ITS/AliITStrackV2.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, 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 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  17 //                Implementation of the ITS track class
  18 //
  19 //          Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  20 //     dEdx analysis by: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
  21 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  22 #include <TMath.h>
  23
  24 #include "AliCluster.h"
  25 #include "AliTracker.h"
  26 #include "AliESDtrack.h"
  27 #include "AliITStrackV2.h"
  28
  29 const Int_t AliITStrackV2::fgkWARN = 5;
  30
  31 ClassImp(AliITStrackV2)
  32
  33
  34 //____________________________________________________________________________
  35 AliITStrackV2::AliITStrackV2() : AliKalmanTrack(),
  36   fdEdx(0),
  37   fESDtrack(0)
  38 {
  39     for(Int_t i=0; i<2*kMaxLayer; i++) fIndex[i]=-1;
  40     for(Int_t i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=0;
  41 }
  42
  43
  44 //____________________________________________________________________________
  45 AliITStrackV2::AliITStrackV2(AliESDtrack& t,Bool_t c) throw (const Char_t *) :
  46   AliKalmanTrack(),
  47   fdEdx(t.GetITSsignal()),
  48   fESDtrack(&t)
  49 {
  50   //------------------------------------------------------------------
  51   // Conversion ESD track -> ITS track.
  52   // If c==kTRUE, create the ITS track out of the constrained params.
  53   //------------------------------------------------------------------
  54   const AliExternalTrackParam *par=&t;
  55   if (c) {
  56     par=t.GetConstrainedParam();
  57     if (!par) throw "AliITStrackV2: conversion failed !\n";
  58   }
  59   Set(par->GetX(),par->GetAlpha(),par->GetParameter(),par->GetCovariance());
  60
  61   //if (!Invariant()) throw "AliITStrackV2: conversion failed !\n";
  62
  63   SetLabel(t.GetLabel());
  64   SetMass(t.GetMass());
  65   SetNumberOfClusters(t.GetITSclusters(fIndex));
  66
  67   if (t.GetStatus()&AliESDtrack::kTIME) {
  68     StartTimeIntegral();
  69     Double_t times[10]; t.GetIntegratedTimes(times); SetIntegratedTimes(times);
  70     SetIntegratedLength(t.GetIntegratedLength());
  71   }
  72
  73   for(Int_t i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=0;
  74 }
  75
  76 void AliITStrackV2::UpdateESDtrack(ULong_t flags) const {
  77   fESDtrack->UpdateTrackParams(this,flags);
  78 }
  79
  80 //____________________________________________________________________________
  81 AliITStrackV2::AliITStrackV2(const AliITStrackV2& t) :
  82   AliKalmanTrack(t),
  83   fdEdx(t.fdEdx),
  84   fESDtrack(t.fESDtrack)
  85 {
  86   //------------------------------------------------------------------
  87   //Copy constructor
  88   //------------------------------------------------------------------
  89   Int_t i;
  90   for (i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=t.fdEdxSample[i];
  91   for (i=0; i<2*kMaxLayer; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
  92 }
  93
  94 //_____________________________________________________________________________
  95 Int_t AliITStrackV2::Compare(const TObject *o) const {
  96   //-----------------------------------------------------------------
  97   // This function compares tracks according to the their curvature
  98   //-----------------------------------------------------------------
  99   AliITStrackV2 *t=(AliITStrackV2*)o;
 100   //Double_t co=TMath::Abs(t->Get1Pt());
 101   //Double_t c =TMath::Abs(Get1Pt());
 102   Double_t co=t->GetSigmaY2()*t->GetSigmaZ2();
 103   Double_t c =GetSigmaY2()*GetSigmaZ2();
 104   if (c>co) return 1;
 105   else if (c<co) return -1;
 106   return 0;
 107 }
 108
 109 //____________________________________________________________________________
 110 Bool_t
 111 AliITStrackV2::PropagateToVertex(const AliESDVertex *v,Double_t d,Double_t x0)
 112 {
 113   //------------------------------------------------------------------
 114   //This function propagates a track to the minimal distance from the origin
 115   //------------------------------------------------------------------
 116   Double_t bz=GetBz();
 117   if (PropagateToDCA(v,bz,kVeryBig))
 118    if (AliExternalTrackParam::CorrectForMaterial(d,x0,GetMass())) return kTRUE;
 119   return kFALSE;
 120 }
 121
 122 //____________________________________________________________________________
 123 Bool_t AliITStrackV2::
 124 GetGlobalXYZat(Double_t xk, Double_t &x, Double_t &y, Double_t &z) const {
 125   //------------------------------------------------------------------
 126   //This function returns a track position in the global system
 127   //------------------------------------------------------------------
 128   Double_t r[3];
 129   Bool_t rc=GetXYZAt(xk, AliTracker::GetBz(), r);
 130   x=r[0]; y=r[1]; z=r[2];
 131   return rc;
 132 }
 133
 134 //_____________________________________________________________________________
 135 Double_t AliITStrackV2::GetPredictedChi2(const AliCluster *c) const {
 136   //-----------------------------------------------------------------
 137   // This function calculates a predicted chi2 increment.
