HLT/TPCLib/AliHLTTPCMerger.cxx

   1 //$Id$
   2 // Original: AliHLTMerger.cxx,v 1.16 2005/06/14 10:55:21 cvetan
   3
   4 /**************************************************************************
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  19  **************************************************************************/
  20
  21 /** @file   AliHLTTPCMerger.cxx
  22     @author Uli Frankenfeld, maintained by Matthias Richter
  23     @date
  24     @brief  The HLT TPC merger base class
  25 */
  26
  27 #include "AliHLTTPCLogging.h"
  28 #include "AliHLTTPCMerger.h"
  29 #include "AliHLTTPCTrack.h"
  30 #include "AliHLTTPCTrackSegmentData.h"
  31 #include "AliHLTTPCTransform.h"
  32 #include "AliHLTTPCTrackArray.h"
  33
  34 #ifdef use_root //use root ntuple for slow merge
  35 #include <TNtuple.h>
  36 #include <TTree.h>
  37 #include <TFile.h>
  38 #endif
  39
  40 #if __GNUC__ >= 3
  41 using namespace std;
  42 #endif
  43
  44 ClassImp(AliHLTTPCMerger)
  45
  46 AliHLTTPCMerger::AliHLTTPCMerger()
  47   :
  48   fCurrentTracks(0),
  49   fSlice(0), // TODO its not quite clear were this member is set
  50   fVertex(NULL),
  51   f2Global(false), // TODO: initialization was missing at all, assuming false for the moment
  52   fMaxY(0.0),
  53   fMaxZ(0.0),
  54   fMaxKappa(0.0),
  55   fMaxPsi(0.0),
  56   fMaxTgl(0.0),
  57   fTrackType(0),
  58   fInTrack(NULL),
  59   fNIn(0),
  60   fOutTrack(NULL)
  61 {
  62   //Default constructor
  63   fInTrack=0;
  64   fOutTrack=0;
  65   fCurrentTracks=0;
  66   fNIn=0;
  67 }
  68
  69 AliHLTTPCMerger::~AliHLTTPCMerger()
  70 {
  71   //Destructor
  72   DeleteArray();
  73 }
  74
  75 void AliHLTTPCMerger::InitMerger(Int_t ntrackarrays,Char_t *tracktype)
  76 {
  77   //Used to setup all arrays
  78
  79   if(strcmp(tracktype,"AliHLTTPCTrack")==0) fTrackType='t';
  80   else if(strcmp(tracktype,"AliHLTTPCConfMapTrack")==0) fTrackType='c';
  81 #ifdef INCLUDE_TPC_HOUGH
  82   else if(strcmp(tracktype,"AliHLTTPCHoughTrack")==0) fTrackType='h';
  83 #endif
  84   else
  85     LOG(AliHLTTPCLog::kError,"AliHLTTPCMerger::AliHLTTPCMerger","Track types")
  86       <<"Unknown tracktype"<<ENDLOG;
  87   SetArray(ntrackarrays);
  88   fCurrentTracks=0;
  89
  90 }
  91
  92 void AliHLTTPCMerger::DeleteArray()
  93 {
  94   //delete arrays
  95   for(Int_t i=0; i<fNIn;i++)
  96     {
  97       if(!fInTrack[i]) continue;
  98       delete fInTrack[i];
  99       fInTrack[i]=0;
 100     }
 101   if(fInTrack)
 102     delete[] fInTrack;
 103   if(fOutTrack)
 104     delete fOutTrack;
 105   fInTrack=0;
 106   fOutTrack=0;
 107 }
 108
 109 void AliHLTTPCMerger::SetArray(Int_t nin)
 110 {
 111   //set arrays
 112   DeleteArray();//Make sure arrays are cleaned
 113
 114   fNIn = nin;
 115   fInTrack = new AliHLTTPCTrackArray*[fNIn];
 116   for(Int_t i=0; i<fNIn;i++)
 117     {
 118 #ifdef INCLUDE_TPC_HOUGH
 119       if(fTrackType=='h')
 120         fInTrack[i] = new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCHoughTrack");
 121       else
 122 #endif
 123         fInTrack[i] = new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCTrack");
 124
 125     }
 126 #ifdef INCLUDE_TPC_HOUGH
