ITS/AliITSVertexerCosmics.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2007, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 #include <TClonesArray.h>
  17 #include "AliLog.h"
  18 #include "AliESDVertex.h"
  19 #include "AliRunLoader.h"
  20 #include "AliITSLoader.h"
  21 #include "AliITSgeomTGeo.h"
  22 #include "AliITSRecPoint.h"
  23 #include "AliITSReconstructor.h"
  24 #include "AliITSVertexerCosmics.h"
  25 #include "AliStrLine.h"
  26
  27 //------------------------------------------------------------------------
  28 // This class implements a method to construct a "fake" primary
  29 // vertex for cosmic events in which the muon crosses one of 5 inner
  30 // ITS layers. A fake primary vertex is needed for the reconstruction,
  31 // with e.g. AliITStrackerSA, of the two tracks produced by the muon
  32 // in the ITS.
  33 //   We build pairs of clusters on a given layer and define the fake vertex as
  34 // the mid-point of the straight line joining the two clusters.
  35 //   We use the innermost layer that has at least two clusters.
  36 //   We reject the background by requiring at least one cluster on the outer
  37 // layer, closer than fMaxDistOnOuterLayer to the tracklet prolongation.
  38 //   We can reject (potentially pathological) events with the muon track
  39 // tangential to the layer by the requiring the radial position of
  40 // the vertex to be smaller than fMaxVtxRadius.
  41 //   Due to background clusters, more than one vertex per event can
  42 // be found. We consider the first found.
  43 //   The errors on x,y,z of the vertex are calculated as errors on the mean
  44 // of clusters coordinates. Non-diag elements of vertex cov. mat. are set to 0.
  45 //   The number of contributors set in the AliESDVertex object is the
  46 // number of the layer on which the tracklet was built; if this number is -1,
  47 // the procedure could not find a vertex position and by default
  48 // the vertex coordinates are set to (0,0,0) with large errors (100,100,100)
  49 //
  50 // Origin: A.Dainese, andrea.dainese@lnl.infn.it
  51 //-------------------------------------------------------------------------
  52
  53 ClassImp(AliITSVertexerCosmics)
  54
  55 //-------------------------------------------------------------------------
  56 AliITSVertexerCosmics::AliITSVertexerCosmics():AliITSVertexer(),
  57 fMaxDistOnOuterLayer(0),
  58 fMinDist2Vtxs(0)
  59 {
  60   // Default constructor
  61   SetFirstLastModules(0,0,79);
  62   SetFirstLastModules(1,80,239);
  63   SetFirstLastModules(2,240,323);
  64   SetFirstLastModules(3,324,499);
  65   SetFirstLastModules(4,500,1247);
  66   SetFirstLastModules(5,1248,2197);
  67   /*
  68   SetMaxVtxRadius(0,3.5);
  69   SetMaxVtxRadius(1,6.5);
  70   SetMaxVtxRadius(2,14.5);
  71   SetMaxVtxRadius(3,23.5);
  72   SetMaxVtxRadius(4,37.5);
  73   SetMaxVtxRadius(5,42.5);
  74   */
  75   SetMaxVtxRadius(0,5.5);
  76   SetMaxVtxRadius(1,8.5);
  77   SetMaxVtxRadius(2,18.5);
  78   SetMaxVtxRadius(3,28.5);
  79   SetMaxVtxRadius(4,39.5);
  80   SetMaxVtxRadius(5,48.5);
  81
  82   SetMaxDistOnOuterLayer();
  83   SetMinDist2Vtxs();
  84 }
  85 //--------------------------------------------------------------------------
  86 AliESDVertex* AliITSVertexerCosmics::FindVertexForCurrentEvent(Int_t evnumber)
  87 {
  88   // Defines the AliESDVertex for the current event
  89
  90   fCurrentVertex = 0;
  91   AliRunLoader *rl =AliRunLoader::GetRunLoader();
  92   AliITSLoader* itsLoader = (AliITSLoader*)rl->GetLoader("ITSLoader");
  93   itsLoader->LoadRecPoints();
  94   rl->GetEvent(evnumber);
  95
  96   TTree *rpTree = itsLoader->TreeR();
