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 #include "AliL3StandardIncludes.h"
   7
   8 #include "AliL3RootTypes.h"
   9 #include "AliL3Logging.h"
  10 #include "AliL3Track.h"
  11 #include "AliL3Transform.h"
  12 #include "AliL3Vertex.h"
  13
  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,0,159*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 #ifdef do_mc
  69   SetMCid(tpt->GetMCid());
  70 #endif
  71 }
  72
  73 Int_t AliL3Track::Compare(const AliL3Track *track) const
  74 {
  75   if(track->GetNHits() < GetNHits()) return 1;
  76   if(track->GetNHits() > GetNHits()) return -1;
  77   return 0;
  78 }
  79
  80 AliL3Track::~AliL3Track()
  81 {
  82   //Nothing to do
  83 }
  84
  85 Double_t AliL3Track::GetP() const
  86 {
  87   // Returns total momentum.
  88   return fabs(GetPt())*sqrt(1. + GetTgl()*GetTgl());
  89 }
  90
  91 Double_t AliL3Track::GetPseudoRapidity() const
  92 {
  93   return 0.5 * log((GetP() + GetPz()) / (GetP() - GetPz()));
  94 }
  95
  96 /*
  97 Double_t AliL3Track::GetEta() const
  98 {
  99   return GetPseudoRapidity();
 100 }
 101 */
 102
 103 Double_t AliL3Track::GetRapidity() const
 104 {
 105   Double_t m_pi = 0.13957;
 106   return 0.5 * log((m_pi + GetPz()) / (m_pi - GetPz()));
 107 }
 108
 109 void AliL3Track::Rotate(Int_t slice,Bool_t tolocal)
 110 {
 111   //Rotate track to global parameters
 112   //If flag tolocal is set, the track is rotated
 113   //to local coordinates.
 114
 115
 116   Float_t psi[1] = {GetPsi()};
 117   if(!tolocal)
 118     AliL3Transform::Local2GlobalAngle(psi,slice);
 119   else
 120     AliL3Transform::Global2LocalAngle(psi,slice);
 121   SetPsi(psi[0]);
 122   Float_t first[3];
 123   first[0] = GetFirstPointX();
 124   first[1] = GetFirstPointY();
 125   first[2] = GetFirstPointZ();
 126   if(!tolocal)
 127     AliL3Transform::Local2Global(first,slice);
 128   else
 129     AliL3Transform::Global2Local(first,slice,kTRUE);
 130
 131   SetFirstPoint(first[0],first[1],first[2]);
 132   Float_t last[3];
 133   last[0] = GetLastPointX();
 134   last[1] = GetLastPointY();
 135   last[2] = GetLastPointZ();
 136   if(!tolocal)
 137     AliL3Transform::Local2Global(last,slice);
 138   else
 139     AliL3Transform::Global2Local(last,slice,kTRUE);
 140   SetLastPoint(last[0],last[1],last[2]);
 141
 142   Float_t center[3] = {GetCenterX(),GetCenterY(),0};
 143   if(!tolocal)
 144     AliL3Transform::Local2Global(center,slice);
 145   else
 146     AliL3Transform::Global2Local(center,slice,kTRUE);
 147   SetCenterX(center[0]);
 148   SetCenterY(center[1]);
 149
 150   if(!tolocal)
 151     fIsLocal=kFALSE;
 152   else
 153     fIsLocal=kTRUE;
 154 }
 155
 156 void AliL3Track::CalculateHelix(){
 157   //Calculate Radius, CenterX and CenterY from Psi, X0, Y0
 158   //
 159
 160   fRadius = fPt / (BFACT*AliL3Transform::GetBField());
 161   if(fRadius) fKappa = -fQ*1./fRadius;
 162   else fRadius = 999999;  //just zero
 163   Double_t trackPhi0 = fPsi + fQ *0.5 * pi;
 164
 165   fCenterX = fFirstPoint[0] - fRadius *  cos(trackPhi0);
 166   fCenterY = fFirstPoint[1] - fRadius *  sin(trackPhi0);
 167 }
 168
 169 Double_t AliL3Track::GetCrossingAngle(Int_t padrow)
 170 {
 171   //Calculate the crossing angle between track and given padrow.
 172
 173   if(!IsLocal())
 174     {
 175       printf("Track is not given in local coordinates\n");
 176       return 0;
 177     }
 178
 179   Float_t xyz[3];
 180   if(!GetCrossingPoint(padrow,xyz))
 181     printf("AliL3HoughTrack::GetCrossingPoint : Track does not cross line!!\n");
 182
 183   //Take the dot product of the tangent vector of the track, and
 184   //vector perpendicular to the padrow.
