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 /* $Id$ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                Implementation of the ITS track class
  20 //
  21 //          Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  22 //     dEdx analysis by: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
  23 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  24 #include <TMath.h>
  25
  26 #include "AliCluster.h"
  27 #include "AliTracker.h"
  28 #include "AliESDtrack.h"
  29 #include "AliITStrackV2.h"
  30
  31 const Int_t AliITStrackV2::fgkWARN = 5;
  32
  33 ClassImp(AliITStrackV2)
  34
  35
  36 //____________________________________________________________________________
  37 AliITStrackV2::AliITStrackV2() : AliKalmanTrack(),
  38   fdEdx(0),
  39   fESDtrack(0)
  40 {
  41   for(Int_t i=0; i<2*AliITSgeomTGeo::kNLayers; i++) {fIndex[i]=-1; fModule[i]=-1;}
  42   for(Int_t i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=0;
  43 }
  44
  45
  46 //____________________________________________________________________________
  47 AliITStrackV2::AliITStrackV2(AliESDtrack& t,Bool_t c) throw (const Char_t *) :
  48   AliKalmanTrack(),
  49   fdEdx(t.GetITSsignal()),
  50   fESDtrack(&t)
  51 {
  52   //------------------------------------------------------------------
  53   // Conversion ESD track -> ITS track.
  54   // If c==kTRUE, create the ITS track out of the constrained params.
  55   //------------------------------------------------------------------
  56   const AliExternalTrackParam *par=&t;
  57   if (c) {
  58     par=t.GetConstrainedParam();
  59     if (!par) throw "AliITStrackV2: conversion failed !\n";
  60   }
  61   Set(par->GetX(),par->GetAlpha(),par->GetParameter(),par->GetCovariance());
  62
  63   //if (!Invariant()) throw "AliITStrackV2: conversion failed !\n";
  64
  65   SetLabel(t.GetLabel());
  66   SetMass(t.GetMass());
  67   SetNumberOfClusters(t.GetITSclusters(fIndex));
  68
  69   if (t.GetStatus()&AliESDtrack::kTIME) {
  70     StartTimeIntegral();
  71     Double_t times[10]; t.GetIntegratedTimes(times); SetIntegratedTimes(times);
  72     SetIntegratedLength(t.GetIntegratedLength());
  73   }
  74
  75   for(Int_t i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=0;
  76 }
  77
  78 //____________________________________________________________________________
  79 void AliITStrackV2::ResetClusters() {
  80   //------------------------------------------------------------------
  81   // Reset the array of attached clusters.
  82   //------------------------------------------------------------------
  83   for (Int_t i=0; i<2*AliITSgeomTGeo::kNLayers; i++) fIndex[i]=-1;
  84   SetChi2(0.);
  85   SetNumberOfClusters(0);
  86 }
  87
  88 void AliITStrackV2::UpdateESDtrack(ULong_t flags) const {
  89   fESDtrack->UpdateTrackParams(this,flags);
  90   // copy the module indices
  91   for(Int_t i=0;i<12;i++) {
  92     //   printf("     %d\n",GetModuleIndex(i));
  93     fESDtrack->SetITSModuleIndex(i,GetModuleIndex(i));
  94   }
  95 }
  96
  97 //____________________________________________________________________________
  98 AliITStrackV2::AliITStrackV2(const AliITStrackV2& t) :
  99   AliKalmanTrack(t),
 100   fdEdx(t.fdEdx),
 101   fESDtrack(t.fESDtrack)
 102 {
 103   //------------------------------------------------------------------
 104   //Copy constructor
 105   //------------------------------------------------------------------
 106   Int_t i;
 107   for (i=0; i<4; i++) fdEdxSample[i]=t.fdEdxSample[i];
 108   for (i=0; i<2*AliITSgeomTGeo::GetNLayers(); i++) {
 109     fIndex[i]=t.fIndex[i];
 110     fModule[i]=t.fModule[i];
 111   }
 112 }
 113
 114 //_____________________________________________________________________________
