Forgot to remove #include in previous checkin
[u/mrichter/AliRoot.git] / HLT / src / AliL3Track.cxx
1 //$Id$
2
3 // Author: Anders Vestbo <mailto:vestbo$fi.uib.no>, Uli Frankenfeld <mailto:franken@fi.uib.no>
4 //*-- Copyright &copy ASV
5
6
7 #include "AliL3RootTypes.h"
8
9 #include "AliL3Logging.h"
10 #include "AliL3Track.h"
11 #include "AliL3Transform.h"
12 #include "AliL3Vertex.h"
13 #include <math.h>
14
15 //_____________________________________________________________
16 // AliL3Track
17 //
18 // Track base class
19 //Begin_Html
20 /*
21 <img src="track_coordinates.gif">
22 */
23 //End_Html
24
25 ClassImp(AliL3Track)
26
27 Float_t AliL3Track::BFACT = 0.0029980;
28 Double_t AliL3Track::pi=3.14159265358979323846;
29
30 AliL3Track::AliL3Track()
31 {
32   //Constructor
33
34   fNHits = 0;
35   fMCid = -1;
36   fKappa=0;
37   fRadius=0;
38   fCenterX=0;
39   fCenterY=0;
40   ComesFromMainVertex(false);
41   fQ = 0;
42   fPhi0=0;
43   fPsi=0;
44   fR0=0;
45   fTanl=0;
46   fZ0=0;
47   fPt=0;
48   fLength=0;
49   fIsLocal=true;
50   fRowRange[0]=0;
51   fRowRange[1]=0;
52   memset(fHitNumbers,0,176*sizeof(UInt_t));
53 }
54
55 void AliL3Track::Set(AliL3Track *tpt){
56   
57   SetRowRange(tpt->GetFirstRow(),tpt->GetLastRow());
58   SetPhi0(tpt->GetPhi0());
59   SetKappa(tpt->GetKappa());
60   SetNHits(tpt->GetNHits());
61   SetFirstPoint(tpt->GetFirstPointX(),tpt->GetFirstPointY(),tpt->GetFirstPointZ());
62   SetLastPoint(tpt->GetLastPointX(),tpt->GetLastPointY(),tpt->GetLastPointZ());
63   SetPt(tpt->GetPt());
64   SetPsi(tpt->GetPsi());
65   SetTgl(tpt->GetTgl());
66   SetCharge(tpt->GetCharge());
67   SetHits(tpt->GetNHits(),(UInt_t *)tpt->GetHitNumbers());
68
69 }
70
71 Int_t AliL3Track::Compare(const AliL3Track *track) const
72 {
73   if(track->GetNHits() < GetNHits()) return 1;
74   if(track->GetNHits() > GetNHits()) return -1;
75   return 0;
76 }
77
78 AliL3Track::~AliL3Track()
79 {
80   //Nothing to do
81 }
82
83 Double_t AliL3Track::GetP() const
84 {
85   // Returns total momentum.  
86   return fabs(GetPt())*sqrt(1. + GetTgl()*GetTgl());
87
88 }
89
90 Double_t AliL3Track::GetPseudoRapidity() const
91 {
92   return 0.5 * log((GetP() + GetPz()) / (GetP() - GetPz()));
93 }
94 /*
95 Double_t AliL3Track::GetEta() const
96 {
97   return GetPseudoRapidity();
98 }
99 */
100 Double_t AliL3Track::GetRapidity() const
101 {
102   Double_t m_pi = 0.13957;
103   return 0.5 * log((m_pi + GetPz()) / (m_pi - GetPz()));
104 }
105
106 void AliL3Track::Rotate(Int_t slice,Bool_t tolocal)
107 {
108   //Rotate track to global parameters
109   //If flag tolocal is set, the track is rotated
110   //to local coordinates.
111
112   
113   Float_t psi[1] = {GetPsi()};
114   if(!tolocal)
115     AliL3Transform::Local2GlobalAngle(psi,slice);
116   else
117     AliL3Transform::Global2LocalAngle(psi,slice);
118   SetPsi(psi[0]);
119   Float_t first[3];
120   first[0] = GetFirstPointX();
121   first[1] = GetFirstPointY();
122   first[2] = GetFirstPointZ();
123   if(!tolocal)
124     AliL3Transform::Local2Global(first,slice);
125   else
126     AliL3Transform::Global2Local(first,slice,kTRUE);
127   
128   SetFirstPoint(first[0],first[1],first[2]);
129   Float_t last[3];
130   last[0] = GetLastPointX();
131   last[1] = GetLastPointY();
132   last[2] = GetLastPointZ();
133   if(!tolocal)
134     AliL3Transform::Local2Global(last,slice);
135   else
136     AliL3Transform::Global2Local(last,slice,kTRUE);
137   SetLastPoint(last[0],last[1],last[2]);
138   
139   Float_t center[3] = {GetCenterX(),GetCenterY(),0};
140   if(!tolocal)
141     AliL3Transform::Local2Global(center,slice);
142   else
143     AliL3Transform::Global2Local(center,slice,kTRUE);
144   SetCenterX(center[0]);
145   SetCenterY(center[1]);
146   
147   if(!tolocal)
148     fIsLocal=kFALSE;
149   else
150     fIsLocal=kTRUE;
151 }
152
153 void AliL3Track::CalculateHelix(){
154   //Calculate Radius, CenterX and Centery from Psi, X0, Y0
155   //
156   
157   fRadius = fPt / (BFACT*AliL3Transform::GetBField());
158   if(fRadius) fKappa = -fQ*1./fRadius;
159   else fRadius = 999999;  //just zero
160   Double_t trackPhi0 = fPsi + fQ *0.5 * pi;
161
162   fCenterX = fFirstPoint[0] - fRadius *  cos(trackPhi0);
163   fCenterY = fFirstPoint[1] - fRadius *  sin(trackPhi0);
164 }
165
166 Double_t AliL3Track::GetCrossingAngle(Int_t padrow) 
167 {
168   //Calculate the crossing angle between track and given padrow.
