ITS/ITSbase/AliITSVertexerZD.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, 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 #include "AliITSVertexerZD.h"
  16 #include<TBranch.h>
  17 #include<TClonesArray.h>
  18 #include<TH1.h>
  19 #include <TString.h>
  20 #include<TTree.h>
  21 #include "AliESDVertex.h"
  22 #include "AliITSgeomTGeo.h"
  23 #include "AliITSRecPoint.h"
  24 #include "AliITSRecPointContainer.h"
  25 #include "AliITSZPoint.h"
  26
  27 /////////////////////////////////////////////////////////////////
  28 // this class implements a fast method to determine
  29 // the Z coordinate of the primary vertex
  30 // it is based on the 2 layers of SDD detectors
  31 // wider Z acceptance w.r.t. AliITSVertexerZ
  32 // lower resolution
  33 // origin masera@to.infn.it
  34 ////////////////////////////////////////////////////////////////
  35
  36 using std::endl;
  37 using std::cout;
  38 ClassImp(AliITSVertexerZD)
  39
  40
  41
  42 //______________________________________________________________________
  43 AliITSVertexerZD::AliITSVertexerZD():AliITSVertexer(),
  44 fFirstL1(0),
  45 fLastL1(0),
  46 fFirstL2(0),
  47 fLastL2(0),
  48 fDiffPhiMax(0),
  49 fZFound(0),
  50 fZsig(0.),
  51 fZCombc(0),
  52 fLowLim(0.),
  53 fHighLim(0.),
  54 fStepCoarse(0),
  55 fTolerance(0.),
  56 fMaxIter(0),
  57 fWindowWidth(0),
  58 fSearchForPileup(kTRUE)
  59 {
  60   // Default constructor
  61   SetDiffPhiMax();
  62   SetFirstLayerModules();
  63   SetSecondLayerModules();
  64   SetLowLimit();
  65   SetHighLimit();
  66   SetBinWidthCoarse();
  67   SetTolerance();
  68   SetPPsetting();
  69   ConfigIterations();
  70   SetWindowWidth();
  71 }
  72
  73 //______________________________________________________________________
  74 AliITSVertexerZD::AliITSVertexerZD(Float_t x0, Float_t y0):AliITSVertexer(),
  75 fFirstL1(0),
  76 fLastL1(0),
  77 fFirstL2(0),
  78 fLastL2(0),
  79 fDiffPhiMax(0),
  80 fZFound(0),
  81 fZsig(0.),
  82 fZCombc(0),
  83 fLowLim(0.),
  84 fHighLim(0.),
  85 fStepCoarse(0),
  86 fTolerance(0.),
  87 fMaxIter(0),
  88 fWindowWidth(0),
  89 fSearchForPileup(kTRUE)
  90 {
  91   // Standard Constructor
  92   SetDiffPhiMax();
  93   SetFirstLayerModules();
  94   SetSecondLayerModules();
  95   SetLowLimit();
  96   SetHighLimit();
  97   SetBinWidthCoarse();
  98   SetTolerance();
  99   SetPPsetting();
 100   ConfigIterations();
 101   SetWindowWidth();
 102   SetVtxStart((Double_t)x0,(Double_t)y0,0.);
 103
 104 }
 105
 106 //______________________________________________________________________
 107 AliITSVertexerZD::~AliITSVertexerZD() {
 108   // Destructor
 109   delete fZCombc;
 110 }
 111
 112 //______________________________________________________________________
 113 void AliITSVertexerZD::ConfigIterations(Int_t noiter,Float_t *ptr){
 114   // configure the iterative procedure to gain efficiency for
 115   // pp events with very low multiplicity
 116   Float_t defaults[5]={0.02,0.05,0.1,0.2,0.3};
 117   fMaxIter=noiter;
 118   if(noiter>5){
 119     Error("ConfigIterations","Maximum number of iterations is 5\n");
 120     fMaxIter=5;
 121   }
 122   for(Int_t j=0;j<5;j++)fPhiDiffIter[j]=defaults[j];
 123   if(ptr)for(Int_t j=0;j<fMaxIter;j++)fPhiDiffIter[j]=ptr[j];
 124 }
 125