 138   //-----------------------------------------------------------------
 139   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 140   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 141   return AliExternalTrackParam::GetPredictedChi2(p,cov);
 142 }
 143
 144 //____________________________________________________________________________
 145 Bool_t AliITStrackV2::PropagateTo(Double_t xk, Double_t d, Double_t x0) {
 146   //------------------------------------------------------------------
 147   //This function propagates a track
 148   //------------------------------------------------------------------
 149   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 150
 151   Double_t bz=GetBz();
 152   if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
 153  if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMaterial(d,x0,GetMass())) return kFALSE;
 154
 155   Double_t x=GetX(), y=GetY(), z=GetZ();
 156   if (IsStartedTimeIntegral() && x>oldX) {
 157     Double_t l2 = (x-oldX)*(x-oldX) + (y-oldY)*(y-oldY) + (z-oldZ)*(z-oldZ);
 158     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
 159   }
 160
 161   return kTRUE;
 162 }
 163
 164 //____________________________________________________________________________
 165 Bool_t AliITStrackV2::Update(const AliCluster* c, Double_t chi2, Int_t index)
 166 {
 167   //------------------------------------------------------------------
 168   //This function updates track parameters
 169   //------------------------------------------------------------------
 170   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 171   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 172
 173   if (!AliExternalTrackParam::Update(p,cov)) return kFALSE;
 174
 175   if (!Invariant()) {
 176      AliWarning("Wrong invariant !");
 177      return kFALSE;
 178   }
 179
 180   if (chi2<0) return kTRUE;
 181
 182   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 183   fIndex[n]=index;
 184   SetNumberOfClusters(n+1);
 185   SetChi2(GetChi2()+chi2);
 186
 187   return kTRUE;
 188 }
 189
 190 Bool_t AliITStrackV2::Invariant() const {
 191   //------------------------------------------------------------------
 192   // This function is for debugging purpose only
 193   //------------------------------------------------------------------
 194   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 195
 196   Double_t sP2=GetParameter()[2];
 197   if (TMath::Abs(sP2) >= kAlmost1){
 198      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fP2=%f\n",sP2);
 199      return kFALSE;
 200   }
 201   Double_t sC00=GetCovariance()[0];
 202   if (sC00<=0 || sC00>9.) {
 203      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC00=%f\n",sC00);
 204      return kFALSE;
 205   }
 206   Double_t sC11=GetCovariance()[2];
 207   if (sC11<=0 || sC11>9.) {
 208      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC11=%f\n",sC11);
 209      return kFALSE;
 210   }
 211   Double_t sC22=GetCovariance()[5];
 212   if (sC22<=0 || sC22>1.) {
 213      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC22=%f\n",sC22);
 214      return kFALSE;
 215   }
 216   Double_t sC33=GetCovariance()[9];
 217   if (sC33<=0 || sC33>1.) {
 218      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC33=%f\n",sC33);
 219      return kFALSE;
 220   }
 221   Double_t sC44=GetCovariance()[14];
 222   if (sC44<=0 /*|| sC44>6e-5*/) {
 223      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC44=%f\n",sC44);
 224      return kFALSE;
 225   }
 226
 227   return kTRUE;
 228 }
 229
 230 //____________________________________________________________________________
 231 Bool_t AliITStrackV2::Propagate(Double_t alp,Double_t xk) {
 232   //------------------------------------------------------------------
 233   //This function propagates a track
 234   //------------------------------------------------------------------
 235   Double_t bz=GetBz();
 236   if (!AliExternalTrackParam::Propagate(alp,xk,bz)) return kFALSE;
 237
 238   if (!Invariant()) {
 239      AliWarning("Wrong invariant !");
 240      return kFALSE;
 241   }
 242
 243   return kTRUE;
 244 }
 245
 246 Bool_t AliITStrackV2::Improve(Double_t x0,Double_t xyz[3],Double_t ers[3]) {
 247   //------------------------------------------------------------------
 248   //This function improves angular track parameters
 249   //------------------------------------------------------------------
 250   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
