Bug fix in GetBadPChannelsList and GetNBadChannelsList
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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=OneOverPt();
101   //Double_t c =OneOverPt();
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
150   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
151   
152   Double_t bz=GetBz();
153   if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
154   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMaterial(d,x0,GetMass())) return kFALSE;
155
156   Double_t x=GetX(), y=GetY(), z=GetZ();
157   if (IsStartedTimeIntegral() && x>oldX) {
158     Double_t l2 = (x-oldX)*(x-oldX) + (y-oldY)*(y-oldY) + (z-oldZ)*(z-oldZ);
159     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
160   }
161
162   return kTRUE;
163 }
164
165 //____________________________________________________________________________
166 Bool_t AliITStrackV2::PropagateToTGeo(Double_t xToGo, Int_t nstep) {
167   //-------------------------------------------------------------------
168   //  Propagates the track to a reference plane x=xToGo in n steps.
169   //  These n steps are only used to take into account the curvature.
170   //  The material is calculated with TGeo. (L.Gaudichet)
171   //-------------------------------------------------------------------
172   
173   Double_t startx = GetX(), starty = GetY(), startz = GetZ();
174   Double_t sign = (startx<xToGo) ? -1.:1.;
175   Double_t step = (xToGo-startx)/TMath::Abs(nstep);
176
177   Double_t start[3], end[3], mparam[7], bz = GetBz();
178   Double_t x = startx;
179   
180   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
181     
182     GetXYZ(start);   //starting global position
183     x += step;
184     if (!GetXYZAt(x, bz, end)) return kFALSE;
185     if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(x, bz)) return kFALSE;
186     AliTracker::MeanMaterialBudget(start, end, mparam);
187     //printf("mparam: %f %f %f %f %f %f %f\n",mparam[0],mparam[1],mparam[2],mparam[3],mparam[4],mparam[5],mparam[6]);
188     if (mparam[1]<900000) {
189       Double_t lengthTimesMeanDensity = sign*mparam[4]*mparam[0];
190       Double_t xOverX0 = mparam[1];
191       //printf("%f %f %f CorrectForMeanMaterial(%f,%f)\n",startx,xToGo,sign,xOverX0,lengthTimesMeanDensity);
192       if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(xOverX0,
193                                       lengthTimesMeanDensity,GetMass())) return kFALSE;
194     }
195   }
196
197   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>startx) {
198     Double_t l2 = ( (GetX()-startx)*(GetX()-startx) +
199                     (GetY()-starty)*(GetY()-starty) +
200                     (GetZ()-startz)*(GetZ()-startz) );
201     AddTimeStep(TMath::Sqrt(l2));
202   }
203
204   return kTRUE;
205 }
206
207 //____________________________________________________________________________
208 Bool_t AliITStrackV2::Update(const AliCluster* c, Double_t chi2, Int_t index) 
209 {
210   //------------------------------------------------------------------
211   //This function updates track parameters
212   //------------------------------------------------------------------
213   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
214   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
215
216   if (!AliExternalTrackParam::Update(p,cov)) return kFALSE;
217
218   if (!Invariant()) {
219      AliWarning("Wrong invariant !");
220      return kFALSE;
221   }
222
223   if (chi2<0) return kTRUE;
224
225   Int_t n=GetNumberOfClusters();
226   fIndex[n]=index;
227   SetNumberOfClusters(n+1);
228   SetChi2(GetChi2()+chi2);
229
230   return kTRUE;
231 }
232
233 Bool_t AliITStrackV2::Invariant() const {
234   //------------------------------------------------------------------
235   // This function is for debugging purpose only