 115 Int_t AliITStrackV2::Compare(const TObject *o) const {
 116   //-----------------------------------------------------------------
 117   // This function compares tracks according to the their curvature
 118   //-----------------------------------------------------------------
 119   AliITStrackV2 *t=(AliITStrackV2*)o;
 120   //Double_t co=OneOverPt();
 121   //Double_t c =OneOverPt();
 122   Double_t co=t->GetSigmaY2()*t->GetSigmaZ2();
 123   Double_t c =GetSigmaY2()*GetSigmaZ2();
 124   if (c>co) return 1;
 125   else if (c<co) return -1;
 126   return 0;
 127 }
 128
 129 //____________________________________________________________________________
 130 Bool_t
 131 AliITStrackV2::PropagateToVertex(const AliESDVertex *v,Double_t d,Double_t x0)
 132 {
 133   //------------------------------------------------------------------
 134   //This function propagates a track to the minimal distance from the origin
 135   //------------------------------------------------------------------
 136   Double_t bz=GetBz();
 137   if (PropagateToDCA(v,bz,kVeryBig)) {
 138     Double_t xOverX0,xTimesRho;
 139     xOverX0 = d; xTimesRho = d*x0;
 140     if (CorrectForMeanMaterial(xOverX0,xTimesRho,kTRUE)) return kTRUE;
 141   }
 142   return kFALSE;
 143 }
 144
 145 //____________________________________________________________________________
 146 Bool_t AliITStrackV2::
 147 GetGlobalXYZat(Double_t xloc, Double_t &x, Double_t &y, Double_t &z) const {
 148   //------------------------------------------------------------------
 149   //This function returns a track position in the global system
 150   //------------------------------------------------------------------
 151   Double_t r[3];
 152   Bool_t rc=GetXYZAt(xloc, AliTracker::GetBz(), r);
 153   x=r[0]; y=r[1]; z=r[2];
 154   return rc;
 155 }
 156
 157 //_____________________________________________________________________________
 158 Double_t AliITStrackV2::GetPredictedChi2(const AliCluster *c) const {
 159   //-----------------------------------------------------------------
 160   // This function calculates a predicted chi2 increment.
 161   //-----------------------------------------------------------------
 162   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 163   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 164   return AliExternalTrackParam::GetPredictedChi2(p,cov);
 165 }
 166
 167 //____________________________________________________________________________
 168 Bool_t AliITStrackV2::PropagateTo(Double_t xk, Double_t d, Double_t x0) {
 169   //------------------------------------------------------------------
 170   //This function propagates a track
 171   //------------------------------------------------------------------
 172
 173   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 174
 175   Double_t bz=GetBz();
 176   if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
 177   Double_t xOverX0,xTimesRho;
 178   xOverX0 = d; xTimesRho = d*x0;
 179   if (!CorrectForMeanMaterial(xOverX0,xTimesRho,kTRUE)) return kFALSE;
 180
 181   Double_t x=GetX(), y=GetY(), z=GetZ();
 182   if (IsStartedTimeIntegral() && x>oldX) {
 183     Double_t l2 = (x-oldX)*(x-oldX) + (y-oldY)*(y-oldY) + (z-oldZ)*(z-oldZ);
 184     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
 185   }
 186
 187   return kTRUE;
 188 }
 189
 190 //____________________________________________________________________________
 191 Bool_t AliITStrackV2::PropagateToTGeo(Double_t xToGo, Int_t nstep, Double_t &xOverX0, Double_t &xTimesRho) {
 192   //-------------------------------------------------------------------
 193   //  Propagates the track to a reference plane x=xToGo in n steps.
 194   //  These n steps are only used to take into account the curvature.