 126 //______________________________________________________________________
 127 Int_t AliITSVertexerZD::GetPeakRegion(TH1F*h, Int_t &binmin, Int_t &binmax){
 128   // Finds a region around a peak in the Z histogram
 129   // Case of 2 peaks is treated
 130   Int_t imax=h->GetNbinsX();
 131   Float_t maxval=0;
 132   Int_t bi1=h->GetMaximumBin();
 133   Int_t bi2=0;
 134   for(Int_t i=imax;i>=1;i--){
 135     if(h->GetBinContent(i)>maxval){
 136       maxval=h->GetBinContent(i);
 137       bi2=i;
 138     }
 139   }
 140   Int_t npeaks=0;
 141
 142   if(bi1==bi2){
 143     binmin=bi1-3;
 144     binmax=bi1+3;
 145     npeaks=1;
 146   }else{
 147     TH1F *copy = new TH1F(*h);
 148     copy->SetBinContent(bi1,0.);
 149     copy->SetBinContent(bi2,0.);
 150     Int_t l1=TMath::Max(bi1-3,1);
 151     Int_t l2=TMath::Min(bi1+3,h->GetNbinsX());
 152     Float_t cont1=copy->Integral(l1,l2);
 153     Int_t ll1=TMath::Max(bi2-3,1);
 154     Int_t ll2=TMath::Min(bi2+3,h->GetNbinsX());
 155     Float_t cont2=copy->Integral(ll1,ll2);
 156     if(cont1>cont2){
 157       binmin=l1;
 158       binmax=l2;
 159       npeaks=1;
 160     }
 161     if(cont2>cont1){
 162       binmin=ll1;
 163       binmax=ll2;
 164       npeaks=1;
 165     }
 166     if(cont1==cont2){
 167       binmin=l1;
 168       binmax=ll2;
 169       if(bi2-bi1==1) npeaks=1;
 170       else npeaks=2;
 171     }
 172     delete copy;
 173   }
 174   return npeaks;
 175 }
 176 //______________________________________________________________________
 177 AliESDVertex* AliITSVertexerZD::FindVertexForCurrentEvent(TTree *itsClusterTree){
 178   // Defines the AliESDVertex for the current event
 179   VertexZFinder(itsClusterTree);
 180   Int_t ntrackl=0;
 181   for(Int_t iteraz=0;iteraz<fMaxIter;iteraz++){
 182     if(fCurrentVertex) ntrackl=fCurrentVertex->GetNContributors();
 183     if(!fCurrentVertex || ntrackl==0 || ntrackl==-1){
 184       Float_t diffPhiMaxOrig=fDiffPhiMax;
 185       fDiffPhiMax=GetPhiMaxIter(iteraz);
 186       VertexZFinder(itsClusterTree);
 187       fDiffPhiMax=diffPhiMaxOrig;
 188     }
 189   }
 190   if(fComputeMultiplicity) FindMultiplicity(itsClusterTree);
 191   return fCurrentVertex;
 192 }
 193
 194 //______________________________________________________________________
 195 void AliITSVertexerZD::VertexZFinder(TTree *itsClusterTree){
 196   // Defines the AliESDVertex for the current event
 197   //debug  printf("===========  VertexZFinder has been called \n");
 198   fCurrentVertex = 0;
 199   Double_t startPos[3]={GetNominalPos()[0],GetNominalPos()[1],GetNominalPos()[2]};
 200   Double_t startCov[6]={GetNominalCov()[0],GetNominalCov()[1],GetNominalCov()[2],
 201                         GetNominalCov()[3],GetNominalCov()[4],GetNominalCov()[5]};
 202   ResetVertex();
 203   TClonesArray *itsRec  = 0;
 204   // lc1 and gc1 are local and global coordinates for layer 1
 205   Float_t gc1[3]={0.,0.,0.}; // ; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) gc1[ii]=0.;
 206   // lc2 and gc2 are local and global coordinates for layer 2
 207   Float_t gc2[3]={0.,0.,0.}; //; for(Int_t ii=0; ii<3; ii++) gc2[ii]=0.;
 208   AliITSRecPointContainer* rpcont=AliITSRecPointContainer::Instance();
 209   rpcont->FetchClusters(0,itsClusterTree);
 210   if(!rpcont->IsSDDActive()){
