Minor changes
[u/mrichter/AliRoot.git] / HLT / src / AliL3Track.cxx
1 //Author:        Anders Strand Vestbo 
2 //Author:        Uli Frankenfeld
3 //Last Modified: 06.03.2001
4
5 //____________________________________
6 // AliL3Track
7 //
8 // Base track class for L3
9
10 //Changes:
11
12 //14.03.01: Moved fHitNumbers from protected to private.-ASV
13 //          Set memory to zero in ctor.
14 //          Moved fNHits 2 private. Protected data members not a good idea after all.
15 //19.03.01: Made the method void Set(AliL3Track) virtual.
16
17 #include "AliL3RootTypes.h"
18
19 #include "AliL3Defs.h"
20 #include "AliL3Logging.h"
21 #include "AliL3Track.h"
22 #include "AliL3Transform.h"
23 #include <math.h>
24
25
26 ClassImp(AliL3Track)
27
28 Float_t AliL3Track::BFACT = 0.0029980;
29 Float_t AliL3Track::bField = 0.2;
30 Double_t AliL3Track::pi=3.14159265358979323846;
31
32 AliL3Track::AliL3Track()
33 {
34   //Constructor
35
36   fNHits = 0;
37   fMCid = -1;
38   fKappa=0;
39   fRadius=0;
40   fCenterX=0;
41   fCenterY=0;
42   ComesFromMainVertex(false);
43   fQ = 0;
44   fPhi0=0;
45   fPsi=0;
46   fR0=0;
47   fTanl=0;
48   fZ0=0;
49   fPt=0;
50   fLength=0;
51   fIsLocal=true;
52   fRowRange[0]=0;
53   fRowRange[1]=0;
54   memset(fHitNumbers,0,174*sizeof(UInt_t));
55 }
56
57 void AliL3Track::Set(AliL3Track *tpt){
58   
59   SetRowRange(tpt->GetFirstRow(),tpt->GetLastRow());
60   SetPhi0(tpt->GetPhi0());
61   SetKappa(tpt->GetKappa());
62   SetNHits(tpt->GetNHits());
63   SetFirstPoint(tpt->GetFirstPointX(),tpt->GetFirstPointY(),tpt->GetFirstPointZ());
64   SetLastPoint(tpt->GetLastPointX(),tpt->GetLastPointY(),tpt->GetLastPointZ());
65   SetPt(tpt->GetPt());
66   SetPsi(tpt->GetPsi());
67   SetTgl(tpt->GetTgl());
68   SetCharge(tpt->GetCharge());
69   SetHits(tpt->GetNHits(),(UInt_t *)tpt->GetHitNumbers());
70
71 }
72
73
74 AliL3Track::~AliL3Track()
75 {
76
77 }
78
79 Double_t AliL3Track::GetP() const
80 {
81   // Returns total momentum.
82   
83   return fabs(GetPt())*sqrt(1. + GetTgl()*GetTgl());
84
85 }
86
87 Double_t AliL3Track::GetPseudoRapidity() const
88 {
89   return 0.5 * log((GetP() + GetPz()) / (GetP() - GetPz()));
90 }
91
92 Double_t AliL3Track::GetEta() const
93 {
94   return GetPseudoRapidity();
95 }
96
97 Double_t AliL3Track::GetRapidity() const
98 {
99   Double_t m_pi = 0.13957;
100   return 0.5 * log((m_pi + GetPz()) / (m_pi - GetPz()));
101 }
102
103 void AliL3Track::Rotate(Int_t slice)
104 {
105
106   //Rotate track to global parameters
107
108   AliL3Transform *transform = new AliL3Transform();
109   
110   Float_t psi[1] = {GetPsi()};
111   transform->Local2GlobalAngle(psi,slice);
112   SetPsi(psi[0]);
113   Float_t first[3];
114   first[0] = GetFirstPointX();
115   first[1] = GetFirstPointY();
116   first[2] = GetFirstPointZ();
117   transform->Local2Global(first,slice);
118   SetFirstPoint(first[0],first[1],first[2]);
119   Float_t last[3];
120   last[0] = GetLastPointX();
121   last[1] = GetLastPointY();
122   last[2] = GetLastPointZ();
123   transform->Local2Global(last,slice);
124   SetLastPoint(last[0],last[1],last[2]);
125
126   fIsLocal=false;
127   delete transform;
128 }
129
130 void AliL3Track::CalculateHelix(){
131   //Calculate Radius, CenterX and Centery from Psi, X0, Y0
132   //
133   
134   fRadius = fPt / (BFACT*bField);
135   if(fRadius) fKappa = 1./fRadius;
136   else fRadius = 999999;  //just zero
137   Double_t trackPhi0 = fPsi + fQ *0.5 * pi;
138
139   fCenterX = fFirstPoint[0] - fRadius *  cos(trackPhi0);
140   fCenterY = fFirstPoint[1] - fRadius *  sin(trackPhi0);
141 }
142
143 Double_t AliL3Track::GetCrossingAngle(Int_t padrow)
144 {
145   //Calculate the crossing angle between track and given padrow.