 195   //  The material is calculated with TGeo. (L.Gaudichet)
 196   //-------------------------------------------------------------------
 197
 198   Double_t startx = GetX(), starty = GetY(), startz = GetZ();
 199   Double_t sign = (startx<xToGo) ? -1.:1.;
 200   Double_t step = (xToGo-startx)/TMath::Abs(nstep);
 201
 202   Double_t start[3], end[3], mparam[7], bz = GetBz();
 203   Double_t x = startx;
 204
 205   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
 206
 207     GetXYZ(start);   //starting global position
 208     x += step;
 209     if (!GetXYZAt(x, bz, end)) return kFALSE;
 210     if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(x, bz)) return kFALSE;
 211     AliTracker::MeanMaterialBudget(start, end, mparam);
 212     if (mparam[1]<900000) {
 213       xTimesRho = sign*mparam[4]*mparam[0];
 214       xOverX0   = mparam[1];
 215       if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(xOverX0,
 216                                       xTimesRho,GetMass())) return kFALSE;
 217     }
 218   }
 219
 220   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>startx) {
 221     Double_t l2 = ( (GetX()-startx)*(GetX()-startx) +
 222                     (GetY()-starty)*(GetY()-starty) +
 223                     (GetZ()-startz)*(GetZ()-startz) );
 224     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
 225   }
 226
 227   return kTRUE;
 228 }
 229
 230 //____________________________________________________________________________
 231 Bool_t AliITStrackV2::Update(const AliCluster* c, Double_t chi2, Int_t index)
 232 {
 233   //------------------------------------------------------------------
 234   //This function updates track parameters
 235   //------------------------------------------------------------------
 236   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 237   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 238
 239   if (!AliExternalTrackParam::Update(p,cov)) return kFALSE;
 240
 241   if (!Invariant()) {
 242      AliWarning("Wrong invariant !");
 243      return kFALSE;
 244   }
 245
 246   if (chi2<0) return kTRUE;
 247
 248   AliTracker::FillResiduals(this,p,cov,c->GetVolumeId());
 249
 250   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 251   fIndex[n]=index;
 252   SetNumberOfClusters(n+1);
 253   SetChi2(GetChi2()+chi2);
 254
 255   return kTRUE;
 256 }
 257
 258 Bool_t AliITStrackV2::Invariant() const {
 259   //------------------------------------------------------------------
 260   // This function is for debugging purpose only
 261   //------------------------------------------------------------------
 262   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 263
 264   Double_t sP2=GetParameter()[2];
 265   if (TMath::Abs(sP2) >= kAlmost1){
 266      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fP2=%f\n",sP2);
 267      return kFALSE;
 268   }
 269   Double_t sC00=GetCovariance()[0];
 270   if (sC00<=0 || sC00>9.) {
 271      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC00=%f\n",sC00);
 272      return kFALSE;
 273   }
 274   Double_t sC11=GetCovariance()[2];
 275   if (sC11<=0 || sC11>9.) {
 276      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC11=%f\n",sC11);
 277      return kFALSE;
 278   }
 279   Double_t sC22=GetCovariance()[5];
 280   if (sC22<=0 || sC22>1.) {
 281      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC22=%f\n",sC22);
 282      return kFALSE;
 283   }
 284   Double_t sC33=GetCovariance()[9];
 285   if (sC33<=0 || sC33>1.) {
 286      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC33=%f\n",sC33);
 287      return kFALSE;
 288   }
 289   Double_t sC44=GetCovariance()[14];
 290   if (sC44<=0 /*|| sC44>6e-5*/) {
 291      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC44=%f\n",sC44);
 292      return kFALSE;
 293   }
 294
 295   return kTRUE;
