]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - STEER/AliKalmanTrack.cxx
new digitization and reconstruction corresponded to new data format
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliKalmanTrack.cxx
index 2b7e739d3d18f3a6aa27f205a44afbd6990a9c87..90e6730416d51f4beb3571b68c38b08bff1c4a39 100644 (file)
 //   that is the base for AliTPCtrack, AliITStrackV2 and AliTRDtrack
 //        Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 //-------------------------------------------------------------------------
-
+#include "AliTracker.h"
 #include "AliKalmanTrack.h"
-#include "AliPDG.h"
-#include "TPDGCode.h"
-#include "TDatabasePDG.h"
+#include "TGeoManager.h"
 
 ClassImp(AliKalmanTrack)
 
-Double_t AliKalmanTrack::fgConvConst;
-
 //_______________________________________________________________________
 AliKalmanTrack::AliKalmanTrack():
   fLab(-3141593),
+  fFakeRatio(0),
   fChi2(0),
-  fMass(0.13957),
-  fN(0)
+  fMass(AliPID::ParticleMass(AliPID::kPion)),
+  fN(0),
+  fLocalConvConst(0),
+  fStartTimeIntegral(kFALSE),
+  fIntegratedLength(0)
 {
   //
   // Default constructor
   //
-    if (fgConvConst==0) 
-      Fatal("AliKalmanTrack()","The magnetic field has not been set !\n"); 
-    
-    fStartTimeIntegral = kFALSE;
-    fIntegratedLength = 0;
-    for(Int_t i=0; i<5; i++) fIntegratedTime[i] = 0;
+  if (AliTracker::GetFieldMap()==0) {
+      AliFatal("The magnetic field has not been set!");
+  }
+
+  for(Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) fIntegratedTime[i] = 0;
 }
 
 //_______________________________________________________________________
 AliKalmanTrack::AliKalmanTrack(const AliKalmanTrack &t):
   TObject(t),
   fLab(t.fLab),
+  fFakeRatio(t.fFakeRatio),
   fChi2(t.fChi2),
   fMass(t.fMass),
-  fN(t.fN)
+  fN(t.fN),
+  fLocalConvConst(t.fLocalConvConst),
+  fStartTimeIntegral(t.fStartTimeIntegral),
+  fIntegratedLength(t.fIntegratedLength)
 {
   //
   // Copy constructor
   //
-  if (fgConvConst==0) 
-    Fatal("AliKalmanTrack(const AliKalmanTrack&)",
-          "The magnetic field has not been set !\n"); 
-
-  fStartTimeIntegral = t.fStartTimeIntegral;
-  fIntegratedLength = t.fIntegratedLength;
+  if (AliTracker::GetFieldMap()==0) {
+    AliFatal("The magnetic field has not been set!");
+  }
   