169   
170   if(!IsLocal())
171     {
172       printf("Track is not given in local coordinates\n");
173       return 0;
174     }
175   
176   Float_t xyz[3];
177   if(!GetCrossingPoint(padrow,xyz))
178     printf("AliL3HoughTrack::GetCrossingPoint : Track does not cross line!!\n");
179   
180   //Take the dot product of the tangent vector of the track, and
181   //vector perpendicular to the padrow.
182   
183   Double_t tangent[2];
184   tangent[1] = (xyz[0] - GetCenterX())/GetRadius();
185   tangent[0] = -1.*(xyz[1] - GetCenterY())/GetRadius();
186
187   Double_t perp_padrow[2] = {1,0}; //locally in slice
188
189   Double_t cos_beta = fabs(tangent[0]*perp_padrow[0] + tangent[1]*perp_padrow[1]);
190   return acos(cos_beta);
191   
192 }
193
194 Bool_t AliL3Track::GetCrossingPoint(Int_t padrow,Float_t *xyz) 
195 {
196   //Assumes the track is given in local coordinates
197
198   if(!IsLocal())
199     {
200       printf("GetCrossingPoint: Track is given on global coordinates\n");
201       return false;
202     }
203   
204   Double_t xHit = AliL3Transform::Row2X(padrow);
205
206   xyz[0] = xHit;
207   Double_t aa = (xHit - GetCenterX())*(xHit - GetCenterX());
208   Double_t r2 = GetRadius()*GetRadius();
209   if(aa > r2)
210     return false;
211
212   Double_t aa2 = sqrt(r2 - aa);
213   Double_t y1 = GetCenterY() + aa2;
214   Double_t y2 = GetCenterY() - aa2;
215   xyz[1] = y1;
216   if(fabs(y2) < fabs(y1)) xyz[1] = y2;
217   
218   Double_t yHit = xyz[1];
219   Double_t angle1 = atan2((yHit - GetCenterY()),(xHit - GetCenterX()));
220   if(angle1 < 0) angle1 += 2.*AliL3Transform::Pi();
221   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY() - GetCenterY()),(GetFirstPointX() - GetCenterX()));
222   if(angle2 < 0) angle2 += 2.*AliL3Transform::Pi();
223   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
224   diff_angle = fmod(diff_angle,2*AliL3Transform::Pi());
225   if((GetCharge()*diff_angle) > 0) diff_angle = diff_angle - GetCharge()*2.*AliL3Transform::Pi();
226   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
227   Double_t zHit = GetFirstPointZ() + s_tot*GetTgl();
228   xyz[2] = zHit;
229   
230   return true;
231 }
232
233
234 Bool_t AliL3Track::CalculateReferencePoint(Double_t angle,Double_t radius){
235   // Global coordinate: crossing point with y = ax+ b; a=tan(angle-AliL3Transform::Pi()/2);
236   //
237   const Double_t rr=radius;//132; //position of referece plane
238   const Double_t xr = cos(angle) *rr;
239   const Double_t yr = sin(angle) *rr;
240   
241   Double_t a = tan(angle-pi/2);
242   Double_t b = yr - a * xr;
243
244   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY-a*b)/(1+pow(a,2));
245   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-2*fCenterY*b+pow(b,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
246
247   Double_t racine = pp*pp-qq;
248   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);      //no Point
249
250   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
251   Double_t x0 = pp+rootRacine;
252   Double_t x1 = pp-rootRacine;
253   Double_t y0 = a*x0 + b;
254   Double_t y1 = a*x1 + b;
255
256   Double_t diff0 = sqrt(pow(x0-xr,2)+pow(y0-yr,2));
257   Double_t diff1 = sqrt(pow(x1-xr,2)+pow(y1-yr,2));
258  
259   if(diff0<diff1){
260     fPoint[0]=x0;
261     fPoint[1]=y0;
262   }
263   else{
264     fPoint[0]=x1;
265     fPoint[1]=y1;
266   }
267
268   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
269   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
270   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
271     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
272     else                    pointPhi0 += 2*pi;
273   }
274   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
275   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
276
277   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
278   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
279   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
280
281   return IsPoint(kTRUE);
282 }
283
284 Bool_t AliL3Track::CalculateEdgePoint(Double_t angle){
285   // Global coordinate: crossing point with y = ax; a=tan(angle);
286   //
287   Double_t rmin=80;  //min Radius of TPC
288   Double_t rmax=260; //max Radius of TPC
289
290   Double_t a = tan(angle);
291   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY)/(1+pow(a,2));
292   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
293   Double_t racine = pp*pp-qq;
294   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);     //no Point
295   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
296   Double_t x0 = pp+rootRacine;
297   Double_t x1 = pp-rootRacine;
298   Double_t y0 = a*x0;
299   Double_t y1 = a*x1;
300
301   Double_t r0 = sqrt(pow(x0,2)+pow(y0,2));
302   Double_t r1 = sqrt(pow(x1,2)+pow(y1,2)); 