 296 }
 297
 298 //____________________________________________________________________________
 299 Bool_t AliITStrackV2::Propagate(Double_t alp,Double_t xk) {
 300   //------------------------------------------------------------------
 301   //This function propagates a track
 302   //------------------------------------------------------------------
 303   Double_t bz=GetBz();
 304   if (!AliExternalTrackParam::Propagate(alp,xk,bz)) return kFALSE;
 305
 306   if (!Invariant()) {
 307      AliWarning("Wrong invariant !");
 308      return kFALSE;
 309   }
 310
 311   return kTRUE;
 312 }
 313
 314 Bool_t AliITStrackV2::MeanBudgetToPrimVertex(Double_t xyz[3], Double_t step, Double_t &d) const {
 315
 316   //-------------------------------------------------------------------
 317   //  Get the mean material budget between the actual point and the
 318   //  primary vertex. (L.Gaudichet)
 319   //-------------------------------------------------------------------
 320
 321   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
 322   Double_t vertexX = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn;
 323
 324   Int_t nstep = Int_t((GetX()-vertexX)/step);
 325   if (nstep<1) nstep = 1;
 326   step = (GetX()-vertexX)/nstep;
 327
 328   //  Double_t mparam[7], densMean=0, radLength=0, length=0;
 329   Double_t mparam[7];
 330   Double_t p1[3], p2[3], x = GetX(), bz = GetBz();
 331   GetXYZ(p1);
 332
 333   d=0.;
 334
 335   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
 336     x  += step;
 337     if (!GetXYZAt(x, bz, p2)) return kFALSE;
 338     AliTracker::MeanMaterialBudget(p1, p2, mparam);
 339     if (mparam[1]>900000) return kFALSE;
 340     d  += mparam[1];
 341
 342     p1[0] = p2[0];
 343     p1[1] = p2[1];
 344     p1[2] = p2[2];
 345   }
 346
 347   return kTRUE;
 348 }
 349
 350 Bool_t AliITStrackV2::Improve(Double_t x0,Double_t xyz[3],Double_t ers[3]) {
 351   //------------------------------------------------------------------
 352   //This function improves angular track parameters
 353   //------------------------------------------------------------------
 354   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
 355 //Double_t xv = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn; // vertex
 356   Double_t yv =-xyz[0]*sn + xyz[1]*cs; // in the
 357   Double_t zv = xyz[2];                // local frame
 358
 359   Double_t dy = Par(0) - yv, dz = Par(1) - zv;
 360   Double_t r2=GetX()*GetX() + dy*dy;
 361   Double_t p2=(1.+ GetTgl()*GetTgl())/(GetSigned1Pt()*GetSigned1Pt());
 362   Double_t beta2=p2/(p2 + GetMass()*GetMass());
 363   x0*=TMath::Sqrt((1.+ GetTgl()*GetTgl())/(1.- GetSnp()*GetSnp()));
 364   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*x0;
 365   //Double_t theta2=1.0259e-6*14*14/28/(beta2*p2)*x0*9.36*2.33;
 366
 367   Double_t cnv=GetBz()*kB2C;
 368   {
 369     Double_t dummy = 4/r2 - GetC()*GetC();
 370     if (dummy < 0) return kFALSE;
 371     Double_t parp = 0.5*(GetC()*GetX() + dy*TMath::Sqrt(dummy));
 372     Double_t sigma2p = theta2*(1.- GetSnp()*GetSnp())*(1. + GetTgl()*GetTgl());
 373     sigma2p += Cov(0)/r2*(1.- dy*dy/r2)*(1.- dy*dy/r2);
 374     sigma2p += ers[1]*ers[1]/r2;
 375     sigma2p += 0.25*Cov(14)*cnv*cnv*GetX()*GetX();
 376     Double_t eps2p=sigma2p/(Cov(5) + sigma2p);
 377     Par(0) += Cov(3)/(Cov(5) + sigma2p)*(parp - GetSnp());
 378     Par(2)  = eps2p*GetSnp() + (1 - eps2p)*parp;
 379     Cov(5) *= eps2p;
 380     Cov(3) *= eps2p;
 381   }
 382   {
 383     Double_t parl=0.5*GetC()*dz/TMath::ASin(0.5*GetC()*TMath::Sqrt(r2));
 384     Double_t sigma2l=theta2;
 385     sigma2l += Cov(2)/r2 + Cov(0)*dy*dy*dz*dz/(r2*r2*r2);
 386     sigma2l += ers[2]*ers[2]/r2;
 387     Double_t eps2l = sigma2l/(Cov(9) + sigma2l);