 127   if(fTrackType=='h')
 128     fOutTrack= new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCHoughTrack");
 129   else
 130 #endif
 131     fOutTrack= new AliHLTTPCTrackArray("AliHLTTPCTrack");
 132 }
 133
 134 void AliHLTTPCMerger::Reset()
 135 {
 136   //reset
 137   for(Int_t i=0; i<fNIn;i++)
 138     {
 139       fInTrack[i]->Reset();
 140     }
 141   fOutTrack->Reset();
 142 }
 143
 144 void AliHLTTPCMerger::FillTracks(Int_t ntracks, AliHLTTPCTrackSegmentData* tr)
 145 {
 146   //Read tracks from shared memory (or memory)
 147   AliHLTTPCTrackArray *destination = GetInTracks(fCurrentTracks);
 148   if(Is2Global())
 149     destination->FillTracks(ntracks, tr, fSlice);
 150   else
 151     destination->FillTracks(ntracks, tr);
 152 }
 153
 154 void AliHLTTPCMerger::AddAllTracks()
 155 {
 156   //add all tracks
 157   for(Int_t i=0; i<GetNIn();i++)
 158     {
 159       AliHLTTPCTrackArray *in = GetInTracks(i);
 160       AliHLTTPCTrackArray *out = GetOutTracks();
 161       out->AddTracks(in);
 162     }
 163 }
 164
 165 void AliHLTTPCMerger::SortGlobalTracks(AliHLTTPCTrack **tracks, Int_t ntrack)
 166 {
 167   //sort global tracks
 168   AliHLTTPCTrack **tmp = new AliHLTTPCTrack*[ntrack];
 169   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tmp[i] = tracks[i];
 170   Int_t *t = new Int_t[ntrack];
 171   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) t[i]=-1;
 172
 173   for(Int_t j=0;j<ntrack;j++)
 174     {
 175       Double_t minr=300;
 176       Int_t    mini=0;
 177       for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)
 178         {
 179           if(!tracks[i]) continue;
 180           Double_t rr=pow(tracks[i]->GetFirstPointX(),2)+pow(tracks[i]->GetFirstPointY(),2);
 181           Double_t r=sqrt(rr);
 182           if(r<minr){
 183             minr=r;
 184             mini=i;
 185           }
 186         }
 187       t[j]=mini;
 188       tracks[mini]=0;
 189     }
 190   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tracks[i] = tmp[t[i]];
 191   delete[] t;
 192   delete[] tmp;
 193 }
 194
 195 void AliHLTTPCMerger::SortTracks(AliHLTTPCTrack **tracks, Int_t ntrack) const
 196 {
 197   //sort tracks
 198   AliHLTTPCTrack **tmp = new  AliHLTTPCTrack*[ntrack];
 199   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tmp[i] = tracks[i];
 200   Int_t *t = new Int_t[ntrack];
 201   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) t[i]=-1;
 202
 203   for(Int_t j=0;j<ntrack;j++)
 204     {
 205       Double_t minx=300;
 206       Int_t    mini=0;
 207       for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)
 208         {
 209           if(!tracks[i]) continue;
 210           if(tracks[i]->GetFirstPointX()<minx)
 211             {
 212               minx=tracks[i]->GetFirstPointX();
 213               mini=i;
 214             }
 215         }
 216       t[j]=mini;
 217       tracks[mini]=0;
 218     }
 219   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++) tracks[i] = tmp[t[i]];
 220   delete[] t;
 221   delete[] tmp;
 222 }
 223
 224 void AliHLTTPCMerger::AddTrack(AliHLTTPCTrackArray *mergedtrack,AliHLTTPCTrack *track)
 225 {
 226   // add tracks
 227   AliHLTTPCTrack *t[1];
 228   t[0] = track;