236   //------------------------------------------------------------------
237   Int_t n=GetNumberOfClusters();
238
239   Double_t sP2=GetParameter()[2];
240   if (TMath::Abs(sP2) >= kAlmost1){
241      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fP2=%f\n",sP2);
242      return kFALSE;
243   }
244   Double_t sC00=GetCovariance()[0];
245   if (sC00<=0 || sC00>9.) {
246      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC00=%f\n",sC00); 
247      return kFALSE;
248   }
249   Double_t sC11=GetCovariance()[2];
250   if (sC11<=0 || sC11>9.) {
251      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC11=%f\n",sC11); 
252      return kFALSE;
253   }
254   Double_t sC22=GetCovariance()[5];
255   if (sC22<=0 || sC22>1.) {
256      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC22=%f\n",sC22); 
257      return kFALSE;
258   }
259   Double_t sC33=GetCovariance()[9];
260   if (sC33<=0 || sC33>1.) {
261      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC33=%f\n",sC33); 
262      return kFALSE;
263   }
264   Double_t sC44=GetCovariance()[14];
265   if (sC44<=0 /*|| sC44>6e-5*/) {
266      if (n>fgkWARN) Warning("Invariant","fC44=%f\n",sC44);
267      return kFALSE;
268   }
269
270   return kTRUE;
271 }
272
273 //____________________________________________________________________________
274 Bool_t AliITStrackV2::Propagate(Double_t alp,Double_t xk) {
275   //------------------------------------------------------------------
276   //This function propagates a track
277   //------------------------------------------------------------------
278   Double_t bz=GetBz();
279   if (!AliExternalTrackParam::Propagate(alp,xk,bz)) return kFALSE;
280
281   if (!Invariant()) {
282      AliWarning("Wrong invariant !");
283      return kFALSE;
284   }
285
286   return kTRUE;
287 }
288
289 Bool_t AliITStrackV2::MeanBudgetToPrimVertex(Double_t xyz[3], Double_t step, Double_t &d) const {
290
291   //-------------------------------------------------------------------
292   //  Get the mean material budget between the actual point and the
293   //  primary vertex. (L.Gaudichet)
294   //-------------------------------------------------------------------
295
296   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
297   Double_t vertexX = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn;
298
299   Int_t nstep = Int_t((GetX()-vertexX)/step);
300   if (nstep<1) nstep = 1;
301   step = (GetX()-vertexX)/nstep;
302
303   Double_t mparam[7], densMean=0, radLength=0, length=0;
304   Double_t p1[3], p2[3], x = GetX(), bz = GetBz();
305   GetXYZ(p1);
306
307   d=0.;
308
309   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
310     x  += step;
311     if (!GetXYZAt(x, bz, p2)) return kFALSE;
312     AliTracker::MeanMaterialBudget(p1, p2, mparam);
313     if (mparam[1]>900000) return kFALSE;
314     d  += mparam[1];
315
316     p1[0] = p2[0];
317     p1[1] = p2[1];
318     p1[2] = p2[2];
319   }
320
321   return kTRUE;
322 }
323
324 Bool_t AliITStrackV2::Improve(Double_t x0,Double_t xyz[3],Double_t ers[3]) {
325   //------------------------------------------------------------------
326   //This function improves angular track parameters
327   //------------------------------------------------------------------
328   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
329 //Double_t xv = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn; // vertex
330   Double_t yv =-xyz[0]*sn + xyz[1]*cs; // in the
331   Double_t zv = xyz[2];                // local frame
332
333   Double_t dy = Par(0) - yv, dz = Par(1) - zv;
334   Double_t r2=GetX()*GetX() + dy*dy;
335   Double_t p2=(1.+ GetTgl()*GetTgl())/(GetSigned1Pt()*GetSigned1Pt());
336   Double_t beta2=p2/(p2 + GetMass()*GetMass());
337   x0*=TMath::Sqrt((1.+ GetTgl()*GetTgl())/(1.- GetSnp()*GetSnp()));
338   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*x0;