 388     Par(1) += Cov(7 )/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 389     Par(4) += Cov(13)/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 390     Par(3)  = eps2l*Par(3) + (1-eps2l)*parl;
 391     Cov(9) *= eps2l;
 392     Cov(13)*= eps2l;
 393     Cov(7) *= eps2l;
 394   }
 395   if (!Invariant()) return kFALSE;
 396
 397   return kTRUE;
 398 }
 399
 400 void AliITStrackV2::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 401   //-----------------------------------------------------------------
 402   // This function calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 403   // Origin: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
 404   //-----------------------------------------------------------------
 405   // The clusters order is: SSD-2, SSD-1, SDD-2, SDD-1, SPD-2, SPD-1
 406
 407   Int_t i;
 408   Int_t nc=0;
 409   for (i=0; i<GetNumberOfClusters(); i++) {
 410     Int_t idx=GetClusterIndex(i);
 411     idx=(idx&0xf0000000)>>28;
 412     if (idx>1) nc++; // Take only SSD and SDD
 413   }
 414
 415   Int_t swap;//stupid sorting
 416   do {
 417     swap=0;
 418     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 419       if (fdEdxSample[i]<=fdEdxSample[i+1]) continue;
 420       Float_t tmp=fdEdxSample[i];
 421       fdEdxSample[i]=fdEdxSample[i+1]; fdEdxSample[i+1]=tmp;
 422       swap++;
 423     }
 424   } while (swap);
 425
 426   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc); //b.b. to take two lowest dEdX
 427                                            // values from four ones choose
 428                                            // nu=2
 429   Float_t dedx=0;
 430   for (i=nl; i<nu; i++) dedx += fdEdxSample[i];
 431   if (nu-nl>0) dedx /= (nu-nl);
 432
 433   SetdEdx(dedx);
 434 }
 435
 436 Double_t AliITStrackV2::GetBz() const {
 437   //
 438   // returns Bz component of the magnetic field (kG)
 439   //
 440   if (AliTracker::UniformField()) return AliTracker::GetBz();
 441   Double_t r[3]; GetXYZ(r);
 442   return AliTracker::GetBz(r);
 443 }
 444
 445 //____________________________________________________________________________
 446 Bool_t AliITStrackV2::
 447 GetPhiZat(Double_t r, Double_t &phi, Double_t &z) const {
 448   //------------------------------------------------------------------
 449   // This function returns the global cylindrical (phi,z) of the track
 450   // position estimated at the radius r.
 451   // The track curvature is neglected.
 452   //------------------------------------------------------------------
 453   Double_t d=GetD(0.,0.);
 454   if (TMath::Abs(d) > r) return kFALSE;
 455
 456   Double_t rcurr=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
 457   if (TMath::Abs(d) > rcurr) return kFALSE;
 458   Double_t phicurr=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
 459
 460   phi=phicurr+TMath::ASin(d/r)-TMath::ASin(d/rcurr);
 461   z=GetZ()+GetTgl()*(TMath::Sqrt((r-d)*(r+d))-TMath::Sqrt((rcurr-d)*(rcurr+d)));
 462   return kTRUE;
 463 }
 464 //____________________________________________________________________________
 465 Bool_t AliITStrackV2::
 466 GetLocalXat(Double_t r,Double_t &xloc) const {
 467   //------------------------------------------------------------------
 468   // This function returns the local x of the track
 469   // position estimated at the radius r.
 470   // The track curvature is neglected.
 471   //------------------------------------------------------------------
 472   Double_t d=GetD(0.,0.);
 473   if (TMath::Abs(d) > r) return kFALSE;
 474
 475   Double_t rcurr=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
 476   Double_t phicurr=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
 477   Double_t phi=phicurr+TMath::ASin(d/r)-TMath::ASin(d/rcurr);
 478
 479   xloc=r*(TMath::Cos(phi)*TMath::Cos(GetAlpha())
 480          +TMath::Sin(phi)*TMath::Sin(GetAlpha()));
 481
 482   return kTRUE;
 483 }
 484