 211     AliWarning("Null pointer for RecPoints branch, vertex not calculated");
 212     ResetHistograms();
 213     fCurrentVertex = new AliESDVertex(startPos,startCov,99999.,-2);
 214     return;
 215   }
 216
 217   Int_t nrpL1 = 0;
 218   Int_t nrpL2 = 0;
 219   nrpL1=rpcont->GetNClustersInLayerFast(3);
 220   nrpL2=rpcont->GetNClustersInLayerFast(4);
 221
 222   if(nrpL1 == 0 || nrpL2 == 0){
 223     AliDebug(1,Form("No RecPoints in at least one SDD layer (%d %d)",nrpL1,nrpL2));
 224     ResetHistograms();
 225     fCurrentVertex = new AliESDVertex(startPos,startCov,99999.,-2);
 226     return;
 227   }
 228   // Force a coarse bin size of 200 microns if the number of clusters on layer 2
 229   // is low
 230   if(nrpL2<fPPsetting[0])SetBinWidthCoarse(fPPsetting[1]);
 231   // By default nbincoarse=(10+10)/0.01=2000
 232   Int_t nbincoarse = static_cast<Int_t>((fHighLim-fLowLim)/fStepCoarse);
 233   if(fZCombc)delete fZCombc;
 234   fZCombc = new TH1F("fZCombc","Z",nbincoarse,fLowLim,fLowLim+nbincoarse*fStepCoarse);
 235
 236
 237   Int_t nEntriesMod[260];
 238   TClonesArray* recpArr[260];
 239   for(Int_t modul=0; modul<260; ++modul) {
 240       recpArr[modul]=rpcont->UncheckedGetClusters(modul+240);
 241       nEntriesMod[modul]=recpArr[modul]->GetEntriesFast();
 242   }
 243
 244   Int_t maxdim=TMath::Min(nrpL1*nrpL2,50000);  // temporary; to limit the size in PbPb
 245   static TClonesArray points("AliITSZPoint",maxdim);
 246   Int_t nopoints =0;
 247   for(Int_t modul1= fFirstL1; modul1<=fLastL1;modul1++){   // Loop on modules of layer 1
 248     //    UShort_t ladder=int(modul1/6)+1;  // ladders are numbered starting from 1
 249     TClonesArray *prpl1=recpArr[modul1-240]; //rpcont->UncheckedGetClusters(modul1);
 250     Int_t nrecp1 = nEntriesMod[modul1-240]; //prpl1->GetEntries();
 251     for(Int_t j1=0;j1<nrecp1;j1++){
 252       AliITSRecPoint *recp1 = (AliITSRecPoint*)prpl1->At(j1);
 253       recp1->GetGlobalXYZ(gc1);
 254       gc1[0]-=GetNominalPos()[0]; // Possible beam offset in the bending plane
 255       gc1[1]-=GetNominalPos()[1]; //   "               "
 256       Float_t phi1 = TMath::ATan2(gc1[1],gc1[0]);
 257       if(phi1<0)phi1+=TMath::TwoPi();
 258       for(Int_t modul2=fFirstL2;modul2<=fLastL2;modul2++){
 259           itsRec=recpArr[modul2-240]; // rpcont->UncheckedGetClusters(modul2);
 260           Int_t nrecp2 = nEntriesMod[modul2-240]; // itsRec->GetEntries();
 261           for(Int_t j2=0;j2<nrecp2;j2++){
 262             AliITSRecPoint *recp2 = (AliITSRecPoint*)itsRec->At(j2);
 263             recp2->GetGlobalXYZ(gc2);
 264             gc2[0]-=GetNominalPos()[0];
 265             gc2[1]-=GetNominalPos()[1];
 266             Float_t phi2 = TMath::ATan2(gc2[1],gc2[0]);
 267             if(phi2<0)phi2+=TMath::TwoPi();
 268
 269             Float_t diff = TMath::Abs(phi2-phi1);
 270             if(diff>TMath::Pi())diff=TMath::TwoPi()-diff;
 271             if(diff<fDiffPhiMax){
 272               //=================   DEBUG
 273               /*              Bool_t goodMatch = kFALSE;
 274               for(Int_t kl1=0;kl1<3;kl1++){
 275                 Int_t label1=recp1->GetLabel(kl1);
 276                 if(label1>0){
 277                   for(Int_t kl2=0;kl2<3;kl2++){
