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