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 mparam[7];
 305   Double_t p1[3], p2[3], x = GetX(), bz = GetBz();
 306   GetXYZ(p1);
 307
 308   d=0.;
 309
 310   for (Int_t i=0; i<nstep; i++) {
 311     x  += step;
 312     if (!GetXYZAt(x, bz, p2)) return kFALSE;
 313     AliTracker::MeanMaterialBudget(p1, p2, mparam);
 314     if (mparam[1]>900000) return kFALSE;
 315     d  += mparam[1];
 316
 317     p1[0] = p2[0];
 318     p1[1] = p2[1];
 319     p1[2] = p2[2];
 320   }
 321
 322   return kTRUE;
 323 }
 324
 325 Bool_t AliITStrackV2::Improve(Double_t x0,Double_t xyz[3],Double_t ers[3]) {
 326   //------------------------------------------------------------------
 327   //This function improves angular track parameters
 328   //------------------------------------------------------------------
 329   Double_t cs=TMath::Cos(GetAlpha()), sn=TMath::Sin(GetAlpha());
 330 //Double_t xv = xyz[0]*cs + xyz[1]*sn; // vertex
 331   Double_t yv =-xyz[0]*sn + xyz[1]*cs; // in the
 332   Double_t zv = xyz[2];                // local frame
 333
 334   Double_t dy = Par(0) - yv, dz = Par(1) - zv;
 335   Double_t r2=GetX()*GetX() + dy*dy;
 336   Double_t p2=(1.+ GetTgl()*GetTgl())/(GetSigned1Pt()*GetSigned1Pt());
 337   Double_t beta2=p2/(p2 + GetMass()*GetMass());
 338   x0*=TMath::Sqrt((1.+ GetTgl()*GetTgl())/(1.- GetSnp()*GetSnp()));
 339   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*x0;
 340   //Double_t theta2=1.0259e-6*14*14/28/(beta2*p2)*x0*9.36*2.33;
 341
 342   Double_t cnv=GetBz()*kB2C;
 343   {
 344     Double_t dummy = 4/r2 - GetC()*GetC();
 345     if (dummy < 0) return kFALSE;
 346     Double_t parp = 0.5*(GetC()*GetX() + dy*TMath::Sqrt(dummy));
 347     Double_t sigma2p = theta2*(1.- GetSnp()*GetSnp())*(1. + GetTgl()*GetTgl());
 348     sigma2p += Cov(0)/r2*(1.- dy*dy/r2)*(1.- dy*dy/r2);
 349     sigma2p += ers[1]*ers[1]/r2;
 350     sigma2p += 0.25*Cov(14)*cnv*cnv*GetX()*GetX();
 351     Double_t eps2p=sigma2p/(Cov(5) + sigma2p);
 352     Par(0) += Cov(3)/(Cov(5) + sigma2p)*(parp - GetSnp());
 353     Par(2)  = eps2p*GetSnp() + (1 - eps2p)*parp;
 354     Cov(5) *= eps2p;
 355     Cov(3) *= eps2p;
 356   }
 357   {
 358     Double_t parl=0.5*GetC()*dz/TMath::ASin(0.5*GetC()*TMath::Sqrt(r2));
 359     Double_t sigma2l=theta2;
 360     sigma2l += Cov(2)/r2 + Cov(0)*dy*dy*dz*dz/(r2*r2*r2);
 361     sigma2l += ers[2]*ers[2]/r2;
 362     Double_t eps2l = sigma2l/(Cov(9) + sigma2l);
 363     Par(1) += Cov(7 )/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 364     Par(4) += Cov(13)/(Cov(9) + sigma2l)*(parl - Par(3));
 365     Par(3)  = eps2l*Par(3) + (1-eps2l)*parl;
 366     Cov(9) *= eps2l;
 367     Cov(13)*= eps2l;
 368     Cov(7) *= eps2l;
 369   }
 370   if (!Invariant()) return kFALSE;
 371
 372   return kTRUE;
 373 }
 374
 375 void AliITStrackV2::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 376   //-----------------------------------------------------------------
 377   // This function calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 378   // Origin: Boris Batyunya, JINR, Boris.Batiounia@cern.ch
 379   //-----------------------------------------------------------------
 380   // The clusters order is: SSD-2, SSD-1, SDD-2, SDD-1, SPD-2, SPD-1
 381
 382   Int_t i;
 383   Int_t nc=0;
 384   for (i=0; i<GetNumberOfClusters(); i++) {
 385     Int_t idx=GetClusterIndex(i);
 386     idx=(idx&0xf0000000)>>28;
 387     if (idx>1) nc++; // Take only SSD and SDD
 388   }
 389
 390   Int_t swap;//stupid sorting
 391   do {
 392     swap=0;
 393     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 394       if (fdEdxSample[i]<=fdEdxSample[i+1]) continue;
 395       Float_t tmp=fdEdxSample[i];
 396       fdEdxSample[i]=fdEdxSample[i+1]; fdEdxSample[i+1]=tmp;
 397       swap++;
 398     }
 399   } while (swap);
 400
 401   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc); //b.b. to take two lowest dEdX
 402                                            // values from four ones choose
 403                                            // nu=2
 404   Float_t dedx=0;
 405   for (i=nl; i<nu; i++) dedx += fdEdxSample[i];
 406   if (nu-nl>0) dedx /= (nu-nl);
 407
 408   SetdEdx(dedx);
 409 }
 410
 411 Double_t AliITStrackV2::GetBz() const {
 412   //
 413   // returns Bz component of the magnetic field (kG)
 414   //
 415   if (AliTracker::UniformField()) return AliTracker::GetBz();
 416   Double_t r[3]; GetXYZ(r);
 417   return AliTracker::GetBz(r);
 418 }
 419
 420 //____________________________________________________________________________
 421 Bool_t AliITStrackV2::
 422 GetPhiZat(Double_t rk, Double_t &phik, Double_t &zk) const {
 423   //------------------------------------------------------------------
 424   // This function returns the global cylindrical (phik,zk) of the track
 425   // position estimated at the radius rk.
 426   // The track curvature is neglected.
 427   //------------------------------------------------------------------
 428   Double_t d=GetD(0.,0.);
 429   if (TMath::Abs(d) > rk) return kFALSE;
 430
 431   Double_t r=TMath::Sqrt(GetX()*GetX() + GetY()*GetY());
 432   Double_t phi=GetAlpha()+TMath::ASin(GetSnp());
 433
 434   phik=phi+TMath::ASin(d/rk)-TMath::ASin(d/r);
 435   zk=GetZ()+GetTgl()*(TMath::Sqrt(rk*rk-d*d) - TMath::Sqrt(r*r-d*d));
 436
 437   return kTRUE;
 438 }
 439