 278                     if(label1 == recp2->GetLabel(kl2))goodMatch = kTRUE;
 279                   }
 280                 }
 281               }
 282               */
 283               //=================   END DEBUG
 284               Float_t r1=TMath::Sqrt(gc1[0]*gc1[0]+gc1[1]*gc1[1]);
 285               Float_t zc1=gc1[2];
 286               Float_t erz1=recp1->GetSigmaZ2();
 287               Float_t r2=TMath::Sqrt(gc2[0]*gc2[0]+gc2[1]*gc2[1]);
 288               //debug         printf("r1 =%f ; r2=%f \n",r1,r2);
 289               Float_t zc2=gc2[2];
 290               Float_t erz2=recp2->GetSigmaZ2();
 291               //        Float_t tgth=(zc2[j]-zc1[i])/(r2-r1); // slope (used for multiple scattering)
 292               Float_t zr0=(r2*zc1-r1*zc2)/(r2-r1); //Z @ null radius
 293               Float_t ezr0q=(r2*r2*erz1+r1*r1*erz2)/((r2-r1)*(r2-r1)); //error on Z @ null radius
 294               /*
 295               if(goodMatch)printf("Good tracklet: z0=%f, ezr0q=%f\n",zr0,ezr0q);
 296               else printf("Fake tracklet: z0=%f, ezr0q=%f\n",zr0,ezr0q);
 297               if(goodMatch){
 298                 printf("Labels: ");
 299                 for(Int_t kkk=0;kkk<3;kkk++)printf("%d ",recp1->GetLabel(kkk));
 300                 for(Int_t kkk=0;kkk<3;kkk++)printf("%d ",recp1->GetLabel(kkk));
 301               }
 302               printf("\n");
 303               if(nopoints<maxdim) new(points[nopoints++])AliITSZPoint(zr0,ezr0q,goodMatch);
 304               */
 305               if(nopoints<maxdim) new(points[nopoints++])AliITSZPoint(zr0,ezr0q);
 306               fZCombc->Fill(zr0);
 307             }
 308           }
 309       }
 310     }
 311   }
 312   points.Sort();
 313
 314   Double_t contents = fZCombc->GetEntries()- fZCombc->GetBinContent(0)-fZCombc->GetBinContent(nbincoarse+1);
 315   if(contents<1.){
 316     //    Warning("FindVertexForCurrentEvent","Insufficient number of rec. points\n");
 317     ResetHistograms();
 318     fCurrentVertex = new AliESDVertex(startPos,startCov,99999.,-1);
 319     points.Clear();
 320     return;
 321   }
 322
 323   TH1F *hc = fZCombc;
 324
 325
 326   if(hc->GetBinContent(hc->GetMaximumBin())<3)hc->Rebin(4);
 327   Int_t binmin,binmax;
 328   Int_t nPeaks=GetPeakRegion(hc,binmin,binmax);
 329   if(nPeaks==2)AliDebug(2,"2 peaks found");
 330   Float_t zm =0.;
 331   Float_t ezm =0.;
 332   Float_t lim1 = hc->GetBinLowEdge(binmin);
 333   Float_t lim2 = hc->GetBinLowEdge(binmax)+hc->GetBinWidth(binmax);
 334   Float_t widthSR=lim2-lim1;
 335
 336   if(nPeaks ==1 && (lim2-lim1)<fWindowWidth){
 337     Float_t c=(lim1+lim2)/2.;
 338     lim1=c-fWindowWidth/2.;
 339     lim2=c+fWindowWidth/2.;
 340   }
 341   Int_t niter = 0, ncontr=0;
 342   do {
 343     // symmetrization
 344     if(zm  !=0.){
 345       Float_t semilarg=TMath::Min((lim2-zm),(zm-lim1));
 346       lim1=zm - semilarg;
 347       lim2=zm + semilarg;
 348     }
 349
 350     zm=0.;
 351     ezm=0.;
 352     ncontr=0;
 353     for(Int_t i =0; i<points.GetEntriesFast(); i++){
 354       AliITSZPoint* p=(AliITSZPoint*)points.UncheckedAt(i);
 355       if(p->GetZ()>lim1 && p->GetZ()<lim2){
 356         Float_t deno = p->GetErrZ();
 357         zm+=p->GetZ()/deno;
 358         ezm+=1./deno;
 359         ncontr++;
 360       }
