; hitNumber1 < numberOfHit ; hitNumber1++){ 
-      for (hitNumber2=0; hitNumber2 < numberOfHit; hitNumber2++){
-       Chi2 = Chi2 +
-         ((*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) * 
-          (hitBendingCoor[hitNumber1] - paramBendingCoor[hitNumber1]) *
-          (hitBendingCoor[hitNumber2] - paramBendingCoor[hitNumber2]));
+  if (goodDeterminant) {
+    // with Multiple Scattering if inversion correct
+    // Inverse  matrices without normalization
+    (*covBending) *= 1/normCovBending2;
+    (*covNonBending) *= 1/normCovNonBending2;
+    for (hitNumber1 = 0; hitNumber1 < numberOfHit ; hitNumber1++) { 
+      hit1 = (AliMUONTrackHit*) (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber1];
+      hbc1 = hit1->GetHitForRecPtr()->GetBendingCoor();
+      pbc1 = hit1->GetTrackParam()->GetBendingCoor();
+      hnbc1 = hit1->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingCoor();
+      pnbc1 = hit1->GetTrackParam()->GetNonBendingCoor();
+      for (hitNumber2 = 0; hitNumber2 < numberOfHit; hitNumber2++) {
+       hit2 = (AliMUONTrackHit*)
+         (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber2];
+       hbc2 = hit2->GetHitForRecPtr()->GetBendingCoor();
+       pbc2 = hit2->GetTrackParam()->GetBendingCoor();
+       hnbc2 = hit2->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingCoor();
+       pnbc2 = hit2->GetTrackParam()->GetNonBendingCoor();
        Chi2 = Chi2 +
+         ((*covBending)(hitNumber2, hitNumber1) *
+          (hbc1 - pbc1) * (hbc2 - pbc2)) +
          ((*covNonBending)(hitNumber2, hitNumber1) *
-          (hitNonBendingCoor[hitNumber1] - paramNonBendingCoor[hitNumber1]) *
-          (hitNonBendingCoor[hitNumber2] - paramNonBendingCoor[hitNumber2]));
+          (hnbc1 - pnbc1) * (hnbc2 - pnbc2));
       }
     }
-  } else {  // without Multiple Scattering if inversion impossible
-    for (hitNumber1=0; hitNumber1 < numberOfHit ; hitNumber1++) { 
-      Chi2 = Chi2 +
-       ((hitBendingCoor[hitNumber1] - paramBendingCoor[hitNumber1]) *
-        (hitBendingCoor[hitNumber1] - paramBendingCoor[hitNumber1]) /
-        hitBendingReso2[hitNumber1]);
-      Chi2 = Chi2 +
-       ((hitNonBendingCoor[hitNumber1] - paramNonBendingCoor[hitNumber1]) *
-        (hitNonBendingCoor[hitNumber1] - paramNonBendingCoor[hitNumber1]) /
-        hitNonBendingReso2[hitNumber1]);      
+  } else {
+    // without Multiple Scattering if inversion impossible
+    for (hitNumber1 = 0; hitNumber1 < numberOfHit ; hitNumber1++) { 
+      hit1 = (AliMUONTrackHit*) (*(trackBeingFitted->GetTrackHitsPtr()))[hitNumber1];
+      hbc1 = hit1->GetHitForRecPtr()->GetBendingCoor();
+      pbc1 = hit1->GetTrackParam()->GetBendingCoor();
+      hnbc1 = hit1->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingCoor();
+      pnbc1 = hit1->GetTrackParam()->GetNonBendingCoor();
+      Chi2 = Chi2 + 
+       ((hbc1 - pbc1) * (hbc1 - pbc1) /
+        hit1->GetHitForRecPtr()->GetBendingReso2()) +
+       ((hnbc1 - pnbc1) * (hnbc1 - pnbc1) /
+        hit1->GetHitForRecPtr()->GetNonBendingReso2());
     }
   }
   
   delete covBending;
   delete covNonBending;
+  delete [] msa2;
 }
 
 Double_t MultipleScatteringAngle2(AliMUONTrackHit *TrackHit)