  97
  98   TClonesArray *recpoints=new TClonesArray("AliITSRecPoint",10000);
  99   rpTree->SetBranchAddress("ITSRecPoints",&recpoints);
 100
 101   Int_t lay,lad,det;
 102
 103   Double_t pos[3]={0.,0.,0.};
 104   Double_t err[3]={100.,100.,100.};
 105   Int_t ncontributors = -1;
 106
 107   // Search for innermost layer with at least two clusters
 108   // on two different modules
 109   Int_t ilayer=0,ilayer2=0;
 110   while(ilayer<6) {
 111     if(AliITSReconstructor::GetRecoParam()->GetLayersToSkip(ilayer)) {
 112       ilayer++;
 113       continue;
 114     }
 115     Int_t nHitModules=0;
 116     for(Int_t imodule=fFirst[ilayer]; imodule<=fLast[ilayer]; imodule++) {
 117       rpTree->GetEvent(imodule);
 118       AliITSgeomTGeo::GetModuleId(imodule,lay,lad,det);
 119       lay -= 1;  // AliITSgeomTGeo gives layer from 1 to 6, we want 0 to 5
 120       if(lay!=ilayer) AliFatal("Layer mismatch!");
 121       if(recpoints->GetEntriesFast()>0) nHitModules++;
 122     }
 123     if(nHitModules>=2) break;
 124     ilayer++;
 125   }
 126
 127   ilayer2=ilayer+1;
 128   while(ilayer2<6) {
 129     if(!AliITSReconstructor::GetRecoParam()->GetLayersToSkip(ilayer2)) break;
 130     ilayer2++;
 131   }
 132
 133   // try tracklet on SPD2 and point on SPD1
 134   if(ilayer==1 && ilayer2>5 && !AliITSReconstructor::GetRecoParam()->GetLayersToSkip(0)) {ilayer=0; ilayer2=1;}
 135
 136   if(ilayer>4 || ilayer2>5) {
 137     AliWarning("Not enough clusters");
 138     delete recpoints;
 139     itsLoader->UnloadRecPoints();
 140     fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err,"cosmics");
 141     fCurrentVertex->SetTitle("cosmics fake vertex (failed)");
 142     fCurrentVertex->SetNContributors(ncontributors);
 143     return fCurrentVertex;
 144   }
 145
 146
 147   const Int_t arrSize = 1000;
 148   Float_t xclInnLay[arrSize],yclInnLay[arrSize],zclInnLay[arrSize],modclInnLay[arrSize];
 149   Float_t e2xclInnLay[arrSize],e2yclInnLay[arrSize],e2zclInnLay[arrSize];
 150   Float_t e2xclOutLay[arrSize],e2yclOutLay[arrSize],e2zclOutLay[arrSize];
 151   Int_t nclInnLayStored=0;
 152   Float_t xclOutLay[arrSize],yclOutLay[arrSize],zclOutLay[arrSize],modclOutLay[arrSize];
 153   Int_t nclOutLayStored=0;
 154   Int_t nRecPoints,nRecPointsInnLay=0;
 155
 156   Float_t gc[3],gcov[5];
 157
 158   Float_t matchOutLayValue;
 159   Float_t distxyInnLay,distxyInnLayBest=0.;
 160   Double_t p1[3],p2[3],p3[3];
 161
 162   Float_t xvtx,yvtx,zvtx,rvtx;
 163   Int_t i1InnLayBest=-1,i2InnLayBest=-1;
 164
 165
 166   // Collect clusters in the selected layer and the outer one
 167   for(Int_t imodule=fFirst[ilayer]; imodule<=fLast[ilayer2]; imodule++) {
 168     rpTree->GetEvent(imodule);
 169     AliITSgeomTGeo::GetModuleId(imodule,lay,lad,det);
 170     lay -= 1; // AliITSgeomTGeo gives layer from 1 to 6, we want 0 to 5
 171     nRecPoints=recpoints->GetEntriesFast();
 172     if(imodule<=fLast[ilayer]) nRecPointsInnLay += nRecPoints;
 173     //printf("cosmics: module %d clusters %d\n",imodule,nRecPoints);
 174     for(Int_t irp=0; irp<nRecPoints; irp++) {
 175       AliITSRecPoint *rp=(AliITSRecPoint*)recpoints->UncheckedAt(irp);
 176       // Local coordinates of this recpoint
 177       rp->GetGlobalXYZ(gc);
 178       if(lay==ilayer) { // store InnLay clusters
 179         xclInnLay[nclInnLayStored]=gc[0];
 180         yclInnLay[nclInnLayStored]=gc[1];
 181         zclInnLay[nclInnLayStored]=gc[2];
 182         rp->GetGlobalCov(gcov);
 183         e2xclInnLay[nclInnLayStored]=gcov[0];
 184         e2yclInnLay[nclInnLayStored]=gcov[3];
 185         e2zclInnLay[nclInnLayStored]=gcov[5];