146
147   if(!IsLocal())
148     {
149       printf("Track is not given in local coordinates\n");
150       return 0;
151     }
152
153   Float_t xyz[3];
154   if(!GetCrossingPoint(padrow,xyz))
155     printf("AliL3HoughTrack::GetCrossingPoint : Track does not cross line!!\n");
156   
157   //Take the dot product of the tangent vector of the track, and
158   //vector perpendicular to the padrow.
159   
160   Double_t tangent[2];
161   tangent[1] = (xyz[0] - GetCenterX())/GetRadius();
162   tangent[0] = -1.*(xyz[1] - GetCenterY())/GetRadius();
163
164   Double_t perp_padrow[2] = {1,0}; //locally in slice
165
166   Double_t cos_beta = fabs(tangent[0]*perp_padrow[0] + tangent[1]*perp_padrow[1]);
167   return acos(cos_beta);
168   
169 }
170
171 Bool_t AliL3Track::GetCrossingPoint(Int_t padrow,Float_t *xyz)
172 {
173   //Assumes the track is given in local coordinates
174
175   AliL3Transform *transform = new AliL3Transform();
176   if(!IsLocal())
177     {
178       printf("GetCrossingPoint: Track is given on global coordinates\n");
179       return false;
180     }
181   
182   Double_t xHit = transform->Row2X(padrow);
183
184   xyz[0] = xHit;
185   Double_t aa = (xHit - GetCenterX())*(xHit - GetCenterX());
186   Double_t r2 = GetRadius()*GetRadius();
187   if(aa > r2)
188     return false;
189
190   Double_t aa2 = sqrt(r2 - aa);
191   Double_t y1 = GetCenterY() + aa2;
192   Double_t y2 = GetCenterY() - aa2;
193   xyz[1] = y1;
194   if(fabs(y2) < fabs(y1)) xyz[1] = y2;
195   
196   Double_t yHit = xyz[1];
197   Double_t angle1 = atan2((yHit - GetCenterY()),(xHit - GetCenterX()));
198   if(angle1 < 0) angle1 += 2.*Pi;
199   Double_t angle2 = atan2((GetFirstPointY() - GetCenterY()),(GetFirstPointX() - GetCenterX()));
200   if(angle2 < 0) angle2 += 2.*Pi;
201   Double_t diff_angle = angle1 - angle2;
202   diff_angle = fmod(diff_angle,2*Pi);
203   if((GetCharge()*diff_angle) > 0) diff_angle = diff_angle - GetCharge()*2.*Pi;
204   Double_t s_tot = fabs(diff_angle)*GetRadius();
205   Double_t zHit = GetFirstPointZ() + s_tot*GetTgl();
206   xyz[2] = zHit;
207   
208   delete transform;
209   return true;
210 }
211
212
213 Bool_t AliL3Track::CalculateReferencePoint(Double_t angle){
214   // Global coordinate: crossing point with y = ax+ b; a=tan(angle-Pi/2);
215   //
216   const Double_t rr=132; //position of referece plane
217   const Double_t xr = cos(angle) *rr;
218   const Double_t yr = sin(angle) *rr;
219     
220   Double_t a = tan(angle-pi/2);
221   Double_t b = yr - a * xr;
222
223   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY-a*b)/(1+pow(a,2));
224   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-2*fCenterY*b+pow(b,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
225
226   Double_t racine = pp*pp-qq;
227   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);      //no Point
228
229   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
230   Double_t x0 = pp+rootRacine;
231   Double_t x1 = pp-rootRacine;
232   Double_t y0 = a*x0 + b;
233   Double_t y1 = a*x1 + b;
234
235   Double_t diff0 = sqrt(pow(x0-xr,2)+pow(y0-yr,2));
236   Double_t diff1 = sqrt(pow(x1-xr,2)+pow(y1-yr,2));
237  
238   if(diff0<diff1){
239     fPoint[0]=x0;
240     fPoint[1]=y0;
241   }
242   else{
243     fPoint[0]=x1;
244     fPoint[1]=y1;
245   }
246
247   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
248   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
249   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
250     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
251     else                    pointPhi0 += 2*pi;
252   }
253   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
254   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
255
256   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