 229   MultiMerge(mergedtrack,t,1);
 230 }
 231
 232 AliHLTTPCTrack * AliHLTTPCMerger::MergeTracks(AliHLTTPCTrackArray *mergedtrack,AliHLTTPCTrack *t0,AliHLTTPCTrack *t1)
 233 {
 234   //merge tracks
 235   AliHLTTPCTrack *t[2];
 236   t[0] = t0;
 237   t[1] = t1;
 238   SortTracks(t,2);
 239   return MultiMerge(mergedtrack,t,2);
 240 }
 241
 242 AliHLTTPCTrack * AliHLTTPCMerger::MultiMerge(AliHLTTPCTrackArray *mergedtracks,AliHLTTPCTrack **tracks, Int_t ntrack)
 243 {
 244   //multi merge the tracks
 245   //check npoints
 246   Int_t nps = 0;
 247   for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)
 248     {
 249       nps+=tracks[i]->GetNHits();
 250     }
 251   if(nps>AliHLTTPCTransform::GetNRows())
 252     {
 253       LOG(AliHLTTPCLog::kWarning,"AliHLTTPCMerger::MultiMerge","Adding Points")
 254         <<AliHLTTPCLog::kDec<<"Too many Points: "<<nps<<ENDLOG;
 255       return 0;
 256     }
 257
 258   //create new track
 259   AliHLTTPCTrack *newtrack = mergedtracks->NextTrack();
 260   //copy points
 261   UInt_t * nn = new UInt_t[AliHLTTPCTransform::GetNRows()];
 262   nps = 0;
 263
 264   //  for(Int_t i=0;i<ntrack;i++){
 265   for(Int_t i=ntrack-1;i>=0;i--)
 266     {
 267       memcpy(&nn[nps],tracks[i]->GetHitNumbers(),tracks[i]->GetNHits()*sizeof(UInt_t));
 268       nps+=tracks[i]->GetNHits();
 269     }
 270   AliHLTTPCTrack *tpf=tracks[0];
 271   AliHLTTPCTrack *tpl=tracks[ntrack-1];
 272   AliHLTTPCTrack *best = tpf;
 273   if(tpf->GetNHits()<tpl->GetNHits() && Is2Global())
 274     best = tpl;//Best means = most points and therefore best fit (in global case)
 275
 276   newtrack->SetNHits(nps);
 277   newtrack->SetHits(nps,nn);
 278   newtrack->SetFirstPoint(tpf->GetFirstPointX(),tpf->GetFirstPointY(),tpf->GetFirstPointZ());
 279   newtrack->SetLastPoint(tpl->GetLastPointX(),tpl->GetLastPointY(),tpl->GetLastPointZ());
 280   newtrack->SetPt(best->GetPt());
 281   newtrack->SetPsi(best->GetPsi());
 282   newtrack->SetTgl(best->GetTgl());
 283   newtrack->SetCharge(tpf->GetCharge());
 284   delete [] nn;
 285   return newtrack;
 286 }
 287
 288 void* AliHLTTPCMerger::GetNtuple(char *varlist) const
 289 {
 290   //get ntuple
 291 #ifdef use_root
 292   TNtuple* nt = new TNtuple("ntuple","ntuple",varlist);
 293   return (void*) nt;
 294 #else
 295   return 0;
 296 #endif
 297 }
 298
 299 void* AliHLTTPCMerger::GetNtuple() const
 300 {
 301   //get ntuple
 302 #ifdef use_root
 303   TNtuple* nt = new TNtuple("ntuple","ntuple",
 304                             "dx:dy:dz:dk:dpsi:dtgl:dq:disx:disy:disz:dis:n0:n1:diff:drx:dry:drz");
 305   return (void*) nt;
 306 #else
 307   return 0;
 308 #endif
 309 }
 310
 311 Bool_t AliHLTTPCMerger::WriteNtuple(char *filename, void* nt) const
 312 {
 313   //write ntuple
 314 #ifdef use_root
 315   TNtuple *ntuple=(TNtuple *) nt;
 316   TFile *f = new TFile(filename,"RECREATE");
 317   ntuple->Write();
 318   f->Close();
 319   delete ntuple;
 320   return kTRUE;
 321 #else
 322   return kFALSE;
 323 #endif
 324 }
 325
 326 void AliHLTTPCMerger::FillNtuple(void *nt,AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 327 {
 328   //fill ntuple
 329   Float_t data[17];