 185   //In order to do this, we need the tangent vector to the track at the
 186   //point. This is done by rotating the radius vector by 90 degrees;
 187   //rotation matrix: (  0  1 )
 188   //                 ( -1  0 )
 189
 190   Double_t tangent[2];
 191   tangent[0] = -1.*(xyz[1] - GetCenterY())/GetRadius();
 192   tangent[1] = (xyz[0] - GetCenterX())/GetRadius();
 193
 194   Double_t perp_padrow[2] = {1,0}; //locally in slice
 195
 196   Double_t cos_beta = fabs(tangent[0]*perp_padrow[0] + tangent[1]*perp_padrow[1]);
 197   if(cos_beta > 1) cos_beta=1;
 198   return acos(cos_beta);
 199 }
 200
 201 Bool_t AliL3Track::GetCrossingPoint(Int_t padrow,Float_t *xyz)
 202 {
 203   //Assumes the track is given in local coordinates
 204
 205   if(!IsLocal())
 206     {
 207       printf("GetCrossingPoint: Track is given on global coordinates\n");
 208       return false;
 209     }
 210
 211   Double_t xHit = AliL3Transform::Row2X(padrow);
 212
 213   xyz[0] = xHit;
 214   Double_t aa = (xHit - GetCenterX())*(xHit - GetCenterX());
 215   Double_t r2 = GetRadius()*GetRadius();
 216   if(aa > r2)
 217     return false;
 218
 219   Double_t aa2 = sqrt(r2 - aa);
 220   Double_t y1 = GetCenterY() + aa2;
 221   Double_t y2 = GetCenterY() - aa2;
 222   xyz[1] = y1;
 223   if(fabs(y2) < fabs(y1)) xyz[1] = y2;
 224
 225   Double_t yHit = xyz[1];
 226   Double_t angle1 = atan2((yHit - GetCenterY()),(xHit - GetCenterX()));
 227   if(angle1 < 0) angle1 += 2.*AliL3Transform::Pi();
 228   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY() - GetCenterY()),(GetFirstPointX() - GetCenterX()));
 229   if(angle2 < 0) angle2 += 2.*AliL3Transform::Pi();
 230   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
 231   diff_angle = fmod(diff_angle,2*AliL3Transform::Pi());
 232   if((GetCharge()*diff_angle) > 0) diff_angle = diff_angle - GetCharge()*2.*AliL3Transform::Pi();
 233   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
 234   Double_t zHit = GetFirstPointZ() + s_tot*GetTgl();
 235   xyz[2] = zHit;
 236
 237   return true;
 238 }
 239
 240
 241 Bool_t AliL3Track::CalculateReferencePoint(Double_t angle,Double_t radius){
 242   // Global coordinate: crossing point with y = ax+ b; a=tan(angle-AliL3Transform::Pi()/2);
 243   //
 244   const Double_t rr=radius;//132; //position of reference plane
 245   const Double_t xr = cos(angle) * rr;
 246   const Double_t yr = sin(angle) * rr;
 247
 248   Double_t a = tan(angle-pi/2);
 249   Double_t b = yr - a * xr;
 250
 251   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY-a*b)/(1+pow(a,2));
 252   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-2*fCenterY*b+pow(b,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
 253
 254   Double_t racine = pp*pp-qq;
 255   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);      //no Point
 256
 257   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 258   Double_t x0 = pp+rootRacine;
 259   Double_t x1 = pp-rootRacine;
 260   Double_t y0 = a*x0 + b;
 261   Double_t y1 = a*x1 + b;
 262
 263   Double_t diff0 = sqrt(pow(x0-xr,2)+pow(y0-yr,2));
 264   Double_t diff1 = sqrt(pow(x1-xr,2)+pow(y1-yr,2));
 265
 266   if(diff0<diff1){
 267     fPoint[0]=x0;
 268     fPoint[1]=y0;
 269   }
 270   else{
 271     fPoint[0]=x1;
 272     fPoint[1]=y1;
 273   }
 274
 275   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 276   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 277   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 278     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 279     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 280   }
 281   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 282   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 283
 284   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 285   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 286   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 287
 288   return IsPoint(kTRUE);
 289 }
 290
 291 Bool_t AliL3Track::CalculateEdgePoint(Double_t angle){
 292   // Global coordinate: crossing point with y = ax; a=tan(angle);
 293   //
 294   Double_t rmin=AliL3Transform::Row2X(AliL3Transform::GetFirstRow(-1));  //min Radius of TPC
 295   Double_t rmax=AliL3Transform::Row2X(AliL3Transform::GetLastRow(-1)); //max Radius of TPC
 296
 297   Double_t a = tan(angle);
 298   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY)/(1+pow(a,2));
 299   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
 300   Double_t racine = pp*pp-qq;
 301   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);     //no Point
 302   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 303   Double_t x0 = pp+rootRacine;
 304   Double_t x1 = pp-rootRacine;
 305   Double_t y0 = a*x0;
 306   Double_t y1 = a*x1;
 307
 308   Double_t r0 = sqrt(pow(x0,2)+pow(y0,2));
 309   Double_t r1 = sqrt(pow(x1,2)+pow(y1,2));