 186         modclInnLay[nclInnLayStored]=imodule;
 187         nclInnLayStored++;
 188       }
 189       if(lay==ilayer2) { // store OutLay clusters
 190         xclOutLay[nclOutLayStored]=gc[0];
 191         yclOutLay[nclOutLayStored]=gc[1];
 192         zclOutLay[nclOutLayStored]=gc[2];
 193         rp->GetGlobalCov(gcov);
 194         e2xclOutLay[nclOutLayStored]=gcov[0];
 195         e2yclOutLay[nclOutLayStored]=gcov[3];
 196         e2zclOutLay[nclOutLayStored]=gcov[5];
 197         modclOutLay[nclOutLayStored]=imodule;
 198         nclOutLayStored++;
 199       }
 200       if(nclInnLayStored>arrSize || nclOutLayStored>arrSize) {
 201         //AliFatal("More than arrSize clusters per layer");
 202         AliWarning("Too many clusters per layer");
 203         delete recpoints;
 204         itsLoader->UnloadRecPoints();
 205         fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err,"cosmics");
 206         fCurrentVertex->SetTitle("cosmics fake vertex (failed)");
 207         fCurrentVertex->SetNContributors(ncontributors);
 208         return fCurrentVertex;
 209       }
 210     }// end clusters in a module
 211   }// end modules
 212
 213
 214   Int_t i1InnLay,i2InnLay,iOutLay;
 215
 216   // build fake vertices
 217   printf("Building tracklets on layer %d\n",ilayer);
 218
 219   // InnLay - first cluster
 220   for(i1InnLay=0; i1InnLay<nclInnLayStored; i1InnLay++) {
 221     p1[0]=xclInnLay[i1InnLay];
 222     p1[1]=yclInnLay[i1InnLay];
 223     p1[2]=zclInnLay[i1InnLay];
 224     // InnLay - second cluster
 225     for(i2InnLay=i1InnLay+1; i2InnLay<nclInnLayStored; i2InnLay++) {
 226       if(modclInnLay[i1InnLay]==modclInnLay[i2InnLay]) continue;
 227       p2[0]=xclInnLay[i2InnLay];
 228       p2[1]=yclInnLay[i2InnLay];
 229       p2[2]=zclInnLay[i2InnLay];
 230       // look for point on OutLay
 231       AliStrLine innLayline(p1,p2,kTRUE);
 232       for(iOutLay=0; iOutLay<nclOutLayStored; iOutLay++) {
 233         p3[0]=xclOutLay[iOutLay];
 234         p3[1]=yclOutLay[iOutLay];
 235         p3[2]=zclOutLay[iOutLay];
 236         //printf("(%f,%f) (%f,%f)     (%f,%f) %f\n",p1[0],p1[1],p2[0],p2[1],p3[0],p3[1],innLayline.GetDistFromPoint(p3));
 237         matchOutLayValue=innLayline.GetDistFromPoint(p3);
 238         distxyInnLay = (p1[0]-p2[0])*(p1[0]-p2[0])+(p1[1]-p2[1])*(p1[1]-p2[1]);
 239         if(matchOutLayValue<fMaxDistOnOuterLayer &&
 240            distxyInnLay>distxyInnLayBest) {
 241           //printf("found\n");
 242           distxyInnLayBest=distxyInnLay;
 243           i1InnLayBest=i1InnLay;
 244           i2InnLayBest=i2InnLay;
 245         }
 246       }
 247     } // InnLay - second cluster
 248   } // InnLay - first cluster
 249
 250   if(i1InnLayBest>-1 && i2InnLayBest>-1) {
 251     xvtx = 0.5*(xclInnLay[i1InnLayBest]+xclInnLay[i2InnLayBest]);
 252     yvtx = 0.5*(yclInnLay[i1InnLayBest]+yclInnLay[i2InnLayBest]);
 253     zvtx = 0.5*(zclInnLay[i1InnLayBest]+zclInnLay[i2InnLayBest]);
 254     rvtx = TMath::Sqrt(xvtx*xvtx+yvtx*yvtx);
 255     if(rvtx<fMaxVtxRadius[ilayer]) {
 256       ncontributors = ilayer;
 257       pos[0] = xvtx;
 258       pos[1] = yvtx;
 259       pos[2] = zvtx;
 260       err[0]=TMath::Sqrt(0.25*(e2xclInnLay[i1InnLayBest]+e2xclInnLay[i2InnLayBest]));
 261       err[1]=TMath::Sqrt(0.25*(e2yclInnLay[i1InnLayBest]+e2yclInnLay[i2InnLayBest]));
 262       err[2]=TMath::Sqrt(0.25*(e2zclInnLay[i1InnLayBest]+e2zclInnLay[i2InnLayBest]));
 263     }
 264
 265   } else { // give it a try exchanging InnLay and OutLay
 266
 267     // OutLay - first cluster
 268     for(i1InnLay=0; i1InnLay<nclOutLayStored; i1InnLay++) {
 269       p1[0]=xclOutLay[i1InnLay];