 330   if(outertrack->IsPoint()&&innertrack->IsPoint())
 331     {
 332       data[0] =Float_t(innertrack->GetPointX()-outertrack->GetPointX());
 333       data[1] =Float_t(innertrack->GetPointY()-outertrack->GetPointY());
 334       data[2] =Float_t(innertrack->GetPointZ()-outertrack->GetPointZ());
 335       data[3] =Float_t(innertrack->GetKappa()-outertrack->GetKappa());
 336       Double_t psi= innertrack->GetPointPsi() - outertrack->GetPointPsi();
 337       if(psi>AliHLTTPCTransform::Pi()) psi-=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 338       else if(psi<-AliHLTTPCTransform::Pi()) psi+=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 339       data[4] =Float_t(psi);
 340       data[5] =Float_t(innertrack->GetTgl()-outertrack->GetTgl());
 341       data[6] =Float_t(innertrack->GetCharge()-outertrack->GetCharge());
 342       data[7] =Float_t(innertrack->GetLastPointX()-outertrack->GetFirstPointX());
 343       data[8] =Float_t(innertrack->GetLastPointY()-outertrack->GetFirstPointY());
 344       data[9] =Float_t(innertrack->GetLastPointZ()-outertrack->GetFirstPointZ());
 345       data[10] =sqrt(pow(data[7],2)+pow(data[8],2)+pow(data[9],2));
 346       data[11]= outertrack->GetNHits();
 347       data[12]= innertrack->GetNHits();
 348       data[13] = Float_t(TrackDiff(innertrack,outertrack));
 349       data[14]=0;
 350       data[15]=0;
 351       data[16]=0;
 352 #ifdef use_root
 353       TNtuple *ntuple = (TNtuple *) nt;
 354       ntuple->Fill(data);
 355 #endif
 356     }
 357 }
 358
 359 void AliHLTTPCMerger::FillNtuple(void *nt,Float_t *data) const
 360 {
 361   //fill ntuple
 362 #ifdef use_root
 363   TNtuple *ntuple = (TNtuple *) nt;
 364   ntuple->Fill(data);
 365 #endif
 366 }
 367
 368 Double_t AliHLTTPCMerger::GetAngle(Double_t a1,Double_t a2)
 369 {
 370   //get angle
 371   Double_t da = a1 - a2 + 4*AliHLTTPCTransform::Pi();
 372   da = fmod(da,AliHLTTPCTransform::TwoPi());
 373   if(da>AliHLTTPCTransform::Pi()) da = AliHLTTPCTransform::TwoPi()-da;
 374   return da;
 375 }
 376
 377 void AliHLTTPCMerger::SetParameter(Double_t maxy, Double_t maxz, Double_t maxkappa, Double_t maxpsi, Double_t maxtgl)
 378 {
 379   //set parameters for merger
 380   fMaxY = maxy;
 381   fMaxZ = maxz;
 382   fMaxKappa = maxkappa;
 383   fMaxPsi = maxpsi;
 384   fMaxTgl = maxtgl;
 385 }
 386
 387 Bool_t AliHLTTPCMerger::IsTrack(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 388 {
 389   //is track to be merged
 390   if(innertrack->GetCharge()!=outertrack->GetCharge()) return kFALSE;
 391   if( (!innertrack->IsPoint()) || (!outertrack->IsPoint()) )  return kFALSE;
 392   if(innertrack->GetNHits()+outertrack->GetNHits()>AliHLTTPCTransform::GetNRows()) return kFALSE;
 393
 394   if(fabs(innertrack->GetPointY()-outertrack->GetPointY()) >fMaxY) return kFALSE;
 395   if(fabs(innertrack->GetPointZ()-outertrack->GetPointZ()) >fMaxZ) return kFALSE;
 396   if(fabs(innertrack->GetKappa()-outertrack->GetKappa())   >fMaxKappa) return kFALSE;
 397   if(GetAngle(innertrack->GetPointPsi(),outertrack->GetPointPsi()) >fMaxPsi) return kFALSE;
 398   if(fabs(innertrack->GetTgl()-outertrack->GetTgl()) >fMaxTgl) return kFALSE;
 399   //if no rejection up to this point: merge!!