 310   //find the right crossing point:
 311   //inside the TPC modules
 312   Bool_t ok0 = kFALSE;
 313   Bool_t ok1 = kFALSE;
 314
 315   if(r0>rmin&&r0<rmax){
 316     Double_t da=atan2(y0,x0);
 317     if(da<0) da+=2*pi;
 318     if(fabs(da-angle)<0.5)
 319       ok0 = kTRUE;
 320   }
 321   if(r1>rmin&&r1<rmax){
 322     Double_t da=atan2(y1,x1);
 323     if(da<0) da+=2*pi;
 324     if(fabs(da-angle)<0.5)
 325       ok1 = kTRUE;
 326   }
 327   if(!(ok0||ok1)) return IsPoint(kFALSE);   //no Point
 328
 329   if(ok0&&ok1){
 330     Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x0,2)+pow(fFirstPoint[1]-y0,2));
 331     Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x1,2)+pow(fFirstPoint[1]-y1,2));
 332     if(diff0<diff1) ok1 = kFALSE; //use ok0
 333     else ok0 = kFALSE;            //use ok1
 334   }
 335   if(ok0){fPoint[0]=x0; fPoint[1]=y0;}
 336   else   {fPoint[0]=x1; fPoint[1]=y1;}
 337
 338   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 339   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 340   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 341     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 342     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 343   }
 344   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 345   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 346
 347   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 348   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 349   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 350
 351   return IsPoint(kTRUE);
 352 }
 353
 354 Bool_t AliL3Track::CalculatePoint(Double_t xplane){
 355   // Local coordinate: crossing point with x plane
 356   //
 357   Double_t racine = pow(fRadius,2)-pow(xplane-fCenterX,2);
 358   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);
 359   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
 360
 361   Double_t y0 = fCenterY + rootRacine;
 362   Double_t y1 = fCenterY - rootRacine;
 363   //Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y0));
 364   //Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y1));
 365   Double_t diff0 = fabs(y0-fFirstPoint[1]);
 366   Double_t diff1 = fabs(y1-fFirstPoint[1]);
 367
 368   fPoint[0]=xplane;
 369   if(diff0<diff1) fPoint[1]=y0;
 370   else            fPoint[1]=y1;
 371
 372   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
 373   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
 374   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
 375     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
 376     else                    pointPhi0 += 2*pi;
 377   }
 378   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
 379   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
 380
 381   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
 382   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
 383   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
 384
 385   return IsPoint(kTRUE);
 386 }
 387
 388 void AliL3Track::GetClosestPoint(AliL3Vertex *vertex,Double_t &closest_x,Double_t &closest_y,Double_t &closest_z)
 389 {
 390   //Calculate the point of closest approach to the vertex
 391
 392
 393   Double_t xc = GetCenterX() - vertex->GetX();//Shift the center of curvature with respect to the vertex
 394   Double_t yc = GetCenterY() - vertex->GetY();
 395
 396   Double_t dist_x1 = xc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 397   Double_t dist_y1 = yc*(1 + GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 398   Double_t distance1 = sqrt(dist_x1*dist_x1 + dist_y1*dist_y1);
 399
 400   Double_t dist_x2 = xc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 401   Double_t dist_y2 = yc*(1 - GetRadius()/sqrt(xc*xc + yc*yc));
 402   Double_t distance2 = sqrt(dist_x2*dist_x2 + dist_y2*dist_y2);
 403
 404   //Choose the closest:
 405   if(distance1 < distance2)
 406     {
 407       closest_x = dist_x1 + vertex->GetX();
 408       closest_y = dist_y1 + vertex->GetY();
 409     }
 410   else
 411     {
 412       closest_x = dist_x2 + vertex->GetX();
 413       closest_y = dist_y2 + vertex->GetY();
 414     }
 415
 416   //Get the z coordinate:
 417   Double_t angle1 = atan2((closest_y-GetCenterY()),(closest_x-GetCenterX()));
 418   if(angle1 < 0) angle1 = angle1 + 2*AliL3Transform::Pi();
 419
 420   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY()-GetCenterY()),(GetFirstPointX()-GetCenterX()));
 421   if(angle2 < 0) angle2 = angle2 + 2*AliL3Transform::Pi();
 422
 423   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
 424   diff_angle = fmod(diff_angle,2*AliL3Transform::Pi());
 425
 426   if((GetCharge()*diff_angle) < 0) diff_angle = diff_angle + GetCharge()*2*AliL3Transform::Pi();
 427   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
 428
 429   closest_z = GetFirstPointZ() - s_tot*GetTgl();
 430 }