-  for (Int_t i=0; i<5; i++) 
-    fIntegratedTime[i] = t.fIntegratedTime[i];
-}
-
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::GetX() const
-{
-  Warning("GetX()","Method must be overloaded !\n");
-  return 0.;
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::GetdEdx() const
-{
-  Warning("GetdEdx()","Method must be overloaded !\n");
-  return 0.;
-}
-
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::GetY() const
-{
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return par[0];
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::GetZ() const
-{
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return par[1];
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::GetSnp() const
-{
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return par[2];
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::GetTgl() const
-{
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return par[3];
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Get1Pt() const
-{
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return par[4];
-}
-
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Phi() const
-{
-// return global phi of track
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  Double_t phi = TMath::ASin(par[2]) + GetAlpha();
-  while (phi < 0) phi += TMath::TwoPi();
-  while (phi > TMath::TwoPi()) phi -= TMath::TwoPi();
-  return phi;
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::SigmaPhi() const
-{
-// return error of global phi of track
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t cov[15];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  GetExternalCovariance(cov);
-  return TMath::Sqrt(TMath::Abs(cov[5] / (1. - par[2]*par[2])));
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Theta() const
-{
-// return global theta of track
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return TMath::Pi()/2. - TMath::ATan(par[3]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::SigmaTheta() const
-{
-// return error of global theta of track
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t cov[15];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  GetExternalCovariance(cov);
-  return TMath::Sqrt(TMath::Abs(cov[5])) / (1. + par[3]*par[3]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Px() const
-{
-// return x component of track momentum
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  Double_t phi = TMath::ASin(par[2]) + GetAlpha();
-  return TMath::Cos(phi) / TMath::Abs(par[4]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Py() const
-{
-// return y component of track momentum
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  Double_t phi = TMath::ASin(par[2]) + GetAlpha();
-  return TMath::Sin(phi) / TMath::Abs(par[4]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Pz() const
-{
-// return z component of track momentum
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return par[3] / TMath::Abs(par[4]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::Pt() const
-{
-// return transverse component of track momentum
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return 1. / TMath::Abs(par[4]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::SigmaPt() const
-{
-// return error of transverse component of track momentum
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t cov[15];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  GetExternalCovariance(cov);
-  return TMath::Sqrt(cov[14]) / TMath::Abs(par[4]);
-}
-//_______________________________________________________________________
-Double_t AliKalmanTrack::P() const
-{
-// return total track momentum
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  return 1. / TMath::Abs(par[4] * TMath::Sin(TMath::ATan(par[3])));
-}
-//_______________________________________________________________________
-TVector3 AliKalmanTrack::Momentum() const
-{
-// return track momentum vector
-
-  Double_t par[5];
-  Double_t localX = GetX();
-  GetExternalParameters(localX, par);
-  Double_t phi = TMath::ASin(par[2]) + GetAlpha();
-  return TVector3(TMath::Cos(phi) / TMath::Abs(par[4]),
-                 TMath::Sin(phi) / TMath::Abs(par[4]),
-                 par[3] / TMath::Abs(par[4]));
+  for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++)
+      fIntegratedTime[i] = t.fIntegratedTime[i];
 }
 
 //_______________________________________________________________________
@@ -260,12 +81,13 @@ void AliKalmanTrack::StartTimeIntegral()
   //
   
   //if (fStartTimeIntegral) 
-  //  Warning("StartTimeIntegral", "Reseting Recorded Time.");
+  //  AliWarning("Reseting Recorded Time.");
 
   fStartTimeIntegral = kTRUE;
-  for(Int_t i=0; i<fgkTypes; i++) fIntegratedTime[i] = 0;  
+  for(Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) fIntegratedTime[i] = 0;  
   fIntegratedLength = 0;
 }
+
 //_______________________________________________________________________
 void AliKalmanTrack:: AddTimeStep(Double_t length) 
 {
@@ -295,9 +117,6 @@ void AliKalmanTrack:: AddTimeStep(Double_t length)
   
   fIntegratedLength += length;
 
-  static Int_t pdgCode[fgkTypes]  = {kElectron, kMuonMinus, kPiPlus, kKPlus, kProton};
-  TDatabasePDG *db = TDatabasePDG::Instance();
-
   Double_t xr, param[5];
   Double_t pt, tgl;
   
@@ -309,21 +128,17 @@ void AliKalmanTrack:: AddTimeStep(Double_t length)
 
   if (length > 100) return;
 
-  for (Int_t i=0; i<fgkTypes; i++) {
+  for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) {
     
-    Double_t mass = db->GetParticle(pdgCode[i])->Mass();
+    Double_t mass = AliPID::ParticleMass(i);
     Double_t correction = TMath::Sqrt( pt*pt * (1 + tgl*tgl) + mass * mass ) / p;
     Double_t time = length * correction / kcc;
 
-    //cout << mass << "\t" << pt << "\t" << p << "\t" 
-    //     << correction << endl;
-
     fIntegratedTime[i] += time;
   }
 }
 
 //_______________________________________________________________________
-
 Double_t AliKalmanTrack::GetIntegratedTime(Int_t pdg) const 
 {
   // Sylwester Radomski, GSI
@@ -338,42 +153,31 @@ Double_t AliKalmanTrack::GetIntegratedTime(Int_t pdg) const
 
 
   if (!fStartTimeIntegral) {
-    Warning("GetIntegratedTime","Time integration not started");
+    AliWarning("Time integration not started");
     return 0.;
   }
 
-  static Int_t pdgCode[fgkTypes] = {kElectron, kMuonMinus, kPiPlus, kKPlus, kProton};
-
-  for (Int_t i=0; i<fgkTypes; i++)
-    if (pdgCode[i] == TMath::Abs(pdg)) return fIntegratedTime[i];
+  for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++)
+    if (AliPID::ParticleCode(i) == TMath::Abs(pdg)) return fIntegratedTime[i];
 