257   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
258   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
259
260   return IsPoint(kTRUE);
261 }
262
263 Bool_t AliL3Track::CalculateEdgePoint(Double_t angle){
264   // Global coordinate: crossing point with y = ax; a=tan(angle);
265   //
266   Double_t rmin=80;  //min Radius of TPC
267   Double_t rmax=260; //max Radius of TPC
268
269   Double_t a = tan(angle);
270   Double_t pp=(fCenterX+a*fCenterY)/(1+pow(a,2));
271   Double_t qq=(pow(fCenterX,2)+pow(fCenterY,2)-pow(fRadius,2))/(1+pow(a,2));
272   Double_t racine = pp*pp-qq;
273   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);     //no Point
274   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
275   Double_t x0 = pp+rootRacine;
276   Double_t x1 = pp-rootRacine;
277   Double_t y0 = a*x0;
278   Double_t y1 = a*x1;
279
280   Double_t r0 = sqrt(pow(x0,2)+pow(y0,2));
281   Double_t r1 = sqrt(pow(x1,2)+pow(y1,2)); 
282   //find the right crossing point:
283   //inside the TPC modules
284   Bool_t ok0 = kFALSE;
285   Bool_t ok1 = kFALSE;
286
287   if(r0>rmin&&r0<rmax){
288     Double_t da=atan2(y0,x0);
289     if(da<0) da+=2*pi;
290     if(fabs(da-angle)<0.5)
291       ok0 = kTRUE;
292   }
293   if(r1>rmin&&r1<rmax){
294     Double_t da=atan2(y1,x1);
295     if(da<0) da+=2*pi;
296     if(fabs(da-angle)<0.5)
297       ok1 = kTRUE;
298   }
299   if(!(ok0||ok1)) return IsPoint(kFALSE);   //no Point
300   
301   if(ok0&&ok1){
302     Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x0,2)+pow(fFirstPoint[1]-y0,2));
303     Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-x1,2)+pow(fFirstPoint[1]-y1,2));
304     if(diff0<diff1) ok1 = kFALSE; //use ok0
305     else ok0 = kFALSE;            //use ok1
306   }
307   if(ok0){fPoint[0]=x0; fPoint[1]=y0;}
308   else   {fPoint[0]=x1; fPoint[1]=y1;}
309
310   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
311   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
312   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
313     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
314     else                    pointPhi0 += 2*pi;
315   }
316   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;
317   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
318
319   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
320   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
321   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
322
323   return IsPoint(kTRUE);
324 }
325
326 Bool_t AliL3Track::CalculatePoint(Double_t xplane){
327   // Local coordinate: crossing point with x plane
328   //
329   Double_t racine = pow(fRadius,2)-pow(xplane-fCenterX,2);
330   if(racine<0) return IsPoint(kFALSE);
331   Double_t rootRacine = sqrt(racine);
332
333   Double_t y0 = fCenterY + rootRacine;
334   Double_t y1 = fCenterY - rootRacine;
335   //Double_t diff0 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y0));
336   //Double_t diff1 = sqrt(pow(fFirstPoint[0]-xplane)+pow(fFirstPoint[1]-y1));
337   Double_t diff0 = fabs(y0-fFirstPoint[1]);
338   Double_t diff1 = fabs(y1-fFirstPoint[1]);
339
340   fPoint[0]=xplane;
341   if(diff0<diff1) fPoint[1]=y0;
342   else            fPoint[1]=y1;
343
344   Double_t pointPhi0  = atan2(fPoint[1]-fCenterY,fPoint[0]-fCenterX);
345   Double_t trackPhi0  = atan2(fFirstPoint[1]-fCenterY,fFirstPoint[0]-fCenterX);
346   if(fabs(trackPhi0-pointPhi0)>pi){
347     if(trackPhi0<pointPhi0) trackPhi0 += 2*pi;
348     else                    pointPhi0 += 2*pi;
349   }
350   Double_t stot = -fQ * (pointPhi0-trackPhi0) * fRadius ;  
351   fPoint[2]   = fFirstPoint[2] + stot * fTanl;
352
353   fPointPsi = pointPhi0 - fQ * 0.5 * pi;
354   if(fPointPsi<0.)  fPointPsi+= 2*pi;
355   fPointPsi = fmod(fPointPsi, 2*pi);
356
357   return IsPoint(kTRUE);
358 }
359