 251 //Double_t xv = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn; // vertex
 252   Double_t yv =-xyz[0]*sn + xyz[1]*cs; // in the
 253   Double_t zv = xyz[2];                // local frame
 254
 255   Double_t dy = Par(0) - yv, dz = Par(1) - zv;
 256   Double_t r2=GetX()*GetX() + dy*dy;
 257   Double_t p2=(1.+ GetTgl()*GetTgl())/(Get1Pt()*Get1Pt());
 258   Double_t beta2=p2/(p2 + GetMass()*GetMass());
 259   x0*=TMath::Sqrt((1.+ GetTgl()*GetTgl())/(1.- GetSnp()*GetSnp()));
 260   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*x0;
 261   //Double_t theta2=1.0259e-6*14*14/28/(beta2*p2)*x0*9.36*2.33;
 262
 263   Double_t cnv=GetBz()*kB2C;
 264   {
 265     Double_t dummy = 4/r2 - GetC()*GetC();
 266     if (dummy < 0) return kFALSE;
 267     Double_t parp = 0.5*(GetC()*GetX() + dy*TMath::Sqrt(dummy));
 268     Double_t sigma2p = theta2*(1.- GetSnp()*GetSnp())*(1. + GetTgl()*GetTgl());
 269     sigma2p += Cov(0)/r2*(1.- dy*dy/r2)*(1.- dy*dy/r2);
 270     sigma2p += ers[1]*ers[1]/r2;
 271     sigma2p += 0.25*Cov(14)*cnv*cnv*GetX()*GetX();
 272     Double_t eps2p=sigma2p/(Cov(5) + sigma2p);
 273     Par(0) += Cov(3)/(Cov(5) + sigma2p)*(parp - GetSnp());
 274     Par(2)  = eps2p*GetSnp() + (1 - eps2p)*parp;
 275     Cov(5) *= eps2p;
 276     Cov(3) *= eps2p;
 277   }
 278   {
 279     Double_t parl=0.5*GetC()*dz/TMath::ASin(0.5*GetC()*TMath::Sqrt(r2));
 280     Double_t sigma2l=theta2;
 281     sigma2l += Cov(2)/r2 + Cov(0)*dy*dy*dz*dz/(r2*r2*r2);
 282     sigma2l += ers[2]*ers[2]/r2;
 283     Double_t eps2l = sigma2l/(Cov(9) + sigma2l);
 284     Par(1) += Cov(7 )/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 285     Par(4) += Cov(13)/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 286     Par(3)  = eps2l*Par(3) + (1-eps2l)*parl;
 287     Cov(9) *= eps2l;
 288     Cov(13)*= eps2l;
 289     Cov(7) *= eps2l;
 290   }
 291   if (!Invariant()) return kFALSE;
 292
 293   return kTRUE;
 294 }
 295
 296 void AliITStrackV2::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 297   //-----------------------------------------------------------------
 298   // This function calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 299   // Origin: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
 300   //-----------------------------------------------------------------
 301   // The clusters order is: SSD-2, SSD-1, SDD-2, SDD-1, SPD-2, SPD-1
 302
 303   Int_t i;
 304   Int_t nc=0;
 305   for (i=0; i<GetNumberOfClusters(); i++) {
 306     Int_t idx=GetClusterIndex(i);
 307     idx=(idx&0xf0000000)>>28;
 308     if (idx>1) nc++; // Take only SSD and SDD
 309   }
 310
 311   Int_t swap;//stupid sorting
 312   do {
 313     swap=0;
 314     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 315       if (fdEdxSample[i]<=fdEdxSample[i+1]) continue;
 316       Float_t tmp=fdEdxSample[i];
 317       fdEdxSample[i]=fdEdxSample[i+1]; fdEdxSample[i+1]=tmp;
 318       swap++;
 319     }
 320   } while (swap);
 321
 322   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc); //b.b. to take two lowest dEdX
 323                                            // values from four ones choose
 324                                            // nu=2
 325   Float_t dedx=0;
 326   for (i=nl; i<nu; i++) dedx += fdEdxSample[i];
 327   if (nu-nl>0) dedx /= (nu-nl);
 328
 329   SetdEdx(dedx);
 330 }
 331
 332 Double_t AliITStrackV2::GetBz() const {
 333   //
 334   // returns Bz component of the magnetic field (kG)
 335   //
 336   if (AliTracker::UniformField()) return AliTracker::GetBz();
 337   Double_t r[3]; GetXYZ(r);
 338   return AliTracker::GetBz(r);
 339 }
 340
 341 //____________________________________________________________________________
 342 Bool_t AliITStrackV2::
 343 GetPhiZat(Double_t rk, Double_t &phik, Double_t &zk) const {
 344   //------------------------------------------------------------------
 345   // This function returns the global cylindrical (phik,zk) of the track
 346   // position estimated at the radius rk.
 347   // The track curvature is neglected.
 348   //------------------------------------------------------------------
 349   Double_t d=GetD(0.,0.);
 350   if (TMath::Abs(d) > rk) return kFALSE;
 351
 352   Double_t r=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
 353   Double_t phi=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
 354
 355   phik=phi+TMath::ASin(d/rk)-TMath::ASin(d/r);
 356   zk=GetZ()+GetTgl()*(TMath::Sqrt(rk*rk-d*d) - TMath::Sqrt(r*r-d*d));
 357
 358   return kTRUE;
 359 }
 360