-  Warning(":GetIntegratedTime","Particle type [%d] not found", pdg);
+  AliWarning(Form("Particle type [%d] not found", pdg));
   return 0;
 }
-//_______________________________________________________________________
-
-void AliKalmanTrack::PrintTime() const
-{
-  // Sylwester Radomski, GSI
-  // S.Radomski@gsi.de
-  //
-  // For testing
-  // Prints time for all hypothesis
-  //
 
-  static Int_t pdgCode[fgkTypes] = {kElectron, kMuonMinus, kPiPlus, kKPlus, kProton};
+void AliKalmanTrack::GetIntegratedTimes(Double_t *times) const {
+  for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) times[i]=fIntegratedTime[i];
+}
 
-  for (Int_t i=0; i<fgkTypes; i++)
-    printf("%d: %.2f  ", pdgCode[i], fIntegratedTime[i]);
-  printf("\n");  
+void AliKalmanTrack::SetIntegratedTimes(const Double_t *times) {
+  for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) fIntegratedTime[i]=times[i];
 }
 
-static void External2Helix(const AliKalmanTrack *t, Double_t helix[6]) { 
+void AliKalmanTrack::External2Helix(Double_t helix[6]) const { 
   //--------------------------------------------------------------------
   // External track parameters -> helix parameters 
   //--------------------------------------------------------------------
   Double_t alpha,x,cs,sn;
-  t->GetExternalParameters(x,helix); alpha=t->GetAlpha();
+  GetExternalParameters(x,helix); alpha=GetAlpha();
 
   cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
   helix[5]=x*cs - helix[0]*sn;            // x0
@@ -381,7 +185,7 @@ static void External2Helix(const AliKalmanTrack *t, Double_t helix[6]) {
 //helix[1]=                               // z0
   helix[2]=TMath::ASin(helix[2]) + alpha; // phi0
 //helix[3]=                               // tgl
-  helix[4]=helix[4]/t->GetConvConst();    // C
+  helix[4]=helix[4]/GetLocalConvConst();  // C
 }
 
 static void Evaluate(const Double_t *h, Double_t t,
@@ -418,9 +222,9 @@ GetDCA(const AliKalmanTrack *p, Double_t &xthis, Double_t &xp) const {
 
   //dx2=dy2=dz2=1.;
 
-  Double_t p1[8]; External2Helix(this,p1);
+  Double_t p1[8]; External2Helix(p1);
   p1[6]=TMath::Sin(p1[2]); p1[7]=TMath::Cos(p1[2]);
-  Double_t p2[8]; External2Helix(p,p2);
+  Double_t p2[8]; p->External2Helix(p2);
   p2[6]=TMath::Sin(p2[2]); p2[7]=TMath::Cos(p2[2]);
 
 
@@ -463,10 +267,10 @@ GetDCA(const AliKalmanTrack *p, Double_t &xthis, Double_t &xp) const {
      if (TMath::Abs(dt1)/(TMath::Abs(t1)+1.e-3) < 1.e-4)
      if (TMath::Abs(dt2)/(TMath::Abs(t2)+1.e-3) < 1.e-4) {
         if ((gt1*gt1+gt2*gt2) > 1.e-4/dy2/dy2) 
-         Warning("GetDCA"," stopped at not a stationary point !\n");
+         AliWarning(" stopped at not a stationary point !");
         Double_t lmb=h11+h22; lmb=lmb-TMath::Sqrt(lmb*lmb-4*det);
         if (lmb < 0.) 
-         Warning("GetDCA"," stopped at not a minimum !\n");
+         AliWarning(" stopped at not a minimum !");
         break;
      }
 
@@ -479,7 +283,7 @@ GetDCA(const AliKalmanTrack *p, Double_t &xthis, Double_t &xp) const {
        if (dd<dm) break;
         dt1*=0.5; dt2*=0.5;
         if (div>512) {
-           Warning("GetDCA"," overshoot !\n"); break;
+           AliWarning(" overshoot !"); break;
         }   
      }
      dm=dd;
@@ -489,7 +293,7 @@ GetDCA(const AliKalmanTrack *p, Double_t &xthis, Double_t &xp) const {
 