 270       p1[1]=yclOutLay[i1InnLay];
 271       p1[2]=zclOutLay[i1InnLay];
 272       // OutLay - second cluster
 273       for(i2InnLay=i1InnLay+1; i2InnLay<nclOutLayStored; i2InnLay++) {
 274         if(modclOutLay[i1InnLay]==modclOutLay[i2InnLay]) continue;
 275         p2[0]=xclOutLay[i2InnLay];
 276         p2[1]=yclOutLay[i2InnLay];
 277         p2[2]=zclOutLay[i2InnLay];
 278         // look for point on InnLay
 279         AliStrLine outLayline(p1,p2,kTRUE);
 280         for(iOutLay=0; iOutLay<nclInnLayStored; iOutLay++) {
 281           p3[0]=xclInnLay[iOutLay];
 282           p3[1]=yclInnLay[iOutLay];
 283           p3[2]=zclInnLay[iOutLay];
 284           //printf(" %f\n",InnLayline.GetDistFromPoint(p3));
 285           matchOutLayValue=outLayline.GetDistFromPoint(p3);
 286           distxyInnLay = (p1[0]-p2[0])*(p1[0]-p2[0])+(p1[1]-p2[1])*(p1[1]-p2[1]);
 287           if(matchOutLayValue<fMaxDistOnOuterLayer &&
 288              distxyInnLay>distxyInnLayBest) {
 289             distxyInnLayBest=distxyInnLay;
 290             i1InnLayBest=i1InnLay;
 291             i2InnLayBest=i2InnLay;
 292           }
 293         }
 294       } // OutLay - second cluster
 295     } // OutLay - first cluster
 296
 297     if(i1InnLayBest>-1 && i2InnLayBest>-1) {
 298       xvtx = 0.5*(xclOutLay[i1InnLayBest]+xclOutLay[i2InnLayBest]);
 299       yvtx = 0.5*(yclOutLay[i1InnLayBest]+yclOutLay[i2InnLayBest]);
 300       zvtx = 0.5*(zclOutLay[i1InnLayBest]+zclOutLay[i2InnLayBest]);
 301       rvtx = TMath::Sqrt(xvtx*xvtx+yvtx*yvtx);
 302       if(rvtx<fMaxVtxRadius[ilayer]) {
 303         ncontributors = ilayer2;
 304         pos[0] = xvtx;
 305         pos[1] = yvtx;
 306         pos[2] = zvtx;
 307         err[0]=TMath::Sqrt(0.25*(e2xclOutLay[i1InnLayBest]+e2xclOutLay[i2InnLayBest]));
 308         err[1]=TMath::Sqrt(0.25*(e2yclOutLay[i1InnLayBest]+e2yclOutLay[i2InnLayBest]));
 309         err[2]=TMath::Sqrt(0.25*(e2zclOutLay[i1InnLayBest]+e2zclOutLay[i2InnLayBest]));
 310       }
 311     }
 312   } // give it a try exchanging InnLay and OutLay
 313
 314   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err,"cosmics");
 315   fCurrentVertex->SetTitle("cosmics fake vertex");
 316   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontributors);
 317   //fCurrentVertex->Print();
 318
 319   delete recpoints;
 320   itsLoader->UnloadRecPoints();
 321
 322   return fCurrentVertex;
 323 }
 324 //-------------------------------------------------------------------------
 325 void AliITSVertexerCosmics::FindVertices()
 326 {
 327   // computes the vertices of the events in the range FirstEvent - LastEvent
 328   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 329   AliITSLoader* itsLoader =  (AliITSLoader*) rl->GetLoader("ITSLoader");
 330   itsLoader->ReloadRecPoints();
 331   for(Int_t i=fFirstEvent;i<=fLastEvent;i++){
 332     //  printf("Processing event %d\n",i);
 333     rl->GetEvent(i);
 334     FindVertexForCurrentEvent(i);
 335     if(fCurrentVertex){
 336       WriteCurrentVertex();
 337     }
 338   }
 339 }
 340 //-------------------------------------------------------------------------
 341 void AliITSVertexerCosmics::PrintStatus() const
 342 {
 343   // Print current status
 344   printf("=======================================================\n");
 345   printf(" fMaxDistOnOuterLayer: %f\n",fMaxDistOnOuterLayer);
 346   printf(" fMaxVtxRadius[0]:  %f\n",fMaxVtxRadius[0]);
 347   printf(" fMinDist2Vtxs:  %f\n",fMinDist2Vtxs);
 348   printf("=======================================================\n");
 349 }
 350 //-------------------------------------------------------------------------