 400   return kTRUE;
 401 }
 402
 403 Bool_t AliHLTTPCMerger::IsRTrack(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 404 {
 405   //same as IsTrack
 406   return IsTrack(innertrack,outertrack);
 407 }
 408
 409 Double_t AliHLTTPCMerger::TrackDiff(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 410 {
 411   //return track difference
 412   Double_t diff =-1;
 413   Double_t x[4],y[4],z[4],dy[4],dz[4];
 414   AliHLTTPCTrack *tracks[2];
 415
 416   tracks[0] = innertrack;
 417   tracks[1] = outertrack;
 418   SortGlobalTracks(tracks,2);
 419   innertrack = tracks[0];
 420   outertrack = tracks[1];
 421
 422   x[0] = innertrack->GetFirstPointX();
 423   x[1] = innertrack->GetLastPointX();
 424   x[2] = outertrack->GetFirstPointX();
 425   x[3] = outertrack->GetLastPointX();
 426
 427   y[0] = innertrack->GetFirstPointY();
 428   y[1] = innertrack->GetLastPointY();
 429   y[2] = outertrack->GetFirstPointY();
 430   y[3] = outertrack->GetLastPointY();
 431
 432   z[0] = innertrack->GetFirstPointZ();
 433   z[1] = innertrack->GetLastPointZ();
 434   z[2] = outertrack->GetFirstPointZ();
 435   z[3] = outertrack->GetLastPointZ();
 436
 437
 438   outertrack->CalculatePoint(x[0]);
 439   if(!outertrack->IsPoint()) return diff;
 440   dy[0] = fabs(y[0] - outertrack->GetPointY());
 441   dz[0] = fabs(z[0] - outertrack->GetPointZ());
 442
 443   outertrack->CalculatePoint(x[1]);
 444   if(!outertrack->IsPoint()) return diff;
 445   dy[1] = fabs(y[1] - outertrack->GetPointY());
 446   dz[1] = fabs(z[1] - outertrack->GetPointZ());
 447
 448   innertrack->CalculatePoint(x[2]);
 449   if(!innertrack->IsPoint()) return diff;
 450   dy[2] = fabs(y[2] - innertrack->GetPointY());
 451   dz[2] = fabs(z[2] - innertrack->GetPointZ());
 452
 453   innertrack->CalculatePoint(x[3]);
 454   if(!innertrack->IsPoint()) return diff;
 455   dy[3] = fabs(y[3] - innertrack->GetPointY());
 456   dz[3] = fabs(z[3] - innertrack->GetPointZ());
 457
 458   diff=0;
 459   for(Int_t i=0;i<4;i++)
 460     diff+=sqrt(dy[i]*dy[i]+dz[i]*dz[i]);
 461   return diff;
 462 }
 463
 464 void AliHLTTPCMerger::PrintDiff(AliHLTTPCTrack *innertrack,AliHLTTPCTrack *outertrack)
 465 {
 466   // print difference
 467   if(!innertrack->IsPoint()||!outertrack->IsPoint())
 468     {
 469       LOG(AliHLTTPCLog::kInformational,"AliHLTTPCMerger::PrintDiff","No Points")<<ENDLOG;
 470       //cerr<<"AliHLTTPCMerger::PrintDiff: No Points"<<endl;
 471       //cerr<<"---------------------------"<<endl;
 472       return;
 473     }
 474
 475   Double_t dx = innertrack->GetPointX()-outertrack->GetPointX();
 476   Double_t dy = innertrack->GetPointY()-outertrack->GetPointY();
 477   Double_t dz = innertrack->GetPointZ()-outertrack->GetPointZ();
 478   Double_t dk = innertrack->GetKappa()-outertrack->GetKappa();
 479   Double_t dpsi= innertrack->GetPointPsi() - outertrack->GetPointPsi();
 480   if(dpsi>AliHLTTPCTransform::Pi()) dpsi-=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 481   else if(dpsi<-AliHLTTPCTransform::Pi())dpsi+=AliHLTTPCTransform::TwoPi();
 482   //Double_t dpsi = GetAngle(innertrack->GetPointPsi(),outertrack->GetPointPsi());