   }
 
-  if (max<=0) Warning("GetDCA"," too many iterations !\n");  
+  if (max<=0) AliWarning(" too many iterations !");
 
   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha());
   Double_t sn=TMath::Sin(GetAlpha());
@@ -502,8 +306,8 @@ GetDCA(const AliKalmanTrack *p, Double_t &xthis, Double_t &xp) const {
   return TMath::Sqrt(dm*TMath::Sqrt(dy2*dz2));
 }
 
-Double_t AliKalmanTrack::
-PropagateToDCA(AliKalmanTrack *p, Double_t d, Double_t x0) {
+Double_t 
+AliKalmanTrack::PropagateToDCA(AliKalmanTrack *p, Double_t d, Double_t x0) {
   //--------------------------------------------------------------
   // Propagates this track and the argument track to the position of the
   // distance of closest approach. 
@@ -513,14 +317,171 @@ PropagateToDCA(AliKalmanTrack *p, Double_t d, Double_t x0) {
   Double_t dca=GetDCA(p,xthis,xp);
 
   if (!PropagateTo(xthis,d,x0)) {
-    //Warning("PropagateToDCA"," propagation failed !\n");
+    //AliWarning(" propagation failed !");
     return 1e+33;
   }  
 
   if (!p->PropagateTo(xp,d,x0)) {
-    //Warning("PropagateToDCA"," propagation failed !\n";
+    //AliWarning(" propagation failed !";
     return 1e+33;
   }  
 