 361     }
 362     if(ezm>0) {
 363       zm/=ezm;
 364       ezm=TMath::Sqrt(1./ezm);
 365     }
 366     niter++;
 367   } while(niter<10 && TMath::Abs((zm-lim1)-(lim2-zm))>fTolerance);
 368   if(nPeaks==2) ezm=widthSR;
 369   Double_t position[3]={GetNominalPos()[0],GetNominalPos()[1],zm};
 370   Double_t covmatrix[6]={GetNominalCov()[0],0.,GetNominalCov()[2],0.,0.,ezm};
 371   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,99999.,ncontr);
 372   fCurrentVertex->SetTitle("vertexer: Z");
 373   fCurrentVertex->SetDispersion(fDiffPhiMax);
 374   fNoVertices=1;
 375   points.Clear();
 376   if(fSearchForPileup && ncontr>fMinTrackletsForPilup){
 377     Float_t secPeakPos;
 378     Int_t ncontr2=FindSecondPeak(fZCombc,binmin,binmax,secPeakPos);
 379     if(ncontr2>=fMinTrackletsForPilup){
 380       fIsPileup=kTRUE;
 381       fNoVertices=2;
 382       fZpuv=secPeakPos;
 383       fNTrpuv=ncontr2;
 384       AliESDVertex secondVert(secPeakPos,0.1,ncontr2);
 385       fVertArray = new AliESDVertex[2];
 386       fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);
 387       fVertArray[1]=secondVert;
 388     }
 389   }
 390   if(fNoVertices==1){
 391     fVertArray = new AliESDVertex[1];
 392     fVertArray[0]=(*fCurrentVertex);
 393   }
 394
 395   ResetHistograms();
 396   return;
 397 }
 398
 399 //_____________________________________________________________________
 400 Int_t AliITSVertexerZD::FindSecondPeak(TH1F* h, Int_t binmin,Int_t binmax, Float_t& secPeakPos){
 401   // Resets bin contents between binmin and binmax and then search
 402   // for a second peak position
 403   for(Int_t i=binmin-1;i<=binmax+1;i++){
 404     h->SetBinContent(i,0.);
 405   }
 406   Int_t secPeakBin=h->GetMaximumBin();
 407   secPeakPos=h->GetBinCenter(secPeakBin);
 408   Int_t secPeakCont=(Int_t)h->GetBinContent(secPeakBin);
 409   secPeakCont+=(Int_t)h->GetBinContent(secPeakBin-1);
 410   secPeakCont+=(Int_t)h->GetBinContent(secPeakBin+1);
 411   secPeakCont+=(Int_t)h->GetBinContent(secPeakBin-2);
 412   secPeakCont+=(Int_t)h->GetBinContent(secPeakBin+2);
 413   return secPeakCont;
 414 }
 415
 416 //_____________________________________________________________________
 417 void AliITSVertexerZD::ResetHistograms(){
 418   // delete TH1 data members
 419   if(fZCombc)delete fZCombc;
 420   fZCombc = 0;
 421 }
 422
 423 //________________________________________________________
 424 void AliITSVertexerZD::PrintStatus() const {
 425   // Print current status
 426   cout <<"=======================================================\n";
 427   cout <<" First layer first and last modules: "<<fFirstL1<<", ";
 428   cout <<fLastL1<<endl;
 429   cout <<" Second layer first and last modules: "<<fFirstL2<<", ";
 430   cout <<fLastL2<<endl;
 431   cout <<" Max Phi difference: "<<fDiffPhiMax<<endl;
 432   cout <<"Limits for Z histograms: "<<fLowLim<<"; "<<fHighLim<<endl;
 433   cout <<"Bin sizes for coarse z histos "<<fStepCoarse<<endl;
 434   cout <<" Current Z "<<fZFound<<"; Z sig "<<fZsig<<endl;
 435   if(fZCombc){
 436     cout<<"fZCombc exists - entries="<<fZCombc->GetEntries()<<endl;
 437   }
 438   else{
 439     cout<<"fZCombc does not exist\n";
 440   }
 441
 442   cout <<"=======================================================\n";
 443 }
 444