303   //find the right crossing point:
304   //inside the TPC modules
305   Bool_t ok0 = kFALSE;
306   Bool_t ok1 = kFALSE;
307
308   if(r0>rmin&&r0<rmax){
309     Double_t da=atan2(y0,x0);
310     if(da<0) da+=2*pi;
311     if(fabs(da-angle)<0.5)
312       ok0 = kTRUE;
313   }
314   if(r1>rmin&&r1<rmax){
315     Double_t da=atan2(y1,x1);
316     if(da<0) da+=2*pi;
317     if(fabs(da-angle)<0.5)
318       ok1 = kTRUE;
319   }
320   if(!(ok0||ok1)) return IsPoint(kFALSE);   //no Point
321   
322   if(ok0&&ok1){
323     Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x0,2)+pow(fFirstPoint[1]-y0,2));
324     Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x1,2)+pow(fFirstPoint[1]-y1,2));
325     if(diff0<diff1) ok1 = kFALSE; //use ok0
326     else ok0 = kFALSE;            //use ok1
327   }
328   if(ok0){fPoint[0]=x0; fPoint[1]=y0;}
329   else   {fPoint[0]=x1; fPoint[1]=y1;}
330
331   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
332   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
333   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
334     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
335     else                    pointPhi0 += 2*pi;
336   }
337   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
338   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
339
340   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
341   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
342   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
343
344   return IsPoint(kTRUE);
345 }
346
347 Bool_t AliL3Track::CalculatePoint(Double_t xplane){
348   // Local coordinate: crossing point with x plane
349   //
350   Double_t racine = pow(fRadius,2)-pow(xplane-fCenterX,2);
351   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);
352   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
353
354   Double_t y0 = fCenterY + rootRacine;
355   Double_t y1 = fCenterY - rootRacine;
356   //Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y0));
357   //Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y1));
358   Double_t diff0 = fabs(y0-fFirstPoint[1]);
359   Double_t diff1 = fabs(y1-fFirstPoint[1]);
360
361   fPoint[0]=xplane;
362   if(diff0<diff1) fPoint[1]=y0;
363   else            fPoint[1]=y1;
364
365   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
366   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
367   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
368     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
369     else                    pointPhi0 += 2*pi;
370   }
371   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;  
372   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
373
374   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
375   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
376   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
377
378   return IsPoint(kTRUE);
379 }
380
381 void AliL3Track::GetClosestPoint(AliL3Vertex *vertex,Double_t &closest_x,Double_t &closest_y,Double_t &closest_z)
382 {
383   //Calculate the point of closest approach to the vertex
384   
385   
386   Double_t xc = GetCenterX() - vertex->GetX();//Shift the center of curvature with respect to the vertex
387   Double_t yc = GetCenterY() - vertex->GetY();
388   
389   Double_t dist_x1 = xc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
390   Double_t dist_y1 = yc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
391   Double_t distance1 = sqrt(dist_x1*dist_x1 + dist_y1*dist_y1);
392   
393   Double_t dist_x2 = xc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
394   Double_t dist_y2 = yc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
395   Double_t distance2 = sqrt(dist_x2*dist_x2 + dist_y2*dist_y2);
396   
397   //Choose the closest:
398   if(distance1 < distance2)
399     {
400       closest_x = dist_x1 + vertex->GetX();
401       closest_y = dist_y1 + vertex->GetY();
402     }
403   else
404     {
405       closest_x = dist_x2 + vertex->GetX();
406       closest_y = dist_y2 + vertex->GetY();
407     }
408   
409   //Get the z coordinate:
410   Double_t angle1 = atan2((closest_y-GetCenterY()),(closest_x-GetCenterX()));
411   if(angle1 < 0) angle1 = angle1 + 2*AliL3Transform::Pi();
412  
413   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY()-GetCenterY()),(GetFirstPointX()-GetCenterX()));
414   if(angle2 < 0) angle2 = angle2 + 2*AliL3Transform::Pi();
415   
416   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
417   diff_angle = fmod(diff_angle,2*AliL3Transform::Pi());
418   
419   if((GetCharge()*diff_angle) < 0) diff_angle = diff_angle + GetCharge()*2*AliL3Transform::Pi();
420   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
421   
422   closest_z = GetFirstPointZ() - s_tot*GetTgl();
423 }