   return dca;
 }
+
+
+
+
+
+Double_t AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(Double_t *start, Double_t *end, Double_t *mparam)
+{
+  //
+  // calculate mean material budget and material properties beween point start and end
+  // mparam - returns parameters used for dEdx and multiple scatering
+  //
+  // mparam[0] - density mean 
+  // mparam[1] - rad length
+  // mparam[2] - A mean
+  // mparam[3] - Z mean
+  // mparam[4] - length
+  // mparam[5] - Z/A mean
+  // mparam[6] - number of boundary crosses
+  //
+    mparam[0]=0; mparam[1]=1; mparam[2] =0; mparam[3] =0, mparam[4]=0, mparam[5]=0; mparam[6]=0; 
+  //
+  Double_t bparam[6], lparam[6];          // bparam - total param - lparam - local parameters
+  for (Int_t i=0;i<6;i++) bparam[i]=0;    // 
+
+  if (!gGeoManager) {
+    printf("ERROR: no TGeo\n");
+    return 0.;
+  }
+  //
+  Double_t length;
+  Double_t dir[3];
+  length = TMath::Sqrt((end[0]-start[0])*(end[0]-start[0])+
+                      (end[1]-start[1])*(end[1]-start[1])+
+                      (end[2]-start[2])*(end[2]-start[2]));
+  mparam[4]=length;
+  if (length<TGeoShape::Tolerance()) return 0.0;
+  Double_t invlen = 1./length;
+  dir[0] = (end[0]-start[0])*invlen;
+  dir[1] = (end[1]-start[1])*invlen;
+  dir[2] = (end[2]-start[2])*invlen;
+  // Initialize start point and direction
+  TGeoNode *currentnode = 0;
+  TGeoNode *startnode = gGeoManager->InitTrack(start, dir);
+  //  printf("%s length=%f\n",gGeoManager->GetPath(),length);
+  if (!startnode) {
+    printf("ERROR: start point out of geometry\n");
+    return 0.0;
+  }
+  TGeoMaterial *material = startnode->GetVolume()->GetMedium()->GetMaterial();
+  lparam[0] = material->GetDensity();
+  lparam[1]   = material->GetRadLen();
+  lparam[2]   = material->GetA();
+  lparam[3]   = material->GetZ();
+  lparam[4]   = length; 
+  lparam[5]   = lparam[3]/lparam[2];
+  if (material->IsMixture()) {
+    lparam[1]*=lparam[0];  // different normalization in the modeler for mixture
+    TGeoMixture * mixture = (TGeoMixture*)material;
+    lparam[5] =0;
+    Double_t sum =0;
+    for (Int_t iel=0;iel<mixture->GetNelements();iel++){
+      sum  += mixture->GetWmixt()[iel];
+      lparam[5]+= mixture->GetZmixt()[iel]*mixture->GetWmixt()[iel]/mixture->GetAmixt()[iel];
+    }
+    lparam[5]/=sum;
+  }
+  gGeoManager->FindNextBoundary(length);
+  Double_t snext = gGeoManager->GetStep();
+  Double_t step = 0.0;
+  // If no boundary within proposed length, return current density
+  if (snext>=length) {
+    for (Int_t ip=0;ip<5;ip++) mparam[ip] = lparam[ip];  
+    return lparam[0];
+  }
+  // Try to cross the boundary and see what is next
+  while (length>TGeoShape::Tolerance()) {
+    mparam[6]+=1.;
+    currentnode = gGeoManager->Step();
+    step += snext+1.E-6;
+    bparam[1]    += snext*lparam[1];
+    bparam[2]    += snext*lparam[2];
+    bparam[3]    += snext*lparam[3];
+    bparam[5]    += snext*lparam[5];    
+    bparam[0]    += snext*lparam[0];
+
+    if (snext>=length) break;
+    if (!currentnode) break;
+    //    printf("%s snext=%f  density=%f bparam[0]=%f\n", gGeoManager->GetPath(),snext,density,bparam[0]);
+    if (!gGeoManager->IsEntering()) {
+      gGeoManager->SetStep(1.E-3);
+      currentnode = gGeoManager->Step();
+      if (!gGeoManager->IsEntering() || !currentnode) {
+       //      printf("ERROR: cannot cross boundary\n"); 
+       mparam[0] = bparam[0]/step;
+       mparam[1] = bparam[1]/step;
+       mparam[2] = bparam[2]/step;
+       mparam[3] = bparam[3]/step;     
+       mparam[5] = bparam[5]/step;     
+       mparam[4] = step;
+       mparam[0] = 0.;             // if crash of navigation take mean density 0 
+       mparam[1] = 1000000;        // and infinite rad length
+        return bparam[0]/step;
+      }
+      step += 1.E-3;
+      snext += 1.E-3;
+      bparam[0] += lparam[0]*1.E-3;
+      bparam[1]    += lparam[1]*1.E-3;
+      bparam[2]    += lparam[2]*1.E-3;
+      bparam[3]    += lparam[3]*1.E-3;
+      bparam[5]    += lparam[5]*1.E-3;
+    }
+    length -= snext;
+    material = currentnode->GetVolume()->GetMedium()->GetMaterial();
+    lparam[0] = material->GetDensity();
+    lparam[1]  = material->GetRadLen();
+    lparam[2]  = material->GetA();
+    lparam[3]  = material->GetZ();
+    lparam[5]   = lparam[3]/lparam[2];
+    if (material->IsMixture()) {
+      lparam[1]*=lparam[0];
+      TGeoMixture * mixture = (TGeoMixture*)material;
+      lparam[5]=0; 
+      Double_t sum =0;
+      for (Int_t iel=0;iel<mixture->GetNelements();iel++){
+       sum+= mixture->GetWmixt()[iel];
+       lparam[5]+= mixture->GetZmixt()[iel]*mixture->GetWmixt()[iel]/mixture->GetAmixt()[iel];
+      }
+      lparam[5]/=sum;
+    }
+    gGeoManager->FindNextBoundary(length);
+    snext = gGeoManager->GetStep();
+  }   
+  mparam[0] = bparam[0]/step;
+  mparam[1] = bparam[1]/step;
+  mparam[2] = bparam[2]/step;
+  mparam[3] = bparam[3]/step;  
+  mparam[5] = bparam[5]/step;  
+  return bparam[0]/step;   
+  
+}
+
+Double_t AliKalmanTrack::GetConvConst() {
+  return 1000/0.299792458/AliTracker::GetBz();
+}
+
+void AliKalmanTrack::SaveLocalConvConst() {
+  //---------------------------------------------------------------------
+  // Saves local conversion constant "curvature (1/cm) -> pt (GeV/c)" 
+  //---------------------------------------------------------------------
+  if (AliTracker::UniformField()) {
+     fLocalConvConst=1000/0.299792458/AliTracker::GetBz();
+  } else {
+     Float_t r[3]; GetXYZ(r);
+     fLocalConvConst=1000/0.299792458/AliTracker::GetBz(r);
+  }
+} 
+