 483   Double_t dtgl= innertrack->GetTgl()-outertrack->GetTgl();
 484   Double_t dq =innertrack->GetCharge()-outertrack->GetCharge();
 485
 486   LOG(AliHLTTPCLog::kInformational,"AliHLTTPCMerger::PrintDiff","Points") <<"dx: "<<dx<<" dy: "<<dy<<" dz: "<<dz<<" dk: "<<dk<<" dpsi: "<<dpsi<<" dtgl: "<<dtgl<<" dq: "<<dq<<ENDLOG;
 487   //fprintf(stderr,"dx: %4f dy: %4f dz: %4f dk: %4f dpsi: %4f dtgl: %4f dq: %4f\n",dx,dy,dz,dk,dpsi,dtgl,dq);
 488   //cerr<<"---------------------------"<<endl;
 489
 490 }
 491
 492 void AliHLTTPCMerger::Print()
 493 {
 494   // print some infos
 495   for(Int_t i=0; i<fNIn; i++)
 496     {
 497       AliHLTTPCTrackArray *ttt= GetInTracks(i);
 498       for(Int_t j =0;j<ttt->GetNTracks();j++)
 499         {
 500           AliHLTTPCTrack *track=ttt->GetCheckedTrack(j);
 501           if(!track) continue;
 502           track->CalculateHelix();
 503           //      Double_t angle = atan2(track->GetLastPointY(),track->GetLastPointX());
 504           //      if(angle<0) angle+=AliHLTTPCTransform::Pi();
 505           if(track->CalculatePoint(135))
 506             //      if(!track->CalculateEdgePoint(angle)) cerr<<"**************"<<endl;
 507             //      if(track->CalculatePoint(track->GetLastPointX()))
 508             //      if(track->CalculatePoint(0))
 509             {
 510               //      PrintTrack(track);
 511               //      track->CalculateReferencePoint(AliHLTTPCTransform::Pi()/180.);
 512               track->CalculateReferencePoint(0.001);
 513               Float_t dx=(float)track->GetPointX()-track->GetPointX();
 514               Float_t dy=(float)track->GetPointY()-track->GetPointY();
 515               Float_t dz=(float)track->GetPointZ()-track->GetPointZ();
 516               LOG(AliHLTTPCLog::kInformational,"AliHLTTPCMerger::Print","RefPoint") <<"npt: "<<track->GetNHits()<<" dx: "<<dx<<" dy: "<<dy<<" dz: "<<dz<<ENDLOG;
 517
 518               //fprintf(stderr,"npt: %3d dx: %8.5f dy: %8.5f dz: %8.5f\n",track->GetNHits(),dx,dy,dz);
 519               //cerr<<"---------------------------"<<endl;
 520             }
 521         }
 522     }
 523 }
 524
 525 void AliHLTTPCMerger::PrintTrack(AliHLTTPCTrack *track)
 526 {
 527   //print track info
 528   fprintf(stderr,"npt: %3d pt: %.2f psi: %.2f tgl: %5.2f q: %2d\n",
 529           track->GetNHits(),track->GetPt(),track->GetPsi(),
 530           track->GetTgl(),track->GetCharge());
 531   fprintf(stderr,
 532           "x1: %6.2f y1: %6.2f z1: %6.2f xl: %6.2f yl: %6.2f zl: %6.2f\n",
 533           track->GetFirstPointX(),track->GetFirstPointY(),track->GetFirstPointZ(),
 534           track->GetLastPointX(),track->GetLastPointY(),track->GetLastPointZ());
 535   if(track->IsPoint())
 536     {
 537       fprintf(stderr,
 538               "R: %.2f Xc: %.2f Yc: %.2f Xp: %.2f Yp: %.2f Zp: %.2f Psip: %.2f\n",
 539               track->GetRadius(),track->GetCenterX(),track->GetCenterY(),
 540               track->GetPointX(),track->GetPointY(),track->GetPointZ(),
 541               track->GetPointPsi());
 542     }
 543 }