339   //Double_t theta2=1.0259e-6*14*14/28/(beta2*p2)*x0*9.36*2.33;
340
341   Double_t cnv=GetBz()*kB2C;
342   {
343     Double_t dummy = 4/r2 - GetC()*GetC();
344     if (dummy < 0) return kFALSE;
345     Double_t parp = 0.5*(GetC()*GetX() + dy*TMath::Sqrt(dummy));
346     Double_t sigma2p = theta2*(1.- GetSnp()*GetSnp())*(1. + GetTgl()*GetTgl());
347     sigma2p += Cov(0)/r2*(1.- dy*dy/r2)*(1.- dy*dy/r2);
348     sigma2p += ers[1]*ers[1]/r2;
349     sigma2p += 0.25*Cov(14)*cnv*cnv*GetX()*GetX();
350     Double_t eps2p=sigma2p/(Cov(5) + sigma2p);
351     Par(0) += Cov(3)/(Cov(5) + sigma2p)*(parp - GetSnp());
352     Par(2)  = eps2p*GetSnp() + (1 - eps2p)*parp;
353     Cov(5) *= eps2p;
354     Cov(3) *= eps2p;
355   }
356   {
357     Double_t parl=0.5*GetC()*dz/TMath::ASin(0.5*GetC()*TMath::Sqrt(r2));
358     Double_t sigma2l=theta2;
359     sigma2l += Cov(2)/r2 + Cov(0)*dy*dy*dz*dz/(r2*r2*r2);
360     sigma2l += ers[2]*ers[2]/r2;
361     Double_t eps2l = sigma2l/(Cov(9) + sigma2l);
362     Par(1) += Cov(7 )/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
363     Par(4) += Cov(13)/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
364     Par(3)  = eps2l*Par(3) + (1-eps2l)*parl;
365     Cov(9) *= eps2l; 
366     Cov(13)*= eps2l; 
367     Cov(7) *= eps2l; 
368   }
369   if (!Invariant()) return kFALSE;
370
371   return kTRUE;
372 }
373
374 void AliITStrackV2::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
375   //-----------------------------------------------------------------
376   // This function calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
377   // Origin: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch 
378   //-----------------------------------------------------------------
379   // The clusters order is: SSD-2, SSD-1, SDD-2, SDD-1, SPD-2, SPD-1
380
381   Int_t i;
382   Int_t nc=0;
383   for (i=0; i<GetNumberOfClusters(); i++) {
384     Int_t idx=GetClusterIndex(i);
385     idx=(idx&0xf0000000)>>28;
386     if (idx>1) nc++; // Take only SSD and SDD
387   }
388
389   Int_t swap;//stupid sorting
390   do {
391     swap=0;
392     for (i=0; i<nc-1; i++) {
393       if (fdEdxSample[i]<=fdEdxSample[i+1]) continue;
394       Float_t tmp=fdEdxSample[i];
395       fdEdxSample[i]=fdEdxSample[i+1]; fdEdxSample[i+1]=tmp;
396       swap++;
397     }
398   } while (swap);
399
400   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc); //b.b. to take two lowest dEdX
401                                            // values from four ones choose
402                                            // nu=2
403   Float_t dedx=0;
404   for (i=nl; i<nu; i++) dedx += fdEdxSample[i];
405   if (nu-nl>0) dedx /= (nu-nl);
406
407   SetdEdx(dedx);
408 }
409
410 Double_t AliITStrackV2::GetBz() const {
411   //
412   // returns Bz component of the magnetic field (kG)
413   //
414   if (AliTracker::UniformField()) return AliTracker::GetBz();
415   Double_t r[3]; GetXYZ(r); 
416   return AliTracker::GetBz(r);
417 }
418
419 //____________________________________________________________________________
420 Bool_t AliITStrackV2::
421 GetPhiZat(Double_t rk, Double_t &phik, Double_t &zk) const {
422   //------------------------------------------------------------------
423   // This function returns the global cylindrical (phik,zk) of the track 
424   // position estimated at the radius rk. 
425   // The track curvature is neglected.
426   //------------------------------------------------------------------
427   Double_t d=GetD(0.,0.);
428   if (TMath::Abs(d) > rk) return kFALSE; 
429
430   Double_t r=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
431   Double_t phi=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
432
433   phik=phi+TMath::ASin(d/rk)-TMath::ASin(d/r);
434   zk=GetZ()+GetTgl()*(TMath::Sqrt(rk*rk-d*d) - TMath::Sqrt(r*r-d*d));
435
436   return kTRUE;
437 }
438